Ограничение потребляемой мощности потребителя | Проектирование электроснабжения
В последнее время все чаще в технических условиях на электроснабжение можно встретить такое требование: предусмотреть устройство ограничения мощности. Сегодня мне хотелось бы рассмотреть основные способы ограничения потребляемой мощности.
Мне известны 3 схемы реализации ограничения мощности потребителя.
1 Счетчик с функцией управления нагрузки.
Данная схема, пожалуй, самая рациональная и самая дешевая. Подбирается счетчик с функцией управления нагрузки. Управляющий сигнал со встроенного реле передается на расцепитель вводного автоматического выключателя либо контактора.
2 Счетчик с устройством ограничения мощности.
Данный вариант самый простой. Для реализации схемы требуется, чтобы счетчик имел функцию ограничения мощности. В отличие от предыдущего случая, коммутацию силовой сети выполняет сам счетчик, т.е. отключает нагрузку от сети в случае превышения допустимого значения.
3 Устройство ограничения мощности.
Применение устройства ограничения мощности позволит сделать самую надежную, функциональную и в то же время самую дорогую схему. Последовательно со счетчиком устанавливается устройство ограничения мощности. Они бывают однофазные и трехфазные, прямого включения и трансформаторного включения. А это значит, что они способны ограничить любую мощность. Зачастую, такие устройства имеют дополнительные защиты, управляемые микропроцессором. Можно подобрать устройство ограничения мощности с функцией управления приоритетной нагрузкой, а в этом случае основные потребители никогда не будут отключены от электросети.
Если функция ограничения мощности требуется лишь для «галочки», то вам подойдет первый вариант. В своих проектах ограничение мощности я выполняю именно так: счетчик + автомат с рацепителем.
Я вот мечтаю… однажды придет ко мне заказчик и скажет: хочу самое лучшее оборудование, а стоимость меня не интересует. Вот тогда в своем проекте я смело заложу устройство ограничения мощности
А как вы ограничиваете мощность?
Советую почитать:
Электросчетчик с дистанционным снятием показаний: модели, характеристики, принцип работы
-
Автомобили
-
Бизнес
-
Дом и семья
-
Домашний уют
-
Духовное развитие
-
Еда и напитки
-
Закон
-
Здоровье
-
Интернет
-
Искусство и развлечения
-
Карьера
-
Компьютеры
-
Красота
-
Маркетинг
-
Мода
-
Новости и общество
-
Образование
-
Отношения
-
Публикации и написание статей
-
Путешествия
-
Реклама
-
Самосовершенствование
-
Спорт и Фитнес
-
Технологии
-
Финансы
-
Хобби
Рубрики
-
О проекте -
Реклама на сайте -
Условия -
Конфиденциальность -
Вопросы и ответы
FB
Войти
Умный дом или игрушка для мужчин: контроль электричества / Хабр
Вслед за статёй о контроле температуры, хочется еще немного рассказать о контроле электричества. Конечно, его интереснее контролировать, когда у Вас 3 фазы.
Тут много уже есть статей про измерение качества электричества. Обычно предлагаются дискретные измерения с помощью клещей, например. Не видел графиков, на которых отображаются важные характеристики электричества во времени: напряжение на фазе, нагрузка на фазу, напряжение на нуле и на защитном заземлении, потребление по приборам и др. С помощью таких графиков можно было бы вовремя заметить перекосы фаз, низкие-высокие напряжения на фазе, токи утечки в землю, анализировать причины отключения фаз и др.
Автор статьи не является электриком и не претендует на профессиональную подачу информации. Хотя с ПУЭ и оборудованием заземляющего контура пришлось плотно ознакомиться.
В моем случае (так уж вышло), сделана не совсем правильная схема TN-C-S, я разбил PEN на PE и N уже после счетчика (он на опоре). Но, несмотря на это, все же очень интересно, куда и как ходит электричество по 3-м фазам и 5 проводам. Эту систему можно даже использовать как учебное пособие для начинающих, наблюдая за поведением нуля при загрузке разных фаз. В частности, интересно, что в нулевом проводе всегда есть напряжение (относительно земли). Думаю, в садоводстве, а также в квартирах, полного нуля на рабочем нулевом проводнике вообще не может быть. Соответственно, с нуля в контур заземления практически всегда уходит часть электричества. Начинаешь понимать, что зануление в квартирах и на садовых участках опасно для жизни.
На первый взгляд довольно сложные графики изображены выше. На самом деле все просто. Сверху- 3 фазы, ноль и земля. Снизу – существенные электрические приборы. У меня 3 фазы, на входе стоит 3-хфазный рубильник на 32А и 3 отдельных автомата на 25А. По нагрузке на фазах видно, что запас есть еще вдвое.
Целей измерений много:
• Оптимизация нагрузки по фазам
• Контроль качества входного напряжения
• Защитное отключение приборов при выходе напряжений за пределы допустимых значений
• Предотвращение перегрузки по фазам
• Обработка аварийных ситуаций
• Учет и прогноз использования электроэнергии разными электроприборами
Когда я подвел 3 фазы к себе (до этого была 1 фаза), встал вопрос о равномерности нагрузок по фазам. Составил табличку в Excel, расписал все нагрузки, провел расчеты, расписал автоматы по фазам. Установил в щите защиту от перегрузок УЗМ-51М 3 штуки по фазам, переразвел автоматы в щите в доме и, наконец-то, подключил к щиту умный дом. Поняв, что фаза C проседает больше, чем A, поменял их местами. Теперь на фазах B и C находятся важные потребители (компьютеры, сетевое оборудование, холодильник и т.п.). Все они подключены за стабилизаторами. Компьютеры и сетевое оборудование подключены еще и за ИБП. Напряжения на фазах (симметрия напряжений) примерно одинаковые. Допустима, по-моему, разница в 10%, т.е. 23V.
Но план есть план. Факт может сильно отличаться от того, что напланировано. Поэтому, конечно, интересно посмотреть, как же по факту ведут себя фазы в момент больших нагрузок. Иногда просто достаточно быстрого взгляда, были ли выходы за 250V сверху и за 190V вниз. В любом случае становится понятно, что достичь полной симметрии напряжений даже на отдельно взятом садовом участке невозможно. Следовательно, к ненулевому рабочему нулю на входе добавляется (геометрически) свой ненулевой нуль. Иногда, геометрическое сложение напряжений в нуле и может привести к почти нулю, но это будет случайностью.
В случаях, когда напряжение на фазе падает и держится ниже, скажем 180V, я отключаю осушители и второстепенный холодильник, т.к. перед ними нет стабилизаторов. Отправляю на почту себе сообщение о произошедшем и дальше могу в ручном режиме принимать решение об их включении.
У меня стоят автоматы защиты по фазам (УЗМ), но нет смысла отключать всю фазу в случае выхода напряжения за нижние пределы, скажем, 180V. Лампы освещения, приборы за стабилизаторами вполне в состоянии работать при таких напряжениях. УЗМ у меня отключает фазу при 160V (на нем можно вручную задать допустимые границы напряжений). Когда напряжение на фазу достигнет нормальных значений, УЗМ автоматически включится через заданный мною промежуток времени.
Когда у меня была 1 фаза и входящий автомат был на 25А, очень важно было не допустить длительной перегрузки, чтобы входной автомат не отключился. Так мне удавалось прогревать поэтапно дом к выходным. Например, бойлер и первый этаж прогревались в ночь со среды на четверг до 15 градусов, с четверга на пятницу прогревался второй этаж до 15°C, в пятницу шел догрев дома до 20°C. В пятницу вечером мы приезжали уже в теплый дом. 25А мне хватало в течение 4-х лет. Дом 7*9, 2 этажа, Ленинградская область.
Этим летом я провел себе 3 фазы. Получилось 3*25А. Но все равно возможны случаи, когда суммарная нагрузка на фазу может быть выше 25А. Например, включу бойлер на 1,5кВт (сейчас он на 0,6кВт) и забуду про это, детки включат случайно обогреватель на 1,5 кВт, да еще и жена на кухне начнёт готовить, включит электрогриль 2,5 кВт на часик и начнет пылесосить. И это все случайно окажется на одной фазе. Мой умный дом сразу отключит бойлер и обогреватель. Так что даже в этом случае полезно иметь контроль нагрузки на фазы.
Возможны разные нештатные ситуации. Например, дети, балуясь, отключат обогреватель. Умный дом сообщит мне об это письменно. Или наоборот, включат его на полную. Дом отключит обогреватель и сообщит об этом мне.
Часто встречаются случаи, что обогревающий водопроводную трубу кабель выходит из строя и перестает греть. Как узнать об этом вовремя, пока не порвало трубу? Умный дом на страже.
Бывают ситуации, когда дренажный насос заглотит воздушную пробку и будет сутками пытаться выкачивать воду. Умный дом отключит в этом случае насос уже через заданное время, минут через 5.
Ну и, конечно, отключит компрессорные установки при пониженном напряжении, например, если оно будет ниже 180V, сообщив об это хозяину.
Многолетние наблюдения за энергопотреблением позволяют понимать, из чего складывается сумма расходов на электричество и оптимизировать эти затраты. Прогноз расходов позволяет вовремя оплачивать электроэнергию. У нас в садоводстве принято оплачивать заранее. Я, например, оплачиваю сразу за несколько месяцев вперед, чтобы потом зимой не искать бухгалтера.
На картинке показано очень удачное для анализа время, когда наше садоводство посадили на «падший» фидер. Несколько раз на фазе C напряжение падало аж до 160V, что приводило не только к отключению некоторых ИБП, перед которыми не было стабилизатора, а и к отключению УЗМ-51М, т.е. в доме отключалась вся фаза. Сделано это для защиты электрооборудования, в частности, холодильников. Известно, что при таких напряжениях возможно возгорание обмотки компрессора. При этом, разница между минимальным и максимальным напряжениями нередко превышала 20%. Потом нас посадили обратно на нормальный фидер.
Рабочий нуль заземлен. На картинке показан ток на контуре заземления. Из нее видно, что есть ток между рабочим нулем и контуром заземления. И этот ток немаленький. Тут я как непрофессиональный электрик делаю 2 вывода. Первый — защитное заземление работает. И второй — там проходит довольно большой ток. Думаю, что здесь найдется много профессиональных электриков, которые все это прокомментируют. Возможно, что-то надо поменять. Но, если бы не было этих измерений в течение длительного времени, я бы мог и не узнать об этом. Может это и не проблема. Сразу хочу сказать, что системы уравнивания потенциалов у меня пока нет. Из железных предметов только плита газовая, печка и коллекторы в системе водоснабжения.
Так как я далеко не электрик, меня порадовала возможность поиграть с нулем. Посмотреть, что будет с нулем, если нагрузить одну фазу, а если две? Оказывается, ноль бежит за этими фазами. В общем и целом, это понятно. Интересно попробовать загрузить симметрично все 3 фазы. Совсем симметрично не получится, но видно, что в этом случае нуль идет к нулю.
«Коэффициент мощности равен отношению потребляемой электроприёмником активной мощности к полной мощности. Активная мощность расходуется на совершение работы». И на картинке мы видим, что масляные обогреватели и тепловентиляторы имеют коэффициент мощности практически равный 1. Инфракрасный обогреватель уже около 0,91. А вот термопот в режиме ожидания – 0,45. Компьютеры и телевизоры будут иметь от 0,5 до 0,7. Для специалистов – это обычное дело. Для простых смертных – интересный факт.
На графике показан общий расход значимых потребителей за сутки. В субботу в 0:00 включился предварительный нагрев дома, бойлера и термопота. Мы приехали в субботу в полдень. В 7 утра остановилась подготовка дома к нашему приезду, т.к. закончился льготный ночной режим. Дом почти вышел на заданный температурный режим. Бойлер прогрелся уже к 5 утра, термопот – к часу ночи. Пока не очень холодно на улице, дом не греется днем дальше, пока нас нету. За сутки было израсходовано чуть больше 30 кВт/часов.
