A mesterséges intelligencia alkalmazások kiszolgálására létrehozott adatközpontokban gyorsan terjedő, 800 VDC-s áramellátási architektúra biztonságos kialakításához és működtetéséhez nyújt segítséget a Schneider Electric új, az ívzárlati kockázatokat vizsgáló elemzése.

A tanulmány egyik legfontosabb eredménye, hogy az ilyen rendszerekkel kapcsolatos kockázatok a tipikus AC-rendszerekével összehasonlítható mértékűre csökkenthetők.

A Schneider Electric, a világ egyik vezető energiatechnológiai vállalata által készített elemzés során az extrém nagy méretű (hyperscale) adatközpontokat működtető szolgáltatók tervezési mintái alapján két, különböző konfigurációjú 800 VDC-s architektúrát hasonlítottak össze. Az eredmények azt mutatják, hogy az ívzárlat következményei nagymértékben függenek az architektúrától, a kondenzátorok elhelyezkedésétől és a hibaelhárítási gyakorlattól.

Az elemzés egyik legfontosabb eredménye, hogy még a legszigorúbb forgatókönyv mellett is kezelhető az ívzárlat kockázata a 800 VDC-s rendszerekben, és sok esetben ez a kockázat a tipikus AC (váltakozó áramú) rendszerekével összehasonlítható mértékűre csökkenthető. Ezenfelül a fejlett szoftverek és a digitális ikrek segítségével végzett pontosabb modellezés hozzájárulhat az ívzárlat kockázatának megbízhatóbb meghatározásához.

A Schneider Electric által kiadott elemzés azért különösen aktuális, mert a 800 VDC-s architektúrákat egyre szélesebb körben alkalmazzák a mesterséges intelligencia (MI) támogatására szolgáló adatközpontokban a nagyobb teljesítménysűrűségű rackek kiszolgálására. Az NVIDIA vezetésével és a Schneider Electrichez hasonló energiatechnológiai partnerek közreműködésével megvalósuló átállás a 800 VDC-s adatközponti tápellátási infrastruktúrára lehetővé teszi majd, hogy a nagyméretű adatközpontokban és az MI-gyárakban* 400 kW-os és annál nagyobb teljesítményű IT-rackeket alakítsanak ki.

A 800 VDC-s elosztás a megawatt-nagyságrendű rackek hatékony áramellátásának gyakorlati megoldásaként jelent meg. Ugyanakkor a magasabb elektromos feszültség miatt szükséges az esetleges hibalehetőségek, a védelem és a biztonságos munkavégzési gyakorlatok átfogóbb megértése.

„A 800 VDC-s áramelosztás komoly változást jelent az adatközpontok tervezésében, ugyanakkor olyan biztonsági szempontokat is felvet, amelyeket alaposan meg kell vizsgálni. A világ vezető, extrém nagy méretű adatközpontokat üzemeltető vállalataival megvalósult együttműködésünk révén az elsők között biztosítunk gyakorlati keretrendszert az ívzárlat jelentette kockázatok értékeléséhez a mérnökök és a biztonsági szakemberek számára, amely strukturált megközelítést nyújt a hibajelenségek megértéséhez, a biztonságos munkavégzési gyakorlatok kialakításához és a hatékony védelmi rendszerek tervezéséhez. Célunk, hogy segítsük az iparágat abban, hogy magabiztosan és biztonságosan váltson át a magasabb feszültségű architektúrákra”

– mondta el Manish Kumar, a Schneider Electric „Secure Power & Data Centers” területért felelős ügyvezető alelnöke.

Az ívzárlat-elemzés már bevett gyakorlat az AC adatközpontokban, de jelenleg nincs iparági szabvány vagy iránymutatás arra vonatkozóan, hogy a 800 VDC-s rendszerek esetében milyen elektromos veszélyekkel szembesülhetnek az üzemeltetést végzők. A Schneider Electric tanulmánya az ívzárlat jelentette kockázatok értékelése és kezelése mellett abból a szempontból is kiemelkedően fontos, hogy a 800 VDC-s architektúrák a meglévő áramellátó rendszerekhez hasonló biztonsági szintet érjenek el. Bebizonyosodott, hogy a jelenlegi szabványok túlbecsülik az ívzárlat-kockázatot, míg a fejlett szoftverek és a digitális ikrek pontosabban modellezik azt.

