Ett kort utbildningsprogram för nybörjare om varför modulära UPS:er är coolare och hur det gick till.
Baserat på deras arkitektur är avbrottsfri strömförsörjning för datacenter uppdelad i två stora grupper: monoblock och modulära. De förra tillhör den traditionella typen av UPS, de senare är relativt nya och mer avancerade.
Vad är skillnaden mellan monoblock och modulära UPS?
I monoblock avbrottsfri strömförsörjning tillhandahålls uteffekten av en kraftenhet. I modulära UPS:er är huvudkomponenterna gjorda i form av separata moduler, som placeras i enhetliga skåp och arbetar tillsammans. Var och en av dessa moduler är utrustad med en styrprocessor, laddare, växelriktare, likriktare och representerar en fullvärdig kraftdel av UPS:en.
Låt oss förklara detta med ett enkelt exempel. Om vi tar två avbrottsfri strömförsörjning - monoblock och modulär - med en effekt på 40 kVA, kommer den första att ha en effektmodul med en effekt på 40 kVA, och den andra kommer att bestå av till exempel fyra strömmoduler med en effekt på 10 kVA vardera.
Skalningsalternativ
När du använder monoblock UPS:er med ett ökat effektbehov är det nödvändigt att ansluta en annan fullvärdig enhet med samma effekt parallellt med den befintliga. Detta är en ganska komplicerad process.
Modulära lösningar ger större designflexibilitet. I detta fall kan en eller flera moduler anslutas till en redan fungerande enhet. Detta är en ganska enkel procedur som kan genomföras på kort tid.
Möjlighet till mjuk effektökning
En jämn ökning av kraften är viktig i det inledande skedet av driften av ett datacenter. Det är ganska logiskt att det under de första månaderna kommer att vara 30-40% laddat. Det är mer praktiskt och ekonomiskt att använda avbrottsfri strömförsörjning som är designad speciellt för denna ström. I takt med att kundbasen expanderar kommer datacenterbelastningen att öka och därmed behovet av ytterligare strömförsörjning.
Det är bekvämt att öka kraften hos UPS:en steg för steg tillsammans med den tekniska infrastrukturen. När man använder monoblock avbrottsfri strömförsörjning är en jämn ökning av effekten i princip omöjlig. Med modulära UPS:er är detta enkelt att implementera.
UPS tillförlitlighet
När vi pratar om tillförlitlighet kommer vi att använda två begrepp: medeltid mellan fel (MTBF) och medeltid till reparation (MTTR).
MTBF är ett probabilistiskt värde. Värdet på medeltiden mellan fel baseras på följande postulat: tillförlitligheten hos ett system minskar med en ökning av antalet komponenter.
I denna parameter har monoblock UPS:er en fördel. Anledningen är enkel: modulära avbrottsfri strömförsörjning har fler komponenter och kontakter, som var och en anses vara en potentiell felpunkt. Följaktligen är teoretiskt risken för misslyckande högre här.
Men för avbrottsfri strömförsörjning som används i datacenter är det inte själva felet som är viktigt, utan hur länge UPS:en kommer att förbli inoperativ. Denna parameter bestäms av systemets medeltid för återställning (MTTR).
Här finns fördelen redan på sidan av modulblock. De har låg MTTR eftersom alla moduler snabbt kan bytas ut utan att strömförsörjningen avbryts. För att göra detta är det nödvändigt att denna modul finns i lager, och dess demontering och installation kan utföras av en specialist. Faktum är att det inte tar mer än 30 minuter.
Med monoblock avbrottsfri strömförsörjning är situationen mycket mer komplicerad. Det kommer inte att gå att reparera dem så snabbt. Detta kan ta från flera timmar till flera dagar.
För att bestämma feltoleransen för ett system kan du använda ytterligare en parameter - tillgänglighet eller på annat sätt funktionsduglighet. Denna indikator är högre, ju längre medeltiden mellan fel (MTBF) och desto lägre är systemets medeltid till återställning (MTTR). Motsvarande formel är följande:
genomsnittlig tillgänglighet (operabilitet) =
I förhållande till modulära UPS:er är situationen följande: deras MTBF-värde är lägre än monoblock-UPS:er, men samtidigt har de ett betydligt lägre MTTR-värde. Som ett resultat är prestandan hos modulära avbrottsfri strömförsörjning högre.
Strömförbrukning
Ett monoblocksystem kräver betydligt mer energi eftersom det är redundant. Låt oss förklara detta med ett exempel för N+1-redundansschemat. N är mängden belastning som krävs för att driva datacenterutrustningen. I vårt fall kommer vi att ta det lika med 90 kVA. N+1-schemat innebär att 1 reservelement förblir oanvänt i systemet innan ett fel.
När du använder en monoblock avbrottsfri strömförsörjning med en effekt på 90 kVA, för att implementera N+1-kretsen, måste du använda en annan identisk enhet. Som ett resultat blir den totala systemredundansen 90 kVA.
När man använder modulära UPS:er med en kapacitet på 30 kVA är situationen annorlunda. Med samma belastning, för att implementera N+1-kretsen, behöver du en annan modul av samma typ. Som ett resultat kommer den totala systemredundansen inte längre att vara 90 kVA, utan endast 30 kVA.
Därav slutsatsen: användningen av modulära strömförsörjningar kan minska energiförbrukningen för datacentret som helhet.
Ekonomi
Om du tar två avbrottsfri strömförsörjning med samma effekt, är monoblocket billigare än det modulära. Av denna anledning är monoblock UPS fortfarande populära. Att öka uteffekten kommer dock att fördubbla kostnaden för systemet, eftersom ytterligare en identisk enhet måste läggas till den befintliga. Dessutom kommer det att finnas behov av att installera lapptavlor och fördelningscentraler samt att lägga nya kabelledningar.
När du använder modulära avbrottsfri strömförsörjning kan systemeffekten ökas smidigt. Detta innebär att du kommer att behöva spendera pengar på att köpa ett sådant antal moduler som räcker för att tillfredsställa de befintliga strömförsörjningsbehoven. Inget onödigt lager.
Slutsats
Monoblock avbrottsfri strömförsörjning är lågt prissatt och lätt att konfigurera och använda. Samtidigt ökar de energiförbrukningen i datacentret och är svåra att skala. Sådana system är bekväma och effektiva där små kapaciteter krävs och deras expansion inte förväntas.
Modulära UPS:er kännetecknas av enkel skalbarhet, minimal återhämtningstid, hög tillförlitlighet och tillgänglighet. Sådana system är optimala för att öka datacenterkapaciteten i någon utsträckning till minimal kostnad.
Källa: will.com