Электротехника / Надёжность и энергоэффективность для ЦОД. Технологии ИБП EATON.  (Прочитано 213 раз)

Компания EATON разработала инновационные и запатентованные технологии с общим названием: Архитектура Повышенной Эффективности(EAA), которые повышают КПД системы без уменьшения надежности.



Рынок Центров Обработки Данных(ЦОД) является динамично развивающимся сектором. Это означает, что операторы ЦОД находятся под огромным давлением, чтобы сохранить малые энергозатраты на собственные нужды и одновременно, во время «давления» экологически чистых технологий, обеспечить малое влияние на окружающую среду.

Не трудно заметить, что энергетическая эффективность является ключом к реагированию на данное «давление», но она не является и не будет являться единственным определяющим фактором работы ЦОД. Операторы ЦОД стремятся к тому, чтобы их системы были легко масштабируемые, чтобы можно было быстро и эффективно реагировать на неожиданный рост заинтересованности услугами ЦОД.

На первом месте, среди всех требований, стоит необходимость обеспечения почти 100% доступности. Надежность – характеристика телеинформационных систем, описывающая устойчивость к ошибкам без ограничения предоставляемых услуг и, что является самым важным, без риска потери данных – является главной целью современных IT систем.

До недавнего времени объединение устойчивости к авариям и эффективности систем  источников бесперебойного питания(ИБП) в ЦОД было сложной задачей. Параллельное подключение ИБП может быть использовано как способ повышения  надежности системы, но ведет к увеличению стоимости инвестиций на оборудование и увеличению стоимости эксплуатации. Это означает, что в некоторых случаях поддержание высокой эффективности и уменьшение затрат осуществляется за счет уменьшения надёжности. Помимо использования преимущества масштабируемости, предлагающей потенциально привлекательный способ уменьшения инвестиционных  затрат, наблюдается нежелательное уменьшение надежности системы из-за использования систем равномерного распределения нагрузки в традиционных модульных системах ИБП.

Разработанные компанией EATON инновационные и запатентованные технологии с общим названием: Архитектура Повышенной Эффективности(EAA) повышают КПД системы без уменьшения надежности.

Адаптивная система управления модулями(VMMS) является одной из таких технологий.



Коэффициент полезного действия(КПД) ИБП увеличивается вместе с уровнем загруженности, к сожалению, меньшая загруженность от номинальной является скорее правилом чем исключением. Технология VMMS компании EATON оптимизирует полный КПД системы даже при низком уровне нагрузки. Системы ИБП очень редко работают при полной номинальной нагрузке. При меньшей нагрузке чем 40% от номинального значения КПД ИБП уменьшается, что ведет к увеличению эксплуатационных затрат. Технология VMMS переводит часть силовых Модулей, подключенных параллельно, в режим ожидания. Таким образом оставшиеся силовые модули преобразуют энергию с более высоким КПД. При увеличении нагрузки VMMS автоматически переключает нагрузку на ожидающие силовые модули. VMMS может использоваться как для одного ИБП с несколькими силовыми модулями, так и с несколькими ИБП подключенными в параллель. Наивысший КПД системы  устанавливается автоматически исходя из уровня нагрузки.

Система сохранения энергии(ESS).



Технология ESS позволяет значительно увеличить КПД ИБП без ухудшения уровня защиты подключенных потребителей. Самый высокий на рынке КПД на уровне 99% практически полностью исключает потребление электроэнергии на собственные нужды ИБП, что ведет к значительному уменьшению эксплуатационных затрат и более быстрому возврату инвестиций.

В режиме ESS ИБП питание потребителей осуществляется непосредственно от сети, если параметры напряжения и частоты находятся в допустимом диапазоне. Если параметры сети выйдут за установленные границы, уникальные алгоритмы детекции и управления, постоянно контролирующие параметры сети, включат силовые модули менее чем за 2 мс, обеспечивая непрерывное и безопасное питание критической нагрузки.

Технология параллельной работы ИБП(HotSync).



Чтобы подключить два или более ИБП, а также обеспечить равномерное распределение нагрузки, выходное напряжение из каждого ИБП должны быть с собой в фазе. В традиционных системах ИБП используются системы параллельной синхронизации устройств, позволяющие высылать синхронизационные сигналы всем ИБП. К сожалению, в таких системах присутствует т.н. «единая точка отказа». Каждая помеха и неточность в данной системе параллельной синхронизации вносит помехи и искажения в работу всей системы ИБП. Использование запатентованной компанией EATON технологии HotSync обеспечивает надежную и безопасную работу параллельно подключенных ИБП EATON. Благодаря технологии HotSync надёжность системы возрастает в 1000 раз. HotSync позволяет установку двух или более ИБП питающих одну нагрузку. В случае неисправности одного из ИБП остальные моментально принимают всю нагрузку на себя и важные системы постоянно находятся под 100% защитой. Технология HotSync не высылает центральных синхронизационных сигналов. Все силовые модули работают независимо и их работа основывается исключительно на анализе мощности потребляемой данной нагрузкой. Повреждение одного элемента системы не приведет к выходу из строя всей системы.

Отсутствие непредвиденных перерывов в питании = отсутствие простоев. Как это работает? HotSync распределяет нагрузку между силовыми модулями постоянно незначительно изменяя фазовый угол выходного напряжения. Если один из модулей обнаружит, что опережает другой, то автоматически передает ему часть своей нагрузки. В результате это приводит к равновесию силовых модулей. Нагрузка всегда распределяется равномерно, что приводит к одновременному обнаружению каждого её изменению силовыми модулями. Данным способом обеспечивается равномерное распределение переменной нагрузки. Некоторые большие системы, такие как большие вычислительные центры, серверы, системы телекоммуникационных операторов или DATA центры потребляют мощность, которую не может обеспечить один ИБП. Чтобы защитить такую нагрузку, можно установить до 8 ИБП в параллель.

