Резервирование электропитания в стойке

Всегда существует вероятность сбоя в электросети по причине техногенных или природных внешних факторов, поэтому вопрос о резервировании питания ответственного оборудования с целью повышения надежности системы является актуальным.  В зависимости от класса оборудования, его мощности, сферы применения, места установки реализация резервирования может быть различной. В данной статье предлагается рассмотреть экономичное решение по организации резервирования однофазного оборудования серверной стойки при использовании  ATS CyberPower.

Automatic Transfer Switch (ATS, или АВР - автоматический ввод резерва) можно отнести к передовым решениям по резервированию электропитания сетевых устройств, которые активно используются в ЦОДах, телекоммуникационных узлах, отраслевых решениях и т.п.

Как правило, способы резервирования регламентируются и могут применяться как в централизованной схеме  резервного электропитания, так и в распределенной. При централизованной схеме  ATS устанавливается на вводе предприятия или  ЦОДа и обеспечивает электропитанием весь комплекс устройств с  высокой суммарной мощностью и стоимостью. При распределенной схеме резервирования с применением однофазных источников бесперебойного питания  ATS устанавливается на уровне одного устройства, одной серверной стойки, мощность которых не превышает 5-7кВА.

Само резервирование и защита оборудования могут быть реализованы двумя способами:

1. Подключение к АВР двух ИБП, один из которых назначается основным, второй – резервным. АВР отвечает в данной схеме за автоматическое переключение нагрузки между основным и резервным источником бесперебойного питания в случае перебоев сети, окончании заряда батарей или выхода основного источника из строя.
2. ИБП и Сеть, где ИБП является основным питанием в случае перебоев, а сеть – резервный, дублирующий источник электроэнергии.

Благодаря компактным габаритам, возможности установки в 19-дюймовую стойку и локальному резервированию АВР (ATS) возможно  не только включать   в проектируемые объекты,  но и применять на уже эксплуатируемых.

Популярные модели АВР CyberPower

К наиболее популярным можно отнести две модели ATS CyberPower PDU20SWHVIEC10ATNET, PDU32SWHVIEC18ATNET. Первая из них занимает всего 1U стоечного пространства, рассчитана на показание нагрузки максимальным током 20А, имеет два разъема IEC 320 C20 для подключения входов питания и десять выходных разъемов для подключения защищаемого оборудования, где восемь разъемов IEC C13 и два разъема IEC C19. Эта модель рассчитана для работы с однофазным оборудованием, мощностью до 4кВА, что покрывает значительную часть потребностей заказчиков.

Вторая модель, PDU32SWHVIEC18ATNET, занимает в стойке 2U, но готова работать с более мощным однофазным оборудованием – до 32А.  Для подключения входов питания здесь предусмотрены два разъема типа IEC 60309 32A, выходных разъемов в общей сумме 18 штук, где шестнадцать из них типа IEC C13 и два IEC C19. Каждая розетка данного устройства имеет защиту от сверхтока.

В стандартную комплектацию обоих устройств входит жидкокристаллический (ЖК) дисплей, который дает возможность в ручном режиме настроить определенные параметры  конфигурации и обеспечивает быстрый доступ  к информации о состоянии сети, потребляемой нагрузке и т.п.

Оба устройства отличаются широкими возможностями удаленного управления и мониторинга на уровне каждой розетки. Можно удаленно включать или выключать оборудование, назначать последовательность и время задержки для каждого потребителя при выключении и затем подаче питания при проведении плановых работах, контролировать показатели напряжения, тока и т.п.

Энергоэффективность решения

Показатели и статистика параметров энергопотребления на уровне каждой розетки питания играют важную роль в работе по повышению энергоэффективности системы. Появляется возможность анализировать и оценивать энергоэффективность каждого сервера, системы хранения или другого оборудования. Также могут быть выявлены и проанализированы интервалы пиковой нагрузки. По факту проведенного анализа может быть разработана система мер, приводящая к улучшению общих показателей энергоэффективности за счет виртуализации каких-то процессов, перераспределение каких-то работ во времени с целью максимального использования времени более дешевого тарифа на электроэнергию т.п.