Раньше, пока не было умного дома, уезжая с дачи, каждый раз мучился мыслью, что что-то забыл выключить. И, надо сказать, бывало, что и правда, на неделю оставались включенные ненужные электроприборы. Умный дом позволяет найти даже такие несущественные нагрузки, как оставленное освещение. Уж тем более обогреватель. После внедрения умного дома, уезжаю совершенно спокойно. Даже если и осталось что-то включенное (по ошибке настройки), то уж удаленно-то без проблем все сделаю, перенастрою, отключу. Надо сказать, сильно спокойнее жить стало.
Наглядная статистика расхода электроэнергии за предыдущий месяц, на текущий момент и прогноз на текущий месяц в рублях и в Вт. Единственный минус этого умного дома – в нем нет понятия ночного тарифа. Т.е., если в сентябре на электричество было потрачено 621р, то надо вычесть оттуда примерно треть, т.к. основной расход был ночью по половинной ставке.
1. Интересная игрушка, позволяющая заинтересоваться электричеством и немного разобраться в нем;
2. Полезная вещь, позволяющая предотвращать аварийные и нештатные ситуации;
3. Имея учет, появляется возможность серьезно оптимизировать затраты на электричество;
4. Если умный дом уже есть (он занимается обогревом), то можно за почти просто так получить учет, анализ и контроль расхода электричества.
Напоследок хочется разместить загадку:
Вопрос: что произошло, почему отключилось электричество? В 9:23 был отключен контроллер, в 9:35 включен. Сразу скажу, что сам точного ответа не знаю, т. к. в этот момент там меня не было. Есть только предположения.
как подключить, нужно ли его ставить, на сколько ампер, схема подключения, как правильно подсоединить
На чтение 8 мин. Просмотров 7.5k.
Александр Георгиевич Кондратьев
По образованию инженер-электрик, работал электронщиком, главным инженером на пищевом предприятии, генеральным директором строительной организации.
Подключение вводного автомата в электросчетчике у человека с минимальными навыками работы с электропроводкой не должно вызывать серьезных осложнений. Работа по монтажу не требует специальных знаний.
Необходимо только соблюдать требования по подбору оборудования, правильно смонтировать вводной автомат перед счетчиком или после. Работы произвести согласно электрической схеме, выполнить последовательность соединения электропроводки и обеспечить требования техники безопасности.
Устройство, принцип работы и типы вводных автоматов
Коммутационные устройства электрической линии, обеспечивающие защиту от перегрузок и токов короткого замыкания, называют автоматическим выключателем. Он предназначен для обеспечения сохранности электролинии при возникновении аварийной ситуации.
Это определение относится ко всем коммутационным приборам, которые смонтированы в электрощите. Основное отличие вводного автомата от линейного заключается в том, что он имеет большее значение номинального тока.
И рассчитывается в зависимости от разрешенной мощности потребления электроэнергии. Вводной автомат (ВА) — вторая ступень защиты, применяется как коммутационное устройство. При перегрузке или коротком замыкании первым должен сработать линейный элемент.
ВА имеет две степени защиты:
- Защита от перегрузки. Представляет собой биметаллическую пластину. При превышении допустимого тока она нагревается. В результате чего выгибается и приводит в действие механизм теплового расцепителя. Чем больше нагрузка, тем больший ток протекает по пластине. Скорость нагрева возрастает. И быстрее срабатывает автомат. После отключения включить устройство сразу не получится. Необходимо время, чтобы биметаллическая пластина остыла и приняла свое исходное положение. Только после этого можно включить устройство в работу.
- Защита от короткого замыкания. В автомате установлена токовая катушка (соленоид). При коротком замыкании в линии происходит мгновенное нарастание тока. Соленоид втягивает сердечник, срабатывает токовая защита и отключает электроэнергию. Время срабатывания составляет доли секунды.
Монтируются ВА перед или после счетчика электроэнергии на DIN рейку. В зависимости от питающего напряжения могут быть однополюсные, двухполюсные, трехполюсные или четырехполюсные. Двухполюсные устанавливаются при подключении однофазного напряжения 220 В.
Монтируются в квартирах многоэтажных домов. Для обеспечения электричеством коттеджей или частных домов подводится трехфазное напряжение. Для их подключения применяются четырехполюсные ВА. Раньше трехфазное напряжение не подключали, к старым домам подводилось однофазное напряжение.
В качестве вводных коммутационных систем ПУЭ запрещает устанавливать однополюсные автоматы. Из-за разброса времени срабатывания они не могут обеспечить необходимую защиту, что приведет к порче оборудования или пожару.
ВА характеризуются:
- Номинальным током. На корпус устройства наносится номинальное значение, при котором прибор может длительно работать без отключения, например, С40. Это значит, что ВА может выдерживать ток до 40 ампер бесконечно долго. Однако эти показания определены для температуры воздуха 300С. При более низкой температуре ВА выдерживает токи выше номинального.А при повышенной тепловая защита срабатывает при меньших нагрузках. Это следует учитывать при выборе места, где будет установлен вводной щит;
- Количество полюсов. Для однофазного напряжения применяют двухполюсные устройства, а для трехфазного четырехполюсные. Некоторые специалисты монтируют трехполюсные, что не обеспечивает надежной защиты;
- Важным показателем является время, за которое срабатывает автомат. При перегрузке это время может изменяться от нескольких десятков минут до нескольких секунд. Это зависит от величины тока, протекающего через биметаллическую пластину. Защита от короткого замыкания срабатывает за доли секунды.
Все устанавливаемые приборы должны согласовываться по току. Например, если на счетчике указан ток 40 А., то ВА должен быть рассчитан на ток менее 40 ампер. А линейные приборы суммарно не должны превышать ток ВА.
Если нагрузка небольшая, то монтируется счетчик, а затем автомат. При расчете обращают внимание на пусковые токи нагрузки.
Автоматы разбиты на три подгруппы В, С, D:
- В – это самые «нежные» приборы. Допускают нагрузку с пусковыми токами, не превышающими 3-5 номинальных значений, указанных на ВА;
- С – распространенные автоматы, устанавливаемые в частных домах и квартирах. Превышение пусковых токов изменяется от 5 до 10 раз от номинала;
- D – применяют в сетях с большими пусковыми токами и кратковременными перегрузками. Превышение составляет 10-20 раз от номинального значения.
Как выбрать ВА в квартиру: советы и рекомендации
Если проектируется электроснабжение дома или квартиры, то прежде чем подобрать сечение проводов, рассчитывают нагрузку, подключаемую к сети. По таблицам определяют необходимое сечение проводов.
Последним этапом выбирают вводной автомат. Он должен обеспечивать защиту линии от перегрузки и короткого замыкания.
Многие электрики совершают типовую ошибку. Подбор ВА осуществляют по мощности подключаемой нагрузки. Эта ошибка возникает при замене старого вводного шита на новый.
Следует помнить, что автоматический выключатель не только ограничивает потребляемую (разрешенную) мощность, но и защищает линию электропередач от перегрузки и короткого замыкания.
Выбор ВА должен осуществляться из условия сечения смонтированной электропроводки дома или квартиры. Если к сети, рассчитанной на подключение мощности в 1 Квт, подсоединить нагрузку в 5 Квт, то это приведет к повреждению проводов.
Придется тратить большие деньги на восстановление линии. Кроме этого это может быть губительно для счетчика электроэнергии. Поэтому при подборе ВА следует соблюдать принцип согласованности мощностей.
Главным критерием подбора должен быть принцип защиты линии от перегрузки и КЗ. Если предполагаемая нагрузка имеет большее значение, чем может обеспечить сечение проводов, то не следует рисковать и экспериментировать. Лучше сразу выполнить замену электролинии.В противном случае возможно поражение электрическим током людей или возникнет пожар.
Можно ли ставить вводной автомат перед счетчиком
На этот вопрос ответ можно найти в правилах эксплуатации электроустановок. Где в пункте 7.1.64 сказано, что необходимо предусмотреть коммутационный прибор, который снимает напряжение с прибора учета электроэнергии.
Это необходимо при выходе его из строя или замене старого электросчетчика на новый. То есть ПУЭ предписывает устанавливать коммутационные приборы до счетчика.
До недавнего времени для отключения использовались пакетные выключатели. Но они не обеспечивали необходимый уровень безопасности. Поэтому сейчас монтируют автоматические выключатели.
В продаже имеются боксы, в которых уже произведен монтаж счетчика с автоматами. Однако следует учитывать, что ВА, если он смонтирован перед прибором учета, и электросчетчик должны быть опечатаны. Нарушение пломбы владельцем дома приведет к наложению на него штрафа.
ПУЭ не дает четких указаний, где же ставить ВА -до или после счетчика. Но для обеспечения защиты проводки дома или коттеджа от перенапряжения или других неблагоприятных факторов рекомендуется монтировать автомат до электросчетчика. Вместе с ним в боксе устанавливается грозозащита.
Читайте, как смонтировать счетчик электроэнергии.
Монтаж производится в отдельном боксе, который опечатывается контролирующей организацией. Для обеспечения надежной защиты электролинии дома или квартиры, следует устанавливать общий автомат после счетчика.
ВВОДНОЙ АВТОМАТ.» src=»https://www.youtube.com/embed/1-1igYOTLrU?feature=oembed» frameborder=»0″ allow=»accelerometer; autoplay; clipboard-write; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture» allowfullscreen=»»/>
Как правильно подключать автомат после счетчика
Корректно подключенный ВА после счетчика обеспечит надежную защиту проводки квартиры или коттеджа. Что убережет от поражения электрическим током жильцов и предотвратит возгорание строения.
До недавнего времени в качестве устройств защиты применялись предохранители или автоматические пробки.
При замене электрического щита устанавливается защита, отвечающая требованиям ПЭУ. На каждую линию ставится автомат.Он обеспечивает отключение конкретной линии при аварийной ситуации.
Типовая схема
Рассмотрим типовую схему подключения автоматов в щите.При однофазном подключении дома или квартиры на 220 В автоматический выключатель монтируется на каждую линию. Таким образом защищается отдельная линия, питающая освещение и розетки.
Кабель, который подводит напряжение к технологическому оборудованию, защищается с помощью УЗО.
Все фазные проводники объединятся и подключаются к ВА. Аналогично поступают с нулевыми проводами. Провода от общего автомата подходят на электросчетчик. К счетчику через коммутационное устройство подходит сетевое напряжение.
При трехфазном напряжении схема соединения аналогична однофазному. Отличие заключается в равномерном распределении нагрузки по фазам. И распределении ее по автоматам после счетчика.
Последовательность работы
Перед монтажом ВА необходимо провести подготовительные работы. Приобрести комплектующие или типовой щит.
В нем уже собрана схема и выполнено подключение автоматов. Прежде чем подключиться, необходимо обесточить дом. Для этого вызывают электрика.
Остается смонтировать вводной щит и подсоединить нагрузку. Электрик проверяет правильность подключения автоматов к нагрузке и электросчетчику.
Остается подсоединиться к линии электропередач, подать напряжение и опломбировать бокс с ВА и электросчетчиком.
Полезная статья? Оцените и поделитесь с друзьями!
Перегрузка при обработке
24.11.2016
Обработка перегрузки
Это длинная запись, опубликованная после многочисленных дискуссий о характере наличия или отсутствия ограниченного почтового ящика в Erlang. По общему мнению, это плохо, потому что почтовый ящик, если он не привязан через язык, поэтому связан ограничениями памяти компьютера, и весь контроль теряется (это уже не так, поскольку OTP 19 добавил флаг max_heap_size
который может быть установлен для каждого процесса, чтобы заставить его преждевременно умереть, если его использование памяти слишком велико, включая его почтовый ящик).
