Это старая версия документа!

Распределители питания стоек (PDU) и энергоэффективность

Роль стоечных PDU в цепочке электроснабжения ЦОД: распределение и защита нагрузок на уровне стойки, телеметрия и управление розетками, помощь в балансировке фаз и исключении эксплуатационных ошибок. От выбора класса PDU зависят доступность, ремонтопригодность и наблюдаемость энергопотребления.

Состав раздела

Практика и развитие

Архитектура питания стойки (коротко)

flowchart TB A[Нагрузка стойки] --> B[Нужна двойная подача A/B] B --> C[Две PDU A и B; двухшнуровые серверы; Rack ATS для одношнуровых] B --> D[Одна PDU; для критичных — Rack ATS]

Класс PDU по функциям (минимальная логика)

flowchart TB S[Старт] --> T0[Телеметрия: нет] S --> T1[Телеметрия: вход] S --> T2[Телеметрия: по розеткам] T0 --> U0[Управление розетками: нет] T0 --> U1[Управление розетками: да] T1 --> U2[Управление розетками: нет] T1 --> U3[Управление розетками: да] T2 --> U4[Управление розетками: нет] T2 --> U5[Управление розетками: да] U0 --> R0[Basic] U1 --> R1[Switched] U2 --> R2[Metered (вход)] U3 --> R1 U4 --> R3[Metered-by-Outlet] U5 --> R1

Электрическая часть (последовательность выбора)

%%{init:{"theme":"neutral","fontSize":28,"flowchart":{"nodeSpacing":40,"rankSpacing":55}}}%% graph LR E1["1Ф/3Ф и 230/400 В"] --> E2["Тип/число розеток C13/C19,\nгруппы защиты"] E2 --> E3["Автоматы/вставки, отключающая\nспособность, селективность"] E3 --> E4["Ввод: IEC 60309 / hardwired,\nдлина и маршрут кабеля"]

Матрица выбора класса PDU

Телеметрия \ Управление	Нет	Да
Нет	Basic	Switched (по розеткам)
Вход	Metered (вход)	Switched (по розеткам)
По розеткам	Metered-by-Outlet	Switched (по розеткам)

Опорная таблица: классы PDU и назначение

Класс	Что даёт	Где уместно	Риски/ограничения
Basic	Распределение, защита групп; минимальные потери	Малые залы, «немолочные» нагрузки, когда телеметрия уже есть выше	Нет наблюдаемости; риск перегрузки групп
Metered (вход)	kW/kWh стойки, температура/влажность	Учёт энергии, лимиты на стойку, биллинг колокации	Без детализации по розеткам
Metered-by-Outlet	Учёт по розеткам; балансировка фаз	Оптимизация заполнения, поиск «хвостов»/idle	Сложнее wiring, дороже
Switched	Удалённое включение/отключение, перезагрузка, блокировка неиспользуемых розеток	Remote hands, энергоуправление, staged power-up	Требует процедур и разграничения прав
Rack ATS/STS	Бесперебойное питание одиночных устройств от A/B	Сетевая/периферия с одним шнуром	Дл. переключения и совместимость БП устройств

Критерии выбора (чек-лист)

Нагрузка: пиковая и средняя мощность на стойку/розетку; типы вилок IEC C13/C19, локинга; запас ≥ 20–30%.
Резервирование: A/B от разных источников/UPS; для одношнуровых — Rack ATS. Физическое разделение трасс и цветовая маркировка.
Однофаз/трёхфаз: при плотностях > 6–8 кВт/стойку целесообразны 3Φ PDU — меньше токи по жилам и лучше баланс фаз.
Защита: тип автоматов/вставок, отключающая способность, селективность с вышестоящими (кривые B/C/D), дерейтинг 80%.
Ввод питания: разъём IEC 60309 16/32 A или жёсткий ввод; кабельный ввод, длина и маршрут.
Корпус и монтаж: вертикальный 0U/42U, глубина, ориентация розеток, доступность сервиса.
Телеметрия и интеграция: точность измерений (±1% тип.), SNMP/Modbus, защищённый доступ, даisy-chain Mgmt, совместимость DCIM.
Датчики: температура/влажность/двери; пороги и тревоги.
Экология эксплуатации: диапазон T/RH, IP-степень, соответствие локальным нормам и маркировкам.

Энергоэффективность: что реально влияет

Потери самих стоечных PDU невелики, но правильная архитектура распределения даёт заметный эффект: меньше преобразований (400/230 В AC), трёхфазное распределение, короткие кабельные линии.
Баланс фаз улучшает КПД вверх по цепочке (RPP/UPS), снижает нагрев проводников и вероятность «ложных» срабатываний защит.
Телеметрия выявляет idle-нагрузки и «хвосты» по розеткам; Switched/Metered-by-Outlet помогает отключать неиспользуемое и управлять staged power-up.
Качественные соединители и кабели (в т.ч. locking C13/C19) уменьшают контактные потери и перегреви.

Риски и меры снижения

Риск	Как проявляется	Меры управления
Перегрузка групп/автоматов	Нагрев, отключения, вылет общей стойки	Дерейтинг 80%, групповые лимиты, алармы по % загрузки
Небаланс фаз	Перегрев нулевого, снижение КПД	План расключения, пер-розеточный учёт, перетасовка нагрузок
Потеря питания от ошибки персонала	Неправильное подключение, выдёргивание шнура	Двойная подача A/B, locking-кабели, физ. разделение трасс
Контактный перегрев	Почернение/оплавление C13/C19	Переобжим/замена, контроль температуры, качественные коннекторы
Неверифицированное отключение розетки	Остановка сервиса	Ролевая модель и подтверждение операций, сценарии staged power

Показатели для управления

Загрузка PDU по фазам и по группам (% от номинала); число алармов «>80%».
kWh по стойкам/розеткам, удельная плотность (кВт/стойку).
Температура в кабельных зонах/розеточных модулях.
Количество инцидентов селективности/отключений, время восстановления.
Доля двухшнурового оборудования и доля устройств под Rack ATS.

Быстрые рекомендации по архитектуре A/B

Две независимые вертикальные PDU (A и B) в стойке; питание от разных вводов/UPS/генераторов.
Двухшнуровые серверы — по одному шнуру на каждую PDU; одношнуровые — через Rack ATS.
Разная цветовая маркировка, разные кабель-менеджеры и стороны стойки; раздельные автоматы в RPP/Busway.
Сеть управления PDU — отдельный контур, разные PoE/ PSU и независимые коммутаторы для A/B.

Контрольные вопросы перед закупкой

Какова расчётная плотность на ближайшие 3–5 лет и сценарии наращивания?
Нужна ли детализация учёта по розеткам и/или удалённое управление?
Проверена ли селективность по всей цепочке (UPS → RPP/Busway → PDU группы)?
Закрыты ли требования по интеграции (SNMP/Modbus, экспорт в DCIM, безопасность доступа)?
Учтены ли локальные вилки/разъёмы и стандарты (IEC 60309/60320, locking)?
Продуман ли сервис: доступ к автоматам, запасные модули, hot-swap сетевых карт?