AVR at lahat, lahat, lahat: awtomatikong pagpapakilala ng reserba sa data center

Sa nakaraang post tungkol sa Mga PDU Sinabi namin na ang ilang mga rack ay may naka-install na ATS - awtomatikong paglilipat ng reserba. Ngunit sa katunayan, sa isang data center, ang mga ATS ay inilalagay hindi lamang sa rack, ngunit kasama ang buong electrical path. Sa iba't ibang mga lugar ay nilulutas nila ang iba't ibang mga problema:

  • sa mga pangunahing distribution boards (MSB), inililipat ng AVR ang load sa pagitan ng input mula sa lungsod at backup power mula sa diesel generator sets (DGS); 
  • sa uninterruptible power supply (UPS), inililipat ng ATS ang load mula sa pangunahing input patungo sa bypass (higit pa dito sa ibaba); 
  • sa mga rack, inililipat ng ATS ang load mula sa isang input patungo sa isa pa kung sakaling may mga problema sa isa sa mga input. 

AVR at lahat, lahat, lahat: awtomatikong pagpapakilala ng reserba sa data center
ATS sa standard na power supply scheme para sa DataLine data center.

Pag-uusapan natin kung aling mga AVR ang ginagamit at kung saan ngayon. 

Mayroong dalawang pangunahing uri ng ATS: ATS (automatic transfer switch) at STS (static transfer switch). Magkaiba ang mga ito sa mga prinsipyo ng pagpapatakbo at base ng elemento at ginagamit para sa iba't ibang gawain. Sa madaling salita, ang STS ay isang mas matalinong ATS. Naglilipat ito ng mga load nang mas mabilis at mas madalas na ginagamit para sa mas matataas na load/currents. Ito ay mas nababaluktot sa pagsasaayos, ngunit ito ay napapailalim sa mga vagaries ng network: maaari itong tumanggi na gumana kung ang 2 input ay pinapagana mula sa iba't ibang mga mapagkukunan, halimbawa: mula sa isang transpormer at isang set ng diesel generator.  

AVR sa pangunahing switchboard

 
Ang pangunahing ATS ng isang data center dalawampung taon na ang nakalilipas ay mukhang isang kumplikadong sistema ng mga contactor at relay.

AVR at lahat, lahat, lahat: awtomatikong pagpapakilala ng reserba sa data center
AVR model mula sa unang bahagi ng 2000s.

Ngayon ang AVR ay isang compact multifunctional device.

AVR at lahat, lahat, lahat: awtomatikong pagpapakilala ng reserba sa data center

Ang sistema ng ATS sa pangunahing switchboard ay kumokontrol sa mga input circuit breaker at nagbibigay ng mga utos upang simulan at itigil ang diesel generator set. Kapag ang load ay higit sa 2 MW sa pangunahing antas ng switchboard, hindi ipinapayong habulin ang bilis. Kahit na mabilis itong lumipat, magtatagal ito hanggang sa magsimula ang set ng diesel generator. Gumagamit ang system na ito ng mas mabagal na ATS at nagtatakda ng mga pagkaantala (setpoints). Ito ay gumagana tulad nito: kapag ang kapangyarihan sa data center mula sa mga transformer ay nawala, ang ATS ay nag-uutos sa mga device: "Transformer, patayin. Ngayon ay naghihintay kami ng 10 segundo (set point), diesel generator, i-on, maghintay ng isa pang 10 segundo. 

ATS sa UPS  

Gamit ang isang UPS bilang isang halimbawa, tingnan natin kung paano gumagana ang pangalawang uri ng ATS - STS o static transfer switch.

Sa isang UPS, ang alternating current ay na-convert sa direct current ng isang rectifier. Pagkatapos ay sa inverter ito ay bumalik sa alternating kasalukuyang, ngunit may matatag na mga parameter. Inaalis nito ang interference at pinapabuti ang kalidad ng enerhiya. Kapag ang pangunahing supply ng kuryente ay naka-off Mga switch ng UPS sa mga baterya at pinapagana ang data center habang ang mga diesel generator set ay pinapatakbo. 

