今日は、データセンターの電源システムについて詳しく説明します。電気がラックに流れる方向と、データセンターで都市の電気がなくなったときに何が起こるかを調べます。 データセンターの1つを例として使用して、対象を分析します。
概念について話しましょう
データセンターの電力ルートに行く前に、今日必要な基本的な用語と定義を分析します。
入力 -データセンターが都市の送電網に接続する場所。
変圧器は、この例では10 kVから400 Vに電圧を変換するデバイスです。
レイ -トランスからサーバー電源への電気経路。
配電盤 -受電、配電、および過負荷や短絡から保護するためのデバイス。
ディーゼル発電機セット（DGU）は、ディーゼル燃料を燃焼させて電気を生成する自律発電所です。 DGUの支援を受けたデータセンターでは、保証された食事が提供されます。 DGUは通常、立ち上がっていますが、暖かいです。 開始するには約30秒かかります。
無停電電源装置（UPS） -主電源の短期シャットダウン中にデータセンターに給電するデバイス。 少なくとも1秒の停電が発生すると、IT機器がシャットダウンします。 UPSのタスクは、この中断を防ぐことです。
自動予備入力（ABP） -電源システムに少なくとも2つの電源入力がある場合に使用されるデバイス。 入力の1つに問題がある場合、負荷は自動的に2番目に切り替わります。 データセンターでは、ABPを使用してDGUのデータセンターの負荷を切り替え、1つの電源でサーバーへの電力を予約します。
配電ユニット、PDU（配電ユニット） -配電用のデバイス。 イギリスの伝統では、PDUは電気パネルおよびソケットユニットと呼ばれます。 私たちにとって、これらはラック内のコンセントブロックにすぎません。
光あれ
データセンターは、2つの入力を介して都市の送電網に接続されています。 これらの入力は独立しています：それらは異なる変電所から、個々のルートに沿って行きます。 これらの入力の1つを介して、変圧器からラックサーバーまでの電気経路をトレースします。
入力を通じて、都市の電気はデータセンターの降圧変圧器に落ちます。 ここで、10 kVは400 Vに変換されます。
これらの400 Vはメイン配電盤（MDG）に送られます。 ここから、電力はデータセンターのすべてのエンジニアリングシステムとIT機器に分散します。
2列の灰色のキャビネット-これがメインの配電盤です。 各行（セクション）は、その入力によって駆動され、反対の行を複製します。
メインスイッチボードには以下が含まれます：
- サーキットブレーカーを開く（オープニングマシン） 。 主配電盤から負荷への途中で短絡が発生したり、許容電流を超過した場合、入力回路ブレーカーはオフになります。 これらのマシンの動作原理は、自宅の配電盤での交通渋滞の原理と同じです。 メイン配電盤の各セクションには、2つの入力自動デバイスがあります。1つはデータセンターに都市の電力ネットワークから電力が供給されている場合、もう1つはディーゼル発電機がオンの場合に動作します。
- 分配バス 。 すべての電気が供給され、さらにUPSまたは他の配電盤に送られます。
上部には、変圧器から電気を通すケーブルがあります。 中央部には自動導入機があり、下に銅の配電バスがあります。
- 自動予約入力（ABP） 彼は都市とDGUからの入力マシンを制御し、DGUを開始および停止するコマンドを与え、データセンターの電源を変圧器からDGUに、またはその逆に切り替えます。
ディスプレイには、データセンターの電源供給元が表示されます。 現在、電力は都市ネットワーク（LN1）から供給されています。 LN 2は、ディーゼル発電機セットからのバックアップ電力線です。
- バイパス機 。 ラック、UPS、エアコン、照明など、他のパネルやエンドユーザーに向かう各ルートの過負荷と短絡を防ぎます。
- セクショナルスイッチ。 2つの入力がデータセンターに接続されているため、2つのメインスイッチボードがあります。 変圧器の1つを修理する必要がある場合、単一の入力からメイン配電盤の両方のセクションに電力を供給できます。
メイン配電盤のある部屋には、すべてのディーゼル発電機セットからの出力が収集されるシールドもあります（通常3〜5個）。 市の電源がなくなると、このシールドからの電力はメイン交換機に供給され、データセンター全体でさらに分岐します。
DGUによって生成されたすべての電気は銅配電バスに入り、そこからDGUから入力回路ブレーカーに進みます。