В этом тексте я собираюсь раскопаться по общим шаблонам перегрузки, которые можно встретить в Erlang, с помощью обычных обходных путей, доступных сегодня для ваших систем. Обратите внимание, однако, что общая критика управления потоком остается верной и для других параллельных платформ, особенно для упреждающих, таких как Go. Кооперативные (такие как Akka или node.js) будут иметь неявные механизмы из-за того, что большая рабочая нагрузка ранее блокировала ЦП, но все же могут сталкиваться с теми же проблемами в зависимости от рабочих нагрузок.
Справочная информация
Я попытаюсь подойти к этому с довольно общей точки зрения, но для этого мне придется установить несколько концепций.
Закон Литтла
Долгосрочное среднее количество клиентов в стабильной системе L равно долгосрочной средней эффективной скорости поступления, λ, умноженной на (Palm‑) среднее время, которое клиент проводит в системе, W; или выражается алгебраически: L = λW.
По сути, это говорит о том, что действительно важно для пропускной способности вашей системы, сколько времени потребуется для выполнения задачи, и сколько задач может быть обработано одновременно (или одновременно) в системе.Все вышесказанное будет означать, что вы рано или поздно окажетесь в ситуации перегрузки. Если средняя нагрузка не снижается, то единственным способом облегчить ситуацию будет увеличение емкости или ускорение времени обработки.
Противодавление
Механизм, с помощью которого вы можете сопротивляться заданному входу, обычно блокируя.
Отключение нагрузки
Механизм, с помощью которого вы бросаете задачи на пол, вместо того, чтобы выполнять их.
Наивная и быстрая система
Наивная и «быстрая» система — это система, в которой все задачи выполняются асинхронно: единственная обратная связь, которую вы получаете, — это то, что запрос поступил в систему, а затем вы уверены, что все будет хорошо для остальной обработки:
Вы можете узнать, что все работает, только просмотрев изменения в системе в целом или потоковые журналы.В противном случае все без обратной связи.
Теперь возможно, что входные и выходные биты синхронизируются наблюдателем, который может опрашивать системные изменения, пока не будут замечены желаемые изменения. Даже в этом случае внутренний поток информации все равно не будет синхронным. Если 3 приведенных выше преобразования являются процессами, любой уровень параллелизма в системе может выглядеть так:
Это обычно означает, что у вас происходит довольно линейное масштабирование, и каждому входящему запросу могут быть выделены все необходимые ему ресурсы; Емкость довольно легко предсказать по закону Маленького, и оценить вашу систему по максимальной емкости очень просто.Более сложный сценарий — один из тех, которые обычно происходят в реальном мире:
, потому что процесс, отвечающий за преобразование b, не может быть распараллелен, это узкое место, и поток всех задач зависит от его успеха, и среднее время пребывания запроса через систему резко возрастает.
Поскольку время пребывания увеличивается, непрерывный приток запросов в систему может увеличивать ее нагрузку (каждый запрос ухудшает положение всех остальных) до тех пор, пока в системе не закончится память и она не выйдет из строя.
Вот когда люди жалуются на необходимость ограниченных очередей в Erlang: процесс, отвечающий за преобразование b, можно настроить с максимальным размером очереди, который затем отбрасывается или блокируется и решает нашу проблему.
Неизбежное противодавление
По умолчанию люди склонны думать, что поток управления в первую очередь блокируется; как правило, гораздо больше случаев, когда мы можем интуитивно подумать о том, что «поздно лучше, чем никогда», и поэтому принудительное размещение запросов в очереди имеет больше смысла, чем просто сбросить нагрузку путем их игнорирования и отбрасывания.
Обратное давление на самом деле является способом выполнения действий по умолчанию в большинстве языков программирования, поскольку вызовы функций и методов в большинстве случаев по своей сути синхронны. Вы двигаетесь вперед или возвращаетесь только после завершения вычислений, и если есть разногласия, общий систематический симптом состоит в том, что все замедляется.
Это, конечно, остается верным в Erlang, но только до тех пор, пока все вызовы данного запроса происходят в рамках одного процесса. Затем регулирующим фактором для всех запросов является то, насколько параллелизм может быть обеспечен за счет дизайна или ограничений.
В такой системе, если ваш сервер может обрабатывать 500 одновременных запросов, а затем он перестает принимать больше, это то, какую нагрузку вы можете запланировать. Вы легко получаете верхний предел. Некоторые серверы, будь то веб-серверы, серверы сокетов или что-то в этом роде, будут иметь тенденцию налагать ограничение, даже если это возможно: всем нам нравится идея, что мы можем масштабироваться линейно, и нас не устраивает идея известного низкий уровень параллелизма ради стабильности. В самом деле, было бы лучше добиться стабильности менее радикальными средствами.
Случай с идеально параллелизируемой системой довольно тривиален для обработки, тем не менее: тестируйте, пока вы не достигнете критической точки, установите жесткое ограничение на параллелизм (сделайте весь сервер пулом), а затем масштабируйте по горизонтали, добавив больше серверов. Этот случай не очень интересен для общесистемной обработки, потому что он довольно редок, но он все равно будет полезен для подкомпонентов системы или как часть некоторой оптимизации (здесь на ум приходят пулы одновременных подключений).
Как справиться с этим в Erlang
Большинство объединяющих библиотек предлагают простой способ сделать это, а многие предлагают более изящный контроль, чем
что иначе было бы доступно:
Обратите внимание, что я опускаю пулы, более приспособленные к конкретным задачам, например, предназначенные для сетевых клиентов или обработки соединений с базой данных.Вероятно, существует более универсальных пулов, чем только те, что показаны здесь.
Наивное противодавление
В случае Erlang асинхронный режим используется по умолчанию, как только мы вводим многопроцессорную связь. Учитывая более сложную диаграмму ранее:
Процесс 3 подвергнется риску переполнения почтового ящика, если другие процессы на узле отправят слишком много сообщений на своем пути.
Самый простой способ исправить это — использовать противодавление, выполняя все вызовы процесса 3 синхронно.Это означает, что всякий раз, когда процессы 1, 2 или 4 отправляют сообщение процессу 3, они не смогут отправить другое, пока процесс 3 не ответит одному из своих, потому что каждый из них будет зависать в ожидании запуска. впереди сигнал отправить больше.
Мгновенно, это ограничивает объем одновременной работы, которую можно выполнять, и предотвращает переполнение, замедляя работу системы.
Однако в этом рассуждении есть фатальный изъян, и очень часто наша система не учитывает эти неявные ограничения.Вместо того чтобы рассматривать рабочий процесс с точки зрения конвейеров, мы смотрим на него с точки зрения шагов:
- принимать запрос по заданному протоколу (HTTP, TCP, UDP и т. Д.)
- разбирает запрос (и выполняет аутентификацию, авторизацию и т. Д.)
- отправляет запрос некоторым рабочим процессам или запрашивает у рабочих процессов ресурс, необходимый для обработки (эти процессы, в свою очередь, могут вызывать другие подсистемы с их собственными механизмами противодавления и сброса нагрузки!)
- отформатировать ответ
- отправить ответ
- публиковать журналы и показатели
Этот подход имеет смысл, но в конечном итоге проблема, с которой мы сталкиваемся, заключается в том, что его (совершенно желаемое) разделение также имеет тенденцию отделять поток обработки от его источников: процессов, принимающих внешние запросы.Это делается либо из соображений ясности реализации, либо просто из-за использования библиотек, которые по замыслу стремятся быть самодостаточными.
Тогда проблема становится простой: ограничения работника, выполняющего обработку данных или взаимодействующего с хранилищем данных, не связаны с ограничениями параллелизма приема и анализа запроса. Это разъединение приводит к разъединению механизмов противодавления:
И точно так же, даже несмотря на то, что между любым серверным процессом и рабочим может быть противодействие, постоянного потока новых входящих серверных процессов достаточно, чтобы убить всю систему.В такой системе по-прежнему требуется ограничение на количество одновременных подключений, чтобы предотвратить переполнение воркеров, но по мере добавления все большего количества воркеров неявное ограничение ресурсов станет более трудным. Например, легко представить себе идею, что не все запросы имеют одинаковую стоимость, и хотя для обработки 90% из них может потребоваться 1 миллисекунда, 5% может занять 5 миллисекунд, а последние 5% могут занять 250 миллисекунд.
Это создает дисбаланс, когда вы либо должны быть излишне пессимистичными и действительно сдерживать себя больше, чем нужно, чтобы предотвратить худший сценарий (например, 90% задач занимают> 250 мс), либо использовать небезопасный, но более снисходительный подход.Обычно выбирают последнее.
Это будет реальностью в большинстве случаев на любом параллельном языке, который полагается на синхронное обратное давление для решения своих проблем, но особенно на тех, которые имеют упреждающее планирование, когда рабочие не могут легко перегружать ЦП и препятствовать дальнейшему принятию серверными процессами, добровольно или непреднамеренно.
Как это сделать в Erlang
Поток управления на основе извлечения
Интересный обходной путь, реализованный во многих стеках и языках (на ум приходит GenStage Elixir, но похожие шаблоны существуют во многих местах), где работа, которую нужно выполнить, представлена как набор операций «тянуть» или «потреблять», а не набор операций push ‘операций или сообщений:
Схема по-прежнему выглядит так же, но вместо того, чтобы все серверные процессы знали о работнике, работник знает о пуле серверных процессов, из которых ему разрешено получать данные.Однако проблемы, с которыми вы можете столкнуться при этом подходе, такие же, как и при синхронной рабочей нагрузке, а именно: несвязанные ограничения между количеством принимающих и потребляющих процессов могут привести к перегрузке и переполнению.
Обратите внимание, что потоковая обработка по-прежнему имеет интересные преимущества и свойства, но в основном это будет происходить, когда существует ограниченный набор производителей и что они могут создавать множество данных, которыми они могут управлять.
Хорошим примером того, что они полностью контролируют, может быть анализ файла на диске или дамп данных; введение строк в память для их обработки выполняется очень хорошо в потоковом режиме.Здесь также имеет смысл чтение из другого потока (например, из потока Kafka). Вы заметите, что в обоих случаях, по существу, тривиально извлечь из исходного источника, не мешая его семантике.
Если ресурс не является контролируемым и в основном основан на принудительной отправке (например, сокет TCP), систему будет труднее сделать стабильной. Приходится рассматривать его в более широком масштабе:
Входящие данные поступают от удаленных конечных точек, которые заполняют очередь SYN.Очередь SYN используется для обработки ожидающих запросов на создание соединений ядром Linux, которые затем передаются в очередь TCP. Бэклог TCP будет удерживать соединения до тех пор, пока пользовательская программа не вызовет «accept» в сокете, а затем передаст его программе.
Такие буферы, когда они не настроены должным образом (или когда пользователи не знают об их существовании), имеют тенденцию справляться с перегрузкой, либо отклоняя запросы, либо отбрасывая их на пол. Оказывается, эта пара буферов делает и то, и другое:
Задержка TCP отклонит дальнейшие запросы и сохранит существующие в памяти.Это может создавать забавные случаи, когда запрос рассматривается как «отправленный и принятый» в течение длительного периода времени отправителем, но никогда не просматривается программой-потребителем. Если отправитель откажется после тайм-аута, ядро может закрыть соединение и исключить его из журнала без дальнейшего уведомления серверных процессов в пользовательском пространстве. Это часто является причиной «призрачных» запросов, которые, как известно, отправляются и принимаются отправителем, но никогда не регистрируются сервером (если в этот момент кто-то не просматривает tcpdump или определенные системные показатели).
- Очередь SYN может свободно отклонять входящие пакеты SYN по умолчанию (ее можно настроить на блокировку новых попыток подключения). Затем это будет полагаться на стек TCP клиента, предполагающий потерянные пакеты и повторный попытку через 1 секунду или более (минимальная задержка TCP в Linux для повторной передачи составляет 1 полную секунду).
