F07: Система Бесперебойного электроснабжения ИБП

Общие требования

Система бесперебойного электроснабжения обеспечивает электроснабжением, при переключениях электроснабжения между основным и резервным, выходе из строя основной линии электропитания или ее компонентов. Кроме этого защищает от различных сбоев в электропитании. ЦОДы можно разделить по плотности энергопотребления стоек. Так для примера:

При определённых условиях может является резервной системой электропитания, когда нет возможности установки дизель генератора.

Различаются несколько типов ИБП. Основные характеристики различных типов ИБП:

•Бэкап ИБП (Инверторы OFF-LINE UPS INVERTOR). Достоинства: наиболее дешёвое и простое решение, подходит для питания компьютеров с импульсными блоками питания, КПД порядка 99%. К недостаткам можно отнести:

°Долгое время переключения порядка 4—12 мсек;

°Не корректирует напряжение и частоту;

°Выходные параметры (синусоиды) далеки от идеальных;

•Интерактивные ИБП (LINE INTERACTIVE UPS). Достоинства: лучше время переключения порядка 2—4 мсек, корректирует напряжение, лучше выходные параметры (синусоиды). Недостатки: КПД порядка 96%, ступенчатое переключение, тяжелый трансформатор. Не подходит для «чувствительной» техники (двигатели, котлы и т п) и не корректирует выходную частоту.

•Онлайн, постоянные ИБП (ON-LINE UPS). Различают ИБП данного типа:

°С одиночным преобразованием. Схема включения через дроссель и за ним инвертор. Инвертор реверсивного типа т.е. преобразует переменный ток в постоянный и обратно. Регулирует выходное напряжение. К недостаткам можно отнести низкий входной cos @ = 0.6 и коэффициент мощности. При малых нагрузках большие реактивные токи. На данный момент устарели и заменены на Дельта преобразование.

°Дельта преобразование – Более высокий КПД, хороший коэффициент мощности, корректировка выхода, плавный переход, хорошие способности к перегрузке. Хорошо подходит для потребителей с импульсными блоками питания.

°Феро-резонансный ИБП – при нормальных входных параметрах работает как стабилизатор. Обладает высоким КПД порядка 93% и обладает высоким уровнем защиты.

°С двойным преобразованием (с шести или двенадцати импульсными выпрямителями). Все входное переменное напряжение переводится в постоянное, а затем обратно. Выпрямитель не работает на подзарядке батарей, а имеется отдельное зарядное устройство. Имеется автоматический «Bypass». Из недостатков можно отметить низкий входной cos @ = 0.6, вносит гармоники тока, потери мощности до 10%. Также имеются комбинированные решения. Достоинства:

Нет времени переключения, постоянно включенные батареи.

Корректирует напряжение и частоту

Выходные параметры (синусоиды) близки к идеальным

Подходит для «чувствительной» техники (двигатели, котлы и т п)

К недостаткам можно отнести низкий, порядка 93% КПД.

Сравнительная таблица

При проектировании систем бесперебойного электроснабжения со стороны ИТ предъявляются следующие требования и рекомендациями:

•Определение источника бесперебойного электропитания ИБП. Это может быть центральный ИБП для здания, помещения, ИБП установленные в стойках или на рабочих местах пользователей.

•Определение уровня резервирования для соответствия требованиям TIER.

•Определение основных потребителей ИБП. Система может предполагать включения полной или частичной нагрузки.

•Определение линий подвода и включения ИБП.

•Определение местоположения для размещения ИБП.

•Произвести расчеты и определить схемы включения и распределения нагрузки ИБП.

•Подготовить проект и чертежи по системе ИБП.

•Обеспечение заземления.

•Кто и как проводит установку систем ИБП.

•Кто и как проводит сопровождение систем ИБП.

Система бесперебойного электроснабжения здания

Со стороны ИТ особых или специфических требований нет.

Система Бесперебойного электроснабжения помещения серверной комнаты (дата центра)

Для помещения серверной комнаты (дата центра) со стороны ИТ предъявляются следующие требования:

Рекомендуется:

•Наличие системы бесперебойного электропитания обязательно.

•Система ИБП подключены через линии аварийного / резервного электропитания.

•Наличие выделенного ИБП для помещений серверной комнаты или дата центра.

•При постановке требований соответствия TIER IV уровень резервирования ИБП по схеме N + N. Центральные ИБП дата центра располагаются в разных помещениях.

•Емкость батарей ИБП (стандартная комплектация), должна обеспечивать работу 7—15 минут при 100% нагрузке. Этого времени должно быть достаточно для переключения на резервную (генераторную) линию электропитания.

