Как выбрать ИБП для сервера и серверной стойки

Коротко: ИБП (источник бесперебойного питания, UPS) защищает серверы, СХД и сетевое оборудование от провалов, скачков и пропаданий напряжения и даёт несколько минут на корректное выключение или запуск генератора. Для серверов берут line-interactive ИБП с чистой синусоидой (например, APC Smart-UPS SMT/SMX) при нормальной сети или online с двойным преобразованием (APC SRT, Eaton 9PX) при нестабильной сети, генераторе и критичной нагрузке. Мощность считают в ваттах с запасом 20–30%, автономию — по таблицам производителя, батареи меняют раз в 3–5 лет.

От чего защищает ИБП

Электросеть даёт не только полные отключения. Чаще встречаются кратковременные провалы напряжения при включении мощной нагрузки, длительно пониженное или повышенное напряжение, импульсные выбросы при коммутациях и грозах, отклонения частоты при работе от генератора. Блоки питания серверов переносят часть этих событий, но длительные отклонения и пропадания приводят к перезагрузкам, порче файловых систем и выходу из строя блоков питания.

ИБП решает две задачи: стабилизирует питание в нормальном режиме и резервирует его от батарей при пропадании сети. Время работы от батарей у типового стоечного ИБП — минуты, этого хватает на штатное выключение серверов или на запуск дизель-генератора. Длительную автономию обеспечивает генератор, а не батареи.

Топологии ИБП: offline, line-interactive, online

Стандарт IEC 62040-3 делит ИБП на три класса по зависимости выхода от входной сети: VFD, VI и VFI.

Параметр	Offline (резервный)	Line-interactive	Online (двойное преобразование)
Класс по IEC 62040-3	VFD — выход зависит от напряжения и частоты сети	VI — напряжение регулируется, частота как у сети	VFI — выход не зависит от напряжения и частоты сети
Как работает	Сеть идёт на нагрузку через фильтр, при сбое переключение на инвертор	Автотрансформатор (AVR) выравнивает напряжение, при сбое — переключение на инвертор	Сеть выпрямляется и заново преобразуется инвертором постоянно
Время переключения	Единицы миллисекунд и больше	Единицы миллисекунд, точное значение — в паспорте модели	Нулевое
КПД	Высокий	Высокий	Ниже в основном режиме, есть экономичный режим
Где применять	Рабочие станции, бытовая техника	Серверные с нормальной сетью, офисные стойки	ЦОД, генератор, нестабильная сеть, критичная нагрузка
Примеры линеек	Простые резервные модели для ПК	APC Smart-UPS SMT, SMX, SMC	APC Smart-UPS On-Line SRT, Easy UPS SRV, Eaton 9SX и 9PX

Подробное сравнение линеек APC — в статье APC Smart-UPS: SMT, SMX, SRT, SMC.

Форма выходного напряжения

Серверные блоки питания с активной коррекцией коэффициента мощности (APFC) рассчитаны на синусоидальное напряжение. Простые ИБП в режиме батарей выдают ступенчатую аппроксимацию синусоиды; на ней часть блоков питания работает нестабильно, шумит или отключается. Для серверов, СХД и коммутаторов нужен ИБП с чистой синусоидой на выходе в режиме батарей. Все линейки Smart-UPS и онлайн-ИБП это обеспечивают, а у бюджетных моделей форму выхода нужно проверять в спецификации.

Мощность: ВА, Вт и коэффициент мощности

Полная мощность ИБП указывается в вольт-амперах (ВА), активная — в ваттах (Вт). Их отношение — выходной коэффициент мощности. Одинаковые 3000 ВА дают разную нагрузку: у APC SMT3000RMI2U и SRT3000RMXLI — 2700 Вт, у SMC3000RMI2U — 2100 Вт, у Eaton 9PX 3000 — 3000 Вт (коэффициент 1).

Правило выбора: суммарная активная нагрузка в ваттах не должна превышать 70–80% от ватт ИБП, и одновременно не должна превышаться мощность в ВА. Запас нужен на рост нагрузки, пусковые токи и старение батарей. Пошаговый расчёт с примером и калькулятором — в статье как подобрать ИБП по мощности.

Автономия и батареи

Время работы от батарей зависит от нагрузки нелинейно: при снижении нагрузки вдвое автономия растёт больше чем вдвое, потому что батарея отдаёт больше энергии при медленном разряде. Встроенных батарей стоечного ИБП на 2–3 кВА при полной нагрузке обычно хватает на единицы минут. Если нужно 15–60 минут, берут модели с разъёмом для внешних батарейных модулей: у APC это SMX и SRT с индексом XL (модули SMX120RMBP2U, SRT96RMBP — каждый только для своей линейки).