Когда появляется возможность измерить, собрать полноценную статистику, появляется возможность проанализировать результат и оптимизировать работу, снизить энергозатраты и в этом ATS CyberPower является надежным помощником.

Бесперебойное питание и защита

Обеспечение резервирования питания для однофазного оборудования, расположенного в стойке, как уже отмечалось, является одним из главенствующих преимуществ применения АВР.

Каждая из представленных моделей имеет два входа питания – основной и резервный. Задача АВР достаточно проста: обнаружить исчезновение напряжения на основном входе и переключить работу на резервный вход. Например, если приоритетный источник питания исчерпал свое время автономии или  полностью израсходован заряд аккумуляторов основного ИБП, АВР автоматически переключается на второй ИБП или на дублирующий источник (генератор, сеть), не прерывая работы системы. Как только восстанавливается работоспособность или подача напряжения на основном вводе, АВР переключает работу обратно на него.

Время переключения на резервный источник и время возврата на основной источник при восстановлении питания является важным показателем и должно быть минимальным. Длительный перерыв в электропитании зачастую может привести к необратимым последствиям.

Согласно кривым, разработанным ассоциацией СВЕМА (Computer and Business Equipment Manufacturers Association) (ссылка), электронные схемы блоков питания должны сохранять работоспособность в течение 20 мс.

Модели ATS CyberPower обладают высокой скоростью переключения  (8-12 мс.) с одного источника на другой, что гарантирует бесперебойность работы системы  в целом. 

Удаленное управление и мониторинг

Устройства включают в себя карту удаленного управления (SNMP), что позволяет осуществлять мониторинг основных параметров в режиме реального времени, а также настроить и получать автоматические уведомления при отклонении этих параметров от установленного значения.  В качестве программного обеспечения управления электропитанием предлагается использовать фирменный продукт - PowerPanel® Business Edition. ПО не имеет ограничения по числу пользователей, их количество ограничено только мощностью рабочего сервера, поэтому несколькими АВР можно управлять через одну консоль.

Рис.4. Два АВР подключены к разным компьютерам, и через интернет-браузер информация от них поступает в главный компьютер.

Каковы преимущества стоечного АВР от CyberPower?

1. Надежное резервирования питания по системе 2N в стойке с однофазным оборудованием.
2. Экономичный способ подачи питания от ИБП или от сети к нескольким устройствам.
3. Альтернатива установке более дорогого оборудования большей мощности.
4. Компактное размещение (1U/2U в стойке).
5. Настраиваемые пороги входного напряжения (обеспечивает широкие возможности управления и контроля вместо непосредственного отключения питания).
6. Удаленное управление и полнофункциональный мониторинг в режиме реального времени.
7. Оптимизация энергозатрат.
8. Сертифицирован на совместимость с оборудованием Cisco.

Выводы

В современной среде любой организации, любого предприятия очень важную роль играют ИТ-процессы, на них возлагается все больше и больше задач. От устойчивости работы оборудования зачастую зависит непрерывность бизнес-процессов. Простои и перебои в работе могут обходиться очень дорого. На этом фоне забота о резервировании питания выглядит совсем не праздным вопросом и если при установке трехфазных систем действуют свои законы и свои решения, то по обеспечению резервирования в стойке с однофазным оборудованием роль АВР сложно переоценить.

Второй важной составляющей, безусловно, является возможность измерить и проанализировать потребление электроэнергии каждого потребителя существующей системы. Расходы на электроэнергию долгое время в нашей стране не считались существенной составляющей, но это время прошло. Электроэнергия дорожает, мощности используемого оборудования растут и зачастую расходы на электроэнергию составляют половину стоимости владения оборудованием. Возможность измерения показателей, ведение журнала данных позволяет эффективно вести работы по оптимизации энергопотребления.

На этом фоне, учитывая совокупность всех возможностей АВР, можно рассчитывать на весьма быстрый возврат инвестиций при использовании этих устройств в решениях.