Termeni asociați:

  • Mecanism automatizat
  • Documentație de proiectare
  • Revizuirea documentației
  • Agent de securitate
  • Configuratia sistemului
  • Proiectare sisteme

Descărcați în format PDF

Despre această pagină

Contramăsuri

Ira Winkler, Araceli Treu Gomes și Advanced Persistent Security, 2017

Surse de alimentare neîntreruptibile și alte precauții fizice

Sursele de alimentare neîntreruptibile (UPS) sunt o contramăsură critică. Alimentarea se poate stinge din mai multe motive, iar rezultatul poate fi pierderea oricărei lucrări care nu au fost salvate recent, precum și o pierdere completă a datelor în cazul în care există un blocaj de disc care provoacă daune fizice unităților de disc. UPS-urile pot fi pentru instalații întregi, precum și pentru calculatoare individuale. Laptopurile au o baterie încorporată, care funcționează ca un UPS. Clădirile pot avea generatoare de rezervă.

Este, de asemenea, necesar să se pună în practică suprimarea incendiilor și alte protecții fizice pentru a opri incendiile, inundațiile, exploziile etc. Poate fi, de asemenea, necesitatea de a proteja împotriva ascultării electronice, dacă aceasta este o preocupare rezonabilă.

Puterea centrului de date

Caesar Wu, Rajkumar Buyya, în Cloud Data Centers and Cost Modeling, 2015

5.5.1.1 Topologie UPS standby sau offline

Topologia UPS de așteptare este o soluție cu costuri mai mici pentru probleme de alimentare, cum ar fi căderi și supratensiuni, sau tranzitive impulsive. În timpul funcționării normale, puterea utilității acceptă încărcarea centrului de date, iar variațiile tensiunii și frecvenței utilității nu sunt controlate de UPS, ci trec către echipamentul IT (a se vedea Figura 5.22).

prezentare

Figura 5.22. Topologie UPS standby sau offline.

Numai când variațiile de tensiune și frecvență ale utilității depășesc limita specificată, UPS-ul convertește puterea bateriei DC în curent alternativ pentru a susține încărcarea centrului de date. Problema cu UPS-urile de așteptare este că nu reacționează foarte repede pentru a preveni oprirea echipamentelor IT.

Surse de alimentare în modul comutat

7.13 SURSE DE ALIMENTARE UNINTERRUPTIBILE

Sursele de alimentare neîntreruptibile (UPS-urile) și sistemele de alimentare în regim de așteptare sunt utilizate în aplicații în care pierderea rețelei de alimentare ar putea fi dezastruoasă, ca în cazul sălilor de operații spitalicești sau a unităților de terapie intensivă, instalații de calculatoare, sisteme de producție, alarme și echipamente de semnalizare.

UPS-ul poate fi on-line sau off-line. Ambele sisteme utilizează un d.c. invertor de legătură cu o baterie de baterii și un încărcător. În cazul sistemului off-line, în funcționare normală, puterea este furnizată direct de la c.a. retea. În caz de defecțiune la rețea, un comutator de transfer deconectează linia de alimentare și conectează invertorul la sarcină. Când alimentarea de la rețea este restabilită, sarcina este reconectată la linia de alimentare. O diagramă schematică bloc a sistemului off-line este dată în Fig. 7.22. Procesul de comutare poate dura câteva milisecunde dacă comutatorul este în stare solidă și zeci de milisecunde dacă comutatorul este electromecanic.

Cu sistemele on-line, combinația redresor-invertor furnizează puterea de încărcare de la c.a. rețea în timpul funcționării normale. În cazul întreruperii rețelei, bateria furnizează atuomatic curent continuu. conectați la invertor și nu implică nicio întârziere. În cazul în care sistemul redresor - invertor eșuează, sarcina ar putea fi transferată la c.a. rețea utilizând un comutator de transfer.

Surse de alimentare

13.5 Surse de alimentare neîntreruptibile

Surse de alimentare neîntreruptibile (UPS) sunt utilizate pentru aplicații critice în care o defecțiune a rețelei de alimentare, oricât de scurtă este, este inacceptabilă. Sistemele informatice sunt un bun exemplu al unei astfel de aplicații la fel ca sistemele critice de control, sistemele de susținere a vieții etc. O sursă locală de energie trebuie să fie disponibilă pentru a continua să alimenteze sarcina în caz de defectare a rețelei de alimentare. În cazul instalațiilor mari, să zicem un spital, aceasta este probabil alimentarea cu combustibil a unui grup electrogen diesel de rezervă. Cu toate acestea, acestea nu intră în sfera acestui text.