Ngunit paano kung nabigo ang isa sa mga elemento: ang rectifier, inverter o mga baterya? Sa kasong ito, ang bawat UPS ay may mekanismo ng bypass, o bypass. Gamit ito, ang aparato ay patuloy na gumagana, na lumalampas sa mga pangunahing elemento, nang direkta mula sa input boltahe. Ginagamit din ang bypass kapag kailangan mong patayin ang UPS at ilabas ito para sa pagkukumpuni. 

Ang STS sa UPS ay kailangan para ligtas na mailipat sa bypass input. Sa madaling salita, sinusubaybayan ng STS ang mga parameter ng input at output ng network, naghihintay na magkatugma ang mga ito, at lumipat sa ilalim ng mga ligtas na kondisyon. 

AVR at lahat, lahat, lahat: awtomatikong pagpapakilala ng reserba sa data center

AVR sa isang rack 

Kaya, dalawang power input ang konektado sa rack. Kung ang iyong kagamitan ay may dalawang power supply, madali mo itong maikonekta sa iba't ibang PDU, at hindi ka natatakot sa pagkawala ng isang input. Paano kung ang iyong server ay may isang power supply? 
Sa rack, ginagamit ang ATS upang hindi masayang ang tubo mula sa dalawang input. Kung may mga problema sa isa sa mga input, inililipat ng ATS ang load sa isa pang input.

Disclaimer: Kung magagawa mo, iwasan ang mga kagamitan na may iisang power supply upang maiwasan ang paglikha ng isang punto ng pagkabigo sa system. Susunod na ipapakita namin kung ano ang mga disadvantages ng scheme ng koneksyon na ito. 

AVR at lahat, lahat, lahat: awtomatikong pagpapakilala ng reserba sa data center

Ang gawain ng ATS sa rack ay upang ilipat ang kagamitan sa gumaganang input nang napakabilis na walang pagkagambala sa operasyon nito. Ang bilis na kinakailangan para dito ay natagpuan sa eksperimento: hindi hihigit sa 20 ms. Tingnan natin kung paano ito natuklasan.

Ang mga pagkabigo sa pagpapatakbo ng kagamitan ng server ay nangyayari dahil sa pagbaba ng boltahe (dahil sa trabaho sa mga substation, koneksyon ng malalakas na pagkarga o aksidente). Upang ilarawan kung paano makatiis ang mga kagamitan sa iba't ibang amplitude at tagal ng mga pag-alon ng boltahe, ang CBEMA (Computer and Business Equipment Manufacturers Association) na mga curve sa kaligtasan ng mga de-koryenteng kagamitan ay binuo. Ngayon sila ay kilala bilang ITIC (Information Technology Industry Council) curves, ang kanilang mga variant ay kasama sa IEEE 446 ANSI standards (ito ay isang analogue ng aming GOSTs).

Tingnan natin ang iskedyul. Ang aming gawain ay tiyaking gumagana ang mga device sa "green zone". Sa curve ng ITIC nakita namin na ang kagamitan ay handa na upang "pahintulutan" ang isang paglubog ng maximum na 20 ms. Samakatuwid, nilalayon naming gumana ang ATS sa rack sa loob ng 20 ms, o mas mabuti pa, mas mabilis pa.   

AVR at lahat, lahat, lahat: awtomatikong pagpapakilala ng reserba sa data center
Pinagmulan: meandr.ru.

ATS device. Ang isang tipikal na ATS sa aming data center rack ay sumasakop sa 1 unit at kayang tumagal ng load na 16 A. 

Sa display makikita natin kung saan input pinapagana ang ATS, kung gaano karami ang natupok ng mga konektadong device sa mga amperes. Gumamit ng hiwalay na button para piliin kung bibigyan ng priyoridad ang una o pangalawang input. Sa kanan ay mga port para sa pagkonekta sa ATS: 

  • Ethernet port - ikonekta ang pagsubaybay;
  • Serial port - mag-log in sa pamamagitan ng laptop at tingnan kung ano ang nangyayari sa mga log; 
  • USB - magpasok ng flash drive at i-update ang firmware. 

