Как выбрать ибп для сервера
Содержание:
Особенности программного управления серверного ИБП
Прежде всего, ПУ предназначено для защиты ИБП. Таким образом, при кратковременном или полном исчезновении напряжения важная информация будет сохранена, так как ПУ гарантирует корректное завершение работы сервера.
Не стоит забывать, что функционирование оборудования во многом зависит от работоспособности АКБ. Если она окажется испорченной, то ИБП не сможет выполнить свои функции как резервный источник питания. Поэтому ПУ берёт на себя контроль за состоянием аккумуляторов (может предоставить сведения не только об уровне заряда, но и о дате последней замены АКБ).
Иногда (по желанию пользователя) программное управление планирует тестирование аккумулятора и сохраняет информацию о результатах испытаний. Пользователь получает уведомления об исчезновении питания или необходимости заменить АКБ.
Способ уведомления напрямую зависит от конкретной ситуации, поэтому его роль может сыграть обыкновенная рассылка, производимая средствами операционной системы в пределах одной локальной сети, сообщения, сгенерированные электронной почтой, или звонок, производимый посредством модема (передача последовательности тональных сигналов).
Обзор ИБП для сервера
Сегодня в продаже можно встретить множество моделей источников бесперебойного питания для серверов, которые обладают уникальными техническими характеристиками, а также положительными и отрицательными сторонами. Наибольшей популярностью пользуются:
- Ippon Innova G2 3000, имеющий выходную мощность 2700 Вт, 8 разъёмов, частоту 45-65 Гц и напряжение, колеблющееся от 100 до 300 В.
- Ippon Innova G2 2000 с функцией двойного преобразования. Оборудование характеризуется выходной мощностью, достигающей 1800 Вт, максимальной поглощаемой энергией импульса 386 Дж и однофазным типом напряжения.
- ИБП VPT-3K стоимостью от 25 до 27 тыс. руб. Период автономной работы составляет 10 мин, входное и выходное напряжения равны 220 В.
- APC by Schneider Electric, который представляет собой интерактивный ИБП, оборудованный 9-ю выходными разъёмами.
- ИБП 3C15KL представляет собой трёхфазный прибор с выходной мощностью 12000 Вт.
- APC by Schneider Electric Back-UPS BK650EI, который является однофазным оборудованием, способным работать автономно в течение 18 минут.
- PT-10K. Устройство предназначено для мгновенного переключения режимов, частота составляет 50 Гц.
- APC by Schneider Electric Back-UPS BE550G-RS, который имеет 8 выходных разъёмов, мощность достигает 330 Вт.
- V-3000-F-LCD. Входное напряжение — 220 В, время полной зарядки АКБ составляет 6-8 часов.
- PowerMan UPS BlackPro. Его выходная мощность составляет 600 Вт. Прибор предназначен для защиты небольших серверов.
Стоимость каждой модели может быть различной в зависимости от области применения, а также технических характеристик.
Расчет мощности и время работы
Основной характеристикой, обязательно учитываемой, когда подбираются конкретные источники бесперебойного питания для ЦОД и серверов, служит их мощность. Она должна быть с запасом выше, чем потребление всех клиентских устройств. Причины тут непосредственно две. Первая — время снабжения накопленным током и правильность циклов зарядки внутренних аккумуляторов.
Один из ИБП серверного класса:
В том случае, если мощность потребителей превышает возможности бесперебойника, время поддержки при отключении внешней электроэнергии будет ниже расчетной. Также встроенный АКБ никогда не зарядится, потому что ему просто не хватит объемов тока. Названая характеристика UPS обычно указывается или на его корпусе, или в документации. Имеет вид числа, оканчивающегося буквенным индексом VA (вольт×ампер). Ближайший Российский аналог — ватты. Здесь есть нюанс, касающийся трехфазных блоков питания — для них указанное значение нужно использовать с оглядкой на каждую из 3-х линий. То есть, на одну можно нагрузить максимум треть от общей характеристики ИБП.
Теперь что касается потребителей. Итоговая мощность суммируется от них всех, подключенных к конкретному бесперебойнику. К ней же берется запас в 20 %, которые тратятся на зарядку аккумулятора и внутренние процессы преобразований. Этот коэффициент свыше иногда еще называют КПД ИБП. Можно поступить иначе: мощность в VA умножить на 0.8, и уже полученный результат считать максимумом к возможному подключению.
Заполненная серверная стойка:
Теперь что касается самих клиентских устройств. Много раз описаны в интернете формулы расчета, исходящие из того, что один сервер потребляет от 0.5 до целого киловатта. Но это невозможно. Средняя мощность единичной машины берется из расчета максимум 150–300 Вт: она сама, плюс 30 Вт каждый жесткий диск в ее составе. Повторимся еще раз — все потребление подключенных к бесперебойнику устройств складывается. Сюда входят не только сервера, но и коммуникаторы, системы охлаждения стойки, различные сервисные механизмы. Данные о том, какое количество ватт потребляет каждое из них, можно найти в соответствующих справочниках или документации.
