Zmiany w koncepcji planowania systemów zasilania awaryjnego

Kilkanaście lat temu system teleinformatyczny instalowano w specjalnie przygotowanych pomieszczeniach, a jego funkcjonalność była już ściśle określona na etapie projektowania. We współczesnych centrach przetwarzania danych wyposażenie jest zmieniane co dwa, trzy lata (przynajmniej w części) z powodu szybkiego rozwoju technologicznego. W dodatku szybko zmieniające się otoczenie biznesowe wymusza konieczność dużej elastyczności systemu teleinformatycznego.

Kilkanaście lat temu system teleinformatyczny instalowano w specjalnie przygotowanych pomieszczeniach, a jego funkcjonalność była już ściśle określona na etapie projektowania. We współczesnych centrach przetwarzania danych wyposażenie jest zmieniane co dwa, trzy lata (przynajmniej w części) z powodu szybkiego rozwoju technologicznego. W dodatku szybko zmieniające się otoczenie biznesowe wymusza konieczność dużej elastyczności systemu teleinformatycznego.

Dlatego też strategie wymiany i modernizacji muszą być opracowywane już w początkowym etapie projektowania systemu informatycznego, tak aby uniknąć w przyszłości problemów i ponoszenia niepotrzebnych kosztów. Projektanci systemów IT muszą więc przewidywać konieczność ich rozbudowy i dostosowania się do zmieniających się potrzeb już na wstępnym etapie prac koncepcyjnych. Narasta również zjawisko pogarszania się jakości energii elektrycznej, które wynika ze zwiększania się liczby nieliniowych odbiorników energii elektrycznej, prowadząc do większej częstotliwości występowania awarii.

Podstawowym urządzeniem gwarantowanego zasilania odbiorników pozostają w dalszym ciągu bezprzerwowe UPS. Mogą one być przystosowane do pracy w trybie off-line lub on-line.

W pierwszym przypadku odbiorniki są zasilane bezpośrednio z sieci energetycznej, a podczas zaniku napięcia następuje przełączenie na zasilanie z falownika, pobierającego energię z baterii akumulatorów. Gdy jest napięcie, zapewnia naładowanie baterii. W przypadku pracy online odbiorniki są zasilane w sposób ciągły z falownika, a przełączenie na sieć ma miejsce przy przeciążeniu lub zwarciu w zasilanym obwodzie.

Właściwy dobór zasilacza wymaga znajomości wielu parametrów dostarczanych odbiorników - nie tylko mocy, ale również przebiegu pobieranego przez nie prądu (podczas rozruchu i ustalonej pracy), przewidywanych przeciążeń oraz wrażliwości odbiorników na krótkie przerwy w zasilaniu - i jest zadaniem dla profesjonalistów.

Wymienione powyżej uwarunkowania wiążą się z modyfikacją dotychczas stosowanych technologii budowy i konstrukcji urządzeń zasilających oraz ze zmianą sposobu definiowania wymogów technicznych stawianych systemom zasilania.

Można wyróżnić dwa modele zabezpieczenia zasilania systemu teleinformatycznego w zależności od sposobu zastosowanych urządzeń stanowiących szeroko pojęty system zasilania (UPS-y, instalacje i osprzęt dystrybucji oraz rozdziału) z odbiornikami:

  • Oparty na klasycznej dedykowanej instalacji elektrycznej.
  • Oparty na standaryzowanych elementach zwany architekturą zasilania.

Klasyczny model zabezpieczenia zasilania oparty na dedykowanej instalacji elektrycznej

Zmiany w koncepcji planowania systemów zasilania awaryjnego

Model zabezpieczenia zasilania (klasyczny) oparty na dedykowanej instalacji elektrycznej

Model zabezpieczenia zasilania polegający na kompleksowym zabezpieczeniu systemu teleinformatycznego z centralnego systemu UPS poprzez dedykowaną instalację elektryczną jest najczęściej stosowany do zabezpieczenia dużych systemów teleinformatycznych (np. centrów przetwarzania danych). Systemy zabezpieczenia zasilania w tym modelu są dedykowane do konkretnych warunków i aplikacji. Powoduje to, iż prace koncepcyjne i projektowe przed wdrożeniem sytemu mogą zajmować nawet kilka miesięcy (co może być dla projektu biznesowego okresem zbyt długim).

