Решения с использованием ИБП

Источник бесперебойного питания (ИБП, или UPS) — это промежуточный источник электропитания, который поддерживает работу критичного оборудования в случае непредвиденных сбоев. ИБП гарантируют непрерывность, стабильность и высокое качество электропитания, поступающего от сети, при этом их присутствие не вносит искажений в напряжение электросети.

В числе проблем, решаемых с помощью ИБП, можно упомянуть просадки напряжения, перенапряжения, шумы, всплески и другие негативные явления в энергоснабжении отдельного устройства. ИБП, оснащенные специальными коммуникационными опциями, могут также играть активную роль в процессе управления электропитанием.

Очень важно, конечно, предупредить пользователей о возможности проблем, прежде чем произойдет неполадка. Высококачественный ИБП с усовершенствованной функцией управления и мониторинга может послать системному администратору стандартное предупреждение о возможном отключении питания и дать ему возможность со своего рабочего места упорядоченно осуществить поэтапное отключение оборудования. ИБП большой мощности с широким набором функций способны осуществлять такую сложную операцию дистанционно; при этом отключаются в первую очередь несущественные приложения, а резерв батареи сохраняется для поддержания критичных серверов.

Современные системы бесперебойного питания также могут отправлять специальные предупреждающие сообщения, позволяющие оперативно распознать проблему с питанием. Сообщения могут отправляться непосредственно в сервисную службу компании или определенному ответственному лицу, в том числе по электронной почте, пейджеру, в виде SMS и т. п.

Выбирая ИБП для эффективной защиты корпоративной системы, необходимо учесть такие ключевые факторы, как критичность компонентов системы, соотношение величины нагрузки и времени работы от батарей, потребность в коммуникационных функциях, особенности конфигурации и топологии соединений ИБП.

Для начала следует уяснить, какие последствия для предприятия вызовут пропадания или сбои в сетевом питании, способные обрушить компьютерную сеть. Здесь многое зависит от типа защищаемой компьютерной сети и от состава оборудования, работающего в системе. Есть приложения, крах которых может парализовать всю деловую активность, в то время как остановка других задач означает лишь временное неудобство. Для защиты критичного оборудования наилучшим выбором станут ИБП класса on-line.

Однако серверы — не единственный объект информационной системы, нуждающийся в защите с помощью ИБП. Критичными являются зачастую еще и концентраторы, маршрутизаторы, рабочие станции, персональные компьютеры и периферийные устройства. Даже если надежность их работы не является определяющей для жизнедеятельности компании, неожиданные неполадки могут вызвать эффект "домино", что приведет к выходу из строя всей компьютерной сети. Использование линейно-интерактивных систем для защиты некоторых узлов сети может быть экономически выгодной альтернативой, обеспечивающей не только внешнюю защиту, но также повышающую устойчивость к "просадкам" напряжения питания. Линейно-интерактивные ИБП, как и системы класса on-line, обязательно используют преобразование входного питания с помощью инвертора и при переключении на использование батарей не допускают потери фазы.

Существуют четыре варианта решения проблемы бесперебойного питания, охватывающие соответствующие потребности подавляющего большинства сетей. В мировой практике обеспечения гарантированного бесперебойного электропитания сегодня используют распределенные, централизованные и комбинированные схемы построения сети, а также специальные устройства интегрированной защиты.

Если число ответственных потребителей электропитания в сети велико, возможны несколько различных схем включения ИБП.

Распределенная схема, предусматривающая подключение каждого ответственного потребителя через персональный маломощный ИБП класса off-line (резервные). Преимущество такой схемы — достаточно высокая надежность (неисправность одного ИБП влечет за собой отключение не более одного компьютера или сервера). Однако имеются и существенные недостатки. Прежде всего стоимость защиты одного рабочего места оказывается относительно высокой. Кроме того, поскольку у резервных, или интерактивных ИБП не оптимизирован заряд-разряд аккумуляторных батарей, при их использовании полноценная защита дорогостоящего оборудования не обеспечивается. Их частое задействование при провалах напряжения в первичной сети электропитания приводит не только к ускоренному износу батарей, но и преждевременному выходу ИБП из строя, а также к потере ценной информации. К тому же у резервных ИБП небольшое время наработки на отказ по сравнению с мощными ИБП. При использовании ИБП с двойным преобразованием напряжения для распределенной схемы питания потребителей перечисленные недостатки устраняются, но при этом существенно увеличивается стоимость такого решения.

