Сетевой журнал: procurement guide

Покупаем источник бесперебойного питания


    Введение

  Статистика продаж(Читайте в бумажном издании "Сетевого журнала")

  Мнения пользователей и экспертов(Читайте в бумажном издании "Сетевого журнала")

  Оценка стоимости владения (Читайте в бумажном издании "Сетевого журнала")

    Выводы и оценки (Читайте в бумажном издании "Сетевого журнала")


Более 10 лет назад, еще в 1993 году, IDC провела исследование, поставив перед собой цель выявить факторы, которые приводят к потере данных. По результатам этого опроса наиболее частой причиной оказались всевозможные сбои в системах электропитания. На них пришлась почти половина соответствующих инцидентов. Согласно другим исследованиям, в частности Bell Labs (США), среднестатистический компьютер испытывал сбои в электропитании 1200 раз в месяц.

За прошедшее время ситуация вряд ли изменилась кардинальным образом. Зато бизнес стал более зависим от ИТ, и цена ущерба, связанного с последствиями любых сбоев, значительно выросла. Так что решив задачу обеспечения надежного электропитания, можно практически вдвое снизить риск возникновения критических сбоев, чреватых физической порчей оборудования, а главное – потерями данных (рис. 1).

В наших условиях положение усугубляет то, что российские энергосистемы серьезно изношены и сильно перегружены. Поэтому данная проблема для нас еще более актуальна, чем для благополучного Запада. Хотя и там периодически происходят сбои энергосистем, иногда захватывающие сразу несколько стран.

Обеспечение надежного электропитания представляет собой многоуровневую задачу. С какими-то проблемами вполне могут справиться стабилизаторы, для поддержки действительно непрерывной работы не обойтись без автономных систем энергоснабжения. И все же наиболее надежным средством защиты компьютеров и серверов являются источники бесперебойного питания (ИБП).
Таблица 1. Наиболее распространенные сбои в системах электроснабжения
Вид сбояПричиныВозможные последствия
Понижение напряжения (более чем на 20% от номинала)Включение мощных электрических устройств (электромоторов, сварочных аппаратов), перегрузка энергосистемНестабильная работа, самопроизвольное отключение устройств, потеря несохраненных данных
Повышение напряжения (более чем на 20% от номинала)Выключение мощных устройств (электродвигателей, сварочных аппаратов)Перегрузка блоков питания устройств, их выход из строя или срабатывание системы защиты от превышения напряжения, отключение устройств и потеря данных либо повреждение информации
Отключение питанияАварии на линиях электропередач и в силовых магистралях, срабатывание токовых защитных систем в электрощитахНемедленное выключение устройств. Потеря всех несохраненных данных, повреждение файловой системы, потеря информации на жестких дисках
Пиковое напряжение (повышение на 100% и более)Молнии, аварии на подстанцияхПолный выход из строя оборудования, потеря всех данных
Резкий скачок напряжения (кратковременное повышение на 10% и более)Выключение мощной нагрузки (электромоторов, сварочных аппаратов), короткое замыкание в одной из фаз электросетиСнижение срока службы оборудования
Шумы (небольшие отклонения напряжения от номинала, в основном высокочастотные)Работа электродуговых печей, мощных радио- и телепередатчиков, ретрансляторов и т.д.Сбои в работе ПО, повреждения файлов данных
Выбег частоты (отклонение частоты переменного тока от стандартной величины)Перегрузка энергосистем, аварии на электростанцияхСбои в работе ПО, повреждение файлов данных, снижение срока службы оборудования


Сбои в электропитании: причины и последствия
Обычно в возникновении проблем с электропитанием винят энергетические компании. Однако, как видно из табл. 1, далеко не все сбои связаны с плохой работой энергетиков. Целиком на их совесть можно отнести, пожалуй, лишь выбег частоты, который наблюдается у нас крайне редко, как, впрочем, и в любой другой стране с развитой ядерной энергетикой. Оборудование АЭС переходит в аварийный режим уже при отклонении от нормы в 2 Гц.

Вместе с тем кто бы ни был виноват в тех или иных сбоях, их последствия в лучшем случае малоприятны, а нередко – фатальны. Они ведут к выходу оборудования из строя или потерям данных. А часто одно сопровождает другое.

Наиболее распространенным видом сбоя является понижение напряжения. На него приходится 87% всех инцидентов в США и 92% – в странах Европейского Союза. Однако дальше уже начинает играть роль местная специфика. Так, в Соединенных Штатах на втором месте оказались высоковольтные всплески, а в Европе – полное исчезновение напряжения. Это обусловлено существенными различиями в принятых там стандартах, даже по напряжению и частоте.

