Добавил:
kipish_lsk_24
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Проектирование гетерогенных сетей. Викулов / ответы на вопросы
.pdf
энергии, усредненные в интервале времени 10 мин, не должны превышать 2 % в течение 95 %
времени интервала в одну неделю;
- значения коэффициентов несимметрии напряжений по обратной последовательности и
не симметрии напряжений по нулевой последовательности в точке передачи электрической
энергии, усредненные в интервале времени 10 мин, не должны превышать 4 % в течение 100 %
времени интервала в одну неделю
2) Случайные события
Случайные события представляют собой внезапные и значительные
изменения формы напряжения, приводящие к отклонению его параметров от
номинальных. Данные изменения напряжения, как правило, вызываются
непредсказуемыми событиями (например, повреждениями оборудования
пользователя электрической сети) или внешними воздействиями (например,
погодными условиями или действиями стороны, не являющейся
пользователем электрической сети)
o Прерывания напряжения
Прерывания напряжения относят к создаваемым преднамеренно, если пользователь
электрической сети информирован о предстоящем прерывании напряжения, и к случайным,
вызываемым длительными или кратковременными неисправностями, обусловленными, в основном,
внешними воздействиями, отказами оборудования или влиянием электромагнитных помех
Создаваемые преднамеренно прерывания напряжения, как правило, обусловлены
проведением запланированных работ в электрических сетях. Случайные прерывания напряжения
подразделяют на длительные (длительность более 3 мин) и кратковременные (длительность не
более 3 мин).
Ежегодная частота длительных прерываний напряжения (длительностью более 3 мин) в
значительной степени зависит от особенностей системы электроснабжения (в первую очередь,
применения кабельных или воздушных линий) и климатических условий. Кратковременные
прерывания напряжения наиболее вероятны при их длительности менее нескольких секунд.
o Провалы напряжения и перенапряжения
Провалы напряжения обычно происходят из-за неисправностей в электрических сетях или в
электроустановках потребителей, а также при подключении мощной нагрузки.
Провал напряжения связан с возникновением и окончанием короткого замыкания или иного
резкого возрастания тока в системе или электроустановке, подключенной к электрической сети. В
соответствии с требованиями настоящего стандарта провал напряжения рассматривается как
электромагнитная помеха, интенсивность которой определяется как напряжением, так и
длительностью. Длительность провала напряжения может быть до 1 мин
Перенапряжения вызываются переключениями и отключениями нагрузки. Перенапряжения
могут возникать между фазными проводниками или между фазными и защитным проводниками. В
зависимости от устройства заземления короткие замыкания на землю могут также приводить к
возникновению перенапряжения между фазными и нейтральным проводниками. В соответствии с
требованиями настоящего стандарта перенапряжение рассматривается как электромагнитная
помеха, интенсивность которой определяется как напряжением, так и длительностью. Длительность
перенапряжения может быть до 1 мин
o Импульсные напряжения
Импульсные напряжения в точке передачи электрической энергии пользователю
электрической сети вызываются, в основном, молниевыми разрядами или процессами коммутации
в электрической сети или электроустановке потребителя электрической энергии. Время нарастания
импульсных напряжений может изменяться в широких пределах (от значений менее 1 микросекунды
до нескольких миллисекунд)
28. ИБП. Назначение. Состав. Классификация.
ИБП (источник бесперебойного питания)
Задачи:
1) Обеспечивает питание при пропадании основного источника
2) Нормализует показатели качества питания от основного источника
Состав ИБП:
o АКБ (аккумуляторная батарея обеспечивает автономное питание
нагрузки при пропадании основного электропитания)
o Инвертор (преобразует постоянное напряжение от АКБ в переменное
220 В / 50 Гц)
o Выпрямитель (преобразует переменное напряжение сети в постоянное
напряжение для питания АКБ и инвертора)
o Зарядное устройство (Обеспечивает контролируемую зарядку АКБ)
o Фильтр (убирает помехи и выбросы из электросети и формирует чистую
синусоиду)
o АВР (автоматический ввод резерва, автоматически переключает питание
нагрузки между: основной сетью, резервной (генератор, ИБП))
o Bypass (обеспечивает обход инвертора, напрямую подавая питание от
сети к нагрузке)
Виды ИБП
1. По типу ввода:
• Однофазные
• Трехфазные
2. По схеме преобразования (про некоторые написано тут
hps://clck.ru/3MWzAt)
• ИБП с однократным преобразованием
Standby / back-UPS
Преимущества:
- невысокая стоимость
Недостатки:
- перерыв в электропитании, возникающий при переключении нагрузки на АКБ
и обратно (составляет минимум 5 мс);
- отсутствие стабилизации напряжения и коррекции частоты при работе от
электросети;
- переход на АБ даже при небольших сетевых скачках, приводящий к быстрому
износу аккумуляторов;
- несинусоидальность выходного напряжения при работе в автономном
режиме (аппроксимированная синусоида, иногда называемая
производителями «модифицированной синусоидой» или «квазисинусоидой»);
- низкий уровень защиты от высоковольтных выбросов и электромагнитных
помех.
