Сравнение современных статических и роторных ИБП. Статические ИБП достигли своего предела?

    Рынок ИТ индустрии является самым большим потребителем источников бесперебойного электропитания (ИБП), используя примерно 75% всех производимых ИБП. Ежегодный мировой объем продаж оборудования ИБП во все типы ЦОДов, включая корпоративные, коммерческие и сверхбольшие, составляет 3млрд.$. При этом ежегодный прирост продаж оборудования ИБП в ЦОДы приближается к 10% и, похоже, что это не предел.

    Центры обработки данных становятся все более и более крупными и это, в свою очередь, создает новые вызовы для инфраструктуры энергоснабжения. В то время, пока ведется долгий спор о том, в чем статические ИБП превосходят динамические и наоборот, есть одна вещь, с чем согласятся большинство инженеров – в том, что чем выше мощность, тем больше для работы с ней подходят электрические машины: именно генераторы используются для выработки электрической энергии на электростанциях.

    Все динамические ИБП используют мотор-генераторы, однако они имеют разные конструкции и, определенно, различаются свойствами и характеристиками. Одним из таких довольно распространенных ИБП является решение с механически подключаемым дизельным двигателем – дизель-роторный ИБП (ДРИБП). Однако, в мировой практике строительства ЦОДов, настоящая конкуренция присутствует между статическими ИБП и иной технологией динамических ИБП – роторными ИБП, которая представляет собой комбинацию электрической машины, вырабатывающей синусоидальное напряжение естественной формы и силовой электроники. Такие роторные ИБП имеют электрическую связь с накопителями энергии, которыми могут быть как аккумуляторные батареи, так и маховики.

    Современные достижения в области технологий управления, надежности, эффективности и плотности мощности, а также снижения удельной стоимости мощности ИБП являются факторами, присущими не только для статических ИБП. Недавно представленная серия Piller UB-V является достойной альтернативой.

    Рассмотрим далее некоторые ключевые критерии оценки и выбора системы ИБП для современного крупного ЦОДа в контексте того, какая технология выглядит более предпочтительной.

    1. Капитальные затраты


    Это правда, что статические ИБП могут предлагать более низкую цену за 1 кВт для небольших систем ИБП, но такое преимущество быстро испаряется, когда речь заходит о системах большой мощности. Модульная концепция, которую неизбежно вынуждены применять производители статических ИБП, вращается вокруг параллельного включения большого числа ИБП небольшой номинальной мощности, например, размером 250 кВт как в приведенном ниже примере. Такой подход позволяет достичь требуемого значения заданной выходной мощности системы, но из-за сложности множества дублированных элементов теряет 20-30% преимущества в цене по сравнению со стоимостью решения на базе роторных ИБП. Более того, даже у этого параллельного соединения модулей есть ограничения по числу блоков в одной системе ИБП, после чего сами параллельные модульные системы должны быть параллельными, что ещё больше увеличивает стоимость решения за счет дополнительных распределительных устройств и кабелей.

    image

    Табл. 1. Пример решения для ИТ нагрузки 48МВт. Больший размер моноблоков UB-V позволяет экономить время и деньги.

    2. Надежность


    В последние годы ЦОДы становятся все более коммодитизированными предприятиями, в то время как надежность все чаще воспринимается как должное. В связи с этим, все более возрастают опасения, что это приведет к проблемам в дальнейшем. Поскольку операторы стремятся к максимальному показателю отказоустойчивости (количеству «9») и при этом предполагается, что недостатки статической технологии ИБП лучше всего преодолеваются благодаря малому времени на ремонт (MTTR) за счет возможности выполнения быстрой и «горячей» замены модулей ИБП. Но этот аргумент может быть саморазрушительным. Чем больше задействовано модулей, тем выше вероятность отказа и, что более важно, тем выше риск того, что такой отказ приведет к потере нагрузки в общей системе. Лучше вообще не иметь сбоев.

    Иллюстрация зависимости числа аварий оборудования от величины показателя времени наработки на отказ (MTBF) в период нормальной эксплуатации приведена на рис. 1 и соответствующими расчетами.

    image

    Рис. 1. Зависимость числа аварий оборудования от показателя MTBF.

