🚊 😟 🏣 ABP und alles, alles, alles: automatische Reservenerfassung im Rechenzentrum 🖨️ 🍟 🐱

Im letzten Beitrag über PDUs haben wir gesagt, dass in einigen Racks ABP installiert ist - automatische Eingabe der Reserve. Tatsächlich wird das ABP im Rechenzentrum nicht nur im Rack installiert, sondern auch auf dem gesamten Stromweg. An verschiedenen Orten lösen sie verschiedene Probleme:

In den Hauptschalttafeln (Hauptschalttafeln) schaltet der ATS die Last zwischen dem Eingang aus der Stadt und der Notstromversorgung aus den Dieselaggregaten (DGU) um.
Bei unterbrechungsfreien Stromversorgungen (USV) schaltet der ATS die Last vom Haupteingang auf Bypass um (mehr dazu weiter unten).
In Racks schaltet das ABP die Last bei Problemen mit einem der Eingänge von einem Eingang auf einen anderen um.

ATS im Standardstromversorgungskreis von DataLine-Rechenzentren.

Wir werden darüber sprechen, welche ABPs und wo sie heute verwendet werden.

Es gibt zwei Haupttypen von ATS: ATS (automatischer Übertragungsschalter) und STS (statischer Übertragungsschalter) . Sie unterscheiden sich in Arbeitsprinzipien und elementarer Basis und werden für verschiedene Aufgaben verwendet. Kurz gesagt, STS ist ein intelligenterer ATS. Es schaltet die Last schneller um und wird häufiger für große Lasten / Ströme verwendet. Es ist flexibler in der Konfiguration, aber „mit Unklarheiten“ im Netzwerk: Es kann sich weigern zu funktionieren, wenn 2 Eingänge von verschiedenen Quellen gespeist werden, zum Beispiel von einem Transformator und einem Dieselgenerator.

ABP in der Hauptschalttafel

Das Haupt-ATS des Rechenzentrums vor zwanzig Jahren sah aus wie ein komplexes System von Schützen und Relais.

ABP-Stichprobe der frühen 2000er Jahre.

Jetzt ist ABP ein kompaktes Multifunktionsgerät.

Das ABP-System in der Hauptschalttafel steuert Eingabemaschinen und gibt Befehle zum Starten und Stoppen des Dieselgenerators. Bei einer Last von mehr als 2 MW auf der Ebene der Hauptschalttafel ist es unpraktisch, die Geschwindigkeit zu verfolgen. Selbst wenn es schnell umschaltet, vergeht die Zeit bis zum Start der DGU. In diesem System werden langsamere ATS verwendet und Verzögerungen (Einstellungen) eingestellt. Das funktioniert so: Wenn die Stromversorgung des Rechenzentrums von den Transformatoren unterbrochen wird, befiehlt der ATS den Geräten: „Transformator, ausschalten. Jetzt warten wir 10 Sekunden (Einstellung), DGU, schalten ein, warten weitere 10 Sekunden. "

ABP zu UPS

Lassen Sie uns am Beispiel der USV sehen, wie der zweite ATS-Typ funktioniert - STS oder statischer Übertragungsschalter.

In der USV wird der Wechselstrom am Gleichrichter in Gleichstrom umgewandelt. Dann wandelt sich der Wechselrichter wieder in Wechselstrom um, jedoch mit stabilen Parametern. Dies eliminiert Störungen und verbessert die Energiequalität. Wenn die Hauptstromquelle getrennt ist, schaltet die USV auf die Batterien um und speist das Rechenzentrum, während die Dieselaggregate in Betrieb sind.

Was aber, wenn eines der Elemente ausfällt: ein Gleichrichter, ein Wechselrichter oder Batterien? In diesem Fall verfügt jede USV über einen Bypass-Mechanismus oder Bypass. Damit arbeitet das Gerät unmittelbar ab der Eingangsspannung weiter um die Hauptelemente herum. Der Bypass wird auch verwendet, wenn Sie die USV ausschalten und zur Reparatur herausnehmen müssen.

Der STS in der USV wird benötigt, um sicher auf Bypass-Eingang umzuschalten. Kurz gesagt, der STS überwacht die Netzwerkparameter am Ein- und Ausgang, wartet auf Übereinstimmung und schaltet unter sicheren Bedingungen um.

