Распечатать

Век качества № 4, 2005

Как обеспечить надежность работы информационных систем предприятия? Принципы обеспечения гарантированного электроснабжения и электропитания.

10 октября 2005

Век качества № 4, 2005

Как обеспечить надежность работы информационных систем предприятия?

Принципы обеспечения гарантированного электроснабжения и электропитания.

Об электроснабжении вспоминают, к сожалению, только в тот момент, когда оно выходит из строя. В последнее время сбои в сети электроснабжения возникают довольно часто - это и такие глобальные, как это произошло в Москве и нескольких близлежащих областях 25 мая 2005 года, или несколько лет назад в США и Канаде, и менее заметные и локальные, когда они доставляют проблемы  отдельным предприятиям и организациям. Для некоторых видов бизнеса подобные аварии могут привести к результату, когда продолжение деятельности может быть невозможным, или вызовут очень масштабные материальные или, хуже того, людские потери. Перечень таких организаций достаточно широк – это и финансовые организации или предприятия связи, это транспортные предприятия и учреждения здравоохранения, это шахты и заводы и т.п.

Что же делать тем компаниям и организациям, деятельность которых в значительной степени зависит от бесперебойного использования информационных систем? Сложившаяся ситуация говорит нам об одном: «Спасение утопающих дело рук самих утопающих».

Избавиться от проблем с электроснабжением невозможно, но к ним можно подготовиться. Поддержание на высоком уровне показателей надежности информационных систем и сетей возможно на базе устойчивой к любым воздействиям инженерной инфраструктуры. Т.е. необходимо создание систем гарантированного и бесперебойного электроснабжения, которые позволяют в случае полного и/или длительного отключения электричества в питающих сетях осуществлять электропитание до восстановления внешнего электроснабжения без сбоев в работе предприятия, а также обеспечивать работу в условиях неустойчивого электроснабжения. Такие системы включают в себя широкий спектр решений на базе источников бесперебойного питания (ИБП) и/или дизель-генераторных установок, фильтров питания и различных систем мониторинга электропитания, применение которых позволяет защитить дорогостоящее оборудование и данные информационных систем, а также пережить очередное отключение без простоя.

Подобные установки включаются автоматически и работают сколь угодно долго до тех пор, пока внешнее электроснабжение не будет восстановлено (в этом случае автономное питание также автоматически отключаются). Устройства комплектуются системой автоматического запуска и перехода на основной источник питания и могут быть дополнительно снабжены системами удаленного контроля и управления.

Системы гарантированного электроснабжения бывают разных типов, в частности, компания «Энвижн Груп» в своих проектах использует оборудование ведущих производителей, в частности, APC, General Electric, GESAN и Liebert-Hiross.

В чем заключается создание системы гарантированного электропитания вычислительных систем?

При создании надежной системы электроснабжения и электропитания недостаточно только установки специализированного оборудования, вне зависимости от их мощности, необходимо также выполнение ряда организационных мер. Эти меры должны обеспечить защиту информационных систем от сбоев электроснабжения всех типов. Необходимо:

  • Защитить все чувствительное оборудование от перепадов напряжения путем установки соответствующих устройств, а также средств защиты со стороны телефонных линий, линий передачи данных.
  • Составить перечень устройств, беспрерывность работы которых очень важна, и оснастить их источниками бесперебойного питания.
  • Внедрить специальное ПО управления электропитанием, позволяющее осуществлять мониторинг параметров качества электросети и регистрировать превышение установленных порогов.
  • Предусмотреть возможность увеличения продолжительности работы отдельных подсистем путем оперативного подключения дополнительных батарей.
  • Заблаговременно обеспечить возможность замены батарей ИБП и модернизации создаваемого решения.
  • Обеспечить правильную интеграцию систем ИБП с резервными генераторами питания с учетом требований наличия определенного времени для выхода генераторов на рабочий режим.

Каковы основные принципы построения систем бесперебойного электроснабжения и электропитания?

Построение систем бесперебойного электроснабжения (СБЭ) для информационных систем, рассредоточенных территориально, может производиться по различным схемам.

В настоящее время наибольшее распространение получили две основные структуры СБЭ – централизованная и распределенная. Централизованная система содержит один или несколько мощных ИБП, к которым подключены все системы. В распределенной структуре СБЭ  каждый потребитель (или небольшая группа потребителей) получает питание от отдельного ИБП.