В России статистика по сбоям в энергоснабжении вряд ли будет существенно отличаться от европейской. Надо лишь иметь в виду, что провалы напряжения у нас могут длиться часами, особенно в населенных пунктах и регионах, знакомых с таким явлением, как энергетический кризис. Это прежде всего Дальний Восток, хотя подобного рода проблемы периодически могут возникать где угодно. В момент написания этих строк, например, локальный энергетический кризис наблюдается в Красногорском районе Московской области, буквально в нескольких километрах от МКАД. Напряжение в сети там могло опускаться до 135 В. Мало того, вследствие сильной изношенности энергосистем или воровства силовых кабелей нередки и полные отключения, которые также могут продолжаться довольно долго. И дальше ситуация будет только ухудшаться на фоне проводимой сейчас децентрализации энергетической отрасли.

Как это работает
В простейшем случае источник бесперебойного питания представляет собой аккумуляторную батарею с зарядным устройством и инвертором, преобразующим постоянный ток в переменный. Когда напряжение в сети исчезает, нагрузка автоматически переходит на питание от батарей. Именно по такому принципу работают устройства резервного типа. Впрочем, современные аппараты обычно оснащены еще и стабилизатором, что позволяет реже переходить на питание от батарей в тех случаях, когда напряжение в сети не соответствует норме.

Линейно-интерактивные ИБП отличаются от резервных наличием активного фильтра, подавляющего помехи. Пожалуй, единственная проблема, с которой аппараты данного типа не справляются, – это высокочастотные помехи. Зато современные устройства научились бороться даже с выбегом частоты. Плюс ко всему ИБП данного класса имеют более "умный" трансформатор. В результате прибор переводит нагрузку на питание от батарей значительно реже, чем ИБП резервного типа. Если у резервного нижняя планка обычно составляет 180 В, то у линейно-интерактивного это значение может варьироваться в пределах 150–160 В.

Линейный ИБП функционирует по несколько иному принципу. Входное напряжение поступает на выпрямитель, от него – на инвертор, одновременно подзаряжая батарею, и преобразуется в переменное. В случае пропадания или выхода напряжения за установленные нормы питание от батареи инвертор осуществляет без всяких переключений. Как опция, а у наиболее дорогих моделей и в штатной поставке может предлагаться также резервный фильтр, или байпас (bypass), обеспечивающий питание при перегрузке ИБП или выходе его из строя. Таким образом работающая система получает практически полную защиту. Кроме того, все современные ИБП этого типа имеют возможность "горячей" замены, без полного отключения, любых элементов (не только батарей). Вместе с тем устройства данного типа являются наиболее дорогими и имеют самый низкий КПД за счет двойного преобразования. Впрочем, у аппаратов последнего поколения данный показатель удалось существенно поднять. Если классический линейный ИБП имел КПД около 85%, то у современных устройств он может достигать 92 и даже 95%.

Какие они бывают
Прежде всего средствами, предназначенными для защиты компьютерной техники, выбор источников бесперебойного питания не ограничивается. Существуют системы, обеспечивающие работу средств сигнализации, медицинского, контрольно-измерительного и некоторых видов технологического оборудования, остановка которых может привести к тяжелым последствиям.

ИБП принято делить по группам согласно их мощности: малой (менее 1000 В·А), средней (1000–5000 В·А) и большой (более 5000 В·А). Среди последних иногда особо выделяют ИБП более 50 кВ·А. Аппараты средней и большой мощности могут обслуживать не одно устройство, а несколько.

В сегменте ИБП малой мощности представлены только аппараты резервного и линейно-интерактивного типа. При этом резервные мощностью более 600 В·А, насколько нам известно, не выпускаются.

Среди аппаратов средней мощности немало линейных, причем их доля в общем выпуске ИБП этой группы тем выше, чем выше мощность. В секторе устройств большой мощности представлены исключительно линейные ИБП.

Среди аппаратов средней и большой мощности наряду с настольными (или напольными) встречаются и модели в стоечном исполнении. В последнее время даже появились шкафы-стойки для размещения серверов и активного сетевого оборудования, где ИБП является такой же неотъемлемой частью, как средства климат-контроля и система пожаротушения. ИБП также являются неотъемлимой составной частью полок для размешения блейд-серверов.

Аккумуляторы в ИБП используются свинцово-кислотные, близкие к тем, что применяются а автомобилях и мотоциклах. Различие состоит лишь в том, что батареи ИБП – необслуживаемые. Это сделано с целью минимизации контакта с электролитом, который, как известно, представляет собой довольно концентрированный раствор весьма агрессивной серной кислоты. Кроме того, электролит в аккумуляторах ИБП представляет собой гель, то есть он не разольется даже при повреждении корпуса батареи.

Полную версию статьи читайте в бумажной версии журнала "Сетевой"

сетевой форум
поиск
подписка на журнал
о сетевом