ATS in einem Rack

Es gibt also zwei Stromeingänge für das Rack. Wenn Ihr Gerät über zwei Netzteile verfügt, schließen Sie es sicher an verschiedene PDUs an, und der Verlust eines Eingangs ist für Sie kein Problem. Und wenn Ihr Server ein Netzteil hat?
Im Rack wird ABP verwendet, damit der Gewinn aus zwei Eingaben nicht verschwendet wird. Bei Problemen mit einem der Eingänge schaltet der ATS die Last auf den anderen Eingang um.

Haftungsausschluss: Wenn möglich, vermeiden Sie Geräte mit einem einzigen Netzteil, um keine Fehlerstelle im System zu verursachen. Weiter werden wir zeigen, was die Nachteile eines solchen Verbindungsschemas sind.

Die Aufgabe des ABP im Rack besteht darin, das Gerät so schnell auf den Arbeitseingang umzuschalten, dass die Arbeit nicht unterbrochen wird. Die dafür notwendige Geschwindigkeit wurde empirisch ermittelt: nicht mehr als 20 ms. Mal sehen, wie es entdeckt wurde.

Fehler beim Betrieb von Servergeräten treten aufgrund von Spannungseinbrüchen auf (aufgrund von Arbeiten in Umspannwerken, dem Anschluss starker Lasten oder Unfällen). Um zu veranschaulichen, wie das Gerät unterschiedlichen Amplituden und Dauern von Spannungsabfällen standhält, wurden elektrische Sicherheitskurven der CBEMA (Computer and Business Equipment Manufacturers Association) entwickelt. Jetzt sind sie als ITIC-Kurven (Information Technology Industry Council) bekannt. Ihre Varianten sind in den ANSI-Standards IEEE 446 enthalten (dies ist ein Analogon zu unseren GOSTs).

Überprüfen Sie den Zeitplan. Unsere Aufgabe ist es, dass die Geräte in der grünen Zone arbeiten. Auf der ITIC-Kurve sehen wir, dass das Gerät bereit ist, einen Ausfall von maximal 20 ms zu „tolerieren“. Daher konzentrieren wir uns auf das ABP im Rack, das in 20 ms oder besser noch schneller arbeitet.

Quelle: meandr.ru .

ATS-Gerät . Ein typischer ATS (ATS) im Rack unseres Rechenzentrums belegt 1 Einheit und kann einer Last von 16 A standhalten.

Auf dem Display sehen wir, von welchem Eingang der ATS gespeist wird, wie viele angeschlossene Geräte in Ampere verbrauchen. Eine separate Schaltfläche wählt aus und gibt dem ersten oder zweiten Eingang Priorität. Auf der rechten Seite befinden sich die Anschlüsse für die Verbindung zum ATS:

Ethernet-Port - Verbindungsüberwachung;
Serielle Schnittstelle - Gehen Sie durch den Laptop und sehen Sie in den Protokollen nach, was gerade passiert.
USB - Schließen Sie ein USB-Flash-Laufwerk an und aktualisieren Sie die Firmware.

Ports sind austauschbar: Sie können alle diese Vorgänge ausführen, wenn Sie Zugriff auf mindestens einen von ihnen haben.

Auf der Rückseite befinden sich Stecker zum Anschließen der Haupt- und Backup-Eingänge sowie eine Sockelgruppe zum Anschließen von IT-Geräten.

Detaillierte Eigenschaften des ATS sehen wir über die Weboberfläche. Dort wird die Schaltempfindlichkeit konfiguriert und die Protokolle sind sichtbar.

Webinterface ABP.

Installation und Anschluss von ATS . Es ist besser, das ABP in der Mitte des Racks in die Höhe zu stellen. Wenn wir die Konfiguration des Racks nicht im Voraus kennen, können Geräte mit einem Netzteil die Drähte sowohl von unten als auch von oben erreichen.

