Электропитание трёх серверов: линии, автоматы, ИБП и заземление

Три сервера потребляют по 700 Вт — вместе 2,1 кВт. По рабочему току они помещаются на обычную линию C16. Затем в соседнюю розетку включают чайник или лазерный принтер, автомат отключает всю группу, а исправные серверы обесточиваются.

Для трёх серверов с двумя блоками питания закладывайте две независимые линии A и B. Каждая линия должна выдерживать все 2,1 кВт, а вводы каждого сервера нужно разнести между двумя PDU. Это уже можно отдать электрику как исходную схему, но не как готовый проект: специалист должен проверить существующий кабель, систему заземления и ожидаемый ток короткого замыкания.

Считайте потребление серверов, а не номиналы блоков питания #

Блок питания на 1100 Вт не означает, что сервер постоянно берёт 1100 Вт из розетки. Номинал показывает предел блока, а не фактическую нагрузку. Для расчёта нужны измеренные максимумы каждого сервера под Вашей рабочей нагрузкой.

Возьмём исходные данные из сценария:

• три сервера по 700 Вт;
• суммарная активная мощность — 2100 Вт;
• напряжение — 220 В;
• коэффициент мощности — 0,95.

Калькулятор Elec.ru использует для однофазной сети формулу:

I = P / (U × cos φ)

Подставляем значения:

2100 / (220 × 0,95) = 10,05 А

Одна линия на 16 А выдерживает такую нагрузку по рабочему току. Но запас по току ещё не означает резервирование: при отключении этой линии остановятся все три сервера.

Для своей стойки замените 700 Вт измеренными максимумами и повторите расчёт. Если серверы потребляют 450, 620 и 780 Вт, складывайте именно эти значения. Номиналы блоков питания пригодятся для проверки совместимости и резервирования; подробнее это разобрано в материале о выборе мощности блоков питания Dell.

ИБП проверяют и по кВА, и по ваттам #

Суммы активной мощности недостаточно для выбора ИБП. Производитель указывает два ограничения: полную мощность в вольт-амперах и активную мощность в ваттах. Нагрузка должна укладываться в оба.

В расчёте принимаем коэффициент мощности 0,95, коэффициент пускового запаса 1,1 и запас на рост 1,25:

S = (2100 / 0,95) × 1,1 × 1,25 = 3039 ВА

Расчётная нижняя граница — 3,04 кВА. ИБП ровно на 3 кВА уже меньше полученного значения, поэтому выбирайте следующий типоразмер выше 3,04 кВА. После этого проверьте паспортный предел в ваттах: он должен быть не ниже 2,1 кВт с принятым запасом.

Эта формула и коэффициенты приведены в материале UPS-Mag о подборе серверных ИБП. Это рекомендация продавца оборудования, а не норма Dell или ПУЭ, поэтому коэффициенты 1,1 и 1,25 надо считать проектными допущениями. Для точного подбора используйте расчёт мощности ИБП для серверной и график нагрузки конкретной модели.

Лазерный принтер к серверному ИБП не подключайте. Во время закрепления тонера он кратковременно повышает потребление и съедает запас, который Вы оставляли серверам.

Две линии дают резервирование, одна — только питание #

Минимальная схема — отдельная медная линия 2,5 мм² под автомат 16 А. В справочных данных Elec.ru для такого кабеля указан допустимый ток 27 А и автомат не выше 16 А для розеточной группы. Эти значения годятся для предварительной сметы, но не заменяют расчёт электрика: допустимая нагрузка зависит от длины, способа прокладки, температуры и числа кабелей в трассе.

Для серверов с двумя блоками питания нужна другая схема:

Линия A → автомат A → ИБП/PDU A → блок питания 1 каждого сервера
Линия B → автомат B → ИБП/PDU B → блок питания 2 каждого сервера

Каждую линию считайте на полные 10,05 А. После отключения A линия B должна принять всю нагрузку, и наоборот. Расчёт не предполагает, что конкретный PowerEdge всегда делит потребление между блоками поровну: режим работы зависит от модели, настроек резервирования и загрузки.

На каждой линии ставят отдельный PDU — блок распределения питания внутри стойки. Розеток должно хватать на все серверные вводы, а номинальный ток PDU и его вилки должен соответствовать линии. Разъёмы, форм-фактор и запас по нагрузке разобраны в руководстве о том, как выбрать PDU для серверной стойки.

Чайник, обогреватель, принтер и офисные удлинители к линиям A и B не подключают. Иначе выделенная серверная линия снова превращается в общую розеточную группу.