    Вероятность отказа Q(t) оборудования в период нормальной эксплуатации, на участке (II) графика нормальной кривой отказов, достаточно хорошо описывается экспоненциальным законом распределения случайных величин Q(t) = e-(λx t), где λ = 1/MTBF – интенсивность отказов, а t – время работы в часах. Соответственно, через время t в безаварийном состоянии будет N(t) установок от начального числа всех установок N(0): N(t) = Q(t)*N(0).

    Среднее значение MTBF статических ИБП составляет 200.000 часов, а MTBF роторных ИБП серии UB-V Piller составляет 1.300.000 часов. Расчет показывает что за 10 лет эксплуатации в аварии окажутся 36% статических ИБП, и только 7% роторных ИБП. С учетом разного количества оборудования ИБП (Табл.1) это означает 86 отказов из 240 модулей статических ИБП и 2 отказа из 20 роторных ИБП Piller, на одном и том же ЦОДе с полезной ИТ нагрузкой 48МВт в течение 10 лет эксплуатации.

    Опыт эксплуатации статических ИБП на ЦОДах в России и в мире подтверждает достоверность приведенных расчетов, основываясь на статистике отказов и ремонтов, доступных из открытых источников.

    Все роторные ИБП Piller, и в частности серия UB-V, используют электрическую машину для генерации чистой синусоиды и не используют силовые конденсаторы и IGBT транзисторы, которые очень часто являются причинами отказов во всех статических ИБП. Более того, статический ИБП — это сложная часть системы электроснабжения. Сложность снижает надежность. Роторные ИБП UB-V имеют меньше компонентов и более прочную конструкцию системы (мотор-генератор), что повышает надежность.

    3. Энергоэффективность


    Современные статические ИБП имеют гораздо лучшую энергоэффективность в режиме онлайн (или «нормальный» режим), чем их предшественники. Как правило, с пиковыми значениями КПД на уровне 96,3%. Часто приводятся более высокие цифры, но это достижимо только тогда, когда статический ИБП работает, переключаясь между онлайн и альтернативными режимами (например, режимом ECO-mode). Однако, при использовании альтернативного энергосберегающего режима нагрузка работает от внешней сети без всякой защиты. По этой причине, на практике в ЦОДах в большинстве случаев используется только режим онлайн.

    Серия роторных ИБП Piller UB-V не изменяет состояние при нормальной работе, при этом обеспечивая эффективность до 98% в режиме онлайн для уровня загрузки 100% и на уровне 97% при загрузке 50%.

    Такая разница в энергоэффективности позволяет получать существенную экономию на электроэнергии в процессе эксплуатации (Табл.2).

    image

    Табл. 2. Экономия затрат на электроэнергию на ЦОДе 48 МВт ИТ нагрузки.

    4. Занимаемое пространство


    Статические ИБП общего применения стали существенно более компактными с переходом на технологию IGBT и исключением трансформаторов. Однако, даже с учетом данного обстоятельства, роторные ИБП серии UB-V дают выигрыш 20% и более по показателю занимаемого места на единицу мощности. Возникающая экономия пространства может быть использована как для увеличения мощности энергоцентра, так и для увеличения «белого», полезного, пространства здания для размещения дополнительных серверов.

    image

    Рис. 2. Занимаемое место ИБП на 2МВт разных технологий. Реальные установки в масштабе.

    5. Доступность


    Одним из ключевых показателей хорошо спроектированного, построенного и эксплуатируемого ЦОДа является его высокий коэффициент отказоустойчивости. Несмотря на то, что 100% времени бесперебойной работы всегда является целью, в отчетах указывается, что более 30% центров обработки данных в мире испытывают как минимум один незапланированный сбой в год. Многие из них вызваны человеческими ошибками, но энергетическая инфраструктура также играет важную роль. Серия UB-V использует годами проверенную технологию роторного ИБП Piller в моноблочном исполнении, надежность которых существенно выше всех других технологий. Более того, для самих ИБП UB-V в ЦОДах с надлежащим образом контролируемой средой не требуется их ежегодное отключение для выполнения технического обслуживания.

    6. Гибкость


    Нередко ИТ-системы ЦОДов обновляются и модернизируются в течение 3-5 лет. Поэтому инфраструктуры систем электропитания и охлаждения должны быть достаточно универсальными, чтобы соответствовать этому и иметь достаточную перспективу на будущее. Как обычные статические ИБП, так и ИБП UB-V могут быть сконфигурированными различными способами.

