8 804 333-65-64Бесплатный звонок по всей России

Как подобрать ИБП для серверов?

25.12.2017

При эксплуатации любого серверного и телекоммуникационного оборудования целесообразно применять комплекс мер по защите от различных негативных воздействий: как сетевых (вирусы, хакерские атаки и т.п.), так и физических (перегрев, механическое повреждение, влажность и т.д.). Полноценная физическая безопасность IT-аппаратуры также невозможна без системы резервного электроснабжения, наиболее часто организуемой на основе источников бесперебойного питания (ИБП). 

При выборе ИБП для серверного оборудования необходимо ответить на на ряд важных вопросов, вызванных спецификой сферы применения. Рассмотрим каждый из них подробнее (общие рекомендации по подбору источника бесперебойного питания рассматривались ранее в статье Как выбрать ИБП?).

ИБП какого класса рекомендован для серверного оборудования?

По принципу действия и топологии (схеме построения) выделяют три основных типа источников бесперебойного питания:

В устройствах первого типа нагрузка в нормальном режиме работы подключена к внешней сети. При выходе сетевых параметров за установленные пределы электрическая цепь переключается на инвертор, питаемый от аккумуляторных батарей (АБ). 

Резервные ИБП относительно недороги, однако имеют ряд серьезных минусов:

Указанные недостатки вызывают крайне нежелательные для микропроцессорного оборудования последствия (вплоть до выхода из строя). Следовательно, ИБП off-line топологии - не оптимальное решение для защиты современной серверной техники. 

Линейно-интерактивные ИБП имеют схожую с предыдущим вариантом схему, дополненную стабилизатором напряжения. Он реализован на базе автотрансформатора с переключаемыми обмотками и позволяет, при небольших скачках напряжения в сети, регулировать выходное напряжение без участия АБ. 

Благодаря синхронизации инвертора с входным сигналом, переход в автономный режим у линейно-интерактивных ИБП происходит быстрее, чем у off-line аппаратов, но тем не менее время переключения остаётся ненулевым. Кроме того, линейно-интерактивная топология не позволяет полностью фильтровать электрический сигнал от различных помех и не обеспечивает стопроцентную независимость выходных параметров ИБП от входных. Таким образом, эти устройства не могут гарантировать полную энергобезопасность восприимчивого к любым электромагнитным колебаниям IT-оборудования! 

ИБП с двойным преобразованием – наиболее совершенный класс источников бесперебойного питания. В их схеме аккумуляторные батареи включены в работу независимо от сетевого режима, что обеспечивает нулевое время перехода на резервное электроснабжение и, как следствие, беспрерывное питание нагрузки напряжением идеальной синусоидальной формы!

Оn-line ИБП устойчивы ко всем отклонениям качества электроэнергии и обеспечивают стабильное функционирование чувствительной техники в независимости от параметров внешней электросети. 

ИБП с двойным преобразованием отвечают самым современным требованиям к надёжности электроснабжения и рекомендованы для работы с любым серверным, сетевым и телекоммуникационным оборудованием!

Однофазный или трехфазный ИБП?

Ответ на этот вопрос зависит от электрической сети на месте инсталляции устройства и планируемой нагрузки:

При подключении однофазных потребителей (практически все IT-оборудование) к трехфазному ИБП, любую из питающих фаз допустимо нагружать не более чем на 1/3 от номинальной мощности устройства. Например, трехфазный ИБП на 15 кВА способен запитать 5 кВА по каждой фазе, но нагрузка в 7 кВА на одну фазу, даже при нулевой нагрузке на остальные, вызовет аварийное отключение устройства!

От подобных проблем избавлены устройства с конфигурацией 3:1, позволяющие равномерно загрузить три питающие фазы, за счёт однофазного выхода (220 В) при трёхфазном входе (380 В). 

Данная статья посвящена однофазным источникам бесперебойного питания - их применение наиболее распространено с серверным оборудованием и небольшими IT-системами. Особенности схем электроснабжения ЦОДов, реализуемых на базе трехфазных ИБП, будут рассмотрены в отдельной статье.

Как определить необходимую мощность ИБП для серверного оборудования?

Мощность источника бесперебойного питания для IT-оборудования определяется по тому же принципу, что и для любой другой техники. Необходимо просуммировать мощности всех подключаемых к устройству потребителей и сверх этого заложить запас, компенсирующий возможные эксплуатационные перегрузки (актуальное значение - 30%). Подбор подходящего ИБП производится по полученному в результате вышеуказанных действий значению (с округлением в большую сторону). 

