Easy Capacity Test — зеленая технология тестирования ИБП

Огромное внимание, уделяемое в настоящее время «зеленым» технологиям, приводит к «озеленению» иногда даже совершенно неожиданных аспектов жизнедеятельности ЦОД, но, при этом, кажущихся такими логичными, что невозможно понять, как же до этого не додумались раньше…

Компания Eaton, крупный производитель оборудования для систем бесперебойного электроснабжения, разработала технологию тестирования ИБП Easy Capacity Test (дословно — «простого тестирования работоспособности»), которая позволит сэкономить время, электроэнергию, деньги и целый ряд дополнительных сопутствующих расходов.

Как тестируют ИБП сегодня

Обратимся к повседневной практике тестирования ИБП. Как правило, проверка бесперебойников выполняется, когда система уже собрана, но рабочей нагрузки ещё нет (ЦОД ещё пуст во избежание рисков нанесения вреда дорогостоящему ИТ-оборудованию).

В целях имитации рабочего режима требуется к ИБП подключить нагрузку, а так как интересуют прежде всего пиковые режимы работы, то и нагрузка должна соответствовать проектной. Возникает вопрос, где её взять? Некоторые подрядные организации имеют собственные нагрузочные модули – некое оборудование (иногда даже обычные мощные нагреватели), имитирующее работу ЦОД. В случае отсутствия таковых, рабочую нагрузку приходится запрашивать (а бывает, и брать в аренду) у заказчика. Очевидно, что в обоих случаях затраты на проведение тестирования растут.

Следующий шаг – отвод тепла. Во-первых, тепло выделяет сам ИБП, во-вторых, нагрузка. Итоговая подведенная мощность целиком перейдет в тепловую энергию и потребует её отвода. Хорошо, если в это же время тестируется система кондиционирования. Это единственный случай оптимального и согласованного тестирования основных инженерных систем ЦОД. Но как быть, если во время регламентных работ следует проверить только один блок ИБП?

Кстати говоря, а сколько длится тестирование ИБП? Если учесть, что в период тестирования проверяются как режимы полной загрузки ИБП, так и частичной; время полного заряда и разряда батарей; а также имитируются некоторые другие режимы, то условно можно принять длительность тестирования, равную суткам.

При проверке ИБП мощностью 500кВА (400кВт) за сутки (24ч) при стоимости электроэнергии 3руб/кВт «нагорит» почти 30 000руб ($1000). Практика показывает, что данная цифра доходит до $5000, если учесть оборудование, имитирующее нагрузку, его аренду, доставку, а также временные затраты на планирование и построение тестовой среды.

Как предлагают тестировать

Предложение от Eaton в рамках технологии Easy Capacity Test является первым в своем роде и позволяет тестировать ИБП без внешней нагрузки: вместо неё используются входящие в состав ИБП выпрямитель и инвертор.

Суть метода в том, чтобы проверить работоспособность всех элементов ИБП под напряжением и, соответственно, током, при этом не подавая напряжение на выход ИБП, а замыкая его внутри себя.

В качестве очень точной аналогии можно привести пример циркуляции воды в трубах под действием насосов. Любой желаемый расход воды обеспечивается путем коррекции параметров работы насоса, тем самым реализуется широкий диапазон возможных режимов работы, но практически без затрат самой воды – следует только подпитывать замкнутый контур ввиду возможных утечек. Здесь очень важно отметить, что для проверки контура на высоких давлениях нет необходимости в использовании мощных насосов, обеспечивающих такое давление. Общий уровень давления (статическое давление) в системе задается подпиткой, а насосы лишь создают дополнительный напор, заставляющий воду двигаться в контуре.

Абсолютно аналогично построена и технология тестирования Easy Capacity Test.

Роль насоса играет инвертор ИБП. Ток после инвертора по встроенной линии байпаса передается на вход ИБП и попадает в выпрямитель. Полученный им постоянный ток подпитывает батареи и поступает в инвертор. Цикл замыкается. Потери, образующиеся при преобразованиях тока и вызванные необходимостью подзарядки батарей, составляют примерно 5% от мощности ИБП (КПД равен 95%, а потери равны единице за вычетом КПД). Эти 5% потребляются из внешней сети и являются подпиткой.

Именно подпитка задает общий фон напряжения в контуре ИБП. А необходимую разность потенциалов для генерации тока обеспечивает инвертор, причем очень интересным образом. Он следит за синусоидой напряжения внешней сети и выдает свою синусоиду несколько опережающую (на 10 градусов по фазе) её. Разность напряжений двух синусоид и есть та самая искомая разность потенциалов.

Таким образом, вместо потребления из сети 100% мощности ИБП потребляется всего 5%, вместо отвода тепла от нагрузки в размере 100% мощности ИБП не требуется отводить ничего — двойная выгода налицо! Но есть и третий аспект.

Рассмотрим случай проверки времени разряда батарей. Внешней нагрузки по-прежнему нет. Постоянное напряжение от батарей поступает на вход инвертора, а полученное переменное напряжение по линии байпаса передается на вход ИБП и далее… отводится в сеть электроснабжения здания! При этом также можно сгенерировать различную скорость разрядки батарей для проверки различных режимов работы от АКБ.

Преимущества Easy Capacity Test и первая ласточка

• Экономия времени: отпадает необходимость в наличии, транспортировке и построения тестовой среды; производится тестирование сразу всех компонентов ИБП.
• Экономия финансов: в тестовом режиме потребляется всего 5% от мощности ИБП вместо 100% при традиционной схеме тестирования, а отводить тепло от сымитированной внешней нагрузки не требуется вовсе ввиду её отсутствия. Кроме того, деньги экономятся и на покупке, транспортировке и построении тестовой среды.
• «Озеленение» ИБП: Easy Capacity Test полностью отвечает требованиям «зеленых» технологий: минимум энергопотребления, максимум экономии.
• Очередность тестирования модулей: В случае модельного ИБП технологию тестирования Easy Capacity Test можно запускать на каждом модуле в отдельности, тем самым не прерывая работу всего ИБП.
• Безопасность ЦОД: Технология Easy Capacity Test выполняет тестирование ИБП без какого-либо влияния на электропитание ЦОД: не образуются дополнительные помехи в сети, не повышается тепловыделение, и, что очень важно, сервера не запитываются от тестируемого ИБП, как это часто бывает при традиционном тестировании.

Первой ласточкой, оснащенной новой технологией тестирования Easy Capacity Test, является серия ИБП Powerware 9395 от компании Eaton с диапазоном мощности от 225 до 1100кВА. Все изделия линейки получили сертификат «An Eaton Green Solution».

Автор: Хомутский Юрий