    Однако состав решений на базе последних более широкий, и, говоря в общем, поскольку это выходит за рамки данной статьи, позволяет иметь возможность реализации систем бесперебойного электроснабжения на средневольтном напряжении 6-30кВ, для работы на сетях с возобновляемыми и альтернативными источниками генерации, для построения экономичных сверхнадежных систем с изолированно-параллельной шиной (IP Bus), соответствующих уровню Tier IV UI в конфигурации N+1.

    В качестве заключения можно сделать несколько выводов. Чем больше развиваются ЦОДы, тем сложнее становится задача их оптимизации, когда необходимо одновременно контролировать экономические показатели, аспекты надежности, репутации и минимизации воздействия на окружающую среду. Статические ИБП применялись и будут применяться в будущем в центрах обработки данным. Однако, бесспорно и то, что есть альтернативы существующим подходам в области систем электроснабжения, обладающие существенными преимуществами перед «старой доброй статикой».

    Similar posts

    AdBlock has stolen the banner, but banners are not teeth — they will be back

    More
    Ads

    Comments 66

      0

      А не выгоднее ли весь ДЦ перевести на постоянный ток и избавиться от лишних преобразований? На входе подавляющего большинства БП устройств в дата центре всеравно происходит выпрямление...

        0

        Поспорили как-то Никола Тесла с Томасом Эдисоном… Война токов AC vs DC продолжалась более 100 лет и завершилась окончательной победой идеи переменного тока в 2007г. Хотя электрический стул, как творение Т.Эдисона, до сих пор живет. Для малых ЦОДов, наверное, и можно применять постоянный ток. Хотя сразу вопрос — а как питать системы охлаждения? Ставить инверторы с постоянки на переменку? На больших и мега ЦОДах, что сейчас в тренде, постоянный ток потребует огромной инфраструктуры для передачи DC тока, либо большого числа малых выпрямительных систем. Децентрализация? Но ЦОДы только растут. Централизация!

          0

          Что значит победа AC?

            0
            AC победил в головах тех, кто немного не в курсе про HVDC линии
              0

              Спору нет. У постоянного тока тоже есть свои плюсы — отсутствие необходимости синхронизации, отсутствие реактивки, например. Может быть, мир когда-нибудь и вернется вновь массово к DC на очередном витке эволюции.

              0

              В 2007г. в Нью-Йорке не осталось ни одного потребителя постоянного тока. Об этом можно почитать интересную статью "Война токов" на очень известном ресурсе.

                0

                Это, конечно, всё меняет. А кроме статей на ресурсе?

              0

              Системы охлаждения можно питать так же как и сейчас — сеть внутри ЦОД у них выделенная. И можно напрямую от дизель генераторов. Перерыв питания на 3 минуты, пока старт дизеля и ступенчатый набор мощности — жидкого фреона из ресиверов хватит.

                0

                Согласен — можно.

                0

                Разве инверторный привод не побеждает в системах кондиционирования и вентиляции?

                  0
                  Логично стойки и системы охлаждения питать разными ветками. Если из всех серверных БП выкинуть диодный мост, будет почти процент экономии только на этом.

                  Мне интуитивно кажется, что динамические ИБП нужны там где могут быть долговременные перерывы в подаче энергии, нельзя аккумуляторами запасти энергии для ЦОД на сутки. А дизеля вытянут без проблем, только солярку подвози.
                    0
                    При использовании синхронного выпрямителя потери на выпрямлении могут быть околонулевыми.
                  0

                  Токи посчитайте. Стойка 10кВт, 12В — это 800А. Если напряжение выше — то все равно нужно будет ставить преобразователи dc-dc. Внутри стойки еще можно постоянный ток разводить, что собственно и делается в идеологии OCP. Но тянуть в машзале шины питания постоянного тока крайне неудобно в эксплуатации и на круг выходит дороже.

                    0

                    А зачем 12? Те же 220 или 310 вольт. Вся проводка будет того же сечения, что и сейчас.
                    А учитывая воможность выкинуть все ИБП, как статические так и динамические, заменив их простыми стационарными батареями, 100% надежный статический АВР…
                    Много плюсов дает постоянный ток.