Автомат выбирают под кабель и ток короткого замыкания #

Автомат защищает проводку, а не сервер. Его номинальный ток не должен превышать длительно допустимый ток кабеля. Поэтому нельзя заменить C16 на C25 только потому, что прежний автомат периодически отключается.

Обозначение C16 содержит два параметра: C — время-токовая характеристика, 16 — номинальный ток в амперах. Но для проекта нужен ещё один показатель — отключающая способность, например 4500, 6000 или 10 000 А. Она должна быть выше ожидаемого тока короткого замыкания в точке установки.

Универсального значения здесь нет. Электрик измеряет или рассчитывает ток короткого замыкания, проверяет сечение и трассу кабеля, затем выбирает аппарат. Без этой проверки надпись C16 описывает схему не полностью.

Нужно проверить и селективность: авария на одном отходящем участке не должна отключать весь ввод помещения. Конкретные номиналы зависят от вышестоящей защиты, поэтому их нельзя назначить по мощности серверов alone.

PE-проводник нельзя заменить перемычкой в розетке #

В однофазной линии к стойке нужны фаза, рабочий ноль N и отдельный защитный проводник PE. В системе TN-S проводники N и PE разделены на всём протяжении. В TN-C отдельного PE нет. В TN-C-S общий PEN разделяется на N и PE на вводе здания; при повреждении PEN до точки разделения на PE может появиться опасное напряжение.

Перемычка между N и защитным контактом розетки не создаёт PE. Она переносит риск обрыва рабочего нуля на металлические корпуса серверов и стойки.

ПУЭ, глава 1.7, требует подключать открытые проводящие части к системе уравнивания потенциалов через главную заземляющую шину. Для фазного проводника сечением до 16 мм² PE берут не меньшего сечения. Для линии 2,5 мм² это означает предварительную схему с PE 2,5 мм², но точное исполнение подтверждает проектировщик.

Не включайте в задание электрику универсальное требование «сопротивление не выше 4 Ом». Допустимое значение зависит от системы сети, режима нейтрали и устройства объекта. В материалах по этой теме встречаются 2, 4, 10 и 30 Ом для разных условий — выбрать одно число без обследования нельзя.

Для проверки проекта назовите четыре документа:

• ПУЭ, глава 1.7 — защитные проводники, заземление и системы уравнивания потенциалов;
• ПТЭЭП по приказу Минэнерго России от 12 августа 2022 года № 811 — эксплуатация и проверки электроустановок;
• ГОСТ Р 50571.16-2019 — проверка низковольтных электроустановок;
• ГОСТ Р 50571.5.54-2024 — заземляющие устройства и защитные проводники.

В смету включите протокол измерений. Фраза «земля в розетке есть» ничего не подтверждает.

Что включить в смету #

Начинайте не с более мощного ИБП, а с двух независимых путей питания. Для исходного сценария смета содержит:

• две выделенные линии;
• два автомата с подходящей отключающей способностью;
• медный кабель, рассчитанный по длине и способу прокладки;
• два ввода PDU или две отдельные розеточные группы;
• проверку PE и системы уравнивания потенциалов;
• измерения с протоколом;
• ИБП выше 3,04 кВА с подходящим пределом активной мощности.

Цены на монтаж, ИБП и PDU запросите в рублях отдельными строками. Без длины трассы, способа прокладки, состояния щита и требуемого времени автономной работы честную итоговую сумму не посчитать.

Финансисту двухвводную схему лучше объяснять через результат: компания оплачивает не дополнительные ватты, а сохранение работы трёх серверов после отказа одной линии. Более дорогой ИБП на единственной линии эту задачу не решает — автомат, кабель и розетка перед ним остаются общей точкой отказа.

Архитектуру ИБП выбирайте отдельно от мощности. Сравнение режимов и ограничений есть в разборе Standby, Line-Interactive и On-Line ИБП.

Исходная схема для электрика #

Для трёх серверов по 700 Вт зафиксируйте: суммарная нагрузка 2,1 кВт, расчётный ток 10,05 А и две независимые линии A/B. Каждая линия рассчитана на все три сервера, питает отдельный PDU и принимает полную нагрузку после отказа соседней. Предварительно — медный кабель 2,5 мм² под автомат 16 А. ИБП — выше 3,04 кВА с проверкой ограничения в ваттах.

Перед вводом схемы в работу:

• измерьте максимальное потребление каждого сервера;
• подтвердите сечение, длину и способ прокладки кабеля;
• проверьте разделение N и PE;
• получите протокол измерений;
• подтвердите отключающую способность и селективность автоматов;
• отключите по очереди линии A и B под рабочей нагрузкой.

Если серверы продолжают работать при обоих испытаниях, схема выдержала главное условие: один отказ питания не остановил стойку.