Тут нужно небольшое примечание. В списке характеристик ИПБ содержится запись о времени его работы при отключении внешнего энергоснабжения. Цифры указаны из расчета максимального потребления тока. Если же клиентское оборудование берет меньше, то и бесперебойник будет способен поддерживать его работу дольше.
Классы ИБП
Резервные ИБП:
| Достоинства | Недостатки |
| — Компактность, малый вес, экономичность, относительная дешевизна. | — Отсутствует стабилизация выходного напряжения; — Неполная фильтрация сетевого напряжения от помех и выбросов; помехи, генерируемые нагрузкой пропускаются обратно в сеть; — Скачкообразное изменение напряжения, частоты и формы выходного напряжения при переходе на питание от батареи (время переключения >5 мс); — Прямоугольная форма выходного напряжения вместо синусоидальной. |
ИБП резервного типа: нормальный режим работы (rectifier — выпрямитель, inverter — инвертор, SPD — фильтр питания, bypass — байпас).
ИБП резервного типа: аварийный режим работы
Линейно-интерактивный ИБП: нормальная работа.
Линейно-интерактивный ИБП: аварийный режим.Линейно-интерактивные ИБП:
| Достоинства | Недостатки |
| — Компактность, экономичность; — Ступенчатая стабилизация входного напряжения; — Почти синусоидальная форма выходного напряжения; — Невысокая стоимость. |
— Они дороже, чем резервные; — Отсутствие реальной изоляции нагрузки от сети распределения питания; — Отсутствие регулировки и стабилизации входной частоты; — Сравнительно слабая стабилизация выходного напряжения, особенно при переходных процессах или в случае пошагового изменения нагрузки; — Низкая эффективность при питании нелинейных нагрузок. |
ИБП с дельта-преобразованием в штатном и автономном режимах.ИБП с дельта-преобразованием:
| Достоинства | Недостатки |
| — Высокий КПД (при идеальных параметрах входного напряжения); — Высокий коэффициент мощности по входу (не требуется применение корректирующих фильтров). |
— Повышенная сложность из-за применения двунаправленных инверторов и, соответственно, меньшая надежность; — Меньшая степень защиты нагрузки в нормальном режиме работы от резких изменений входного напряжения вследствие инерционности схемы обратной связи; — Отсутствие защиты нагрузки в нормальном режиме работы от отклонений частоты входного напряжения; — Отсутствие встроенной гальванической развязки между входом и выходом. |
Линейно-интерактивный ИБП APC BR1000G дает на выходе не совсем чистую синусоиду, но такой аппроксимации достаточно для большинства устройств.системы с двойным преобразованием
ИБП с двойным преобразованием отличает надежная защита нагрузки по электропитанию. 
ИБП с двойным преобразованием: аварийный режим, питание от батареи.ИБП с двойным преобразованием:
| Достоинства | Недостатки |
| — Максимальная фильтрация сетевого напряжения от помех и выбросов; помехи, генерируемые нагрузкой, не пропускаются обратно в сеть; — Питание нагрузки «чистым» синусоидальным электропитанием, стабилизированным по величине, частоте и форме напряжения, при работе от сети и от батарей; — Переключение на батареи происходит мгновенно, при этом любые переходные процессы отсутствуют. |
— Относительная сложность и более высокая стоимость; — Дополнительные энергозатраты на двойное преобразование напряжения, снижающие КПД; — Невысокий коэффициент мощности по входу (для его повышения требуется дополнительный элемент — THD-фильтр). |
Краткое сравнение ИБП разных классов
| Резервные | Линейно-интерактивные | С двойным преобразованием | |
| Мощность ИБП | менее 1,5 кВА | менее 4 кВА | не ограничена |
| Режим работы от сети | |||
| Стабилизация напряжения | нет | ступенчатая | полная |
| Стабилизация частоты | нет | Нет | есть |
| Фильтрация помех | слабая | средняя | максимальная |
| Батарейный режим | |||
| Частота переходов | частая | средняя | редкая |
| Время перехода на батареи | 5-15 мс | 2-6 мс | нет |
| Форма синусоиды | часто трапецеидальная | синусоидальная | синусоидальная |
| режим «байпас» | нет | нет | есть |
| гальваническая развязка | Нет | нет | возможна |
- Класс VFI (Voltage & Frequency Independent) — выходные напряжение и частота ИБП не зависят от входных параметров.
- Класс VI (Voltage Independent) — выходная частота совпадает с входной, напряжение на выходе регулируется в заданных пределах.
- Класс VFD (Voltage & Frequency Dependent) — выходное напряжение и частота совпадают с входными.
| Топология ИБП | Спецификация | Типовая мощность | Типовое применение |
| Резервный | Voltage & Frequency Dependent (VFD) | 1500 ВА | Малый офис, домашние ПК и другие не критичные среды |
| Линейно-интерактивный | Voltage Independent (VI) | 5000 ВА | Малый бизнес, веб-сайты, серверы подразделений |
| С двойным преобразованием | Voltage and Frequency Independent (VFI) | 1000 кВА | Дата-центры |
- S соответствует синусоидальному выходному напряжению с коэффициентом нелинейных искажений (КНИ) менее 8% как при линейной, так и при нелинейной нагрузке.