                      0
                      Учитывая, что в БП конденсаторов на напряжение менее 400 В не ставят, можно смело подавать и 350 В. В итоге потребное сечение проводов даже уменьшится, либо уменьшится нагрев и потери в них. Вырастут мощности блоков питания, то есть БП на 1 кВт автоматически станет на 1.2 кВт.
                        0
                        сарказм ON — А давайте сразу 380 подадим, что мелочиться? А то ноль простаивает — подадим туда вторую фазу. Так иногда делают электрики (понятно что не специально — так получилось)
                        сарказм OFF
                        Согласно ГОСТ — у нас пока в бытовой сети 230В переменного тока. И БП проектируются конечно с запасом, но все-таки на 230-250В. 400В это предельный режим, при его использовании никто не дает гарантию долговременной работы, ибо если нужен кондер в цепь 400В — бери на 600В+.
                          0

                          В БП с APFC ставят конденсаторы на 400В, при этом напряжение на нём достигает 390В. И ничего, все живут. Конденсаторы и так допускают небольшие всплески.

                            0
                            Как человек, соскабливавший как-то этот конденсатор со стенок и платы своего БП, ответственно заявляю: ничего страшного, дело всего-то на час — соскрести и впаять новый.
                              0

                              Вам очень повезло. Обычно это заканчивается примерно так.
                              image

                                0
                                Да я думаю, это всё-таки следствие замыкания где-то в другом месте. В консервной банке корпуса компьютера разгореться-то особо и нечему, всего один крупный пучок проводов, и мало воздуха.
                            0

                            <Зануда on>Согласно ГОСТ 32144-2013 — у нас пока в бытовой сети 220В</Зануда off>

                              0
                              Для техники действует ГОСТ 29322-2014.
                              ГОСТ, что Вы привели действует только для поставщиков электроэнергии.
                                0
                                А в «бытовую сеть» (Вас цитирую) кто кроме «поставщиков электроэнергии» подает напряжение?
                                  0

                                  Спасибо за уточнение действующего стандарта!

                                0

                                После выпрямления среднеквадратичное напряжение становится больше в 1,41 раз (корень из 2). А значит после диодного моста в импульсном БП постоянное напряжение по любому около 325-350 В в нормальном режиме. А значит если избавиться от переменки, туда можно смело сразу постоянку 325-350 В подавать. А конденсаторы в серверных БП стоят всегда на 450 В.

                        0
                        Что такое «роторный ИБП»? Надеюсь, там ничего не вращается?
                          0

                          "Роторный" как раз используется для определения ИБП с вращающимся элементом, которым является мотор-генератор, работающий между сетью и нагрузкой.
                          image

                            0
                            О как прекрасна эта «естественная синусоида» :)) Картинка из мурзилки прям…
                              0
                              Маркетинг же. Это как выходной коэффициент мощности 1.0 у так называемых «статических» онлайн-ИБП :)
                                0

                                Установка UB-V 3240. Моноблок 3600кВА/3240кВт. Т.е. выходной коэффициент мощности составляет 0.9. Достаточно, чтобы питать все виды нагрузок ЦОДов. Если нагрузка будет с cos φ= 0.8, например, индустриальная, то данный ИБП способен будет питать потребителя 2880кВт (3600х0.8). Цифры подтверждаются заводскими тестами и на приемно-сдаточных испытаниях с участием заказчиков.

                                  0
                                  А как с КПД у них? Про мегаваттные мощности ниже в треде написал.
                                    0
                                    Думаю, не очень хорошо. Электронные ИБП в режиме байпас потребляют по сути саморазряд батарей. Машина требует постоянной подпитки для сохранения вращения, так как воздух вокруг, земля вращается, да и подшипники не магнитные там.

                                    В режиме без байпаса разрыв сокращается, но скорее всего машина проигрывает.
                                      0

                                      Если в качестве источника автономии используется маховик (альтернативно могут быть АКБ), то маховик вращается в вакууме, а подшипники работают в разгруженном режиме за счет электромагнита. Суммарные потери 2-3% (на всей установке) возникают: на дросселе, на силовой электронике которая связывает мотор-генератор и маховик, на электромагните, на подшипниках, в электромагнитных полях. В режиме байпаса КПД будет 99.9%, но это сервисный или аварийный режим. Все заявленные цифры КПД демонстрируются нами на заводе на тестовой площадке всем тем, кто знакомится с нашей технологией в рамках выбора решения, либо заказчикам, кто приезжает на приемные испытания (FAT) оборудования перед его отгрузкой. Как раз большая мощность моноблоков дает возможность получать хороший КПД за счет того, что указанные потери возрастают непропорционально, в меньшей степени, по сравнению с ростом мощности установки.