В технической документации и на заводских этикетках IT-оборудования часто указывается максимальная мощность блока питания, а не действительное энергопотребление устройства. Рекомендуется уточнить реальную мощность, потребляемую нагрузкой, данные можно запросить у производителя, либо произвести самостоятельные замеры с помощью электроизмерительной аппаратуры (мультиметры, ваттметры).

Номенклатура (мощностные линейки) большинства производителей ИБП строится на основе полной мощности измеряемой в вольт-амперах – ВА. Если мощность электрической нагрузки представлена только в ваттах – Вт (активная мощность), то перевод в вольт-амперы осуществляется делением на коэффициент мощности – Р (может обозначаться как cosφ или PF), равный для простейшего IT-оборудования – 0,6 - 0,8.

Современное серверное и сетевое оборудование может быть оснащено блоком питания с коррекцией коэффициента мощности (PFC), приближающей его значение к единице – 0,99. Если уверенности в наличии данной функции нет, то применяется типовое значение из указанного интервала.

Обратите внимание – в характеристиках источника бесперебойного питания указываются входной и выходной коэффициенты мощности, зависящие от электронной схемы самого устройства:

Расчёт полной мощности защищаемой техники следует проводить, используя соответствующий ей коэффициент мощности, а не значения входного и выходного коэффициентов ИБП (на практике cosφ прописывается в руководстве по эксплуатации большинства потребителей электрической энергии)!

Полная (ВА) и активная мощность (Вт) правильно выбранного ИБП должна быть не меньше соответствующих мощностей подключенных электроприемников, а для гарантированно надёжной работы - превышать их.
Рассмотрим вычисление мощности ИБП на конкретных примерах:


Пример 1
Необходимо подобрать источник бесперебойного питания для сервера с реальной потребляемой мощностью – 600 Вт и блоком питания с PFC:
(600Вт/0,99) + 30% (необходимый запас) ≈ 773 ВА.
По стандартной линейке мощностей подбираем ИБП номиналом 1000 ВА с выходным коэффициентом мощности не менее 0,8, так как 1000 ВА*0,8=800 Вт.


Пример 2
Необходимо подобрать источник бесперебойного питания для подключения серверного шкафа, в составе которого входит серверное оборудование с мощностью 2400 Вт (блоки питания с PFC) и вентиляторный блок с мощностью 1000 Вт (согласно эксплуатационной документации cosφ=0,7):
((2400Вт/0,99) + (1000Вт/0,7)) +30% = 5008,6 ВА.
Округляем в большую сторону и выбираем ИБП номиналом 6 кВА.


В таблице 1 приведены типовые значения мощностей однофазных источников бесперебойного питания и их приложение к различному оборудованию для сбора, хранения и обработки данных.


Таблица 1

Мощность, кВА

Использование

От 0,5 до 1

Одиночные серверы, сопутствующее сетевое оборудование.

От 1 до 5

Серверные группы, телекоммуникационные стойки с сетевым и периферийным оборудованием.

От 6 до 10

Несколько серверных групп средней мощности, небольшие компьютерные и серверные комнаты, сетевые хранилища.

От 10 и выше

Серверные группы большой мощности, серверные комнаты, мини ЦОДы.

ВНИМАНИЕ! Приведённые примеры использования условны, при реальном выборе ориентируйтесь на конкретную мощность вашего оборудования!

Электроснабжение особо ответственных элементов IT-системы организуется по схеме с двумя параллельными линиями, на каждой из которых устанавливается по отдельному источнику бесперебойного питания.
В нормальном режиме мощность делится между питающими линиями поровну, несмотря на это, что каждый ИБП должен резервировать общую нагрузку системы!

Какое время резервирования требуется для серверного оборудования?

Методика расчета времени автономной работы для источника бесперебойного питания приводилась в статье Как выбрать ИБП?, она не имеет принципиальных отличий и для устройств, применяемых в IT-сфере. 

Основное правило, которого следует придерживаться - время завершения всех информационных процессов не должно превышать период разряда аккумуляторных батарей.

ИБП со встроенными аккумуляторами при 80% нагрузке поддерживают электропитание на протяжение 5-10 минут (среднее значение, зависит от конкретной модели), этого интервала обычно достаточно для корректного завершения работы и сохранения необходимых данных. Обратите внимание, что с увеличением нагрузки время резервирования снижается!