Линейно-интерактивные
Преимущества:
- возможность нейтрализации сетевых колебаний (но не максимальной
амплитуды!) без задействия АКБ;
- сокращенное время переключения в автономный режим (за счёт
синхронизации инвертора и входной сети).
Недостатки:
- ступенчатое регулирование напряжения, приводящее к сильным искажениям
выходного сигнала;
- перерыв в электропитании нагрузки при переходе на аккумуляторы;
- отсутствие коррекции формы входного напряжения и входной частоты в
режиме работы от электросети, неполная фильтрация сетевых помех;
- большинство моделей не формируют идеальную синусоиду выходного
напряжения в автономном режиме работы.
• ИБП с двойным преобразованием (online)
Преимущества:
- мгновенный переключение на питание от батарей (без перерыва
электроснабжения нагрузки);
- синусоидальная форма и максимально точное значение выходного
напряжения (обеспечиваются как при работе от сети, так и от батарей);
- широкая амплитуда сетевых колебаний, нейтрализуемых без перехода в
автономный режим;
- максимальная защита нагрузки (двойное преобразование энергии гасит все
негативные входные воздействия и гарантирует полную независимость
выходных характеристик ИБП от состояния внешней электросети);
- отсутствие влияние подключенного оборудования на основную электросеть.
Недостатки:
- высокая стоимость;
- относительно низкий КПД (если сравнивать с прочими равными).
• Многорежимные ИБП
3. По архитектуре hps://habr.com/ru/companies/delta/arcles/445684/:
• Моноблочные (N+1)
В моноблочных ИБП выходная мощность обеспечивается одним силовым
блоком.
- Возможности масштабирования: с увеличением потребности в
электропитании необходимо параллельно к существующему подключить еще
один полноценный блок такой же мощности. Это достаточно сложный процесс
- Возможности плавного наращивания мощности (Плавное
наращивание мощности важно на начальном этапе работы ЦОД. По мере
пополнения клиентской базы загрузка ЦОД увеличится, а с ней вырастет
потребность в дополнительном электропитании): при использовании
моноблочных ИБП плавное наращивание мощности невозможно в принципе
- Надежность ИБП (среднее временя наработки на отказ (MTBF) и
средним время восстановления системы (MTTR)): По параметру MTBF
преимущество у моноблочных ИБП, т.к. в модульных ИБП гораздо больше
конструктивных элементов и разъемных соединений. Однако в случае с MTTR
тут хуже, ведь их ремонт занимает очень много времени
- Энергопотребление: Моноблочная система требует значительно
больших энергозатрат, потому что она избыточна. При использовании
моноблочного ИБП мощностью 90 кВА для реализации схемы N+1 потребуется
использовать еще один такой же блок. В итоге общая избыточность системы
составит 90 кВА
• Модульные (N+1)
В модульных ИБП основные компоненты выполнены в виде отдельных
модулей, которые размещаются в унифицированных шкафах и работают
сообща. Каждый из этих модулей оснащается управляющим процессором,
зарядным устройством, инвертором, выпрямителем и представляет собой
полноценную силовую часть ИБП.
- Возможности масштабирования: модульные ИБП отличаются
большей конструктивной гибкостью. В данном случае к уже
функционирующему блоку можно подключить один или несколько модулей.