Это будет особенно гнусно, потому что метрики обычно собираются серверным программным обеспечением в пользовательском пространстве. Между тем, медлительность будет обнаруживаться только вызывающими абонентами, обычно не входящими в вашу систему, и все будут чесать в затылках, пытаясь понять, почему люди жалуются.То есть, если для начала у вас есть приличные показатели.
Другие стеки, такие как UDP, вместо этого могут просто страдать от потерь, но я предполагаю, что если вы используете UDP, вы готовы с этим справиться.
Было бы ошибкой построить систему, не рассматривая эти очереди как часть потока управления; все, что находится под большой нагрузкой, где это не рассматривалось, рано или поздно придется отлаживать, и хотя сервер приложений будет выглядеть чрезвычайно исправным, общая система будет медленной и с потерями, что никто не сможет легко отладить.Общая видимость была потеряна.
Для этого нет четкого решения, кроме «надежды на то, что система достаточно быстрая», кроме добавления некоторых уровней косвенного обращения.
Как это сделать в Erlang
В самом Erlang есть несколько механизмов для рабочих процессов на основе вытягивания в сообществе, которые были приняты в основном всеми, но множество библиотек здесь и там для этого:
- erl_streams для подхода, аналогичного тому, который многие языки используют для потоковой обработки (участники, выполняющие рабочий процесс на основе pull)
- золотая лихорадка для другого, более функционального или композиционного подхода
Ограниченные очереди
Простой способ справиться с проблемой и получить больше информации — как можно скорее перенести все данные в систему и поместить их в ограниченную очередь; предыдущие биты стека TCP фактически реализуют именно это.
Важное различие между ограниченной очередью и синхронным обменом данными состоит в том, что ограниченная очередь дает механизм, работающий с отказоустойчивостью, для борьбы с перегрузкой.
Синхронный обмен данными просто блокируется без уведомления, и отказ от выполнения задачи может затруднить удаление этой задачи из системы. Ресурсы могут легко расти неограниченно в использовании, если производители не будут строго ограничены ожиданием и блокировкой процесса, с которым они связываются.
Вместо этого ограниченные очереди сообщают вам, когда буфер заполнен, и можно принять решение между отбрасыванием запроса или возвратом клиенту «нет, извините, я занят» (обратное давление).Операция постановки в очередь является синхронной, но ожидается, что она завершится сбоем раньше и намного быстрее, когда очередь заполнена.
Система с связанной очередью может выглядеть так:
Следует отметить, что связь между преобразованием и очередью может быть синхронным механизмом push или pull без какого-либо существенного влияния на семантику.
Но что быстро становится критичным, так это то, как реализована очередь. В случае серверного стека, такого как Erlang, может быть интересно использовать процесс в качестве очереди, но он столкнется с той же проблемой, что и любой другой рабочий: работа, которую может выполнять процесс очереди, быстро и ограничена как работа для любой другой задачи.
Даже если вы там строго оптимизируете процесс, рано или поздно вы можете столкнуться с ограничениями. Если вы работаете на 4-ядерном блоке, для работника очереди может быть нормально привязать 1/4 ядер для выполнения ограничений и позволить остальной работе уйти в другое место. Практическое количество ресурсов, доступных для этого процесса, быстро уменьшается, если вы переходите на серверы с 16, 32 или даже большим количеством ядер, и быстро вы можете выйти за более жесткие пределы. Производители могут быть достаточно быстрыми, чтобы полностью превзойти работу, выполняемую работником очереди.
Фактически, это становится немного яснее в случае Erlang, когда вы используете дистрибутив. Сокет, используемый распределенным Erlang для связи с другим заданным узлом, использует ограниченный буфер, и неявные ограничения существующих и перемещающихся по системе ограниченных очередей быстро сбивают с толку.
Для борьбы с такими паттернами обычно предлагаются два решения. Первый — иметь больше очередей и рассылать их через какую-либо форму хеширования. Это позволит распределить нагрузку между ядрами и процессами, хотя со временем вы можете бороться с горячими точками и тому подобным.
В противном случае обычно рекомендуется вместо этого использовать что-то вроде таблицы ETS в качестве привратника; таблица ETS будет содержать единственный счетчик для данной очереди, и процессы, желающие вставить сообщения в очередь, могут затем сделать атомарный вызов записи с функциями ets: update_counter
с верхней границей максимального размера очереди. Только потребитель очереди может уменьшить счетчик, и если достигнуто максимальное значение, серверные процессы (производители) категорически отказываются поставить задачу в очередь.
В конечном итоге это более стабильный шаблон только потому, что выполнить эту операцию дешевле, чем скопировать сообщение из рабочего в процесс очереди, передать сообщение из почтового ящика в кучу процесса, а затем, возможно, сбросить его или вернуть сообщение, отрицая его обработку, а затем выполнить для него сборку мусора.
Как это сделать в Erlang
В Erlang напрямую предлагается очень мало библиотек очередей; по большей части люди будут использовать почтовый ящик в качестве очереди или более сложных инструментов, которые будут обсуждаться позже. Еще есть несколько:
- pobox с особым упором на дозирование и разгрузку
- sbroker поддерживает несколько простых режимов, которые заставляют его работать как ограниченная очередь
- некоторые из ранее упомянутых библиотек пула часто также включают очередь
- другие интересные подходы будут использовать библиотеку, такую как pqueue, и потреблять сообщения как можно быстрее в очереди приоритетов в памяти
Хеширование можно использовать для равномерного разделения работы, некоторые из них:
-
erlang: phash3 / 1-2
для произвольного хеширования любого термина Erlang (например, pid) для отправки многим рабочим - lrw для хеширования с наименьшим случайным весом для стабильных интерфейсов
- jch для «последовательного хеширования с скачком»
- chash для библиотеки последовательного хеширования Riak
Решения для счетчиков и блокировок имеют тенденцию к:
- просто используйте
ets: update_counter / 3-4
для поддержания значений блокировки - canal_lock для динамических блокировок с регулируемыми ресурсами для динамических ресурсов
- некоторые из упомянутых выше библиотек пула содержат такие механизмы
Защищенный процесс
Интересный момент с ограниченной очередью и использованием почтовых ящиков для процессов в Erlang заключается в том, что очередь из предыдущего раздела перестает быть необходимой.Мы можем вернуться на:
Пока данный серверный процесс обращается к счетчику (мьютексу!) Перед отправкой своего сообщения. На самом деле, наверное, так наивно реализовать очередь из предыдущего раздела. Причина, по которой интересно думать о счетчике как о защите почтового ящика, а не о очереди, заключается в том, что он позволяет нам думать о нем как о стимулировании процесса, а не о добавлении архитектурного компонента.
Имеет ли смысл ставить один из них на каждом этапе пути?
Технически это не имело бы большого значения, просто потому что, если первый рабочий выполняет синхронную работу со вторым, то синхронный аспект выполнения означает, что одного счетчика (и, следовательно, единственной точки спора) должно быть достаточно. защитить весь трубопровод; в противном случае значение, в котором A может исключить из очереди, будет связано.
Это будет , а не , если операции между любыми рабочими процессами снова станут асинхронными, и такая же критика относится к очередям:
Если связь от A к B является асинхронной, то счетчик, защищающий A, в основном бесполезен для обеспечения общей стабильности системы: он предотвращает переполнение почтового ящика A, но собственный счетчик B должен будет делать то же самое самостоятельно, если он работает медленнее, и поскольку B зависит от C, то B неявно защищает C. Теперь все счетчики в A и B, возможно, очень полезны.
Сложнее отслеживать, когда процесс обмена сообщениями представляет собой не конвейер, а график из нескольких процессов, которые в основном неорганизованы или разделены на независимые структуры. Мало того, что обеспечение хорошего баланса системы сложно, но мы теперь вводим всевозможные возможности и асимметричные задержки, когда части системы забиты, но не другие, и если данные пересекают потоки между подкомпонентами, часть конвейера может быть супер исправной, в то время как другие частички его мурашки по коже.
Из этого практического упражнения следует, что нам нужно защищать следующие вещи:
- все точки асинхронности, которые предотвращают прямую обратную связь через сообщения
- , в которых постоянно увеличивающиеся отправители могут эффективно аннулировать результат прямой обратной связи через сообщения
- из-за большого количества точек очереди очень сложно рассуждать о системе
Шаблоны
Это интересная пища для размышлений!
Как это сделать в Erlang
- просто используйте
ets: update_counter / 3-4
для поддержания значений блокировки - canal_lock для динамических блокировок с регулируемыми ресурсами для динамических ресурсов
- некоторые из упомянутых выше библиотек пула содержат такие механизмы
Сеть играет в мяч
На самом деле, эта проблема именно то, что происходит в крупных сетевых приложениях, когда люди говорят «что-то работает медленно».У нас есть эта совокупность сетевых сервисов, маршрутизируемых на несколько физических устройств.
Отличие сетевой службы в том, что нет такой вещи, как большой «глобальный общий мьютекс узла или атомарный счетчик, к которому каждый может подключиться» для синхронизации; все становится намного сложнее, потому что это делается как наблюдатель. Короче говоря, сеть возвращает нас к ранним дизайнерским решениям, потому что мы застряли на передаче сообщений и ничего более интересного.
Что можно было сделать?
Ну, на самом деле очень много! Чтобы сделать большое упрощение, сети будут полагаться на несколько механизмов, чтобы продолжать работать, например:
- внеполосная сигнализация и обмен сообщениями для передачи информации о состоянии здоровья (т.е. Сообщения ICMP)
- оценка качества обслуживания посредством наблюдения внутриполосных сообщений
- настройка расписания и отправки сообщений согласно 1 и 2
Небольшое замечание: наблюдение внутриполосных сообщений, таких как «о, дела начинают происходить намного медленнее, чем обычно, держу пари, что происходит что-то ненадежное, лучше немного притормози», глубоко требует уважения сквозных принципов. Выполнение их поэтапно, как правило, вызывает разочарование, особенно потому, что вы сталкиваетесь с множеством проблем, аналогичных тем, которые мы наблюдаем с процессами внутри одного узла.Возможность вставки зондов в начале и в конце конвейера дает вам возможность сделать снимок состояния системы более простым способом. Если у вас есть синхронные каналы связи (и, следовательно, отправитель получает обратную связь от всего конвейера, когда он получает свой ответ — или не получает его), то отправитель может быть вашим механизмом противодействия.
Тем не менее, для большинства серверного программного обеспечения существует общее мнение, что нельзя доверять клиентам или, по крайней мере, не всем из них.Вместо этого вы можете создать своего рода промежуточный компонент, который будет принимать запросы клиентов и затем пересылать их остальной части кластера более надежным образом.
Ссылки по теме
Применение к нашим системам
Было бы немного сложно перенести весь опыт, накопленный в мировых сетях, в наш материал прикладного уровня и эффективно использовать его. Это в основном непрактично, и проблемное пространство огромно. Что интересно в заимствовании из сетей (по крайней мере, одной из многих вещей), так это идея проверки качества обслуживания и соответствующей корректировки поведения.
Сложный аспект исследования производительности — это выбор того, как это делать; учитывая, что все задачи в системе не равны (некоторые занимают больше времени, некоторые — короче), за исключением редких случаев, зондирование в начале, а затем в конце запроса (общая продолжительность) не является практическим показателем.
Более общий механизм для этого часто требует использования очереди с зондом, помещенным в любой конец очереди:
Что будет делать зонд, так это вычислить время пребывания данной задачи в очереди.В отличие от продолжительности одного запроса, отслеживание времени в очереди дает мгновенное общее время ожидания в системе в зависимости от ее способности извлекать любое количество задач из очереди.
Затем систему можно настроить таким образом, чтобы она могла адаптивно обрабатывать очередь, заполняющуюся с увеличением времени пребывания: чем дольше время пребывания, тем более перегружена система и тем более ограниченными она должна быть.