Централизованная схема электропитания группы потребителей от одного ИБП значительной мощности (ИБП с двойным преобразованием напряжения). Преимущество такого варианта — снижение стоимости удельной мощности на единицу защищаемого оборудования и, соответственно, возможность использования высокотехнологичных ИБП. Стоимость решения здесь получается существенно ниже, чем в предыдущей схеме при использовании персональных маломощных ИБП. Централизованная схема может также подразделяться на два уровня защиты: кластерная защита и полная защита. Кластерная защита предполагает защиту всех узлов сети в одном помещении, или "кластерную" группу серверов (и другого сетевого оборудования) при помощи одного ИБП большей мощности. Мощные ИБП с двойным преобразованием напряжения рассчитаны на групповое питание потребителей и имеют режим обхода основной схемы, включающийся автоматически при существенной перегрузке или в случае неисправности самого ИБП. Это предохраняет нагрузку при выходе ИБП из строя. Недостаток данной схемы — наличие всего одного ИБП и необходимость переключения всех потребителей на питание от внешней сети в случае его выхода из строя.

Полная защита предполагает использование мощного ИБП, который способен обеспечить защиту целого этажа или здания. Рекомендуется планировать будущее использование подобного ИБП уже на этапе строительства или переустройства здания.

Централизованные сети применяют в тех случаях, когда большая часть электронного оборудования той или иной организации составляет единый информационный или технологический комплекс, для которого перерыв в подаче электроэнергии недопустим или нежелателен. Для построения такой сети используется либо мощный трехфазный ИБП, либо несколько таких устройств, включаемых параллельно. Источник бесперебойного питания — это основной элемент сети, он работает в режиме оn-line, обеспечивая стабильное электропитание подключенного к нему оборудования как в штатном режиме (при наличии напряжения на входе ИБП), так и в автономном режиме (при его отсутствии) за счет энергии аккумуляторных батарей.

Комбинированная схема. Если для организации важно повысить степень защиты определенной группы оборудования от аварий в электросетях, то за центральным мощным ИБП устанавливают один или несколько индивидуальных ИБП средней или малой мощности, которые дополнительно защищают оборудование выделенной группы потребителей или отдельного потребителя. Такая сеть гарантированного бесперебойного электропитания, называемая комбинированной, получила наибольшее распространение.

Централизованные или комбинированные сети гарантированного бесперебойного электропитания рассчитаны на работу в автономном режиме в интервале от 5 мин до нескольких часов (так называемое время резервирования, определяемое числом используемых аккумуляторных батарей). Увеличивая число аккумуляторных батарей, можно довести время автономной работы ИБП до суток. Однако в этом случае резко повышаются требования к минимальной мощности, подводимой к ИБП от системы электроснабжения, а время заряда батарей увеличивается до нескольких суток. Кроме того, увеличивается и стоимость решения. Поэтому, если необходимо увеличить время автономной работы от нескольких часов до нескольких суток, в качестве резервных источников электроэнергии рекомендуется использовать вместе с ИБП дизель-генераторные установки на базе двигателей внутреннего сгорания.

Интегрированная схема защиты получила такое название, поскольку множество защитных функций в ее рамках объединяются в общую систему контроля и управления, кондиционирования воздуха, безопасности, распределения кабелей, здесь же имеются датчики дыма и огня.

Использование мощных централизованных сетей бесперебойного электропитания в пересчете на стоимость одного рабочего места оказывается гораздо дешевле, чем применение индивидуальных ИБП малой или средней мощности для защиты рабочих станций и серверов.

***

Подытожим сказанное. Выбор ИБП предполагает взвешенный и продуманный анализ. Многие пользователи подходят к вопросу закупки ИБП без должного внимания, руководствуясь в качестве основного критерия ценой, а не конкретной пригодностью решения для их компьютерной системы. Анализ при выборе ИБП предполагает учет множества факторов. Резервные (off-line) ИБП — экономически выгодное решение для некритичных компьютерных систем. Если же вы хотите обеспечить бесперебойную защиту своей критичной системы от любого рода проблем с электропитанием, остановите свой выбор на ИБП класса on-line (с двойным преобразованием входной энергии), соответствующем конфигурации и размерам вашей сети.

Проблемы предприятия или организации, связанные с обеспечением ответственных потребителей бесперебойным электропитанием, должны решаться комплексно, в рамках единого проекта электроснабжения здания или производственного участка. Комплексный подход к построению сетей гарантированного бесперебойного электропитания обусловлен не только необходимостью увязки этой сети с силовым, коммуникационным и распределительным оборудованием системы электроснабжения, но и с другими важными органами здания, такими, как системы пожаротушения, вентиляции и кондиционирования, элементы которых размещаются в помещении для установки мощных ИБП.