Это достаточно простая процедура, которую можно выполнить за короткое
время
- Возможности плавного наращивания мощности (Плавное
наращивание мощности важно на начальном этапе работы ЦОД. По мере
пополнения клиентской базы загрузка ЦОД увеличится, а с ней вырастет
потребность в дополнительном электропитании): при использовании
модульных ИБП плавное наращивание мощности легко реализуется
- Надежность ИБП (среднее временя наработки на отказ (MTBF) и
средним время восстановления системы (MTTR)): в модульных ИБП больше
конструктивных элементов и разъемных соединений, каждый из которых
рассматривается как потенциальная точка отказа. Соответственно,
теоретически возможность отказа здесь выше, однако модульные ИБП
отличаются низким значением MTTR, потому что любой модуль можно быстро
заменить без перерыва в электроснабжении. В результате работоспособность
модульных источников бесперебойного питания оказывается выше
- Энергопотребление: при использовании модульных ИБП
мощностью 30 кВА ситуация другая. При той же нагрузке для реализации схемы
N+1 понадобится еще один такой же модуль. В итоге общая избыточность
системы будет уже не 90 кВА, а только 30 кВА.
4. По форм-фактору
• Настенные
• Напольные
• Стоечные (обычный 19’’)
• Универсальные
29. Централизованная и децентрализованная организация электропитания в
здании. Преимущества и недостатки.
Для организации питания используется PDU (Power Distribuon Unit –
распределитель питания) – это устройство, которое распределяет
электроэнергию между различными устройствами и потребителями
Задачи PDU:
1) Распределение питания внутри стойки
2) Управление питанием (включение/отключение розеток)
3) Функции мониторинга (ток, напряжение, температура, состояние
нагрузки, самое главное в эксплуатации)
IEC 60320 (стандарт, определяющий разъемы питания переменного тока
для различного оборудования): если что это учить не нужно, Викулов сам сказал
Отличаются по номиналам, по наличию/отсутствию земли,
температурному диапазону
PDU могут быть вертикальными (могут быть установлены на задней или
боковой стороне корпуса стойки (Zero U)) и горизонтальными (устанавливаются
в стойки и занимают одно или два места (1U или 2U)).
Любая железяка в шкафу имеет два блока питания, для резерва
PDU не устанавливают в серверную, т.к. 1. ИБП – пожароопасный элемент,
2. ИБП – нагревается.
Централизованная организация (Питание обеспечивается одним
крупным ИБП (или несколькими, но в общей «электро-централизованной»
системе) в отдельном помещении):
Преимущества:
- Обычно дольше срок службы ИБП
- Одна точка контроля/управления
- Обычно 3-фазные ИБП (из-за перекоса фаз, так как 3-фазных происходит
равномерное распределение нагрузки)
- Безопасное размещение
- Удобство обеспечения условий работы
- Проще обслуживать
Недостатки:
- В чистом виде: одна точка отказа
- Сложность организации разводки (необходимость двух независимых
распределительных сетей – для аварийной разводки (к ИБП) и обычной)
- Габариты
- Требуется квалификация персонала
- Цена
Децентрализованная организация (Устанавливаются отдельные ИБП
прямо возле потребителей или в стойках — без централизованного
распределения):
Преимущества:
- Не требуется перестройка разводки (Простота внедрения)
- Цена
- Масштабирование (можно добавлять оборудование по мере
необходимости)
- Диверсификация требуемого уровня качества (для разных потребителей
разный ИБП, где-то дороже, где-то дешевле (к цене +))
Недостатки:
- Большое число устройств (Много точек обслуживания — каждый ИБП
требует контроля и проверки)
- Слабая отказоустойчивость отдельного ИБП (выход одного ИБП — потеря
конкретного оборудования)
30. Схемы организации питания в стойке.
Организация питания в стойке — это способ подключения серверного
оборудования к источникам электропитания через PDU (распределители
питания) и ИБП (UPS — Uninterrupble Power Supply).
Цель — обеспечить бесперебойную работу оборудования и повысить
отказоустойчивость.
1) 1 ИБП (UPS), 1 PDU
Все устройства в стойке питаются от одного
канала
Преимущества:
- Простота реализации
- Минимальная стоимость
Недостатки:
- Одна точка отказа: при выходе из строя
ИБП или PDU отключится вся стойка
- Нет резервирования, нет
отказоустойчивости
- Не рекомендуется для критически важного
оборудования
2) 1 ИБП (UPS), 2 PDU
Преимущества:
- Частичное резервирование на уровне
распределения питания
- Если один PDU выйдет из строя — второй
продолжит питать оборудование
- Повышается гибкость и надёжность без
удвоения количества ИБП
Тут не значит, что UPS – точка отказа (это
по словам Викулова, но хз….ведь если откажет
ИБП, то всё…)
Эта схема не гарантирует полную отказоустойчивость, но уменьшает риск
локальных проблем (например, отказ одного PDU)
Соседние файлы в папке Проектирование гетерогенных сетей. Викулов