- , если мы стремимся к низкой общей задержке для нового запроса, но не заботимся о долгом ожидании некоторых (т.е. с этим часто справляются системы телефонных звонков в службу поддержки) автоматическое превращение очереди в стек помогает
- обеспечивает верхний тайм-аут; все запросы, ожидание которых превышает заданный период времени, считаются устаревшими и отбрасываются (сброс нагрузки)
- предотвращает постановку запросов в очередь, когда время пребывания слишком велико (противодавление)
- случайным образом отбрасывает запросы в очереди с возрастающей агрессивностью по мере увеличения времени пребывания (сброс нагрузки)
- случайным образом отбрасывает запросы перед их постановкой в очередь с возрастающей агрессивностью по мере увеличения времени пребывания (противодавление)
- реализует алгоритм CoDeL (хорошо работает с несколькими очередями в системе)
Здесь следует отметить, что идея сброса нагрузки обычно требует, чтобы либо отправляемая рабочая нагрузка могла быть проигнорирована и потеряна, либо иным образом требовалось взаимодействие на стороне клиента, чтобы в конечном итоге повторить неудачные операции; идея состоит в том, что мы предполагаем, что в конечном итоге у системы будет достаточно возможностей для выполнения своей работы.Есть случаи, когда это не так, хотя в целом они могут быть более редкими.
Еще стоит упомянуть, что случайное отбрасывание запросов — гораздо более сложный подход, чем то, что можно было изначально представить. Несмотря на то, что можно реализовать очень простые и функциональные версии, такие алгоритмы, как RED, MRED, ARED, RRED, Blue, PIE и т. Д., Все более или менее включают небольшие, но важные вариации в том, как вычисляется и модифицируется случайная частота. для метрик.
CoDeL — это особый случай, поскольку он практически не требует настройки. Его можно использовать как в качестве механизма противодавления, так и в качестве механизма сброса нагрузки в зависимости от того, ждете ли вы принятия задачи, и конкретная используемая реализация способна уведомить вас, когда конкретная задача была удалена из очереди.
Эти системы, как правило, довольно интересны для множества задач, но, как и раньше, возможность вставлять случайные асинхронные точки в конвейер может случайно отменить работу.
Как это сделать в Erlang
Следующие библиотеки реализуют различные из вышеуказанных механизмов:
Датчики емкости
Когда вы доходите до всех этих проблем, становится интересно просто задать вопрос: могу ли я принудительно отреагировать или выключить свою систему, когда некоторые ключевые показатели слишком высоки? Например, может ли работа быть прервана, когда объем памяти становится высоким, когда использование ЦП слишком важно, когда мы обнаруживаем, что буферы отправки для сети заполнены или что емкости пула базы данных исчерпаны?
Конечно, это выполнимо.Некоторые метрики являются более общими и используются в разных приложениях (использование ЦП, памяти, планировщика и т. Д.), А некоторые очень специфичны для текущих приложений (использование пула, частота отказов конкретных API и т. Д.)
Это позволяет использовать различные компоненты, в частности автоматические выключатели и системы регулирования работы, которые позволяют производить отбор проб.
Первый случай проще для понимания. Автоматический выключатель — это, по сути, привратник для некоторой операции, которая отслеживает заданную метрику: частоту отказов, задержки тайм-аута и аналогичные показатели.Когда обнаруживается слишком высокая частота отказов, автоматический выключатель мгновенно предотвращает выполнение определенных операций и вместо этого возвращает ошибку.
Их можно рассматривать как компоненты, которые работают так же эффективно, как счетчики, но работают с другой метрикой, чем максимальное значение.
Наивное использование автоматического выключателя может, например, состоять в том, чтобы сказать, что если данный вызов веб-службы дает сбой более 3 раз за 10 секунд, мы предполагаем, что он не работает, и предотвращаем все попытки на 5 секунд.Мы также могли бы сказать, что если для получения результата требуется более 750 мс, мы считаем, что удаленная служба занята, и рассматриваем такой вызов как сбой.
Автоматические выключатели
являются очень важным компонентом построения устойчивых систем, но что интересно, они часто допускают режим, в котором вы можете вручную отключить выключатель; до тех пор, пока вы пожелаете, входящие вызовы будут считаться принудительными. Причина, по которой это интересно, состоит в том, что мы можем использовать это свойство для создания зондов и агентов, которые будут контролировать определенные прерыватели.Затем, посмотрев на все прерыватели при входе в систему, мы можем узнать, стоит ли планировать данную задачу или отрицать ее:
Установив датчики во всех критических областях системы или по ключевым показателям, мы сможем затем отключать и отключать автоматические выключатели по своему усмотрению. Это позволяет нам создавать удивительно простые и эффективные механизмы, с помощью которых мы можем позволить частям системы стать асинхронными и обходить обычные механизмы, если последствия перегрузки каким-то образом улавливаются одним из выключателей.
Например, в случае постоянно увеличивающихся почтовых ящиков память может легко сыграть эту роль.
Одно предостережение при использовании автоматических выключателей заключается в том, что они, как правило, работают по принципу «все или ничего». Таким образом, их использование может привести к образованию складчатых систем, которые будут довольно бурно реагировать на плавление предохранителей зондов. Простой способ обойти это — использовать очереди в качестве демпфера: поместить проверочные проверки перед очередью как своего рода барьер (последний из которых может быть размером очереди, включая подход счетчика!), И как очередь осушается через перегоревшие предохранители, их индивидуальное действие становится больше похоже на регулятор, чем на точку.Они будут идеальным выбором, когда причина сбоя довольно серьезна, например, когда удаленная служба полностью не работает.
Более систематический подход к решению проблемы, представленный в структуре jobs
. Вместо того, чтобы вручную устанавливать кучу автоматических выключателей, очередь для всей системы может видеть свои пределы и входные данные, дополненные выборками различных показателей (опять же, таких как ЦП или память).
Затем структура будет использовать образцы, взятые из различных зондов в системе, и использовать их в качестве механизма взвешивания для выбора скорости, с которой может использоваться очередь заданий.Поскольку использование очереди модулируется этими показателями, ей может быть разрешено заполнение до точки, когда запросы напрямую отклоняются.
В дополнение к этому, такие структуры обычно используются на краю системы, а не повсюду. Имея возможность принимать во внимание различные внутренние показатели и характеристики системы, мы можем получить общую настраиваемую политику в одном месте, которая затем защищает остальную часть системы, обеспечивая более четкую реализацию для остальной части (где вы можете действительно поощряют асинхронное поведение!)
Что интересно, оба подхода не исключают друг друга.Автоматические выключатели обычно чрезвычайно дешевы в эксплуатации и проверке, поэтому их сочетание с другим подходом — отличный способ сохранить общий баланс системы, когда происходят серьезные отказы в вышестоящих компонентах и сервисах, в случае, когда гарантированный сбой операции, вероятно, будет значительным. более дорогостоящий учет в самих структурах управления очередями.
Как это сделать в Erlang
Наиболее часто встречающиеся библиотеки автоматических выключателей:
И единственный инструмент для полноценного управления заданиями — это структура рабочих мест Ульфа Вигера.
Заключение
Здесь много возможных решений для самых разных задач и рабочих нагрузок. Я надеялся показать с помощью этого текста, что существует богатый зоопарк проблем с перегрузкой и потенциальных решений, которые можно применить для их решения, далеко за пределами простой границы очереди для почтовых ящиков. Рассуждая и глядя на вашу систему, становится интересно выяснить, какой подход лучше всего: небольшая система с относительно нечастыми всплесками нагрузки может подойти с очередью или механизмом на основе pull.Полностью синхронная система может быть прекрасна с простой защитой на основе счетчика для самых сложных случаев.
Для сложных систем, с другой стороны, может потребоваться более сложный подход, особенно когда анализ всего рабочего процесса является сложным. Решения могут варьироваться от активного управления очередью до сбора всех видов метрик или зондов и обогащения ими механизмов планирования или регулирования системы. Их также можно комбинировать вместе для получения очень эффективных решений, не требуя титановых усилий.
Спасибо Джесперу Луи Андерсену и Эвану Виджил-МакКланахану за рецензирование этого текста.
Что такое сброс нагрузки? (с изображением)
Электроэнергия, которую используют люди, как правило, производится и поставляется компаниями. Это происходит при сбросе нагрузки, когда людям требуется больше электроэнергии, чем может дать компания. Чтобы разрешить ситуацию, этой компании, возможно, придется в определенное время отказывать определенным пользователям в электроэнергии. Снижение нагрузки иногда называют постоянным отключением электроэнергии.Это может быть немного обманчиво, поскольку отключения электроэнергии обычно бывают незапланированными.
Многие люди используют генераторы как средство защиты от серьезных отключений электроэнергии.
Многие люди считают электричество само собой разумеющимся. Часто это происходит потому, что люди думают, что электричество безгранично.Во многих частях мира, особенно в развивающихся странах, это не так.
Электроэнергия включает преобразование определенного типа ресурса в энергию, которую можно использовать для производства необходимой электроэнергии. Например, можно использовать уголь или гидроэнергетику.Компании, участвующие в этом процессе, обычно имеют ограниченные возможности, то есть могут производить только определенное количество. Бывают также случаи, когда ресурсы, используемые для производства электроэнергии, ограничены или недоступны.
Сброс нагрузки происходит, когда потребители требуют уровней предложения, превышающих возможности их поставщиков.Когда возникают угрозы такого рода, людей часто предупреждают о необходимости экономии электроэнергии и ограничения ее потребления. Эта стратегия часто оказывается неэффективной, поэтому провайдерам приходится прибегать к более радикальным мерам.
Отключение электроэнергии — это обычно неконтролируемое отключение электроэнергии.Если чрезмерные требования останутся неразрешенными, это будет результат. Однако отключение электроэнергии может быть проблематичным. Поскольку потребители не знают, когда произойдет отключение электроэнергии, они могут испытывать чрезмерные неудобства. Для провайдеров отключение электроэнергии может привести к повреждению сетей.
Отключение нагрузки — это управляемая альтернативная реакция на чрезмерный спрос.Чтобы снизить нагрузку на себя и своих потребителей, поставщики могут начать нормировать электроэнергию. Вместо того, чтобы допустить отключение электроэнергии, из-за которой многие люди могут остаться без электричества на неизвестное время, поставщики могут сами закрыть поток.
Обычно это часть плана.Провайдеры решают, как лучше всего распределять электроэнергию, чтобы бремя дефицита можно было распределить по их сетям. Сброс нагрузки часто включает в себя графики, которые определяют, какие области будут отключены от электроэнергии и в какое время это произойдет.
По этой причине отключение нагрузки называется постепенным отключением электроэнергии.Во-первых, подача электричества отключается в одной области на заранее установленное время. Затем в этой области снова подключаются источники питания, а в других — отключаются. Во многих случаях люди в пострадавших районах, особенно предприятия, зависящие от электроэнергии, такие как супермаркеты, получают уведомление заранее.