                                        0
                                        Координаты завода можно? Было бы интересно заехать посмотреть, может даже посотрудничать.
                                          0

                                          Да, пожалуйста!
                                          Piller Germany GmbH & Co. KG
                                          Abgunst 24, 37520 Osterode am Harz, Germany
                                          www.piller.com
                                          Будем рады показать производство, тесты и ответить на все вопросы!

                                      0

                                      КПД устройств серии UB-V составляет до 97%@нагрузка 50% и до 98%@нагрузка 100%

                                0
                                Вопрос в том, что даже в синхронном генераторе есть силовые полупроводники. То есть в этом плане преимущество перед статическими ИБП небольшое.
                                  0

                                  Если сравнивать КПД статики 96% и 98% у роторных UB-V, то разница в 2% выглядит относительно не большой. Однако на мегаваттных нагрузках экономия получается очень даже приличной. Расчеты приведены в статье. Ниже, для справки, привожу выдержку из технических данных недавно анонсированной (март, 2020г) "супер современной" серии статических ИБП от очень известного вендора.
                                  image

                                0
                                есть одна вещь, с чем согласятся большинство инженеров – в том, что чем выше мощность, тем больше для работы с ней подходят электрические машины: именно генераторы используются для выработки электрической энергии на электростанциях.
                                логика в этом утверждении отсутствует. на электростанциях с турбинами они просто уже есть. а вот на солнечных все совсем не так. вот вам экономически оправданный размер в тысячу раз больше(там указана емкость, мощность обычно в 4 часа меньше) www.tesla.com/megapack?redirect=no
                                  0

                                  Одно не противоречит другому. ИБП, и в частности, роторные ИБП, помимо улучшения параметров выходного напряжения на стороне нагрузки, решают задачу обеспечения бесперебойности. Модули батарей хороши для накопления большого объема энергии на длительное время. Опыт стран с развитой альтернативной энергетикой показывает, что качество электроэнергии из сети при этом только падает, поскольку возникают более частые переключения. Если у вас критичная нагрузка, то увы, даже с таким шедевром от Тесла никуда не уйти от применения ИБП.

                                    0
                                    качество электроэнергии из сети при этом только падает, поскольку возникают более частые переключения.

                                    Что это значит?
                                      0

                                      См. ответ ниже.

                                      0
                                      этот шедевр от теслы как раз успешно применяется для улучшения качества электроэнергии. и это и есть ибп. а частое переключение происходит каждый раз, когда кто-то включает чайник, альтернативная энергетика тут ни при чем
                                        0

                                        Если нагрузка чувствительна к качеству параметров сети и требует бесперебойности, например, ЦОДы, производство микрочипов, непрерывные линии и т.д., то никто не полагается на один источник, каким бы он ни был хорошим. Все помнят блэкаут 2011 в центре России из-за ледяного дождя, когда электричество отсутствовало до 2-х недель.На батарейной ферме может случится пожар (не приведи Господь!). Много ещё чего техногенного. По этой причине потребуется переключение на резервный источник. Резервным источником может быть либо промышленная сеть, либо собственная газовая электростанция, либо еще что-то. ИБП в этом случае спасает нагрузку на момент переключения, которое может занимать от нескольких секунд до минут. А роторный ИБП к тому же еще поможет "мягким" сетям, например газовому генератору, обеспечить стабилизацию частоты при приеме нагрузки.
                                        Если же нагрузкой выступает чайник, то конечно, ставить ИБП — это абсурд.


                                        Я в ближайшие месяцы напишу статью о практике строительства энергосистем в сетях альтернативной генерации с применение роторных ИБП в качестве динамических стабилизаторов и кондиционеров сети, дающие качество бесперебойного питания на стороне нагрузке. При этом заказчики с ходу получают выигрыш в капитальных затратах на этапе строительства, за счет оптимизации состава энергосистемы, так и на OPEX, за счет оптимизации КПД и техобслуживания меньшего числа единиц оборудования. Кстати, в России успешно эксплуатируются 2 такие системы с 2013г.