Termenul UPS este, în general, aplicat instalațiilor mult mai mici (de la câteva sute de VA la câteva sute de kVA) în care o baterie este utilizată ca depozit local de energie. Este clar că o anumită baterie este capabilă să furnizeze o cantitate mare de energie pentru o perioadă scurtă de timp sau mai puțină energie pentru o perioadă mai lungă de timp. Unele sisteme informatice necesită doar oprirea ordonată într-un timp relativ scurt, în timp ce altele, în aplicații critice, trebuie să fie menținute în funcțiune.

Un UPS constă din trei elemente de bază. Acestea sunt

Încărcătorul sau redresorul bateriei (convertor de curent alternativ la curent continuu), pentru a converti alimentarea rețelei de intrare în curent continuu. pentru a încărca bateria. D.c. ieșirea poate fi utilizată și ca sursă de energie a invertorului în funcționare normală.

Bateria pentru a furniza energia necesară în caz de defecțiune a rețelei de alimentare.

Invertorul (convertor c.c. în c.a.), pentru a converti c.c. alimentarea redresorului sau a bateriei la c.a. ieșire.

Oricare dintre convertoarele cuplate transformator descrise în secțiunea 13.4 pot fi utilizate ca invertor prin îndepărtarea rectificării din partea secundară. Un bun exemplu este circuitul de pod complet prezentat în figurile 13.36 și 13.37. Aici acțiunea celor patru comutatoare aplică o tensiune alternativă de polaritate peste sarcină, transformând curentul continuu. intrare într-un a.c. ieșire.

Există două configurații de bază ale UPS-ului, așa cum se arată în figurile 13.43 și 13.44. În primul caz al 'Pe net' configurare, UPS-ul este conectat în serie între rețeaua de alimentare și sarcină și, prin urmare, este întotdeauna în circuit. În al doilea caz al 'Deconectat' configurare, este conectat în paralel cu rețeaua de alimentare, așteptând într-un mod pasiv de așteptare pentru a prelua întreținerea ieșirii atunci când este necesar.

FIG. 13.43. Configurația UPS „on-line” sau „dublă conversie”.

FIG. 13.44. Configurația UPS „off line” sau „standby pasiv”.

„On-line” sau „Dublă conversie”, configurația (Figura 13.43) este utilizată pentru aplicațiile UPS mai mari și mai critice. Tensiunea și frecvența de ieșire pot fi controlate cu precizie numai de către UPS, deoarece invertorul este întotdeauna în circuit. Acest lucru permite, de asemenea, conversia de la o tensiune de alimentare, frecvență sau fază la alta. De asemenea, oferă o filtrare bună între rețeaua de alimentare și încărcare și un transfer cu adevărat neîntrerupt între rețea și funcționarea bateriei de așteptare. Denumirea „on line” se referă la faptul că fluxul de energie este întotdeauna prin invertor. Termenul „conversie dublă” înseamnă dublul, a.c. la d.c. și d.c. la a.c., conversie între intrare și ieșire.

„Off line” sau „Standby pasiv”, configurația (Figura 13.44) este utilizată pentru aplicațiile UPS mai mici (puține kVA sau mai puțin), mai puțin critice. În acest caz, este necesar un circuit de control pentru a simți că alimentarea rețelei de intrare nu se mai încadrează în toleranța acceptabilă. Când această stare este detectată de circuitul de comandă, pornește invertorul și acționează comutatorul pentru a izola ieșirea de la rețeaua de alimentare. Acesta din urmă este necesar pentru a preveni „retroalimentarea”, adică UPS-ul care furnizează toate celelalte sarcini conectate, de asemenea, la același circuit de alimentare. Comutatorul poate fi unul electronic sau poate fi electromecanic. Viteza de comutare trebuie să fie cât mai rapidă pentru a minimiza întreruperea inevitabilă a alimentării. Comutarea poate dura până la 10 msec (jumătate de ciclu de 50Hz a.c.) în UPS-urile moderne. UPS-ul nu poate controla tensiunea sau frecvența de ieșire atunci când sarcina este conectată direct la sursa de alimentare. Din același motiv, nu poate fi utilizat pentru conversia între diferite tensiuni, frecvențe sau faze de alimentare. Pentru a permite comutarea să fie rapidă, frecvența și faza invertorului trebuie sincronizate cu cea a sursei de alimentare.