% PDF-1.4
%
1 0 obj
> поток
конечный поток
endobj
2 0 obj
> 1> 2> 3> 4> 5> 6> 7> 8> 9> 10> 11> 12> 13> 14> 15> 16> 17> 18> 19> 20> 21> 22> 23> 24> 25 > 26> 27> 28> 29> 30> 31> 32> 33> 34> 1002>] >> / Страницы 6 0 R >>
endobj
6 0 obj
>
endobj
5 0 obj
>
endobj
9 0 объект
>
endobj
11 0 объект
>
endobj
12 0 объект
>
endobj
14 0 объект
>
endobj
16 0 объект
>
endobj
15 0 объект
>
endobj
13 0 объект
>
endobj
18 0 объект
>
endobj
19 0 объект
>
endobj
21 0 объект
>
endobj
22 0 объект
>
endobj
23 0 объект
>
endobj
24 0 объект
>
endobj
25 0 объект
>
endobj
26 0 объект
>
endobj
28 0 объект
>
endobj
30 0 объект
>
endobj
29 0 объект
>
endobj
27 0 объект
>
endobj
32 0 объект
>
endobj
34 0 объект
>
endobj
33 0 объект
>
endobj
31 0 объект
>
endobj
20 0 объект
>
endobj
35 0 объект
>
endobj
17 0 объект
>
endobj
37 0 объект
>
endobj
38 0 объект
>
endobj
40 0 obj
>
endobj
41 0 объект
>
endobj
42 0 объект
>
endobj
43 0 объект
>
endobj
44 0 объект
>
endobj
45 0 объект
>
endobj
46 0 объект
>
endobj
47 0 объект
>
endobj
48 0 объект
>
endobj
49 0 объект
>
endobj
50 0 объект
>
endobj
51 0 объект
>
endobj
52 0 объект
>
endobj
53 0 объект
>
endobj
54 0 объект
>
endobj
55 0 объект
>
endobj
56 0 объект
>
endobj
57 0 объект
>
endobj
58 0 объект
>
endobj
59 0 объект
>
endobj
60 0 obj
>
endobj
61 0 объект
>
endobj
62 0 объект
>
endobj
63 0 объект
>
endobj
64 0 объект
>
endobj
39 0 объект
>
endobj
36 0 объект
>
endobj
66 0 объект
>
endobj
67 0 объект
>
endobj
69 0 объект
>
endobj
70 0 объект
>
endobj
71 0 объект
>
endobj
72 0 объект
>
endobj
73 0 объект
>
endobj
74 0 объект
>
endobj
75 0 объект
>
endobj
76 0 объект
>
endobj
77 0 объект
>
endobj
78 0 объект
>
endobj
79 0 объект
>
endobj
80 0 объект
>
endobj
81 0 объект
>
endobj
82 0 объект
>
endobj
83 0 объект
>
endobj
84 0 объект
>
endobj
85 0 объект
>
endobj
86 0 объект
>
endobj
87 0 объект
>
endobj
88 0 объект
>
endobj
89 0 объект
>
endobj
90 0 объект
>
endobj
91 0 объект
>
endobj
92 0 объект
>
endobj
93 0 объект
>
endobj
94 0 объект
>
endobj
95 0 объект
>
endobj
96 0 объект
>
endobj
97 0 объект
>
endobj
98 0 объект
>
endobj
99 0 объект
>
endobj
100 0 объект
>
endobj
101 0 объект
>
endobj
102 0 объект
>
endobj
103 0 объект
>
endobj
104 0 объект
>
endobj
105 0 объект
>
endobj
106 0 объект
>
endobj
107 0 объект
>
endobj
108 0 объект
>
endobj
109 0 объект
>
endobj
110 0 объект
>
endobj
111 0 объект
>
endobj
112 0 объект
>
endobj
113 0 объект
>
endobj
114 0 объект
>
endobj
115 0 объект
>
endobj
116 0 объект
>
endobj
117 0 объект
>
endobj
118 0 объект
>
endobj
119 0 объект
>
endobj
68 0 объект
>
endobj
65 0 объект
>
endobj
121 0 объект
>
endobj
122 0 объект
>
endobj
124 0 объект
>
endobj
125 0 объект
>
endobj
126 0 объект
>
endobj
127 0 объект
>
endobj
128 0 объект
>
endobj
129 0 объект
>
endobj
130 0 объект
>
endobj
131 0 объект
>
endobj
132 0 объект
>
endobj
133 0 объект
>
endobj
134 0 объект
>
endobj
135 0 объект
>
endobj
136 0 объект
>
endobj
137 0 объект
>
endobj
138 0 объект
>
endobj
139 0 объект
>
endobj
140 0 объект
>
endobj
141 0 объект
>
endobj
142 0 объект
>
endobj
143 0 объект
>
endobj
144 0 объект
>
endobj
145 0 объект
>
endobj
146 0 объект
>
endobj
147 0 объект
>
endobj
148 0 объект
>
endobj
149 0 объект
>
endobj
150 0 объект
>
endobj
151 0 объект
>
endobj
152 0 объект
>
endobj
153 0 объект
>
endobj
154 0 объект
>
endobj
155 0 объект
>
endobj
156 0 объект
>
endobj
157 0 объект
>
endobj
158 0 объект
>
endobj
159 0 объект
>
endobj
160 0 объект
>
endobj
161 0 объект
>
endobj
162 0 объект
>
endobj
163 0 объект
>
endobj
164 0 объект
>
endobj
165 0 объект
>
endobj
166 0 объект
>
endobj
167 0 объект
>
endobj
168 0 объект
>
endobj
169 0 объект
>
endobj
170 0 объект
>
endobj
171 0 объект
>
endobj
172 0 объект
>
endobj
173 0 объект
>
endobj
174 0 объект
>
endobj
175 0 объект
>
endobj
176 0 объект
>
endobj
177 0 объект
>
endobj
178 0 объект
>
endobj
179 0 объект
>
endobj
180 0 объект
>
endobj
181 0 объект
>
endobj
182 0 объект
>
endobj
183 0 объект
>
endobj
184 0 объект
>
endobj
185 0 объект
>
endobj
186 0 объект
>
endobj
187 0 объект
>
endobj
188 0 объект
>
endobj
189 0 объект
>
endobj
190 0 объект
>
endobj
191 0 объект
>
endobj
192 0 объект
>
endobj
193 0 объект
>
endobj
194 0 объект
>
endobj
195 0 объект
>
endobj
123 0 объект
>
endobj
120 0 объект
>
endobj
197 0 объект
>
endobj
198 0 объект
>
endobj
200 0 объект
>
endobj
201 0 объект
>
endobj
202 0 объект
>
endobj
203 0 объект
>
endobj
204 0 объект
>
endobj
205 0 объект
>
endobj
206 0 объект
>
endobj
207 0 объект
>
endobj
208 0 объект
>
endobj
209 0 объект
>
endobj
210 0 объект
>
endobj
211 0 объект
>
endobj
212 0 объект
>
endobj
213 0 объект
>
endobj
214 0 объект
>
endobj
215 0 объект
>
endobj
216 0 объект
>
endobj
217 0 объект
>
endobj
218 0 объект
>
endobj
219 0 объект
>
endobj
220 0 объект
>
endobj
221 0 объект
>
endobj
222 0 объект
>
endobj
223 0 объект
>
endobj
224 0 объект
>
endobj
225 0 объект
>
endobj
226 0 объект
>
endobj
227 0 объект
>
endobj
228 0 объект
>
endobj
229 0 объект
>
endobj
230 0 объект
>
endobj
231 0 объект
>
endobj
232 0 объект
>
endobj
233 0 объект
>
endobj
234 0 объект
>
endobj
235 0 объект
>
endobj
236 0 объект
>
endobj
237 0 объект
>
endobj
238 0 объект
>
endobj
239 0 объект
>
endobj
240 0 объект
>
endobj
241 0 объект
>
endobj
242 0 объект
>
endobj
243 0 объект
>
endobj
244 0 объект
>
endobj
199 0 объект
>
endobj
196 0 объект
>
endobj
246 0 объект
>
endobj
247 0 объект
>
endobj
249 0 объект
>
endobj
248 0 объект
>
endobj
245 0 объект
>
endobj
251 0 объект
>
endobj
252 0 объект
>
endobj
254 0 объект
>
endobj
255 0 объект
>
endobj
256 0 объект
>
endobj
257 0 объект
>
endobj
258 0 объект
>
endobj
259 0 объект
>
endobj
260 0 объект
>
endobj
261 0 объект
>
endobj
262 0 объект
>
endobj
263 0 объект
>
endobj
264 0 объект
>
endobj
265 0 объект
>
endobj
266 0 объект
>
endobj
267 0 объект
>
endobj
268 0 объект
>
endobj
269 0 объект
>
endobj
270 0 объект
>
endobj
271 0 объект
>
endobj
272 0 объект
>
endobj
273 0 объект
>
endobj
274 0 объект
>
endobj
275 0 объект
>
endobj
276 0 объект
>
endobj
277 0 объект
>
endobj
278 0 объект
>
endobj
279 0 объект
>
endobj
280 0 объект
>
endobj
281 0 объект
>
endobj
282 0 объект
>
endobj
283 0 объект
>
endobj
284 0 объект
>
endobj
285 0 объект
>
endobj
286 0 объект
>
endobj
287 0 объект
>
endobj
288 0 объект
>
endobj
253 0 объект
>
endobj
250 0 объект
>
endobj
290 0 объект
>
endobj
291 0 объект
>
endobj
293 0 объект
>
endobj
294 0 объект
>
endobj
295 0 объект
>
endobj
296 0 объект
>
endobj
297 0 объект
>
endobj
298 0 объект
>
endobj
299 0 объект
>
endobj
300 0 объект
>
endobj
301 0 объект
>
endobj
302 0 объект
>
endobj
303 0 объект
>
endobj
304 0 объект
>
endobj
305 0 объект
>
endobj
306 0 объект
>
endobj
307 0 объект
>
endobj
308 0 объект
>
endobj
309 0 объект
>
endobj
310 0 объект
>
endobj
311 0 объект
>
endobj
312 0 объект
>
endobj
313 0 объект
>
endobj
314 0 объект
>
endobj
315 0 объект
>
endobj
316 0 объект
>
endobj
317 0 объект
>
endobj
318 0 объект
>
endobj
319 0 объект
>
endobj
320 0 объект
>
endobj
321 0 объект
>
endobj
322 0 объект
>
endobj
323 0 объект
>
endobj
324 0 объект
>
endobj
325 0 объект
>
endobj
326 0 объект
>
endobj
327 0 объект
>
endobj
328 0 объект
>
endobj
329 0 объект
>
endobj
330 0 объект
>
endobj
331 0 объект
>
endobj
332 0 объект
>
endobj
333 0 объект
>
endobj
334 0 объект
>
endobj
335 0 объект
>
endobj
336 0 объект
>
endobj
337 0 объект
>
endobj
338 0 объект
>
endobj
339 0 объект
>
endobj
340 0 объект
>
endobj
341 0 объект
>
endobj
342 0 объект
>
endobj
343 0 объект
>
endobj
344 0 объект
>
endobj
345 0 объект
>
endobj
346 0 объект
>
endobj
347 0 объект
>
endobj
348 0 объект
>
endobj
349 0 объект
>
endobj
350 0 объект
>
endobj
351 0 объект
>
endobj
352 0 объект
>
endobj
353 0 объект
>
endobj
354 0 объект
>
endobj
355 0 объект
>
endobj
356 0 объект
>
endobj
357 0 объект
>
endobj
358 0 объект
>
endobj
359 0 объект
>
endobj
360 0 объект
>
endobj
361 0 объект
>
endobj
362 0 объект
>
endobj
363 0 объект
>
endobj
364 0 объект
>
endobj
365 0 объект
>
endobj
366 0 объект
>
endobj
367 0 объект
>
endobj
368 0 объект
>
endobj
369 0 объект
>
endobj
370 0 объект
>
endobj
371 0 объект
>
endobj
372 0 объект
>
endobj
373 0 объект
>
endobj
374 0 объект
>
endobj
375 0 объект
>
endobj
376 0 объект
>
endobj
377 0 объект
>
endobj
378 0 объект
>
endobj
379 0 объект
>
endobj
380 0 объект
>
endobj
381 0 объект
>
endobj
382 0 объект
>
endobj
383 0 объект
>
endobj
384 0 объект
>
endobj
385 0 объект
>
endobj
386 0 объект
>
endobj
387 0 объект
>
endobj
388 0 объект
>
endobj
389 0 объект
>
endobj
390 0 объект
>
endobj
391 0 объект
>
endobj
392 0 объект
>
endobj
393 0 объект
>
endobj
394 0 объект
>
endobj
395 0 объект
>
endobj
396 0 объект
>
endobj
397 0 объект
>
endobj
398 0 объект
>
endobj
399 0 объект
>
endobj
400 0 obj
>
endobj
401 0 объект
>
endobj
402 0 объект
>
endobj
403 0 объект
>
endobj
404 0 объект
>
endobj
405 0 объект
>
endobj
406 0 объект
>
endobj
407 0 объект
>
endobj
408 0 объект
>
endobj
409 0 объект
>
endobj
410 0 объект
>
endobj
411 0 объект
>
endobj
412 0 объект
>
endobj
413 0 объект
>
endobj
414 0 объект
>
endobj
415 0 объект
>
endobj
416 0 объект
>
endobj
417 0 объект
>
endobj
418 0 объект
>
endobj
419 0 объект
>
endobj
420 0 объект
>
endobj
421 0 объект
>
endobj
422 0 объект
>
endobj
423 0 объект
>
endobj
424 0 объект
>
endobj
425 0 объект
>
endobj
426 0 объект
>
endobj
427 0 объект
>
endobj
428 0 объект
>
endobj
429 0 объект
>
endobj
430 0 объект
>
endobj
431 0 объект
>
endobj
432 0 объект
>
endobj
433 0 объект
>
endobj
434 0 объект
>
endobj
435 0 объект
>
endobj
436 0 объект
>
endobj
437 0 объект
>
endobj
438 0 объект
>
endobj
439 0 объект
>
endobj
440 0 объект
>
endobj
441 0 объект
>
endobj
442 0 объект
>
endobj
443 0 объект
>
endobj
444 0 объект
>
endobj
445 0 объект
>
endobj
446 0 объект
>
endobj
447 0 объект
>
endobj
448 0 объект
>
endobj
449 0 объект
>
endobj
450 0 объект
>
endobj
451 0 объект
>
endobj
452 0 объект
>
endobj
453 0 объект
>
endobj
454 0 объект
>
endobj
455 0 объект
>
endobj
456 0 объект
>
endobj
457 0 объект
>
endobj