ABM.



Аккумуляторные батареи являются важным элементом источника бесперебойного питания. Без них ИБП не смог бы обеспечить энергией потребителей во время аварии сетевого питания. В своих решениях компания EATON использует свинцово-кислотные аккумуляторы с регулятором VRLA(необслуживаемые). Вместе с температурой окружающей среды и количеством циклов разрядки важное место в продлении срока службы аккумулятора занимает предотвращение внутренней коррозии Так как, главной причиной появления внутренней коррозии является поток тока через аккумулятор, то можно максимально увеличить срок службы ограничивая время зарядки и разрядки аккумулятора.

В большинстве ИБП доступных на рынке используется т.н. «консервирующая» подзарядка, которая заключается в постоянном поддержании небольшого по значению тока зарядки, даже когда аккумуляторы полностью заряжены. Компания EATON использует метод непостоянного цикла подзарядки аккумуляторных батарей. Аккумуляторы заряжаются только тогда, когда это необходимо. На практике цикл подзарядки обычно длится 20 дней – 2 дня подзарядки и 18 дней «отдыха». Благодаря такому решению, внутренняя коррозия электродов имеет место только в течении двух дней цикла. В течении двадцатидневного цикла напряжение на аккумуляторах опускается примерно на 2%, что не влияет на время поддержания ИБП. Во время «отдыха» система ABM постоянно проверяет состояние аккумуляторных батарей. Если напряжение опустится ниже заданного уровня, автоматически включится подзарядка аккумуляторов. То же самое произойдет если во время «отдыха» ИБП будет работать за счёт ресурса аккумуляторных батарей. Использование непостоянного цикла подзарядки и умной системы мониторинга позволяет в среднем увеличить на 50% срок службы аккумуляторных батарей. Учитывая, что цена аккумуляторных батарей может составлять до половины стоимости самого ИБП, становится понятно насколько важным является срок службы для не только для инженеров, но и бухгалтеров.

Итог.
Экономические критерии, требования клиентов и законы о защите окружающей среды всё более требуют от проектировщиков ЦОД выбора масштабируемых, надежных и экономичных решений, при одновременном уменьшении влияния на окружающую среду. Новые технологии, особенно в сфере ИБП, делают возможным выбор оптимальной системы, но проектирование и подбор элементов должны быть выполнены с большой аккуратностью, если требуется максимальная доступность системы. Все технологии, описанные в данной статье, уже используются во всём мире и на практике доказывают свою выгоду.

В наше время, благодаря новым достижениям техники, ситуация совершенно иная. Параллельная работа ИБП не имеет влияния на КПД, т.к. современные модульные системы ИБП могут быть сконфигурованы таким образом, что нагрузка всегда будет сконцентрирована на меньшем количестве силовых модулей. В результате, силовые модули работают под оптимальной нагрузкой с наивысшим КПД. Это означает, что можно запроектировать параллельную систему ИБП с низким значением  коэффициентаэффективности использования энергии PUE( англ. PowerUsageEffectivness). Недостатки связанные с масштабируемостью систем тоже были исключены. Силовые модули ИБП свнутренней функцией равномерного распределения нагрузки, которая не основывается на коммуникационной сети и центральных модулях управления,исключили проблемы связанные с надежностью традиционных модульных систем. Всё это означает, что уже нет ограничений в использовании масштабируемых систем ИБП, чтобы уменьшить стоимость инвестиции.

О компании EATON.
EATON – многоотраслевая компания, осуществляющая деятельность в области управления энергией. Мыпомогаем клиентам во всем мире эффективно использовать энергию, которая необходима для функционирования зданий, самолетов, грузовых и легковых автомобилей, производственного оборудования и целых предприятий. Инновационные технологии Eaton помогают клиентамуправлять электрической, гидравлической и механической энергией более надежно, эффективно, безопасно и экологически рационально.

Более подробную информацию о продуктах Вы можете найти на сайтах www.EatonElectric.by и www.powerquality.eaton.com или в каталоге источников бесперебойного питания.

УНП 191179541


www.EatonElectric.by

Новости и статьи компании:

Вебинар: Модульное оборудование EATON - 14 апреля.	Мониторинг параметров центра обработки данных от EATON.
Модули распределения нагрузки ePDU для подключения IT устройств.	КЗ - параллельная дуга. Второе испытание датчика искрения AFDD+ от EATON.
Суперконденсаторы в ИБП - новое решение от EATON.	Максимальная надёжность для цепей 24В постоянного тока.
Видео: Тестирование работы противопожарного датчика искрения.	Ограничители перенапряжения EATON.

Еще новости и статьи компании:
Защита фотоэлектрических систем. Схема подключения от EATON.
Преобразователи частоты от EATON - эффективность без компромиссов.
Ярче, громче, недёжнее - новые сигнальные колонны от EATON.
Новый уровень удобства и безопасности в управлении пром. системами
Автоматические выключатели диф. тока для защиты электроприводов.
Современная защита и диагностика электропроводки.
Надёжность и энергоэффективность для ЦОД. Технологии ИБП EATON.
Показать остальные (6)

Новый продукт от EATON - противопожарный датчик искрения AFDD+.
ИБП для суровых условий эксплуатации с уровнем защиты от IP23 до IP54
Онлайн конфигуратор ИБП от EATON.
Обзор ИБП средней и большой мощности EATON.
Комплексные решения компании Eaton.
Обзор электротехнического оборудования компании Eaton.