Сила тока - важнейший параметр в мире энергетики. Его значение говорит о многом - о режиме работы оборудования, о его нагрузке, о возможных проблемах. Превышение нормативных значений может привести к серьезным неприятностям вплоть до полного уничтожения оборудования. Недаром автоматические выключатели, основные элементы защиты в электрических сетях, ориентированы именно на силу тока. Уметь мониторить силу тока - базовый навык для систем мониторинга инфраструктуры ЦОД.
Итак, какие же задачи решаются с помощью мониторинга силы тока:
Поговорим теперь о технических решениях, с помощью которых можно мониторить силу тока. Так же, как в случае с измерением напряжения, выбор у нас не очень широк. Способов, по сути, три.
В своих проектах мы используем комбинацию первого и второго методов. Если есть в щите мультиметр - отлично, берем его данные. Но никогда не ограничиваемся только им. Обязательно используем токовые кольца для того, чтобы получить полную картину происходящего в сети распределения. Считаем такой подход оправданным, и вам его тоже настоятельно советуем.
Итак, какие же задачи решаются с помощью мониторинга силы тока:
- Мониторинг того, что общее потребление не выходит за разрешенные пределы. Да, в цепях распределения, как правило, есть автоматы защиты, но их срабатывание приводит к отключению оборудования, что в ЦОД крайне нежелательно. Поэтому необходимо отслеживать и текущее значение силы тока, и тренды его изменения, и долгосрочную статистику;
- Мониторинг факта работы оборудования. Если ток течет через устройство - скорее всего оно работает. Неработающее устройство электричество “не потребляет”;
- Мониторинг режима работы оборудования. Если известно номинальное значение силы тока для устройства (а, как правило, это так), то с ним можно сравнивать текущие измерения и делать соответствующие выводы. Этот прием помогает найти так называемые “устройства-зомби”, с которых сервисы сняли, а отключать по какой-то причине не стали и они, забытые всеми, занимают драгоценные места в стойках, розетки в PDU, порты в патч-панелях.
- Мониторинг уровня загрузки распределительной сети. Это особенно важно в системах с резервированием, где нагрузка в рабочем режиме распределяется по нескольким веткам. Важно предотвратить ситуацию, когда при отключении одной из веток вся нагрузка переносится на другую и их пропускной способности оказывается недостаточно. В легком случае это приведет к отключению, а в тяжелом - к возгоранию;
- Регистрация факта включения и/или выключения оборудования. Хорошо работает с кондиционерами без блоков управления. По току хорошо видно, когда работает только вентилятор, когда подключается компрессор, а когда устройство не работает совсем. Работает с освещением, насосами и прочим оборудованием, которое не может ничего о себе рассказать системе мониторинга;
- Контроль перехода нагрузки на дизель-генератор. Факт, что двигатель завелся не гарантирует, что нагрузка запитана. Даже наличие напряжения на генераторе ДГУ говорит только о том, что генератор работает. А вот потребляемый ток говорит именно о том, что нагрузка перешла на ДГУ;
- Контроль переключения нагрузки на щит или ИБП. Есть ток - нагрузка переключилась, нет тока - что-то идет не так…
Поговорим теперь о технических решениях, с помощью которых можно мониторить силу тока. Так же, как в случае с измерением напряжения, выбор у нас не очень широк. Способов, по сути, три.
- Измерение с помощью специализированного измерителя. Как правило, это достаточно дорогие приборы, которые проектируются в составе щитов и измеряют небольшое количество значений. Их можно видеть на лицевых панелях щитов. Измерения с них доступны, как правило, по ModBus. Плюсы подхода - охвачены основные параметры щитов, получить их несложно. Минусы - параметров немного, сами мультиметры стоят дорого, устанавливать достаточно сложно;
- Измерение с помощью трансформаторов тока. Трансформатор тока представляет из себя разъемную конструкцию, устанавливаемую на кабель без необходимости его отключения. Он невелик в размерах, прост в монтаже и недорог. Для обработки его сигналов необходимо специализированное устройство, которых на рынке сейчас много и стоят они вполне бюджетно. Интерфейс устройства, как правило, тоже ModBus, к одному устройству можно подключать несколько трансформаторов. Пример использования - на фото (левый верхний угол, черные коробочки с белыми проводами это трансформаторы, два устройства справа в третьем ряду снизу - считыватели). Плюсы подхода - недорого, быстро монтируется, позволяет замониторить с точностью до ввода потребителя. Минусы - нужны специализированные устройства, которые тоже нужно где-то размещать;
- Измерение с помощью шунтов. Способ по нынешним временам экзотический. Суть его в том, что при проектировании распределительной сети в каждую ветвь, которую нужно контролировать, закладывается измерительный резистор, на котором измеряется падение напряжения, которое связано с током по закону Ома. Дорого и не гибко, зато абсолютно надежно - ломаться в этой схеме просто нечему.
В своих проектах мы используем комбинацию первого и второго методов. Если есть в щите мультиметр - отлично, берем его данные. Но никогда не ограничиваемся только им. Обязательно используем токовые кольца для того, чтобы получить полную картину происходящего в сети распределения. Считаем такой подход оправданным, и вам его тоже настоятельно советуем.