Основным преимуществом распределенной структуры СБЭ является возможность ее реализации без переделки сетевой разводки, простота наращивания или изменения конфигурации. При отказе одного из ИБП происходит отключение только части системы, и, при наличии одного аппарата в "холодном" резерве (на складе), последствия отказа могут быть устранены в течение нескольких минут. Другим важным преимуществом этой системы может быть также то, что при соответствующем выборе типов ИБП для их размещения не потребуется выделения специальных помещений.

Недостатком распределенной системы является неэффективное использование ресурсов аккумуляторных батарей из-за невозможности обеспечения одинаковой нагрузки для всех ИБП. Другим недостатком этой системы является ее низкая устойчивость при перегрузках, вызванных ошибочным подключением дополнительной нагрузки или коротким замыканием.

Еще один существенный недостаток распределенной системы имеет место при использовании большого количества однофазных ИБП с режимами работы off-line или line-interactive. Сегодня значительная часть компьютерного и телекоммуникационного оборудования имеет импульсные блоки питания, характеризующиеся нелинейным характером потребления. При подключении нескольких подобных потребителей к однофазной сети в нейтральном проводнике возникают токи, которые могут привести к перегрузке нейтрали и ухудшению электромагнитной совместимости. Кроме того, суммарная стоимость ИБП малой мощности превышает стоимость централизованного ИБП равной мощности.

Преимущество централизованной структуры СБЭ состоит в  эффективности использования установленной мощности ИБП и емкости батарей. Такая система менее чувствительна к локальным перегрузкам и даже выдерживает короткие замыкания, мощность которых не превышает перегрузочную способность ИБП. Увеличение времени автономности достигается отключением менее ответственных потребителей в соответствии с так называемым планом "деградации" системы. Другим преимуществом централизованной СБЭ является исключение перегрузки нейтрального проводника на входе ИБП, что повышает надежность всей сети электроснабжения.

Недостатком централизованной системы является более высокая, по сравнению с распределенной системой, вероятность локального отказа, выражающегося в обесточивании потребителей из-за неисправности распределительной сети бесперебойного электроснабжения.

Стоимость аппаратных средств централизованной системы при равной мощности и одинаковых схемотехнических решениях ИБП ниже по сравнению с распределенной системой, однако при выборе данной структуры СБЭ необходимо учитывать стоимость возможной переделки сети электроснабжения в случае реконструкции действующей системы, а также необходимость выделения специального помещения и квалифицированного персонала.

В чистом виде каждая из рассмотренных систем применяется достаточно редко. Использование централизованной системы целесообразно при концентрации оборудования, выполняющего единую задачу и состоящего из компонентов одного класса надежности и одинаковых по характеристикам энергопотребления. Типичными для распределенной системы являются такие учреждения, в которых большое число персональных компьютеров работают в режиме независимых рабочих станций.

Для устранения недостатков каждой из систем на практике применяют двухуровневую систему, которая представляет собой комбинацию централизованной и распределенной системы.

СБЭ должна также обеспечивать функцию оповещения персонала о возникающих аварийных ситуациях в системах электропитания. При длительных перерывах в электроснабжении и необходимости продолжения работы оборудования свыше минимального срока, энергоснабжение должно производиться от автономной дизель-генераторной установки с обеспечением допустимых показателей качества электроэнергии. Включение и выключение генераторной установки должно производиться в автоматическом режиме с возможностью перехода на ручное управление.

Как выбрать систему бесперебойного электроснабжения и электропитания?

При выборе структуры системы бесперебойного электроснабжения для начала необходимо определиться:

  • С мощностью защищаемого оборудования.
  • Требуемым временем автономной работы.
  • С количеством оборудования, которое требует резервирование  .
  • Возможно ли кратковременное прерывание в электроснабжении при переходе на резервный источник питания.

Кроме того, необходимо обеспечить совместимость всей системы с уже установленным оборудованием, т.е. использовать решения, позволяющие интегрировать широкий спектр операционных систем, средств сетевого управления, популярных приложений, силовых и информационных соединителей различных стандартов, а также оборудование с различными требованиями к электропитанию.

Дальше многое зависит от проектного решение и качества монтажных работ. Для примера на рисунке приведена схема электроснабжения здания.

 Электроснабжение здания

Сергей Головин, заместитель генерального директора "Энвижн Груп" по маркетингу
Михаил Бондарь, начальник отдела систем электроснабжения "Энвижн Груп"