Zasilanie urzadzen z pojedynczym wejsciem z dwoch roznych zrodel, ebook's network
[ Pobierz całość w formacie PDF ]Zasilanie urządzeń
z pojedynczym
wejściem z dwóch
różnych źródeł
Victor Avelar
White Paper 62
Streszczenie
Użycie dwutorowej architektury zasilania w połączeniu z urządzeniami IT z podwójnymi
zasilaczami i podwójnymi przewodami zasilającymi stanowi najlepsze rozwiązanie w branży.
Jednak występują urządzenia IT z pojedynczym przewodem zasilającym. Istnieje kilka spo-
sobów integracji urządzeń z pojedynczym zasilaniem z dwutorowym środowiskiem centrum
danych o wysokiej dostępności. Ten dokument przedstawia różnice między poszczególnymi
opcjami, a także zawiera wytyczne dotyczące wyboru odpowiedniego podejścia.
©
2004 American Power Conversion. Wszelkie prawa zastrzeżone. Żadna część niniejszej publikacji nie może być używana, reprodukowana,
fotokopiowana, transmitowana ani zapisywana w jakimkolwiek systemie przechowywania informacji bez pisemnej zgody właściciela praw
autorskich.
www.apc.com
2
Wer. 2004-0
Wstęp
W większości centrów danych o wysokiej dostępności stosuje się system zasilania zapewniający podwójne
tory zasilania wszystkich urządzeń o znaczeniu krytycznym. Z kolei większość urządzeń IT klasy korporacyj-
nej wyposażona jest w nadmiarowe zasilacze i przewody zasilające, co zapewnia podwójne tory zasilania
prowadzące aż do wewnętrznej magistrali zasilania tych urządzeń. Dzięki takiemu rozwiązaniu urządzenia
mogą kontynuować pracę nawet w przypadku wystąpienia awarii w dowolnym miejscu jednego z torów
zasilania. Urządzenia z jednym zasilaczem (czyli z pojedynczym zasilaniem) stanowią jednak słabe punkty
w centrum danych. W celu poprawy dostępności urządzeń z pojedynczym zasilaniem stosuje się często
przełączniki źródeł zasilania, które umożliwiają wykorzystanie nadmiarowych torów zasilania sieciowego.
Brak zrozumienia tego problemu może prowadzić do przestojów, których można po prostu uniknąć.
Istnieją trzy podstawowe podejścia do zasilania urządzeń z pojedynczym zasilaniem w środowisku dwutoro-
wym. Przedstawiono je poniżej:
•
Zasilanie sprzętu pojedynczym torem —
Rysunek 1a
•
Zastosowanie przełącznika źródeł zasilania przy urządzeniu i wybranie preferowanego źródła zasilania,
a w razie awarii tego źródła przełączenie na drugi tor zasilania —
Rysunek 1b
•
Zastosowanie dużego, scentralizowanego przełącznika zasilanego z dwóch źródeł w celu utworzenia
nowej magistrali zasilającej dużą grupę urządzeń z pojedynczym zasilaniem —
Rysunek 1c
Rysunek 1a
—
Pojedynczy tor zasilania
Rysunek 1b
— Przełącznik przy urządzeniu
Glówny tor
zasilania
Listwa zasilajaca
Glówny tor
zasilania
Listwa zasilajaca
Zasilacz
UPS 1
Transforma-
tor 1
Panel pod-
rzedny 1
Serwer
Zasilacz
UPS 1
Transforma-
tor 1
Panel pod-
rzedny 1
Rezerwowy tor
zasilania
Listwa zasilajaca
Rezerwowy tor
zasilania
Listwa zasilajaca
Przelacznik
zródel zasilania
do montazu
w szafie
Serwer
X
Zasilacz
UPS 2
Transforma-
tor 2
Panel pod-
rzedny 2
Zasilacz
UPS 2
Transforma-
tor 2
Panel pod-
rzedny 2
Rysunek 1c
— Przełączanie scentralizowane
Glówny tor zasilania
Zasilacz
UPS 1
Listwa zasilajaca z przelacznikiem STS
Statyczny
przelacznik
zródel
zasilania
Transformator
obnizajacy
napiecie
Panel
podrzedny
Serwer
Zasilacz
UPS 2
Rezerwowy tor zasilania
©
2004 American Power Conversion. Wszelkie prawa zastrzeżone. Żadna część niniejszej publikacji nie może być używana, reprodukowana,
fotokopiowana, transmitowana ani zapisywana w jakimkolwiek systemie przechowywania informacji bez pisemnej zgody właściciela praw
autorskich.
www.apc.com
3
Wer. 2004-0
Funkcje przełącznika źródeł zasilania
Przełącznik źródeł zasilania jest powszechnie występującym elementem w centrach danych, spełniającym
następujące funkcje:
1. Przełączanie zasilacza UPS i innych urządzeń z zasilania sieciowego na generator w przypadku
awarii sieci elektrycznej.
2. Przełączanie z niesprawnego modułu zasilacza UPS na zasilanie sieciowe lub inny zasilacz UPS
(zależnie od instalacji).
3. Przełączanie urządzeń IT o kluczowym znaczeniu z jednej magistrali wyjściowej zasilacza UPS na
drugą w dwutorowym systemie zasilania.