Aber dann gibt es Nuancen: Die Tiefe des Standard-Racks ist viel größer als die Tiefe des ATS. Wir empfehlen die Installation aus zwei Gründen so nahe wie möglich am kalten Korridor:

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. 45°. , . :

Wenn Sie das ABP von der Seite des heißen Korridors installieren und es zusätzlich mit einem Kuchen von den Servern kneifen, bekommen wir einen Herd. Im besten Fall brennt das Gehirn des ABP aus und es verliert den Kontakt zur Außenwelt. Im schlimmsten Fall wird die Last zufällig umgeschaltet oder fallen gelassen.

ABP dampft vor dem heißen Korridor.

Es gab einen Fall. Der Ingenieur auf dem Umweg hörte ungewöhnliche Klicks.
In den Eingeweiden des heißen Korridors wurde unter dem Haufen von Servern ein ABP entdeckt, das ständig vom Haupteingang zum Backup-Eingang wechselte.

ABP ersetzt. Protokolle zeigten, dass er eine ganze Woche lang jede Sekunde wechselte - insgesamt mehr als eine halbe Million Kommutierungen. Das ist , wie es war

Welche anderen ABPs befinden sich im Rack?

Einführungs-ATS für ein Rack . In unserem Rechenzentrum fungiert ein solches ABP als einzige Stromverteilungsquelle im Rack: Es funktioniert als ABP + PDU. Es belegt mehrere Einheiten, hält einer Last von 32 A stand, ist über Industriestecker angeschlossen und kann Geräte mit bis zu 6 kW versorgen. Es kann verwendet werden, wenn Standard-PDUs nicht montiert werden können und Geräte mit einer Einheit in einem Rack keine kritischen Lasten aufnehmen können.

Rack STS . Das STS in einem Rack wird für Geräte verwendet, die empfindlich gegen Überspannungen sind. Dieser ATS schaltet schneller als ATS.

Dieser spezielle STS nimmt 6 Einheiten auf und verfügt über eine leicht „vintage“ Schnittstelle.

Mini ATS . Es gibt solche Babys, aber dies ist in unserem Rechenzentrum nicht der Fall. Dies ist ein Mini-ABP für einen einzelnen Server.

Dieser ATS wird direkt an die Serverstromversorgung angeschlossen.

Wie wir das perfekte ABP suchen

Wir testen viele verschiedene ABPs und testen, wie sie sich in Hochtemperaturumgebungen verhalten.

So verspotten Sie ABP, um es zu überprüfen:

Wir verbinden einen Registrar für Netzwerkqualität, einen Server und mehrere weitere Geräte für die Last.
Isolieren Sie das Rack mit Stopfen oder Folie, um eine hohe Temperatur zu erreichen.
auf 50 ° C erhitzen;
Deaktivieren Sie die Eingänge abwechselnd 20 Mal.
Wir suchen nach Stromausfällen, wie sich der Server anfühlt.
Wenn das ABP den Test besteht - auf 70 ° C erhitzen.

Wärmebildfoto von einem der Tests.

Der Netzwerkanalysator erfasst die Spannung über die Zeit. In der Aufzeichnung sehen wir, wie lange das Umschalten gedauert hat: In diesem Moment wurde die Sinuswelle unterbrochen.

Übrigens nehmen wir das ABP für einen Test: Wir werden Ihr Gerät auf Stärke prüfen und Ihnen sagen, was passiert ist;)

ATS im Rack: eine versteckte Bedrohung

Das Hauptproblem mit dem ATS im Rack besteht darin, dass es nur die Last vom Haupt- zum Backup-Eingang umschalten kann, aber nicht vor Kurzschluss oder Überlastung schützt. Wenn an der Stromversorgung ein Kurzschluss auftritt, löst der Leistungsschalter eine Schutzstufe aus: an der PDU oder im Verteiler. Infolgedessen wird ein Eingang ausgeschaltet, der ATS versteht dies und schaltet auf den zweiten Eingang um. Bleibt der Kurzschluss weiterhin bestehen, löst der zweite Eingangsleistungsschalter aus. Infolgedessen kann aufgrund eines Problems an einem Gerät das gesamte Rack stromlos sein.

Also wiederhole ich noch einmal: Denken Sie tausendmal nach, bevor Sie den ATS in ein Rack einbauen und Geräte mit einem Netzteil verwenden.