Стандартные батареи — свинцово-кислотные герметичные (VRLA). Их ресурс производитель указывает в 3–5 лет при температуре 20–25 °C. Температура критична: по данным Schneider Electric, каждые 10 °C выше 25 °C сокращают срок службы батареи примерно вдвое. Есть модели с литий-ионными батареями (например, APC SMTL) — они легче и служат дольше, но требуют совместимого ИБП. Замену делают готовыми картриджами (у APC — RBC и APCRBC) по номеру, указанному для конкретной модели.

Однофазный или трёхфазный

Стоечные ИБП до 10 кВА обычно однофазные: вход и выход 230 В, вилка IEC C14 или C20 либо клеммное подключение у старших моделей. Для серверных на несколько стоек и мощностей от 10–20 кВА применяют трёхфазные ИБП (вход три фазы, выход одна или три фазы) и модульные системы, где силовые модули добавляются по мере роста.

Решение принимают вместе с электриком: важны мощность ввода, сечение кабелей, номиналы автоматов, наличие генератора и автоматического ввода резерва (АВР). Архитектура питания серверной — в статье ИБП для серверной.

Корпус, разъёмы и размещение

Корпус: tower (напольный), rack (в стойку, обычно 1U–3U) или универсальный rack/tower. Батарейные модули занимают ещё по 2U и больше.
Вес и глубина: ИБП на 3 кВА с батареями весит десятки килограммов. Ставят его в нижнюю часть стойки на полозья или полку, проверяют глубину шкафа.
Выходные разъёмы: IEC C13 (до 10 А) для серверов и коммутаторов, C19 (до 16 А) для мощных серверов и PDU. Убедитесь, что разъёмов хватает или нужен блок розеток (PDU).
Управляемые группы розеток: позволяют отключать некритичную нагрузку раньше, чтобы продлить работу важной.
Сервисный байпас: внутренний или внешний, позволяет обслуживать ИБП без отключения нагрузки.

Мониторинг и автоматическое выключение серверов

ИБП без связи с серверами просто разрядится и отключит нагрузку. Чтобы системы завершили работу штатно, ИБП подключают по USB к одному серверу или ставят сетевую карту управления: у APC это NMC3 (AP9640, AP9641 с портом датчиков среды) в слот SmartSlot, у Eaton — карты Network-M2. Карта даёт веб-интерфейс, SNMP для систем мониторинга (Zabbix, PRTG), журнал событий и уведомления по почте.

Программные агенты — APC PowerChute Network Shutdown, Eaton Intelligent Power Manager — по сигналу ИБП выключают виртуальные машины, хосты гипервизора и СХД в заданном порядке. Порядок отключения и пороги (по времени работы от батарей или остаточному заряду) задают заранее и проверяют на учебном отключении.

Как выбрать ИБП: 8 шагов

Составьте список нагрузки и посчитайте реальное потребление в ваттах.
Добавьте запас 20–30% и выберите мощность по ваттам, затем проверьте ВА.
Определите нужную автономию: только на выключение (5–10 минут) или до запуска генератора и дольше.
Выберите топологию: line-interactive при нормальной сети, online при генераторе, плохой сети и критичной нагрузке.
Решите, нужны ли внешние батарейные модули и какие поддерживает линейка.
Выберите корпус (rack или tower), высоту в юнитах и проверьте глубину стойки.
Проверьте разъёмы: число и тип выходов C13/C19, вход C14/C20 или клеммы.
Заложите сетевую карту, ПО автоотключения и, при необходимости, датчики температуры.

Задача → какой ИБП брать

Задача	Тип	Ориентир по мощности	Примеры
Один сервер или NAS в офисе	Line-interactive, синусоида	1000–1500 ВА	APC SMT1500, SMC1500
Стойка: 2 сервера, коммутаторы, маршрутизатор	Line-interactive или online	2200–3000 ВА	APC SMT3000RMI2U, SMX3000, SRT3000RMXLI
Стойка с длительной автономией	Line-interactive или online с внешними батареями	3000 ВА и выше	APC SMX с модулями SMX120RMBP2U, SRT XL с SRT96RMBP
Работа от генератора, плохая сеть	Online	По нагрузке	APC SRT, Eaton 9SX, 9PX
Полная стойка или несколько стоек	Online 5–20 кВА, однофазный или трёхфазный	5000 ВА и выше	APC SRT 5–10 кВА, Eaton 9PX 5–11 кВА
Серверная на много стоек	Трёхфазный модульный online	От 20 кВА	Модульные системы APC, Eaton

Новое, б/у и восстановленное

Силовая электроника ИБП служит значительно дольше батарей, поэтому восстановленный (refurbished) Smart-UPS с новыми батареями — распространённый способ укомплектовать серверную. При покупке б/у уточняйте дату производства батарей и их состояние после самотеста, наличие и поколение сетевой карты, версию прошивки ИБП, состояние вентиляторов и разъёмов, комплектность рельсов и кабелей.

