Нетрадиционные методы техобслуживания ИБП

«Возможность параллельного техобслуживания» имеет огромное значение в мире ЦОД. Это понятие подразумевает возможность проведения технического обслуживания какого-либо элемента оборудования в рамках вашей инфраструктуры, в то время как все остальные ее элементы продолжает беспрерывно работать.

Есть стандартизированные методы, позволяющие добиться возможности проведения параллельного техобслуживания. Как правило, это происходит за счет подключения резервных компонентов инфраструктуры, которые дополняют друг друга во время технического обслуживания. Тем не менее, некоторые операторы дата-центров создают свои собственные методы, чтобы повысить уровень надежности своих объектов.

К числу последних можно отнести компанию RagingWire из Сакраменто, штат Калифорния (США). Этот сервис-провайдер использует нетрадиционный метод обхода источников бесперебойного питания (ИБП), который обеспечивает возможность достижения предельных нагрузок при техобслуживании без прерывания потока электричества к оборудованию. В июле Бюро по патентам и товарным знакам США выдало патент на соответствующее изобретение группе из трех инженеров, работающих в RagingWire.

Автором изобретения является Чарльз Линкхарт, главный инженер компании, который проводит свои исследования на базе дата-центра в Сакраменто. Чтобы поподробнее узнать об изобретении, в октябре (после того как RagingWire объявила о получении патента) мы связались с самим Линкхартом.

«Мы искали способ, который позволил бы провести полное техническое обслуживание ИБП без каких-либо изменений в части нагрузки», говорит Линкхарт. «Суть идеи заключается в добавлении альтернативного источника энергии (в дополнение к генераторам и ИБП) и дополнительного выключателя в цепь, а также в создании последовательности операций, которые позволили бы задействовать дополнительный источник энергии при поддержании критической нагрузки, в то время как ИБП отключались бы от сети, — и все без каких-либо перерывов».

Как это работает?

Источник энергии добавляется в ремонтный байпас – цепь электроснабжения, которая проведена параллельно ИБП. Этот байпас включается при техническом обслуживании ИБП. Однако при обычном сценарии критическая нагрузка подключается непосредственно к обычной электросети или к генератору. Если этот канал прерывается в ходе техобслуживания ИБП, критическая нагрузка теряется. Если что-то пойдет не так с ИБП во время перерыва на профилактическое техобслуживание, это также может повлиять на критическую нагрузку. Подход Линкхарта не только обеспечивает дублирующий источник электроэнергии для критической нагрузки во время технического обслуживания ИБП, но и изолирует ИБП от сети во время работ по его обслуживанию.

Вот как это работает. Альтернативный источник электропитания подключен (и имеет свой собственный выключатель) между двумя выключателями в рамках традиционного ремонтного байпаса. Если возникает необходимость провести обслуживание ИБП, этот источник электропитания оказывается под напряжением, и сетевое питание отключается. Критическая нагрузка начинает работать на электричестве от батареи ИБП, так как выключатель между альтернативным источником и байпасом включен (открыт). Затем электричество направляется из альтернативного источника на вход ИБП, и разряд батарей источников бесперебойного питания останавливается.

Затем ИБП переходит от инвертора на внутреннюю перепускную линию (внутренний байпас). Это, означает, что его вход подключается непосредственно к выходу, без выделения электроэнергии во внешнюю часть контура через выпрямитель и инвертор. Критическая нагрузка теперь снабжается электроэнергией из альтернативного источника, при этом не возникает каких-либо перерывов. Следующий шаг заключается в выводе из цепи внешней обходной линии (внешнего байпаса), после чего электричество из альтернативного источника будет питать критическую нагрузку по двум параллельным каналам.

В этом состоянии выход ИБП отключен от критической нагрузки, а вход ИБП отключен от альтернативного источника энергии, в то время как сетевое питание ИБП благополучно восстанавливается, поэтому он может быть протестирован при полной нагрузке, идущей от нормального источника. Таким образом, даже если ИБП откажет во время тестирования, не будет никаких перерывов в работе критической нагрузки.

Чтобы вернуться в нормальный режим работы, описанные шаги следует выполнить в обратном направлении. Последовательность шагов по переводу ИБП в автономный режим для технического обслуживания или повторного включения его в цепь проводится автоматически (не вручную). Система включает в себя программируемый логический контроллер (programmable logic controller; PLC), запрограммированный на включение и отключение выключателей с помощью правильной последовательности.

В рамках самых современных образцов данной системы RagingWire использует запасные ИБП как часть альтернативного источника питания, добавляя дополнительный уровень защиты критической нагрузки. «Эти запасные ИБП позволяют нам полностью вывести активные ИБП из цепи и не бояться при этом полного выхода из строя другого источника электричества и, как следствие, потери возможности электроснабжения критической нагрузки», говорит Линкхарт. «Наш ИБП примерно на неделю был выведен из цепи для выполнения капитального ремонта, при этом резервный источника исправно снабжал систему энергией через байпас, и все это без нарушения работоспособности оборудования клиентов, обслуживаемых выведенным из сети устройством».

Новая система уже используется во всех трех дата-центрах RagingWire (два в Сакраменто и один в Ашберне, штат Виргиния (США)). Сообщается, что первоначально система была опробована на участках Phase I и Phase II объекта в Сакраменто. Тестирование началось в 2006 году. До этого упомянутые участки благополучно проработали более шести лет.

Что не дает вам уснуть по ночам?

Линкхарт говорит, что эта идея появилась у него в середине ночи в 2006 году. «Большая часть лучших моих идей приходят в три часа ночи», говорит он. К тому моменту инженер более шести лет проработал консультантом RagingWire. В июле 2007 года он попал в штат компании. Изобретатель проработал на консалтинговую фирму из Сакраменто, которая специализировалась на электротехнических проектах, около 17 лет, прежде чем он стал главным инженером в компании RagingWire, которая специализируется на дата-центрах. До консалтинга он 17 лет проработал на атомной электростанции, находившейся в ведении Sacramento Municipal Utility District.