Zasilacze UPS centralnie zabezpieczające system informatyczny ze względu na dużą moc znamionową (pow. 40 kVA) i związane z tym duże bezwzględne straty ciepła (wymuszające konieczność stosowania układów wentylacji o odpowiednio dużej wydajności) oraz stosunkowo duży poziom głośności, są instalowane w innym pomieszczeniu niż pozostały sprzęt IT. Duże scentralizowane UPS-y, zlokalizowane w innym miejscu niż zasilane urządzenia, są łączone z odbiornikami poprzez wykonaną w sposób tradycyjny instalację, co wymusza stosowanie osprzętu różnych producentów i przygotowanie dokumentacji projektowej. UPS-y dużej mocy mogą być poważnym źródłem wyższych harmonicznych wnoszonych do sieci energetycznej, jak również współpracujących z nimi agregatów prądotwórczych. Żeby wyeliminować to zjawisko stosuje się specjalne filtry bądź zasilacze wyposażone w układy korygujące.

Aby uzyskać pożądany poziom niezawodności, centralne zasilacze UPS są instalowane w konfiguracji redundancyjnej najczęściej 2N lub rzadziej N+1. W celu umożliwienia zdalnego monitorowania i zarządzania zasilaczem do pomieszczenia UPS doprowadza się sieć logiczną.

Serwis i utrzymanie ruchu w modelu klasycznym

Serwis i utrzymanie ruchu systemu zasilania zbudowanego w oparciu o ten model jest dość kłopotliwe, gdyż zawiera on w sobie wiele różnorakich elementów i podzespołów. W wyniku czego konieczne jest utrzymywanie licznego personelu obsługi oraz konieczność zawierania wielu kosztownych umów serwisowych. Eksploatacja takiego systemu wymaga doświadczonego personelu, w przeciwnym razie może dochodzić do częstych przestojów spowodowanych błędami popełnionymi przy jego obsłudze. Diagnostyka i naprawy klasycznych systemów zasilania wymagają zwykle skomplikowanych działań możliwych do przeprowadzenia jedynie przez specjalistyczny serwis.

Należy zwrócić również uwagę, iż systemy zasilania zrealizowane według tego modelu w wyniku modyfikacji (przeprowadzanych często przez różne firmy) ulegają zbytniej komplikacji, co w konsekwencji może prowadzić do tego, iż serwisanci i pracownicy obsługi będą mieli trudności z jego eksploatacją. Potrzeba modyfikacji obwodów zasilania w połączeniu z koniecznością zasilania urządzeń w sposób ciągły (7x24) stwarza konieczność dokonywania przełączeń obwodów na tablicach rozdzielczych znajdujących się pod napięciem, przez co zwiększa się ryzyko przestoju.

Duże zasilacze są wyposażone w wysokiej jakości układy ładowania baterii, zapewniające zdecydowanie lepsze parametry ładowania.

Lokalizacja systemu UPS i baterii w wydzielonym pomieszczeniu pozwala na uzyskanie lepszych warunków pracy zasilacza i baterii akumulatorów. W tego typu systemach zasilania gwarantowanego istnieje możliwość korzystania z jednej, centralnej baterii akumulatorów, wyposażonej w specjalistyczny sprzęt do monitorowania oraz optymalne warunki pracy, co pozwala na wydłużenie jej żywotności.

Model zabezpieczenia zasilania oparty na standardowych elementach

Zmiany w koncepcji planowania systemów zasilania awaryjnego

Model zabezpieczenia zasilania oparty na standardowych elementach - architektura zasilania

Model zabezpieczenia zasilania systemów teleinformatycznych wykorzystujący standardowe i kompatybilne elementy zarówno UPS-ów, jak i urządzeń rozdziału i dystrybucji mocy, jest stosunkowo nowym rozwiązaniem, które zdobywa coraz większe uznanie wśród użytkowników. Polega ono na zabezpieczaniu poszczególnych składników sytemu teleinformatycznego poprzez zastosowanie modułowych UPS-ów pracujących równolegle lub wielu zasilaczy małych i średnich mocy, które zasilają wyodrębnione grupy urządzeń poprzez dedykowane układy rozdziału i dystrybucji. Podstawową zaletą takiego rozwiązania są jego zdolności adaptacyjne pozwalające dostosować się do zmieniającego się systemu IT. Liczba zainstalowanych modułów UPS może być bowiem w prosty sposób dopasowywana do liczby i konfiguracji aktualnie pracujących urządzeń. W przypadku rozbudowy systemu teleinformatycznego o nowe elementy wystarczy na ich potrzeby zainstalować dodatkowe (moduły) bądź zasilacze. Rozwiązania bazujące na standardowych i kompatybilnych elementach w sposób oczywisty eliminują i upraszczają większość prac planistycznych i inżynierskich.

Zasilacze stosowane w tym modelu są zwykle umieszczane w znormalizowanych szafach i instalowane wraz z pozostałym sprzętem IT. Modularna i składająca się ze standardowych elementów infrastruktura zasilania może być w razie potrzeby zdemontowana i przeniesiona w inne miejsce instalacji, dzięki czemu można ograniczyć skalę realizowanego projektu w zależności od zmieniających się warunków biznesowych.


TOP 200