Снятые с производства линейки APC SUA и SURT встречаются на вторичном рынке; для них важна доступность батарейных картриджей и совместимость с картами NMC3. Мы проверяем ИБП под нагрузкой на стенде, при необходимости ставим новые батареи и даём гарантию магазина. Б/у модели — в подборке ИБП б/у.

Типичные ошибки

Выбирать по вольт-амперам и не смотреть на ватты.
Подключать к батарейным розеткам лазерные принтеры, обогреватели, кондиционеры.
Ставить ИБП с аппроксимированной синусоидой под серверы с APFC.
Не подключать ИБП к серверам по сети или USB — при долгом отключении всё выключается аварийно.
Держать ИБП в жарком помещении и удивляться, что батареи умирают за два года.
Брать SMT, когда нужна долгая автономия: к нему внешние батареи не подключаются.
Не проводить самотест и калибровку: оценка оставшегося времени становится неверной.

Что учесть при закупке

Подготовьте список нагрузки с потреблением, нужное время автономии, тип корпуса и высоту, требования к разъёмам и наличие генератора. Для замены существующего ИБП пришлите его партномер — подберём аналог по мощности, разъёмам и батарейным модулям.

Проверьте комплектность: рельсы или стоечный комплект, кабели питания, сетевая карта (у APC суффикс NC означает предустановленную карту), батарейные модули с кабелями. Для б/у и refurbished оговорите дату установки батарей, отчёт о проверке под нагрузкой, гарантию и сроки поставки. ИБП и батареи — в разделе ИБП, модели APC — в подборке ИБП APC.

Смотреть электропитание и pdu в наличии →

Вопросы по теме

Линейно-интерактивный или онлайн ИБП для сервера?

При нормальной городской сети серверу достаточно line-interactive ИБП с чистой синусоидой, например APC SMT или SMX. Онлайн с двойным преобразованием берут для работы с генератором, при плохой сети и для критичной нагрузки: у него нулевое время переключения и полная изоляция от сети. Онлайн дороже и выделяет больше тепла.

Что такое классы VFD, VI и VFI?

Это классификация стандарта IEC 62040-3. VFD — выход зависит от напряжения и частоты сети (резервные offline-ИБП), VI — напряжение стабилизируется, частота как у сети (line-interactive), VFI — выход не зависит ни от напряжения, ни от частоты сети (online с двойным преобразованием).

Как рассчитать мощность ИБП?

Сложите реальное потребление нагрузки в ваттах, добавьте 20–30% запаса и выберите ИБП по ваттам, затем проверьте, что не превышена мощность в ВА. У разных моделей на 3000 ВА активная мощность разная: 2100, 2700 или 3000 Вт.

Сколько ИБП держит нагрузку?

Встроенных батарей стоечного ИБП на 2–3 кВА при полной нагрузке обычно хватает на несколько минут, при половинной — заметно больше. Точное время дают таблицы производителя для конкретной модели. Для 15–60 минут нужны модели с внешними батарейными модулями.

Как часто менять батареи?

Ресурс герметичных свинцово-кислотных батарей — 3–5 лет при 20–25 °C. В жарком помещении срок сокращается: каждые 10 °C выше 25 °C уменьшают его примерно вдвое. Меняют батареи готовыми картриджами по номеру для конкретной модели.

Нужна ли сетевая карта в ИБП?

Если ИБП питает больше одного сервера или виртуализацию — да. Карта (у APC NMC3 AP9640 или AP9641) даёт мониторинг по SNMP, уведомления и сигнал для ПО, которое штатно выключает ВМ и хосты при разряде батарей. По USB ИБП можно связать только с одним компьютером.

Можно ли брать восстановленный ИБП?

Да, силовая часть служит намного дольше батарей. Восстановленный ИБП с новыми батареями, проверенный под нагрузкой, работает как новый. Уточняйте дату батарей, наличие сетевой карты и гарантию.

Можно ли подключить к ИБП лазерный принтер?

К батарейным розеткам — нет: нагреватель принтера даёт броски тока, которые перегружают ИБП. Принтеры, обогреватели и кондиционеры к ИБП для серверов не подключают.

Что такое сервисный байпас?

Это цепь, по которой нагрузка питается напрямую от сети в обход ИБП. Внешний сервисный байпас позволяет заменить или обслужить ИБП без отключения серверов. Для серверной, работающей круглосуточно, это важная функция.