Ang mga port ay maaaring palitan: maaari mong gawin ang lahat ng mga operasyong ito kung mayroon kang access sa kahit isa sa mga ito. 

AVR at lahat, lahat, lahat: awtomatikong pagpapakilala ng reserba sa data center

Sa likod na bahagi ay may mga plug para sa pagkonekta sa pangunahing at backup na mga input at isang socket group para sa pagkonekta ng IT equipment.

AVR at lahat, lahat, lahat: awtomatikong pagpapakilala ng reserba sa data center

Tinitingnan namin ang mga detalyadong katangian ng AVR sa pamamagitan ng web interface. Doon maaari mong ayusin ang sensitivity ng paglipat at makita ang mga log. 

AVR at lahat, lahat, lahat: awtomatikong pagpapakilala ng reserba sa data center
AVR web interface.

Pag-install at koneksyon ng ATS. Mas mainam na i-install ang AVR sa taas sa gitna ng rack. Kung hindi namin alam ang pagsasaayos ng rack nang maaga, kung gayon ang kagamitan na may isang power supply ay maaaring maabot gamit ang mga wire mula sa ibaba at sa itaas.  

Ngunit pagkatapos ay may mga nuances: ang lalim ng isang karaniwang rack ay mas malaki kaysa sa lalim ng AVR. Inirerekomenda namin ang pag-install nito nang mas malapit sa malamig na pasilyo hangga't maaari para sa dalawang dahilan:

  1. Access sa front panel. Kung i-install namin ang ATS na mas malapit sa mainit na pasilyo, makikita namin ang indikasyon, ngunit hindi makakonekta dito sa pamamagitan ng mga port. Nangangahulugan ito na hindi namin makikita ang mga log o i-reboot ang device.

    AVR at lahat, lahat, lahat: awtomatikong pagpapakilala ng reserba sa data center

    AVR at lahat, lahat, lahat: awtomatikong pagpapakilala ng reserba sa data center
    Sa isang lugar sa kalaliman, kumikislap ang AVR - hindi na maabot ang port.

  2. Pagpapalamig. Inirerekomenda ang AVR na gamitin sa mga temperaturang hindi hihigit sa 45Β°C. Gayunpaman, wala itong sariling mga tagahanga para sa paglamig; ito ay isang metal na aparato lamang na may elektronikong pagpuno. Panatilihin ang nais na temperatura sa dalawang paraan: 

  • mga daloy ng hangin na umiihip dito mula sa labas; 
  • mga fastener na nag-aalis ng labis na init.

Kung i-install namin ang ATS sa gilid ng mainit na pasilyo at, bilang karagdagan, sanwits ito ng isang pie ng mga server, pagkatapos ay makakakuha kami ng isang kalan. Sa pinakamagandang kaso, susunugin ng AVR ang mga utak nito at mawawalan ng pakikipag-ugnayan sa labas ng mundo, sa pinakamasamang kaso, magsisimula itong random na ilipat ang load o abandunahin ito.

AVR at lahat, lahat, lahat: awtomatikong pagpapakilala ng reserba sa data center
Ang AVR ay umuusok na nakaharap sa mainit na koridor.

Nagkaroon ng kaso. Isang inhinyero sa kanyang pag-ikot ay nakarinig ng hindi karaniwang mga pag-click.
Sa kailaliman ng mainit na koridor, sa ilalim ng isang tumpok ng mga server, natuklasan ang isang ATS na patuloy na lumilipat mula sa pangunahing input patungo sa backup. 

Ang AVR ay pinalitan. Ipinakita ng mga log na sa isang buong linggo ay lumipat ito bawat segundo - isang kabuuang higit sa kalahating milyong switch. At ganyan kung pano nangyari ang iyan ito ay

Ano pang mga AVR ang available sa isang rack?