Két különböző 800 VDC-s architektúra értékelése

A Schneider Electric az első gyakorlati ívzárlati elemzést készítette el rackszintű, valamint létesítményszintű 800 VDC-s architektúrákról, lefedve a területen kialakuló főbb megvalósítási irányokat. A tanulmány értékeli a szabványokon alapuló módszereket, a szimulációt és a rendszerszintű modellezést. Az eredmények azt mutatják, hogy a meglévő ívzárlat-keretrendszerek alkalmazhatók a 800 VDC-s rendszerekre, ha azokat az architektúrát és az időtényezőt is figyelembe vevő módon használják, emellett kiderült az is, hogy a tervezési döntések hatással vannak az eredményekre.

• Rackszintű 800 VDC-s architektúrák: A konzervatív módszerek és forgatókönyvek alkalmazásával kapott eredmények azt mutatták, hogy az incidensenergia (villamos íváramütési energia) jóval az egyéni védőfelszerelések (PPE) esetében elfogadott 1,2 cal/cm²-es referenciaérték alatt maradt, még védelmi eszközök nélkül is.
• Központosított 800 VDC-s architektúrák: A létesítményi szintű esettanulmány azt mutatja, hogy a rackszintű tervezésekhez képest valamivel nagyobb incidensenergia alakulhat ki, ha egy konzervatív, kevésbé reális, túláramvédelem nélküli architektúrát veszünk figyelembe. Az elemzés a rendszer topológiájának hatását is értékeli, és bemutatja, hogy a fordított blokkoló diódák előtti, valamint az azok utáni hibahelyek hogyan befolyásolják a visszatáplálást, a csúcsáramot és az ívzárlattal kapcsolatos eredményeket. Ha a hiba hatását szabványos védelmi eszközökkel időben korlátozzák, az ívzárlat energiája a munkakörnyezetekhez megfelelő szintre csökken, és általában összhangba kerül a szokásos váltakozó áramú architektúrákkal.

A kutatás azt is megállapította, hogy:

• A tranziens viselkedés fontos: A 800 VDC-s rendszerekben az ívzárlatot az időfüggő hibák idézik elő, és az esemény első milliszekundumaiban a kondenzátor-kisülés dominál.
• A szimuláció javítja a pontosságot: Az üzemeltetők jelentősen csökkenthetik az ívzárlat kockázatát, ha védelmi stratégiájukat fejlett szoftverekkel és digitális ikrekkel, például az ETAP-pal támasztják alá.
• A tervezési döntések csökkentik a kockázatot: Az ívzárlat következményei az architektúrától és a rendszerkonfigurációtól függenek, nem csupán az egyenáramú elosztástól. A kondenzátorok elhelyezkedése, a visszaáram-gátló eszközök és a milliszekundum-szintű védelem kulcsfontosságú tényezők a biztonságos 800 VDC-s telepítésekhez.

„Az ipari szabványok továbbra is elengedhetetlenek az ívzárlat és az elektromos biztonság szempontjából, de a hagyományos módszerek túlságosan konzervatívak lehetnek, mivel nem tükrözik teljes mértékben az összetett egyenáramú rendszerek működését. A valós kockázat megértéséhez a mérnököknek értékelniük kell a rendszer topológiáját, a hibajelenségethiba jellegét, a védelmi koordinációt, a konverter reakcióját, a kapcsolási logikát és az aktív védelmi rendszereket. Az ETAP lehetővé teszi az üzemeltetést végzők üzemeltetők számára, hogy a 800 VDC-s rendszereket működés közben modellezzék és validálják, elősegítve ezzel az átállást a konzervatív feltételezésekről a pontosabb, mesterséges intelligenciával kiegészített, fizikai modelleken alapuló biztonsági és üzemeltetési döntésekre”

– hangsúlyozta Tanuj Khandelwal, az ETAP vezérigazgatója.

Az elemzés eredményei már elérhetők a „DC Arc Flash Analysis: A Practical Study on 800 VDC in Data Centers” című fehér könyvben.

*Az MI-gyár egy speciális számítástechnikai infrastruktúra, amelyet arra terveztek, hogy az adatokból értéket teremtsen a mesterséges intelligencia teljes életciklusának kezelésével.

További friss híreket talál a www.muanyagesgumi.hu főoldalán! Kövesse a technológiai híreket és csatlakozzon hozzánk a Facebookon is!