                                    0
                                    20 лет назад, на лабах по электроприводу, когда мы гоняли системы генератор-двигатель, нам говорили, что это уже отжившие свой век технологии, а будущее за электронными преобразователями. А тут смотри ка, живее всех живых.
                                      –1

                                      Законы философии никто не отменял.

                                        0

                                        Проблема электронных преобразователях собственно в мощности. Мотор-генератор на 50Гц и 1 МВт это не большая проблема. Обороты низкие крути себе и проблем нет. А вот онлайн ИБП на 1МВт. Это проблема. Большая)

                                          0
                                          Вот, если честно, не представляю размеров датацентра, который потребляет такие мегаваттные мощности.
                                          Мы, как контора, специализирующаяся на ИБП, уже 2 года пытаемся поставить (читай продать) ИБП на 1 МВт на один свечной заводик. Там посто хотят целый цех от него запитать с кучей промышленных установок, поэтому такая мощность нужна. Хотя я предлагал доя обеспечения надежности установить на каждую установку свой локальный ИБП, поменьше. Но довод заказчика был, что если одна фасовочная машина остановилась, то весь цех может дальше не работать. На другие цеха хватает у них даже 40...80 кВт.
                                          А так по опыту, не помню потребности в ИБП более 200 кВт, даже на обеспечение нужд целого здания хватает, с серверными, всеми кабинетами, лифтами и сауной. Но у нас в Сибири и масштабы поменьше однако, нет небоскребов. «Датацентры» типа центра обработки данных для целого завода, забитого стойками и кондиционерами, тянет ИБП 80 кВт и то нагружен на 50% максимум. Но для надежности там схема N+2.
                                          Медцентры — на каждый томограф свой ИБП. Больницы — ИБП на каждый корпус/отделение.
                                          И по размерам, ИБП на 1 МВА 3000x860x2000, вес чуть меньше 3х тонн (без учета АКБ). Аккумуляторы, допустим, еще столько же.
                                            0
                                            Среднего размера ДЦ потребляет пару мегаватт.
                                            Как пример — ДЦ Селектел на цветочной — 2500кВА.
                                              0

                                              В 2010, собственно когда в России появился термин ЦОД (до этого были серверные), крупными считались ЦОДы на 500-1000кВт.
                                              В период 2015-2018гг. средними уже стали ЦОДы на 2-4МВт.
                                              В настоящий момент времени, в России проектируются и строятся несколько ЦОДов мощностью от 10МВт. Например, ДатаПро строит ЦОД в Химках на 12МВт, и в плане еще один на 15МВт. Есть даже ЦОД Истра, пока на бумаге, на 100МВт.
                                              Упомянутый Селектел, в настоящее время строит новые очереди ЦОДов в Москве и в С.Петербурге на 4.5МВт каждый. С применением роторных ИБП Piller… Долго все считали, посетили завод, посетили объекты в Европе с роторными ИБП, протестировали железо на тестфилде. Позвони им, спросите о причинах такого решения.

                                                0
                                                «В 2010, собственно когда в России появился термин ЦОД (до этого были серверные)» термин появился, а сущность уже лет как 50 была. Ранее были ВЦ в разных ипостасях (тот же ЦОД фактически).
                                                И мы же про текущее время говорим? Можно ведь еще 70-е года прошлого столетия вспомнить с ЕС ЭВМ с потреблением в 25кВа.
                                                и подскажите, зачем мне звонить в Селектел?
                                                  0

                                                  Зачем звонить? Чтобы узнать какие сейчас они строят ЦОДы. Если, конечно, это Вам интересно.
                                                  P.S. Приношу извинения за "позвони" в предыдущем ответе. Недопечатка вышла. Имелось ввиду — позвоните.