Termenul „Linie interactivă” poate fi găsit în unele literaturi pentru a descrie o anumită formă a configurației „off line” în care este utilizat un circuit invertor care încorporează atât funcțiile redresorului, cât și invertorului.

Fiabilitatea și disponibilitatea rețelei

David Large, James Farmer, în rețele de acces prin cablu în bandă largă, 2009

12.7.4 Efectul unei alimentări îmbunătățite asupra performanței telefoniei

Dacă se adaugă un UPS la headend și monitorizarea stării la sursele de teren (astfel încât echipajele să livreze generatoare temporare înainte ca bateriile să-și piardă încărcarea), atunci toate întreruperile legate de curent pot fi eliminate, cu excepția celor datorate fiabilității echipamentului de alimentare în sine. În acest caz, disponibilitatea serviciului de telefonie se îmbunătățește la 0,99976, iar rata de întrerupere scade dramatic la 0,82 pe an. 25

Așa cum arată Figura 12.7, alimentarea este încă un factor semnificativ pentru indisponibilitatea rețelei, dar este mai puțin importantă în raport cu scăderea (dominată de rata de defecțiune a NID și timpul lent de reparații) și de rețeaua de distribuție. Figura 12.8 arată că numărul de întreruperi mari scade dramatic ca urmare a îmbunătățirii alimentării.

Figura 12.7. Efect redus asupra indisponibilității alimentării cu UPS headend și monitorizarea stării.

Figura 12.8. Reducerea numărului de întreruperi mari cu alimentarea îmbunătățită.

Este clar din această analiză că disponibilitatea adevărată de 0,9999 pentru consumator poate fi ușor realizată în sistemele moderne ale căror îmbunătățiri, în raport cu exemplul nostru, includ

Fiabilitate îmbunătățită a HDT și eMTA - în exemplul nostru, alocările de timp de întrerupere atribuite de Bellcore consumă 68% din totalul de 53 de minute permis.

Alimentare întărită, monitorizată de stare și mai fiabilă, permițând echipajelor de reparații să ajungă în zone cu întreruperi de curent localizate în timpul de funcționare al bateriilor interne.

Cascade mai scurte atât de echipamente coaxiale, cât și de surse de alimentare. Rețelele HFC care deservesc 500 sau mai puține case sunt de obicei alimentate de o singură sursă de alimentare situată la nod și au cascade de echipamente active dincolo de nodul de doar doi până la trei.

Monitorizare fiabilă a stării în întreaga rețea. Deoarece timpul necesar pentru a conștientiza un eșec și apoi pentru a analiza cauza acestuia, este o parte importantă a MTTR total, monitorizarea extinsă a stării joacă un rol esențial în reducerea timpilor de reparații.

Rețineți că porțiunea rețelei de conectare a fibrelor este o contribuție minoră la indisponibilitate în toate cazurile, chiar și în această rețea stea simplă. Astfel, utilizarea diferitelor topologii inelare va reduce instanța de întreruperi mari (un aspect important), dar nu va reduce semnificativ indisponibilitatea rețelei în această rețea. Pe măsură ce alți factori sunt aduși sub control, contribuția fibrelor va deveni mai importantă.

Elementele esențiale de securitate fizică

Amenințări tehnice

Pentru a face față scurtelor întreruperi de alimentare, ar trebui să se utilizeze o sursă de alimentare neîntreruptibilă (UPS) pentru fiecare echipament critic. UPS-ul este o unitate de rezervă a bateriei care poate menține alimentarea procesorelor, a monitoarelor și a altor echipamente pentru o perioadă de minute. Unitățile UPS pot funcționa, de asemenea, ca protecție la supratensiune, filtre de zgomot de putere și dispozitive de oprire automată atunci când bateria se descarcă.

Pentru întreruperi sau întreruperi mai lungi, echipamentele critice trebuie conectate la o sursă de alimentare de urgență, cum ar fi un generator. Pentru un serviciu de încredere, managementul trebuie să abordeze o serie de probleme, inclusiv selectarea produselor, plasarea generatorului, instruirea personalului, programele de testare și întreținere etc.

Pentru a face față interferențelor electromagnetice, poate fi utilizată o combinație de filtre și ecranare. Detaliile tehnice specifice vor depinde de proiectarea infrastructurii și de sursele anticipate și natura interferenței.

Dezvoltarea standardelor de proiectare

Surse de alimentare neîntreruptibile