- X соответствует несинусоидальному сигналу с КНИ более 8% при нелинейной нагрузке.
- Y соответствует несинусоидальному сигналу при любой нагрузке, КНИ превышает установленные в IEC 61000-2-4 пределы.
Дополнительные возможности
Мощный ИБП с множеством дополнительных функций:
С общей структурой подбора бесперебойника понятно, методы подсчета мощности указаны. Осталось разобраться с дополнительными возможностями, предоставляемыми различными моделями, и порядком, облегчающими труд системного администратора.
А именно это:
- Система активного выключения. Ее суть достаточно проста — бесперебойник кабелем соединяется с сервером. Последний через интерфейс получает информацию о состоянии питания и может управлять некоторыми функциями ИБП. Здесь важными считаются данные именно о текущем заряде аккумулятора и состоянии подключения к сети. Если, к примеру, АКБ уже садится, а внешняя сеть недоступна, сервер корректно завершает свою работу с отправкой соответствующего сообщения администратору.
- Горячая замена аккумуляторов. Позволяет не прекращать работу клиентского оборудования при каких-либо проблемах с накопителями энергии. Ответственный персонал единовременно заменяет вышедшие из строя элементы, не прерывая функционирование серверов.
Замена аккумулятора: - Поддержка параллельной работы. Позволяет объединить несколько блоков бесперебойного питания в единую систему, суммируя их характеристики.
- «Холодный старт». Позволяет запустить подключенное оборудование без доступности внешнего питания, только за счет сохраненной электроэнергии в аккумуляторах.
- Автотест аккумулятора. Производит проверку состояния элемента питания, с контролем его основных характеристик. Вовремя напомнит о требуемой замене. Желательно сделать перед первым использованием.
Выбор возможности зависит от конкретных серверов. Зачастую используется несколько вариантов сразу.
Какой ИБП выбрать?
Область применения ИБП во многом зависит от его мощности, например:
- Если требуется обезопасить домашние или небольшие корпоративные сети, состоящие из одного сервера, то можно использовать оборудование мощностью до 500 ВА.
- Когда нужно обеспечить безопасность производственных или серверных систем из нескольких устройств, то подойдёт ИБП, рассчитанный на 1500-2000 ВА.
- Для питания больших серверных станций, а также провайдеров стоит использовать оборудование мощностью 3000 ВА и выше.
Применение мощного ИБП для незначительной нагрузки может повлечь за собой неоправданные расходы.
Форм-факторы
Источники бесперебойного питания для серверов применяются в различных сферах, например, в составе настольных персональных компьютеров или в больших центрах, занимающихся мониторингом информации. Оборудование изготавливается в разных форм-факторах и представляет собой:
- Настольные, вертикальные ИБП, которые не требуют большого пространства для размещения.
- Настенное оборудование для монтажа в стойку (однако, оно может закрепляться и на вертикальной поверхности, например, стене).
- Источники бесперебойного питания для монтажа в стойку. Приборы, оснащённые необходимым крепежом, занимают 2 единицы внутри стойки. Они могут применяться для монтажа в составе конструкций, имеющих одну или две крепёжные поверхности.
- ИБП в многофункциональном корпусе. Такие устройства хорошо подходят как для монтажа внутри стойки, так и для вертикальной установки.
Каждый вариант имеет свои особенности и вносит в процедуру монтажа свои коррективы.
Выбирать тот или иной тип ИБП необходимо исходя из размеров и формы помещения, в котором будет установлено оборудование, а также количества свободного места.
Классы бесперебойников
Все ИБП делятся на три класса:
- Начальный уровень, английское название «off-line». Ничем особо не примечательны. Единственное адекватное действие бесперебойников такого вида на любые нарушения энергоснабжения — переход на питание от аккумулятора. Причем происходит переключение достаточно медленно, в среднем около 5 мс. Отличаются низкими мощностями, для питания серверов приспособлены слабо.
- Средний уровень, «Line-interactive». От начального содержат в своей конструкции стабилизатор напряжения и достаточно мощные аккумуляторы. Часто используются для систем питания одного сервера. Могут быть трехфазными, но это редкость.
- Максимальный уровень защиты или «on-line». Они же блоки бесперебойного питания с двойным преобразованием («double conversion»). Принцип действия немного отличается от предыдущих классов. Вначале ток внутри устройства конвертируется в 12 В постоянного, затем инвертором обратно в 220 В переменного вида. Все проблемы сети питания в момент трансформации сглаживаются, убираются скачки синусоиды, падения и подъем вольтажа. Хороший ИБП для питания стойки или всего ЦОД — это выбор профессионалов. Бывают как рассчитанные на работу от трех фаз, так и одной.
