Недостатки в проектировании или монтаже системы электроснабжения — это не только неоправданно высокие счета от поставщиков энергии. В ряде случаев ущерб для бизнеса может быть куда более значительным. Причём речь может идти не только о недополученной прибыли из-за остановки некоторых сервисов. Серьёзная авария чревата прямыми убытками, вызванными выходом из строя оборудования, зависимого от электроэнергии.
Перегрузка системы — главная угроза дата-центра
В мае 2017 года дата-центр, принадлежащий компании International Airlines Group и используемый авиаперевозчиком British Airways, приостановил свою работу на три дня. Пришлось отменить почти тысячу рейсов, размер компенсаций составил $128 млн. Причина аварии — случайное отключение электропитания в ЦОД, что вызвало перегрузку системы и отказ ИБП. В результате часть основного оборудования вышла из строя, замена потребовала как времени, так и дополнительных расходов.
Согласно исследованию, проведённому ещё в 2015 году компанией Emerson, перегрузка линии является второй по распространённости причиной аварий в дата-центрах. Также частыми причинами аварий называются сбои в работе АВР (автоматический ввод резерва), ошибки монтажа системы энергоснабжения и короткие замыкания. Зачастую проблемы закладываются ещё на стадии проектирования ЦОДа.
Перекос фаз
ЦОД запитывается от трёхфазной сети, и на каждой фазе должно быть одинаковое напряжение с чётко обозначенным допустимым отклонением. При неравномерном распределении возникает перекос фаз. Если на какой-либо фазе увеличивается ток потребления, то на других фазах происходит скачок напряжения. Это особенно опасно для чувствительного к качеству энергоснабжения устройств и потребляющего много энергии оборудования.
Связанные с перекосом фаз риски можно условно разделить на три большие категории:
- выход из строя подключённого оборудования;
- возникновение неисправностей источников электроэнергии;
- повышение платы за потреблённую энергию.
Реализация любого из этих рисков чревата убытками для бизнеса. Причём в первых двух случаях ущерб может быть настолько велик, что само существование проекта окажется под угрозой.
Обычно перекос фаз вызывается неравномерной нагрузкой на линии трёхфазной сети, обрывом нулевого провода или коротким замыканием на одной из фаз. Вероятность возникновения этих событий может быть обусловлена не столько конструктивными просчётами, сколько ошибками в эксплуатации, например, при установке и подключении нового оборудования.
Таким образом вероятность серьёзной аварии из-за перегрузки сети энергоснабжения, в основном, зависит от человеческого фактора. Это означает, что особую роль в безопасности дата-центра играет автоматика, которая защитит дорогостоящее оборудование от возможных ошибок персонала, а именно, комплектные распределительные устройства (КРУ) среднего напряжения. О них подробнее.
Устройство КРУ
В общем случае КРУ представляет собой распределительное устройства, собранное из типовых унифицированных блоков и содержащее коммутационные устройства, сборные и соединительные шины, а также вспомогательное оборудование и измерительные приборы. Так, КРУ Xiria от компании Eaton комплектуются вакуумными автоматическими выключателями, выключателями нагрузки и электронными реле защиты с питанием от трансформаторов тока, расположенными вокруг кабельных конусов. При детектировании нештатной ситуации реле защиты генерирует импульс для катушки аварийного отключения, что позволяет оперативно обесточить основное оборудование и предотвратить его повреждение.
Как правило, КРУ разделяется на отсеки, в которых размещаются кабельные вводы, выключатели, сборные шины и релейное оборудование. Релейный отсек также может включать в себя общие элементы управления, устройства учёта и измерения и светосигнальную арматуру. Отсеки, в свою очередь, могут иметь возможность расширения. В частности, распределительная панель кабельного отсека некоторых КРУ оборудуется опциональным цоколем, если потребуется больше свободного пространства для кабельных подключений.
Помимо полной функциональности, достигаемой за счёт объединения разнообразного оборудования в одну систему, КРУ обладает рядом иных преимуществ:
- стойкостью к воздействия окружающей среды,
- пожаро- и взрывобезопасностью,
- простотой в монтаже и эксплуатации.
КРУ компактны и позволяют сэкономить место, требуемое для размещения необходимого электротехнического оборудования. С другой стороны, конечное решение может включать в себя от двух до пяти секций, что позволяет использовать его на достаточно крупных объектах.
На что обратить внимание при выборе КРУ
Минимизация рисков
Прежде всего конструкция КРУ должна минимизировать влияние внешних факторов разного рода, в том числе и воздействие человека на работу устройства. Скажем, все токоведущие части и механизмы должны быть размещены в герметичном корпусе, что препятствует негативному воздействию пыли и влаги на размещённое внутри оборудование. Хорошо также, если КРУ не требуют технического обслуживания, ведь это не только снижение расходов на эксплуатацию, но и снижение вероятности ошибки персонала.
Эксплуатационная безопасность
Решающее значение имеет эксплуатационная безопасность устройства. Конструкция уже упоминавшегося распределительного устройства Eaton Xiria позволяет визуально контролировать положения автоматического выключателя и разъединителя через специальные обзорные окна. В сочетании с необходимым количеством механических блокировок и фазной изоляцией всех токоведущих частей это обеспечивает максимальную безопасность для обслуживающего персонала.
Экологическая чистота
Помимо эксплуатационной безопасности, следует обращать внимание на экологическую чистоту. Сегодня во всё меньшем числе КРУ в качестве изолирующей среды применяется элегаз — парниковый газ. Вместо него изолятором выступает чистый сухой воздух, а в качестве дугогасительной среды — вакуум. Применение вакуума в качестве дугогасительной среды в сочетании с полной изоляцией токоведущих элементов позволяет добиться высокой стойкости к внутреннему дуговому короткому замыканию. Этот показатель соответствует классу AFLR.
Перспективы автоматизации и цифровизации
Наконец, при покупке КРУ стоит учесть перспективы автоматизации и цифровизации бизнеса. Для этого приобретаемые устройства должны быть полностью готовы к интеграции в автоматизированные сети.
Таким образом, выбор оптимального КРУ для дата-центра — непростая задача. Руководителям бизнеса и техническим специалистам необходимо учесть множество различных факторов. Однако успешное решение проблемы позволит избежать крупных финансовых потерь от возможных аварий в сети энергоснабжения.