                                              0
                                              Ну даже при 5 кВт на стойку (что в современном мире очень мало — 1 блейд жрет до 3 киловатт) это примерно 7кВт на выходе (в очень экономном ДЦ с PUE 1.33). 50 стоек это уже 350 кВт.
                                              1Мвт это грубо 150 стоек.
                                              1,6МВт это мощность самого маленького дц Селектел.
                                                0

                                                Роторные ИБП идеально подходят в т.ч. для индустриальной нагрузки, не только за счет моноблочного решения на 1 МВт или 2МВт или 3МВт и т.д. А также еще и по следующим причинам:


                                                1. Роторный ИБП, поскольку у него мотор-генератор, может работать с загрузкой 100%, без всякого переразмера. При этом обладая перегрузочной способностью 110% — 1 час, 150% — 2 мин. Заказчики, приезжающие на приемо-сдаточные испытания на завод, сами это видят своими глазами.
                                                2. Мотор-генератор в связке с дросселем работает как синхронный компенсатор, корректируя cos φ нагрузки любого профиля (как индуктивной, так и емкостной) в широком диапазоне, за счет управления возбуждением, создавая компенсирующую реактивность противоположного характера. Для сети ИБП UB-V имеет коэффициент мощности всегда близкий к 1. Т.е. из сети качается только активная мощность.
                                                3. Мотор-генератор подавляет гармоники от нагрузки или от сети на 99%, за счет "беличьего колеса", реализованного на роторе. => Чистая нейтраль, долой переразмер питающих трансов, долой активные фильтры. Подавление демонстрируем на тестах. Выставляем любые гармоники с любой заданной амплитудой.
                                                4. Импеданс генератора UNIBLOCK (Piller на 95% делает все сам) составляет 6-7%, близок к импедансу питающих трансов, что позволяет справляться с работой нагрузок с крест-фактором хоть 10, сохраняя параметры напряжения в заданном допустимом диапазоне, например не хуже ± 3% от Unom (по ГОСТу допускается не более ± 10%).

                                                Про мощности ЦОДов см. ответы ниже.

                                            0

                                            Помнится, в прошлом тысячелетии, во времена вычислительных центров на базе ЕС ЭВМ, часто ставили мотор-генераторы, которые неплохо защищали чувствительную электронику от кратковременных бросков напряжения в сети. И в те времена этот здоровенный девайс, все время грохочущий в подвале, многим казался каким-то ужасным анахронизмом, и вынужденной мерой.
                                            А тут оказывается, совсем не ужасным, и не особо анахронизмом.
                                            Мир развивается по спирали...

                                              0

                                              Совершенно верно. Говоря конкретно про роторные ИБП марки Piller серий UBT и UB-V, уровень шума от них составляет 77дБА/1м.

                                                0
                                                Тоесть грохочет, как перфоратор.
                                                  0

                                                  Просто для справки. Уровень шума статических ИБП, собираемых на большую мощность, составляет в среднем 60-65дБА/1м.

                                                0
                                                В подвале это наверное вообще ад. У нас такой стоял отдельным зданием (ну как зданием, два кунга военных его накрывали), метрах в 50 от ВЦ и низкочастотный гул вкупе с вибрацией почвы ощущался очень сильно. Впрочем, современные изделия наверное получше сбалансированы. Но в подвал их все равно не поставить, эту машину только краном поднять и можно.
                                                +1
                                                По поводу надежности и сравнения MTBF — когда-то давно APC выпустило документ, который показывает, что сравнивать и оценивать MTBF без определения всех условий некорректно.
                                                media.ptsdcs.com/wpp/APC/APC%20-%20Mean%20Time%20Between%20Failure%20Explanation%20and%20Standards.pdf

                                                Тем более, что для механических систем кривая ванной не является корректной, так как присутствует механический износ.

                                                Также по поводу занимаемого пространства — какая емкость UPS и вашей системы сравнивается?
                                                  0
                                                  Зато отсутствует износ химических батарей. Механика при должной отработке вполне может быть надёжной, вспомнить, хотя бы урановые центрифуги, которые на запредельных скоростях вращаются десятилетиями. А ещё проекты Гулиа по созданию гироавтомобилей.

                                                  супермаховик
                                                    0

                                                    По поводу занимаемого пространства. В статье сравнивается роторный UB-V 3240, моноблок 3600кВА/3240кВт. Его размеры и масса указаны выше.
                                                    По длину кривой ванны отказов.
                                                    Факты про роторные ИБП UB-V:
                                                    Паспортный срок службы UB-V составляет 20+. По факту они работают и 30 лет (см.пример выше). Один раз в 11-12 лет выполняется замена подшипников. Вся работа выполняется на объекте, без заноса-выноса оборудования. 2 инженера выполняет работу за 2 рабочих дня.
                                                    Факты по статические ИБП, не затрагивая момент с АКБ:


                                                    • паспортный срок службы — от 12 до 15 лет, в зависимости от вендора, марки, где производился. Теоретически, можно и дольше, но стоимость ремонта будет превышать стоимость нового "железа".
                                                    • замена силовых конденсаторов — в среднем 1 раз в 5-7лет, если бюджетные ИБП и 1 раз в 10-11лет, на самых качественных, а значит, и дорогих, сериях.
                                                    • замена IGBT транзисторов в процессе эксплуатации, по мере их случайного выхода из строя.
                                                    • замена вентиляторов охлаждения, по мере их случайного выхода из строя, в среднем 1 раз в 3-7 лет, в зависимости от их исходного качества и условий эксплуатации.

                                                    Вопрос — у какого типа ИБП более долгий рабочий участок (II) ванны отказов?


                                                    Про MTBF.
                                                    Piller одна из немногих компаний в мире, которая производит как динамические, так и статические ИБП. Причем верхнего уровня качества, т.е. говоря про статические ИБП нас нельзя упрекнуть в том, что когда мы считаем статистику отказов, наши данные предвзяты и основаны на сравнении с самыми низкокачественными игроками на рынке статических ИБП или разной базой сравнения. Кроме того, у нас очень большая база инсталляций в мире, и очень велика доля заказчиков в мире ЦОДов, которые либо эксплуатируют параллельно как "статику", так и "динамику". Очень часто, когда российские делегации приезжают к нам на завод, также еще посещают сайты, где работают и с тем и другим, делятся плюсами и минусами технологий, в т.ч. сколь и когда чего у них ломалось. Очень много тех, кто перешли со статики на динамику, именно из-за недостатков статики. Такие лояльные Заказчики с удовольствием делятся с нами полученным ими опытом. И не пытаются выдавать желаемое за действительное, говоря про плюсы и минусы тех или иных технологий. Это все составляет нашу базу для собственного подсчета MTBF. Помимо независимых исследований на эту тему.


                                                    Про

                                                    0

                                                    Так что же всетаки мешает при проектировании новых ДЦ использовать относительно простые выпрямители вместо (вместе) роторных или динамических ИБП? Я видел экзотику с погружным охлаждением в жидкости 3М, видел пожар батарейного блока на 50КВт, видел разрыв топливной магистралили ДГ, хорошо представляю себе сложности обслуживания, но такого простого постоянного тока для серверов — не видел :-( Закостенелось? Маркировка блоков питания подразумевающая только переменку? Модули PFC? Какие то нормативы? Специфика рынка? Я тремя руками за роторные ИБП там где в нагрузке есть мощные двигатели, конвеер, да хоть вентиляторы кондиционеров. И понимаю, почему для работающих ДЦ и заводов такой переход сложен. Но для новых ДЦ — постоянка выглядит весьма интересно.

                                                      0
                                                      Постоянку очень трудно коммутировать, особенно, когда у вас КЗ на линии, так как дуга не хочет гаситься так легко, как при переменке.
                                                      В HVDC уже давно хотели сделать линии с множественными ответвлениями, но отсутствие ключей, которые такое могут выдержать КЗ, до сих пор не позволяет это сделать.

                                                      К тому же, если я не ошибаюсь, с точки зрения безопасности, если вас бахнет 400В постоянки, это гораздо хуже, чем 230В переменки.
                                                      0

                                                      Сложно говорить про это в общем. Нужно рассматривать и сравнивать конкретные случаи, делая расчеты сколько будет стоить система бесперебойного питания на переменном и постоянном токе для заданной мощности нагрузки. Отсутствие массового применения "постоянки" в ДЦ может говорить о том, что такой подход проигрывает в экономике против решений на переменном токе. В техническом плане, плюсы и минусы токов AC и DC можно посмотреть во многих источниках, например здесь: https://diodov.net/postoyannyj-i-peremennyj-tok-preimushhestva-i-nedostatki/

                                                        0
                                                        Все же мы выбираем не токи, а ИБП. И ИБП постоянного тока ко всем свои преимуществам добавляют еще и 1) Исключение инверторных генераторов 2) Простую схему выхода на нужное напряжение последовательным включением батарей, а недостатки в виде сложности повышения/понижения, усложнения машин и развязки полностью нивелируют.

                                                      Only users with full accounts can post comments. Log in, please.