W tym dokumencie skupimy się wyłącznie na tej ostatniej funkcji. Gdyby wszystkie urządzenia IT mogły
korzystać z podwójnych torów wejściowych zasilania (tzw. urządzenia z podwójnym zasilaniem), takie
rozwiązanie nie byłoby konieczne. W rzeczywistości większość wysokiej klasy urządzeń sieciowych, urzą-
dzeń pamięci masowej i serwerów jest wyposażona w nadmiarowe zasilacze i podwójne przewody zasilają-
ce. Jednakże urządzenia z pojedynczym zasilaniem wciąż stanowią około 10 – 20 % wszystkich urządzeń IT
w obiektach o znaczeniu krytycznym. Przyłączenie urządzenia z pojedynczym zasilaniem do pojedynczego
toru zasilania sieciowego w środowisku dwutorowym stanowi zagrożenie dla dostępności całego procesu
biznesowego. Zgodnie z dokumentem White Paper 48 firmy APC „Comparing Availability of Various Rack
Power Redundancy Configurations”, centrum danych z całkowicie dwutorowym zasilaniem oraz nadmiaro-
wymi i niezależnymi torami zasilania sieciowego może zapewnić o 10000 razy krótszy czas przestoju niż w
instalacja jednotorowa. Przełączniki źródeł zasilania pozwalają zmniejszyć tę różnicę, zbliżając nadmiarowe
tory zasilania do urządzeń.
Typy przełączników źródeł zasilania
Istnieją dwa główne typy przełączników używanych jako selektory najlepszego źródła zasilania: statyczne i
elektromechaniczne. Działanie obu typów urządzeń jest oparte na zasadzie przełączania między głównym i
alternatywnym źródłem zasilania. Pomimo że efekt ich działania jest identyczny, jest on osiągany na różne
sposoby. Każdy typ przełącznika ma unikalne cechy, które przydają się w różnych zastosowaniach. Poniżej
przedstawiono krótki przegląd sposobu działania obu typów przełączników. Bardziej szczegółowy opis
zawiera
Dodatek A
.
©
2004 American Power Conversion. Wszelkie prawa zastrzeżone. Żadna część niniejszej publikacji nie może być używana, reprodukowana,
fotokopiowana, transmitowana ani zapisywana w jakimkolwiek systemie przechowywania informacji bez pisemnej zgody właściciela praw
autorskich.
www.apc.com
4
Wer. 2004-0
Statyczne przełączniki źródeł zasilania (Static Transfer Switch — STS)
Zastosowania
Obecnie dostępne są zarówno statyczne przełączniki źródeł zasilania przeznaczone dla mocy 5 kVA, jak i
przełączniki działające przy mocach rzędu 35 MVA. Przełączniki STS mają wiele zastosowań i są wykorzy-
stywane w obiektach energetycznych, przemyśle i centrach danych. Większość z tych przełączników jest
przeznaczona dla zakresu mocy 100 – 300 kVA, a ich gabaryty odpowiadają rozmiarom umieszczonych
obok siebie dwóch szaf na urządzenia IT. W przypadku niektórych zastosowań, na przykład w rafineriach,
gdzie sieć energetyczna i architektura zasilania są mniej niezawodne niż w centrach danych o znaczeniu
krytycznym, nie ma wątpliwości co do korzyści płynących z użycia przełączników statycznych. Jednakże
architektury zasilania centrów danych o znaczeniu krytycznym są znacznie odporniejsze. Oznacza to, że
spadek niezawodności spowodowany wprowadzaniem przełącznika STS może być większy niż korzyści,
jakie oferuje to urządzenie.
Rysunek 2
przedstawia przykład przełącznika STS o mocy 200 kVA. Przełączni-
ki statyczne o takiej mocy sprawdzają się najlepiej w przypadku dużych urządzeń o pojedynczym zasilaniu
3-fazowym, takich jak obrabiarki sterowane numerycznie (CNC) lub inny sprzęt produkcyjny o znaczeniu
krytycznym. Chociaż obecnie dostępne są także duże urządzenia IT o zasilaniu 3-fazowym (na przykład
urządzenia pamięci masowej), to są one na ogół wyposażone w podwójne zasilanie z nadmiarowymi
zasilaczami. Urządzenia z podwójnym zasilaniem cechuje optymalna niezawodność i dostępność zasila-
nia, uzyskiwane dzięki bezpośredniemu połączeniu podwójnych źródeł zasilania sieciowego z zasilanym
sprzętem.
Przełączniki statyczne o zakresie mocy 5 – 10 kVA są najczęściej przeznaczone do instalacji w standardo-
wej obudowie szafy o szerokości 19 cali (483 mm), co pokazano na
rysunku 3
. Urządzenia tego typu są
zwykle stosowane w środowiskach z urządzeniami IT, takimi jak pomieszczenia okablowania i pomieszcze-
nia danych. Zastosowanie mniejszych przełączników zapobiega sytuacji, w której awaria przełącznika STS
wpływa na znaczną część centrum danych. W takim przypadku przestój zostaje ograniczony wyłącznie do
urządzeń z pojedynczym zasilaniem, umieszczonych w jednej szafie. W przeciwieństwie do przełączników
STS większej mocy, przełączniki montowane w szafie zapewniają skalowalność i sprawność. Czas realizacji
zamówienia na mniejsze przełączniki pozwala kierownikom działów IT dokonywać zakupu takich urządzeń
dopiero wtedy, gdy zachodzi taka potrzeba. Co więcej, przełączniki tego typu można z łatwością instalować
i przenosić w przypadku modernizacji urządzeń IT.
©
2004 American Power Conversion. Wszelkie prawa zastrzeżone. Żadna część niniejszej publikacji nie może być używana, reprodukowana,
fotokopiowana, transmitowana ani zapisywana w jakimkolwiek systemie przechowywania informacji bez pisemnej zgody właściciela praw
autorskich.
www.apc.com
5
Wer. 2004-0
[ Pobierz całość w formacie PDF ]