メインの配電盤に入ると、400Vが都市から導入機に入ります。 次に、電気は配電バスに行き、マシンをバイパスします。 都市の電力ネットワークが中断した場合のATSは、データセンターをディーゼル発電機からの電力に切り替えます。 メインの配電盤からは、電源がすでに保証されていますが、それでもなお：
a）「ダーティ」：都市の緊張はあまり安定しておらず、飛躍、一時的な増加と減少があります。
b）中断されない：DGUが開始して作業負荷に行くまでに最大30秒かかります。
これらの問題は両方とも、無停電電源装置（UPS）によって解決されます。 これは、メイン配電盤の後に電気が来る場所です。 UPSは電圧を設定値に均等化し、都市からの電力が失われた場合、UPSは自動的に負荷をバッテリーに切り替えます。 バッテリーでは、データセンターは約15分間自律的に動作できます。 これは、DGUを開始するのに十分以上です。
UPSは普通です。
バッテリーラック。
UPS配電盤（UPS）は、UPSから給電されます。 SchIBP回収機から、機械室（ShchR）、エアコン（ShchK）、非常照明（ShchS）およびその他のシールドの配電盤に電力が供給されます。
各ラックの配電盤には、希望の定格と位相の独自のタップオフ機が設置されています。 たとえば、6.5 kWの電力でラックに電力を供給するために、32A単相機を設置します。
エンジンルームのShchR。
NORD 4エンジンルームでは、ShchRの代わりに上げ床の下にあるバスバーが使用されます。
バスバーには、ラックにつながる自動機を備えたコンセントボックスが取り付けられています。
ラック内の機器に電力を供給するために残ります。 これを行うために、2つのPDUがラックに取り付けられており、それらは異なる電源ビームに接続されています。 2つの電源を備えた機器は、異なるPDUに接続されています。 機器に1つの電源がある場合、ATSを介してPDUに接続されます。 PDUの1つで電力が失われた場合、ATSは負荷を2番目に切り替えます。
機器をATSおよびPDUに適切に接続することが基本的に重要です。 混乱する場合、データセンターの電源の冗長性は、都市の電力供給によるサーバーの中断に耐えることができません。
ラック内の1つおよび2つの電源装置とサーバーの正しい接続の図。
これは、電気が変圧器からラックサーバーに単一のビームで移動する方法です。 同様のルートで、電気はラックに到達し、2番目のビームに沿って進みます。 一般的な図では、上記のすべてが次のようになります。
光を消す
次に、データセンターで都市の電力供給がなくなったときの状況を分析します。 このシナリオでは、次のことが発生します。
-UPSはバッテリー電源に切り替わります。
-メイン配電盤への予備の自動入力により、DGUが起動し、データセンターが電源から切り替えられます。
方法は次のとおりです。
- UPSは入力で電源障害を検出し、内蔵バッテリー電源に自動的に切り替わります。
- 同時に、メイン配電盤のABPは、都市部の栄養の中断も修正します。 ATS 5秒間待ちます。 電源が回復しない場合、ATSはディーゼル発電機を始動するための信号を送信します。
- DGUは15〜30秒で起動され、相互に同期されます。
- ディーゼル発電機からの電源がバックアップラインに表示されると、ATSはメインラインのサーキットブレーカを開き、10秒の遅延でバックアップラインスイッチを閉じます。 この瞬間から、データセンターはDGUによって強化されています。
- UPSは入力で電力回復を確認し、標準モードに戻ります。
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都市ネットワークの電力が回復すると、同じATSが自動的にデータセンターを都市ネットワークの電力に戻します。
- ATSは都市電力の回復を記録し、5秒間待機してからディーゼルエンジンを切断します。
- 同時に、UPSはバッテリー電源に切り替わります。
- ATSは、バックアップライン（ディーゼルエンジンからの電力）のサーキットブレーカーを開き、5秒後に都市からの主電力ラインのサーキットブレーカーを閉じます。 UPSは標準モードに戻ります。
- ATSは60秒待機し、その後ディーゼル発電機を停止するコマンドを出します。
OSTサイトのDGUグループの1つ。
この投稿では、電源システムがダイナミクスでどのように見えるかを詳細に調べました。 TIER IIIデータセンター内の各システム要素の容量、ブランド、および予約スキームの詳細を知りたい場合は、最後のNORD 4ツアーをご覧ください。 あなたにとって興味深いものが舞台裏に残っている場合は、コメント欄で質問してください。