458 0 объект
>
endobj
459 0 объект
>
endobj
460 0 объект
>
endobj
461 0 объект
>
endobj
462 0 объект
>
endobj
463 0 объект
>
endobj
464 0 объект
>
endobj
465 0 объект
>
endobj
466 0 объект
>
endobj
467 0 объект
>
endobj
468 0 объект
>
endobj
469 0 объект
>
endobj
470 0 объект
>
endobj
471 0 объект
>
endobj
472 0 объект
>
endobj
473 0 объект
>
endobj
474 0 объект
>
endobj
475 0 объект
>
endobj
476 0 объект
>
endobj
477 0 объект
>
endobj
478 0 объект
>
endobj
479 0 объект
>
endobj
480 0 объект
>
endobj
481 0 объект
>
endobj
292 0 объект
>
endobj
289 0 объект
>
endobj
483 0 объект
>
endobj
484 0 объект
>
endobj
486 0 объект
>
endobj
487 0 объект
>
endobj
488 0 объект
>
endobj
489 0 объект
>
endobj
490 0 объект
>
endobj
491 0 объект
>
endobj
492 0 объект
>
endobj
493 0 объект
>
endobj
494 0 объект
>
endobj
485 0 объект
>
endobj
482 0 объект
>
endobj
496 0 объект
>
endobj
497 0 объект
>
endobj
499 0 объект
>
endobj
500 0 объект
>
endobj
501 0 объект
>
endobj
502 0 объект
>
endobj
503 0 объект
>
endobj
504 0 объект
>
endobj
505 0 объект
>
endobj
506 0 объект
>
endobj
507 0 объект
>
endobj
508 0 объект
>
endobj
509 0 объект
>
endobj
510 0 объект
>
endobj
511 0 объект
>
endobj
512 0 объект
>
endobj
513 0 объект
>
endobj
514 0 объект
>
endobj
515 0 объект
>
endobj
516 0 объект
>
endobj
517 0 объект
>
endobj
518 0 объект
>
endobj
519 0 объект
>
endobj
520 0 объект
>
endobj
521 0 объект
>
endobj
522 0 объект
>
endobj
523 0 объект
>
endobj
524 0 объект
>
endobj
525 0 объект
>
endobj
526 0 объект
>
endobj
527 0 объект
>
endobj
528 0 объект
>
endobj
529 0 объект
>
endobj
530 0 объект
>
endobj
531 0 объект
>
endobj
532 0 объект
>
endobj
533 0 объект
>
endobj
534 0 объект
>
endobj
535 0 объект
>
endobj
536 0 объект
>
endobj
537 0 объект
>
endobj
538 0 объект
>
endobj
539 0 объект
>
endobj
540 0 объект
>
endobj
541 0 объект
>
endobj
542 0 объект
>
endobj
498 0 объект
>
endobj
495 0 объект
>
endobj
544 0 объект
>
endobj
545 0 объект
>
endobj
547 0 объект
>
endobj
548 0 объект
>
endobj
549 0 объект
>
endobj
550 0 объект
>
endobj
551 0 объект
>
endobj
552 0 объект
>
endobj
553 0 объект
>
endobj
554 0 объект
>
endobj
555 0 объект
>
endobj
556 0 объект
>
endobj
557 0 объект
>
endobj
558 0 объект
>
endobj
559 0 объект
>
endobj
560 0 объект
>
endobj
561 0 объект
>
endobj
562 0 объект
>
endobj
563 0 объект
>
endobj
564 0 объект
>
endobj
565 0 объект
>
endobj
566 0 объект
>
endobj
567 0 объект
>
endobj
568 0 объект
>
endobj
569 0 объект
>
endobj
570 0 объект
>
endobj
571 0 объект
>
endobj
546 0 объект
>
endobj
543 0 объект
>
endobj
573 0 объект
>
endobj
574 0 объект
>
endobj
576 0 объект
>
endobj
577 0 объект
>
endobj
578 0 объект
>
endobj
579 0 объект
>
endobj
580 0 объект
>
endobj
581 0 объект
>
endobj
582 0 объект
>
endobj
583 0 объект
>
endobj
584 0 объект
>
endobj
585 0 объект
>
endobj
586 0 объект
>
endobj
587 0 объект
>
endobj
588 0 объект
>
endobj
575 0 объект
>
endobj
572 0 объект
>
endobj
590 0 объект
>
endobj
591 0 объект
>
endobj
593 0 объект
>
endobj
594 0 объект
>
endobj
595 0 объект
>
endobj
596 0 объект
>
endobj
597 0 объект
>
endobj
598 0 объект
>
endobj
599 0 объект
>
endobj
600 0 obj
>
endobj
601 0 объект
>
endobj
602 0 объект
>
endobj
603 0 объект
>
endobj
604 0 объект
>
endobj
605 0 объект
>
endobj
606 0 объект
>
endobj
607 0 объект
>
endobj
608 0 объект
>
endobj
609 0 объект
>
endobj
610 0 объект
>
endobj
611 0 объект
>
endobj
612 0 объект
>
endobj
613 0 объект
>
endobj
614 0 объект
>
endobj
615 0 объект
>
endobj
616 0 объект
>
endobj
617 0 объект
>
endobj
618 0 объект
>
endobj
619 0 объект
>
endobj
620 0 объект
>
endobj
621 0 объект
>
endobj
622 0 объект
>
endobj
623 0 объект
>
endobj
624 0 объект
>
endobj
625 0 объект
>
endobj
626 0 объект
>
endobj
627 0 объект
>
endobj
628 0 объект
>
endobj
629 0 объект
>
endobj
630 0 объект
>
endobj
631 0 объект
>
endobj
632 0 объект
>
endobj
633 0 объект
>
endobj
634 0 объект
>
endobj
635 0 объект
>
endobj
636 0 объект
>
endobj
637 0 объект
>
endobj
638 0 объект
>
endobj
639 0 объект
>
endobj
640 0 объект
>
endobj
641 0 объект
>
endobj
642 0 объект
>
endobj
643 0 объект
>
endobj
644 0 объект
>
endobj
645 0 объект
>
endobj
646 0 объект
>
endobj
647 0 объект
>
endobj
648 0 объект
>
endobj
649 0 объект
>
endobj
650 0 объект
>
endobj
651 0 объект
>
endobj
652 0 объект
>
endobj
653 0 объект
>
endobj
654 0 объект
>
endobj
655 0 объект
>
endobj
656 0 объект
>
endobj
657 0 объект
>
endobj
658 0 объект
>
endobj
659 0 объект
>
endobj
660 0 объект
>
endobj
661 0 объект
>
endobj
662 0 объект
>
endobj
663 0 объект
>
endobj
664 0 объект
>
endobj
665 0 объект
>
endobj
666 0 объект
>
endobj
667 0 объект
>
endobj
668 0 объект
>
endobj
669 0 объект
>
endobj
592 0 объект
>
endobj
589 0 объект
>
endobj
671 0 объект
>
endobj
672 0 объект
>
endobj
674 0 объект
>
endobj
675 0 объект
>
endobj
676 0 объект
>
endobj
677 0 объект
>
endobj
678 0 объект
>
endobj
679 0 объект
>
endobj
680 0 объект
>
endobj
681 0 объект
>
endobj
682 0 объект
>
endobj
683 0 объект
>
endobj
684 0 объект
>
endobj
685 0 объект
>
endobj
686 0 объект
>
endobj
687 0 объект
>
endobj
688 0 объект
>
endobj
689 0 объект
>
endobj
690 0 объект
>
endobj
691 0 объект
>
endobj
692 0 объект
>
endobj
693 0 объект
>
endobj
694 0 объект
>
endobj
695 0 объект
>
endobj
696 0 объект
>
endobj
697 0 объект
>
endobj
698 0 объект
>
endobj
699 0 объект
>
endobj
700 0 объект
>
endobj
673 0 объект
>
endobj
670 0 объект
>
endobj
702 0 объект
>
endobj
704 0 объект
>
endobj
706 0 объект
>
endobj
707 0 объект
>
endobj
708 0 объект
>
endobj
709 0 объект
>
endobj
710 0 объект
>
endobj
711 0 объект
>
endobj
712 0 объект
>
endobj
713 0 объект
>
endobj
714 0 объект
>
endobj
715 0 объект
>
endobj
716 0 объект
>
endobj
717 0 объект
>
endobj
718 0 объект
>
endobj
719 0 объект
>
endobj
720 0 объект
>
endobj
721 0 объект
>
endobj
722 0 объект
>
endobj
723 0 объект
>
endobj
724 0 объект
>
endobj
725 0 объект
>
endobj
726 0 объект
>
endobj
727 0 объект
>
endobj
728 0 объект
>
endobj
729 0 объект
>
endobj
730 0 объект
>
endobj
731 0 объект
>
endobj
732 0 объект
>
endobj
733 0 объект
>
endobj
734 0 объект
>
endobj
735 0 объект
>
endobj
736 0 объект
>
endobj
737 0 объект
>
endobj
738 0 объект
>
endobj
739 0 объект
>
endobj
740 0 объект
>
endobj
741 0 объект
>
endobj
742 0 объект
>
endobj
743 0 объект
>
endobj
744 0 объект
>
endobj
745 0 объект
>
endobj
746 0 объект
>
endobj
747 0 объект
>
endobj
748 0 объект
>
endobj
749 0 объект
>
endobj
750 0 объект
>
endobj
751 0 объект
>
endobj
752 0 объект
>
endobj
753 0 объект
>
endobj
754 0 объект
>
endobj
755 0 объект
>
endobj
756 0 объект
>
endobj
757 0 объект
>
endobj
758 0 объект
>
endobj
759 0 объект
>
endobj
760 0 объект
>
endobj
761 0 объект
>
endobj
762 0 объект
>
endobj
763 0 объект
>
endobj
764 0 объект
>
endobj
765 0 объект
>
endobj
766 0 объект
>
endobj
767 0 объект
>
endobj
768 0 объект
>
endobj
769 0 объект
>
endobj
770 0 объект
>
endobj
771 0 объект
>
endobj
772 0 объект
>
endobj
773 0 объект
>
endobj
774 0 объект
>
endobj
775 0 объект
>
endobj
776 0 объект
>
endobj
777 0 объект
>
endobj
778 0 объект
>
endobj
779 0 объект
>
endobj
780 0 объект
>
endobj
781 0 объект
>
endobj
782 0 объект
>
endobj
783 0 объект
>
endobj
784 0 объект
>
endobj
785 0 объект
>
endobj
786 0 объект
>
endobj
787 0 объект
>
endobj
788 0 объект
>
endobj
789 0 объект
>
endobj
790 0 объект
>
endobj
791 0 объект
>
endobj
792 0 объект
>
endobj
793 0 объект
>
endobj
794 0 объект
>
endobj
795 0 объект
>
endobj
796 0 объект
>
endobj
797 0 объект
>
endobj
798 0 объект
>
endobj
799 0 объект
>
endobj
800 0 объект
>
endobj
801 0 объект
>
endobj
802 0 объект
>
endobj
803 0 объект
>
endobj
804 0 объект
>
endobj
805 0 объект
>
endobj
806 0 объект
>
endobj
807 0 объект
>
endobj
808 0 объект
>
endobj
809 0 объект
>
endobj
810 0 объект
>
endobj
705 0 объект
>
endobj
703 0 объект
>
endobj
811 0 объект
>
endobj
814 0 объект
>
endobj
816 0 объект
>
endobj
817 0 объект
>
endobj
818 0 объект
>
endobj
815 0 объект
>
endobj
813 0 объект
>
endobj
819 0 объект
>
endobj
820 0 объект
>
endobj
821 0 объект
>
endobj
Сброс нагрузки
вопросов — схема генератора 1
1.В двухмоторном самолете с двумя генераторами будет:
a. Один амперметр для каждого генератора и один вольтметр, переключаемые для индикации напряжения генератора или батареи
б. По одному вольтметру на каждый генератор. и один переключаемый амперметр для индикации тока генератора или батареи
c. Один амперметр, показывающий общую мощность, и один переключаемый вольтметр
г. Один амперметр и один вольтметр, показывающие средний выходной ток и напряжение
2.Генератор преобразует механическую энергию в электрическую с помощью:
A. Пружина электромагнитная
б. Индукция электромагнитная
в. Электростатическая индукция
г. Электродинамическая индукция
3. В бортовой электросистеме, которая включает в себя вольтметр, вольтметр показывает:
A. Поток в электрической системе до замыкания контактов отключения аккумуляторной батареи
b. Постоянная скорость потока
c. Давление в электрической системе до и после замыкания отключаемых контактов
г.протекание в электросистеме после замыкания контактов отключения АКБ
4. Если в полете загорается сигнальная лампа генератора, это означает, что:
а. Генератор питает шину АКБ
б. Генератор не питает шину аккумуляторной батареи
c. Вышла из строя батарея
г. выпрямитель неисправен
5. На отказ генератора обычно указывает:
а. Уменьшение показаний амперметра или наличие разряда и включение красной контрольной лампы
г.показания вольтметра увеличиваются, показания амперметра показывают разряд и загорается красная лампа
c. Неработающие устройства, потребляющие ток
d. Увеличение скорости двигателя
6. Загорится сигнальная лампа генератора:
а. Когда напряжение аккумуляторной батареи превышает напряжение генератора и сработал выключатель
р. Только ночью
c. Когда генератор подает ток на полностью заряженную батарею, и никакие электрические нагрузки не включены
г.когда ток заряда аккумулятора ниже, чем требуется для поддержания его полностью заряженного состояния
Что такое сброс нагрузки?