•Наличие независимых линий подачи электропитания (по разным шахтам) от разных ИБП.

•Обеспечение электропитанием потребителей однофазным током (16—50А) и напряжением 220В.

•Наличие выделенного электрического щита для ИБП в служебном помещении дата центра.

•Наличие средств мониторинга и управления ИБП.

•Использование соединителей типа IEC 60309 316P6 и IEC 60309 316C6 для подключения распределительных панелей (PDU) в стойке.

•Использование соединителей типа IEC 320 С19/С20 для питание оконечной нагрузки в стойке.

•Использование соединителей типа IEC С7 «Shuko» для питание оконечной нагрузки в стойке.

•Все активное оборудование укомплектовано блоками питания по схеме 1 +1 или N + M.

•Оборудование, имеющее только один блок питания 220В и дополнительный ввод 48В, питается через специальное оборудование «Power Redundancy System» (например, Cisco PRS 3200 и т п).

•Оборудование, имеющее только один блок питания, питается через специальное оборудование «Automatic Power Distribution Switch».

•Локальные ИБП устанавливаются в нижнюю часть стойки.

•Не более двух ИБП на стойку с мощностями 5600 VA. Выход нагрузки через соединитель типа IEC 320 С19/С20.

•Две восьми-портовые распределительные панелей (PDU) на стойку. Выход нагрузки через соединитель типа IEC 320 С19/С20.

•Одна восьми-портовая распределительная панель (PDU) на стойку. Выход нагрузки через соединитель типа IEC С7 «Shuko».

•Загружать стойку не более чем на 60%.

•Для мощных потребителей порядка 1—4 кВт, таких как коммутаторы ядра или шасси «лезвий», должны быть предусмотрены отдельные соединители и электрические автоматы;

•Питание обычных потребителей в стойке обеспечивается с выделенного электрического автомата через панель распределения (Power Distribution Unit PDU) вертикальной или горизонтальной установки в стойку. Разъёмы PDU как правило стандартные формата С14;

•Мощность панелей распределения, количество разъемов и количество и мощность подключаемого активного оборудования должно быть рассчитана правильно и согласованна с возможностями электрического кабеля и автомата. Как правило используются однофазные PDU с входным разъемом типа IEC-60309-316P6 c максимальным током 16—32А и 8—16 выходными разъемами IEC-60320-С14;

•Наличие заземления (согласно требованиям, ANSI/TIA/EIA-607) пассивного и активного оборудования и стоек;

Диаграмма: схема электропитания стойки

Допускается:

•Наличие локальных ИБП в стойках, для малых серверных комнат. Использование соединителей типа IEC 60309 316P6 и IEC 60309 316C6 для подключения ИБП от резервного питания.

•Использование смешанных систем бесперебойного питания (например, центральные ИБП для здания или дата центра, и локальных ИБП установленных в стойках).

Не рекомендуется:

•Установка в стойки ИБП мощностью более 5600 VA.

•Установка в стойки ИБП с трехфазным входом питанием.

Запрещается:

•Использовать кабельные каналы не по назначению.

•Установка ИБП в помещении машинного зала дата центра.

Диаграмма: схема включения активного оборудования дата-центра

Система бесперебойного электроснабжения офиса (конечных точек)

Для офисных помещений и конечных точек пользователей со стороны ИТ предъявляются следующие требования. Рекомендуется:

•Наличие Централизованного ИБП для здания.

•Система ИБП подключена через линии аварийного / резервного электропитания.

•Емкость батарей ИБП (стандартная комплектация), должна обеспечивать работу 7—15 минут при 100% нагрузке. Этого времени должно быть достаточно для переключения на резервную (генераторную) линию электропитания.

•Наличие независимых линий подачи электропитания (по разным шахтам) от разных ИБП.

•Обеспечение электропитанием потребителей однофазным током (5А) и напряжением 220В через розетки типа IEC C7 «Shuko».

•Использование специальных розеток «с ключом» во избегание подключения не компьютерной техники. Например, «Legrand Mosaic 2M».

Допускается:

•Наличие персональных ИБП (типа «бэкап») для систем конечных пользователей (десктопов).

•Не использовать центральный ИБП если в офисе преобладают ноутбуки.

•Не рекомендуется подключение к ИБП специфической офисной техники таких как мощные лазерные принтеры или многофункциональные устройства. Также рекомендуется избегать использование удлинителей.

Запрещается:

•Подключение нагревательных приборов в розетки ИБП.