ИБП для сервера на длительное время автономной работы: расчеты и пример реализации

Как правило, всё ответственное серверное и сетевое оборудование защищают от скачков, просадок и пропадания напряжения установкой стоечных источников бесперебойного питания.

Чаще всего эти ИБП имеют встроенные аккумуляторы (мощностью до 3кВА) или внешние модули (от 3-х кВА) набранные батареями малой емкости – 5, 7-9 или 12Ач. Это позволяет обеспечить небольшое время автономной работы, которое на максимальной нагрузке составляет не более 3-5 минут, а в случае частичной нагрузки около 8-10 минут. Количество возможных внешних батарейных модулей (кабинетов) для подобных ИБП сильно ограничено низкой мощностью зарядного устройства. Стандартный ток заряда у подобных UPS – 1А,  который просто не может зарядить аккумуляторы больше 20Ач. Плюс к этому, стоимость подобных модулей относительно велика.

ИБП APC Smart-UPS SRT 5000 ВА On-line типа с внешним батарейным банком

ИБП APC Smart-UPS SRT 5000 ВА On-line типа с внешним батарейным банком

Возникает вопрос – как обеспечить бесперебойное электропитание сервера в течение нескольких часов?

Один клиент перед обращением к нам для решения задачи бесперебойного питания установил бензиновый генератор с автозапуском (TSS SGG 7500ЕН с АВР), но качество выходного напряжения оказалось ниже допустимого для корректной работы ИБП APC Smart-UPS SRT 5000 ВА. Источник постоянно переходил то в батарейный режим, то возвращался в режим работы от генератора. Чаще всего это происходит от плавающей частоты и гармонических искажений напряжения, которые выдаёт электрогенератор. К этому можно добавить, что степень вероятности успешного автоматического запуска бюджетного бензинового или дизельного генератора со временем эксплуатации начинает заметно снижаться. Возможные причины ошибок запуска: отсутствие топлива (забыли заправить), низкий уровень масла в картере, низкий заряд аккумулятора, старое топливо, западание иглы в карбюраторе и т.д.

Какие есть варианты?

Лучшее на наш взгляд решение – это on-line ИБП серий long time со встроенным мощным зарядным устройством, которые способны зарядить внешние аккумуляторы большой емкости, а это обеспечивает длительное время автономной работы. Как правильно подобрать бесперебойник и рассчитать ёмкость батарейного банка?

  1. Для выбора мощности ИБП следует сложить паспортную мощность всех серверных блоков питания и другого подключаемого оборудования, добавить к этому 30%. Таким образом, мы получаем базовую мощность и выбираем близкий к ней номинал бесперебойника. Однофазные Online UPS серий long time имеют номиналы: 1000Ва, 2000Ва, 3000Ва, 6000Ва, 10000Ва. Трехфазные от 10кВА и выше. Следует также учесть перспективы расширения сервера. Отмечу, что неправильный выбор мощности может вызвать перегрузку ИБП, в результате чего он просто «погасит» всю нагрузку.
  2. Для расчёта батарейного банка следует, во-первых, определить среднюю длительную нагрузку на ИБП, которая может заметно отличаться от суммы номиналов блоков питания. Для расчета этого значения следует провести замеры при помощи ваттметра или посмотреть уровень нагрузки существующих UPS со встроенными аккумуляторами. Во-вторых, определиться с необходимым временем автономной работы. Далее вам поможет с расчетами наш калькулятор аккумуляторов. Обратим внимание, что количество подключаемых аккумуляторов зависит от мощности и модели ИБП. Для примера – к UPS 1000ВА обычно подключаются 2 или 3 внешних аккумулятора последовательно, к 3000ВА – 6-8 батарей, к 6000 и 10000кВА – 16-20шт. Предел ёмкости батарейного банка ограничен максимальным током зарядного устройства и рассчитывается по формуле: Предельная емкость = Imax * 20 * Qакб.
    • Например, ИБП Lanches L900II-H RT 10kVa имеет максимальный ток заряда 8А и требует последовательного подключения 16 штук 12В аккумуляторов. Рассчитываем: 8А*20*16 = 2560Ач, т.е. это максимальная стандартная емкость одной батареи до 150Ач. Цифра 20 – это нижний допуск по току заряда для AGM аккумуляторов – 5% от ёмкости. Подобный батарейный кабинет обеспечит время автономии почти 7 часов на постоянной нагрузке 3кВт.

Если у вас возникли затруднения в расчетах, подборе или монтаже оборудования, мы всегда поможем :)

Пример реализовано проекта ИБП для сервера в стойку

Проблема, с которой к нам обратился заказчик – редкие, но периодические отключения напряжения в одном московском бизнес-центре на 3-4 часа в вечернее и ночное время, а также по выходным дням. Существующие ИБП со встроенными АКБ через 15 минут отключались и «гасили» сервера, в результате чего терялись данные, страдали сетевые хранилища, а часть оборудования требовала ручного перезапуска.

ИБП APC SmartUPS 3000

ИБП APC SmartUPS 3000 на короткое время резервирования

В процессе выездного обследования мы определились с необходимой мощностью ИБП – 10кВА и рассчитали батарейный банк – 16 АКБ по 100Ач. Пожеланием клиента была установка ИБП и аккумуляторов в серверный 19 дюймовый шкаф.

ИБП для сервера в стойке с внешними аккумуляторами

ИБП для сервера в стойке с внешними аккумуляторами

В верхней части шкафа мы разметили дин рейку с автоматом питания и выхода ИБП, рубильником ручного байпаса, вольтамперметром для каждого из двух блоков розеток, автоматами блоков розеток. Экран ИБП отображает входное и выходное напряжение, частоту, мощность нагрузки в ВА и Вт, степень заряда АКБ, текущий режим работы.

20190821_181705

Все 16 аккумуляторов Ventura GPL 12-100 по 100Ач установлены последовательно по 4 штуки на одной усиленной полке (вес одной батареи 30кг). Совокупная запасенная ёмкость позволяет продержать 2,5кВт постоянной нагрузки более 5-ти часов. Срок жизни аккумуляторов большой ёмкости в 2-3 раза выше, чем у батарей малой емкость и составляет 8-10лет. Все клеммы изолированы специальными колпачками:

Аккумуляторы на 100Ач в стойке

Аккумуляторы на 100Ач в стойке

Для удаленного мониторинга параметров работы ИБП по сети мы установили SNMP-карту.

SNMP карта ИБП

SNMP карта ИБП

Выход ИБП мы вывели на блоки розеток, в которые подключается вся необходимая нагрузка. В процессе тестирования и эксплуатации система показала свою эффективность и высокую надежность.

20190821_181742

Блок розеток

Существуют варианты ИБП для установки на усиленный стеллаж, а также различных конфигураций по фазности – 1в1, 3в1 и 3в3.

Рад ответить на ваши вопросы!

Оставить комментарий

Ваш email не будет опубликован.

Вы можете использовать это HTMLтеги и атрибуты: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>