Посетите веб-сайт Eskom, чтобы узнать последний график отключения нагрузки, или позвоните по телефону 086 003 7566
Планы отключения нагрузки для Йобурга
Это графики предлагаемого отключения нагрузки — при необходимости — для различных районов Йоханнесбурга.
Когда спрос на электроэнергию превышает имеющееся предложение, может потребоваться плановое прекращение подачи электроэнергии.Это называется сбросом нагрузки.
Это управляемый способ распределения доступной электроэнергии между всеми клиентами Eskom.
По данным энергосистемы, затронутые зоны не прерываются более чем на два часа за раз, и в большинстве случаев клиенты могут быть уведомлены о сбоях заранее. Это тоже делается вахтовым методом.
Дефицит в системе электроснабжения приводит к разбалансировке сети, что может вызвать ее обрушение; За счет планового и контролируемого вращения груза система остается стабильной.
Обычно запасы достаточны, и пик проходит без происшествий. Однако иногда возникают проблемы. У огромного турбогенератора на электростанции возникает неисправность, и он «отключается» — отключается, не обеспечивая подачу электроэнергии.
Когда это происходит, нагрузка превышает предложение, и нагрузка должна быть уменьшена до точки, при которой доступная мощность может справиться с этим, в противном случае результат для всей системы может быть серьезным. Таким образом, системные контроллеры «сбрасывают нагрузку» — на короткое время отключают питание различных потребителей.
Однако местные самоуправления также проводят отключение нагрузки в соответствии со своими потребностями и графиком. Клиенты, которые получают электроэнергию напрямую от Eskom, найдут информацию о возможных отключениях электроэнергии на ее веб-сайте. Те, кто снабжается электроэнергией от местных муниципалитетов, должны получать информацию о сбросе нагрузки в своих муниципальных департаментах электроснабжения.
Что такое Power Alert?
Power Alert передает информацию о состоянии национального спроса на электроэнергию, а также о спросе в определенных регионах.Он информирует людей о риске перебоев в подаче электроэнергии в их регионе и просит домашние хозяйства выключать определенные приборы, чтобы избежать перебоев в подаче электроэнергии.
- Зеленое предупреждение о питании указывает на то, что поставка электроэнергии достаточна для удовлетворения спроса.
- Оранжевое предупреждение о питании означает, что потребность в электроэнергии увеличивается.
- Красный индикатор питания предупреждает о серьезных сбоях питания.
- Предупреждение о коричневом энергопотреблении указывает на то, что перебои в работе влияют на определенные регионы и распространятся на другие регионы.
для сброса нагрузки GE.pdf — Бесплатная загрузка PDF
Скачать сброс нагрузки GE.pdf …
GET-6449
Снятие нагрузки, восстановление нагрузки и защита генератора с использованием твердотельных и электромеханических реле минимальной частоты
СОДЕРЖАНИЕ Page 1
ВВЕДЕНИЕ Раздел 1 ОСНОВНЫЕ ПРИМЕНЕНИЯ РЕЛЕ ПОНИЖЕННОЙ ЧАСТОТЫ
РАЗДЕЛЕНИЕ НАГРУЗКИ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . .
2
ВОССТАНОВЛЕНИЕ НАГРУЗКИ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2
СПЕЦИАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ ПРИ РАЗБОРКЕ НАГРУЗКИ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2
Моторные нагрузки. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . Высокоскоростное повторное включение. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2
3
ЗАЩИТА ГЕНЕРАТОРОВ ОТ ПОНИЖЕННОЙ ЧАСТОТЫ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3
БИБЛИОГРАФИЯ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3
Раздел 2 РЕЛЕ ПОНИЖЕННОЙ ЧАСТОТЫ ДЛЯ СБРОСА НАГРУЗКИ ВВЕДЕНИЕ.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5
СТАТИЧЕСКОЕ РЕЛЕ, ТИП S F F F. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОЕ РЕЛЕ, ТИП ВЫКЛ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5 7
Раздел 3 РАЗДЕЛЕНИЕ НАГРУЗКИ — РУКОВОДСТВО ПО ПРИМЕНЕНИЮ ВВЕДЕНИЕ…………………………………………… ……………
9
ХАРАКТЕРИСТИКИ СИСТЕМЫ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9
Общие …………………………………….. ……………………. Частотная характеристика. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Скорость изменения частоты обнаружения.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9 11 15
ПРОГРАММЫ РАЗБОРКИ НАГРУЗКИ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Требования программы сброса нагрузки. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Определение настроек реле. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Настройки реле.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
.
15
. .
15 17 17 20
.
ВЫВОДЫ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Раздел 4 ЗАЩИТА ПАРОВЫХ ТУРБИН-ГЕНЕРАТОРОВ ПРИ ВНЕДРЕНИИ АВАРИЙНЫХ ЧАСТОТНЫХ УСЛОВИЙ. . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
21
ПАРА ТУРБИНА-ГЕНЕРАТОР ВОЗМОЖНОСТИ НЕЧАСТОТЫ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Пределы турбины. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
21
ЗАЩИТА ОТ ПОНИЖЕННОЙ ЧАСТОТЫ ПАРОВЫХ ТУРБИН. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . Порядок защиты. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
23
ВЛИЯНИЕ СОЕДИНЕНИЙ НА НАДЕЖНОСТЬ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Защитные устройства. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
25 26
ПРИЛОЖЕНИЕ I — ЧАСТОТНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА — ПОСТОЯННАЯ НАГРУЗКА И ГЕНЕРИРУЮЩИЕ МОМЕНТЫ.. . . . .
28
ПРИЛОЖЕНИЕ II — ЧАСТОТНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА — ИЗМЕНЕНИЕ НАГРУЗКИ И МОМЕНТЫ ГЕНЕРАТОРА С ЧАСТОТОЙ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
29
21 23
Реле сброса нагрузки и понижения частоты
ВВЕДЕНИЕ Составлено и отредактировано Уорреном К. Коммерческий отдел по новым распределительным устройствам General Electric Company Филадельфия, Пенсильвания, 19142
Эта публикация предоставляет всесторонний обзор сброса нагрузки и восстановления нагрузки и схемы защиты генератора с использованием твердотельных реле типа SFF и быстродействующих электромеханических реле минимальной частоты типа CFF.
Раздел 1 кратко охватывает различные приложения, которые могут быть
Разделы 3 и 4 содержат полные тексты двух наиболее подходящих технических документов, относящихся к предмету. Названия и авторы этих документов:
Раздел 3
«Снижение нагрузки — Руководство по применению», Джон Берди: General Electric Company, Electric Utility Engineering Operation, Скенектади, Нью-Йорк (1968)
Раздел 4
« Защита паротурбинных генераторов в условиях аномальной частоты », Дж.Берды и П.Г. Браун, Electric Utility Engineering, и L. E. G o f, S w i t c h g e a r Engineering, полностью принадлежащая компании General Electric, была представлена на конференции по релейной защите Tech в Джорджии в 1974 году.
изготовлены с использованием реле пониженной частоты и включают: a. б. c. d. е.
отключение нагрузки восстановление нагрузки специальные проблемы при отключении нагрузки защита от понижения частоты генераторов библиография
Раздел 2 содержит описания реле, технические характеристики и таблицы, показывающие доступные типы реле, особенности каждого из них, обычные применения, номинальные характеристики, опции, временные задержки , выходы и т. д.
1
Реле сброса нагрузки и понижения частоты
Раздел 1 ОСНОВНЫЕ ПРИМЕНЕНИЯ РЕЛЕ ПОНИЖЕННОЙ ЧАСТОТЫ
РАЗДЕЛЕНИЕ НАГРУЗКИ
НАГРУЗКА
Любая часть энергосистемы начнет выходить из строя при превышении допустимой нагрузки. Первичные двигатели и связанные с ними генераторы начинают замедляться, пытаясь нести избыточную нагрузку. Связующие линии с другими частями системы или с другими энергосистемами через пул мощности пытаются обеспечить избыточную нагрузку.Эта комбинация событий может привести к размыканию соединительных линий из-за перегрузки или разъединению различных частей системы из-за колебаний мощности и, как следствие, нестабильности. Результатом может быть один или несколько электрически изолированных участков, нагрузка на которых может превышать доступную генерацию.
Если программа сброса нагрузки была успешно реализована, частота системы стабилизируется, а затем восстановится до 60 Гц. Этому восстановлению способствуют действия регулятора в отношении имеющейся генерации вращающегося резерва или добавление другой генерации в систему.