Для резервирования мощных IT-систем и особо важного оборудования, отключение которого может повлечь критические последствия, предназначены источники бесперебойного питания с внешними батарейными модулями. Увеличивая число и емкость подключаемых аккумуляторных блоков, время автономной работы возможно продлить до необходимого для устранения неполадок в сети, либо для включения цепи резервного электроснабжения, например, от дизель-генераторной установки (ДГУ).

Некоторые ИБП при работе в автономном режиме имеют возможность поэтапного автоматического отключения нагрузки за счет обесточивания менее важных потребителей, в результате чего продлевается резервирование более ответственного оборудования.

Выбор внешних аккумуляторных батарей рекомендуется проводить после консультации со специалистом, так как в каждом отдельном случае необходимо учесть большое количество факторов: мощность нагрузки, качество внешней электросети, тип зарядного устройства и т.п.

Какими дополнительными функциями должен обладать серверный ИБП?

Современные источники бесперебойного питания имеют широкий функционал и оснащаются большим количеством опций, некоторые из них необходимы ИБП, работающему с чувствительным серверным и телекоммуникационным оборудованием, а именно:

Кроме вышеуказанного, при выборе ИБП следует обратить внимание на предельный диапазон входного напряжения. Чем шире пороговые значения, тем с большим количеством сетевых перепадов устройство справляется без перехода в автономный режим. Большой диапазон входного напряжения уменьшает количество циклов зарядов – разрядов аккумуляторных батарей и сохраняет их ресурс!

Какое ПО необходимо для серверного ИБП?

Программное обеспечение серверного ИБП должно отвечать определённым требованиям, главное из которых - наличие средств информационной коммутации с защищаемым IT-оборудованием. Например, стандартный SNMP-протокол, позволяющий интегрировать ИБП в локальную сеть.

Существуют две функции, наличие которых в ПО источника бесперебойного питания повышает качество защиты IT-оборудования:

Обратите внимание, при наличии аппаратно-программных средств для удалённого обмена данными необходимо принять меры для предотвращения несанкционированного воздействия на ИБП. Доступ к оборудованию должны иметь только уполномоченные лица!

ИБП «Штиль» отличное решение для защиты любого серверного оборудования!

Группа компаний «Штиль» предлагает широкий выбор однофазных источников бесперебойного питания (от 1 до 10 кВА), идеально подходящих для защиты любого IT-оборудования. В номенклатуре компании также представлены более мощные трехфазные решения и ИБП конфигурации 3:1.

Все устройства выполнены по схеме с двойным преобразованием энергии (on-line) и имеют полный набор современных функций, гарантирующих качественное бесперебойное электроснабжение:

Компания производит как ИБП со встроенными АБ, так и без них, но с мощным зарядным устройством, рассчитанным на широкий ряд внешних батарейных модулей (представлен большой выбор решений для размещения АБ: шкафы, модули, стойки, стеллажи).

Оборудование «Штиль» выпускается в напольном (Tower) и стоечном (Rack) вариантах, модели серии STR-SL (1-3 кВА) выполнены в универсальном корпусе, допускающем как вертикальную установку, так и монтаж в 19-дюймовую стойку.

При необходимости каждый ИБП «Штиль» может быть оснащен платой расширения интерфейсов с широкими возможностями для организации удаленного и локального мониторинга. В зависимости от типа платы, устройство интегрируется как в локальные и внешние сети (протоколы: SNMP/SMTP/NTP/протокол Штиль), так и в системы инженерной диспетчеризации (протокол Modbus RTU). Поддерживаются следующие интерфейсы удаленного доступа к ИБП: USB, «сухие» контакты, Ethernet, RS-485. Возможна организация мониторинга окружающей среды за счёт установки датчика температуры. 

Применение платы расширения интерфейсов открывает для пользователей ИБП «Штиль» возможности:

В дополнение к высотехнологичным и надежным ИБП, группа компаний «Штиль» предлагает современное ПО, предоставляющее широкие возможности по управлению системой бесперебойного питания: от настройки и мониторинга основных параметров до организации удаленного контроля множества территориально разнесенных ИБП, в том числе и сторонних изготовителей.

Андрей Новиков, ведущий инженер ГК Штиль.

Подробнее по этой теме читайте ниже:

Купить on-line ИБП «Штиль» для серверов.

Подарок за отзыв о стабилизаторе Штиль
Подарок за отзыв о стабилизаторе Штиль