Panimulang Rack ATS. Sa aming data center, ang naturang ATS ay gumaganap bilang ang tanging pinagmumulan ng pamamahagi ng kuryente sa rack: gumagana ito bilang isang ATS+PDU. Sinasakop ang ilang mga yunit, maaaring makatiis ng isang load na 32 A, ay konektado sa mga pang-industriya na konektor at maaaring magpatakbo ng hanggang sa 6 kW ng kagamitan. Maaari itong gamitin kapag hindi posible na i-mount ang mga karaniwang PDU, at ang mga kagamitan sa isang yunit sa isang rack ay hindi nagsisilbi ng mga kritikal na pagkarga. 

AVR at lahat, lahat, lahat: awtomatikong pagpapakilala ng reserba sa data center

Rack STS. Ginagamit ang rack-mounted STS para sa surge-sensitive na kagamitan. Ang ATS na ito ay lumipat nang mas mabilis kaysa sa ATS. 
 
AVR at lahat, lahat, lahat: awtomatikong pagpapakilala ng reserba sa data center
Ang partikular na STS na ito ay tumatagal ng 6 na unit at may bahagyang "vintage" na interface.

Mini-AVR. May mga ganoong sanggol, ngunit sa aming data center hindi ito ang kaso. Ito ay isang mini-ATS para sa isang server. 

AVR at lahat, lahat, lahat: awtomatikong pagpapakilala ng reserba sa data center
Ang ATS na ito ay direktang konektado sa power supply ng server.

Paano namin hinahanap ang perpektong AVR

Sinusubukan namin ang maraming iba't ibang ATS at sinusuri kung paano sila kumikilos sa mga kondisyon ng mataas na temperatura.

Narito kung paano namin kinukutya ang AVR upang suriin ito: 

  • ikinonekta namin dito ang isang recorder ng kalidad ng network, isang server at ilang higit pang mga aparato para sa pagkarga;
  • insulate namin ang rack na may mga plug o pelikula upang makamit ang mataas na temperatura;
  • init hanggang 50Β°C;
  • halili na patayin ang mga input ng 20 beses;
  • tinitingnan namin kung mayroong anumang mga pagkabigo ng kuryente at kung ano ang nararamdaman ng server;
  • Kung pumasa ang AVR sa pagsubok, painitin ito sa 70Β°C.

AVR at lahat, lahat, lahat: awtomatikong pagpapakilala ng reserba sa data center
Larawan na may thermal imager mula sa isa sa mga pagsubok.

AVR at lahat, lahat, lahat: awtomatikong pagpapakilala ng reserba sa data center
Itinatala ng network analyzer ang boltahe sa paglipas ng panahon. Sa pag-record, makikita natin kung gaano katagal ang paglipat: sa sandaling ito ang sine wave ay nagambala

Siyanga pala, kukuha kami ng AVR para sa isang pagsubok: titingnan namin ang iyong device para sa lakas at sasabihin sa iyo kung ano ang nangyari πŸ˜‰ 

AVR sa isang rack: isang nakatagong banta

Ang pangunahing problema sa isang rack-mount ATS ay na maaari lamang nitong ilipat ang load mula sa pangunahing sa backup input, ngunit hindi nagpoprotekta laban sa mga short circuit o overload. Kung ang isang maikling circuit ay nangyayari sa power supply, pagkatapos ay ang circuit breaker sa isang mas mataas na antas ay gagana para sa proteksyon: sa PDU o sa distribution board. Bilang resulta, naka-off ang isang input, naiintindihan ito ng ATS at lumipat sa pangalawang input. Kung mananatili pa rin ang short circuit, ang pangalawang input circuit breaker ay babagsak. Bilang resulta, ang isang problema sa isang piraso ng kagamitan ay maaaring maging sanhi ng pagkawala ng kuryente sa buong rack.

Kaya inuulit ko muli: mag-isip ng isang libong beses bago i-install ang ATS sa isang rack at gumamit ng kagamitan na may isang power supply.

Pinagmulan: www.habr.com

Magdagdag ng komento