Presentación Data Center para PDF

Ing. Cesar Inga Zapata

SOLUCIONES EN ENERGÍA Y CLIMATIZACIÓN PARA DATA CENTER


AGENDA

1. FUNDAMENTOS DE LA CALIDAD DE LA ENERGÍA 2. SISTEMAS DE PUESTA A TIERRA DE ALTA FRECUENCIA PARA DATA CENTER 3. DISPOSITIVOS DE PROTECCIÓN CONTRA TRANSITORIOS DPS / TVSS 4. SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN ININTERRUMPIDA 5. SISTEMAS DE TRANSFERENCIA TR ANSFERENCIA AUTOMÁ AUTOMÁTICA TICA ATS ATS 6. AIRE ACONDICIONADO DE PRECISIÓN


AGENDA

1. FUNDAMENTOS DE LA CALIDAD DE LA ENERGÍA 2. SISTEMAS DE PUESTA A TIERRA DE ALTA FRECUENCIA PARA DATA CENTER 3. DISPOSITIVOS DE PROTECCIÓN CONTRA TRANSITORIOS DPS / TVSS 4. SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN ININTERRUMPIDA 5. SISTEMAS DE TRANSFERENCIA TR ANSFERENCIA AUTOMÁ AUTOMÁTICA TICA ATS ATS 6. AIRE ACONDICIONADO DE PRECISIÓN

PIRÁMIDE DE LA CALIDAD DE ENERGIA

Mayor Costo

Menor Costo



SISTEMAS DE PUESTA ATIERRA PARA DATA CENTER

SISTEMA DE PUESTA A TIERRA


Pararrayos o terminales de captación

Tierra Aislada

Suelo

Tierra de Potencia

Puesta a Tierra

Para un mismo edificio quedan expresamente prohibidos los sistemas de puesta a tierra que

SISTEMA DE PUESTA A TIERRA


Pararrayos o terminales de captación

Tierra Aislada

Suelo

Tierra de Potencia

Puesta a Tierra

Para un mismo edificio quedan expresamente prohibidos los sistemas de puesta a tierra que

SISTEMA DE PUESTA A TIERRA Conductores de Protección

Conductores Aislados


Pararrayos o terminales de captación Conductores Equipotenciales sugeridas para edificios altos

Bajantes

Conexiones

Suelo Para un mismo edificio los sistemas de puesta a tierra tendrán que aparecen como en la Figura, según criterio adoptado de la IEC 61000-5-2.

Puesta a Tierra

CONCEPTOS DE LA JAULA DE FARADAY

• Controles de efectos de interferencia

externa . Normalmente sólo el control del campo eléctrico control de campo magnético requiere material ferroso • Puede controlar la fuga de información

controlada Departamento de Defensa y la tempestad • El rendimiento normalmente comprometida

Datos de las penetraciones de cable Separación de potencial para la energía



LAS SEÑALES DE INTERFERENCIA EN EQUIPOS DE CABLEADO

• Normas Federales de Procesamiento de Información de la publicación

FIPS PUB 94 - 21 de septiembre - Ahora descontinuado EE.UU. Departamento de Comercio, Oficina Nacional de Normas • Orientación sobre la energía eléctrica para instalaciones de ADP

4 X 4 DE CUADRÍCULA DE REFERENCIA

• A menos que sala es cuadrada instrucciones

simples para las conexiones a todas las otras causas perdidas en las conexiones • Las abrazaderas pueden aflojarse con el

tiempo



Las Sobretensiones Transitorias y su Mitigación con Dispositivos de Protección contra Sobre tensiones DPS / TVSS




¿Qué son las Sobretensiones Transitorias?

n ó i s n e T

Sobretensión de origen Atmosférico Sobretensión de maniobra

Tiempo


¿Qué son las Sobretensiones Transitorias? NEMA

Los Picos de Tensión o Transitorios son breves picos de sobretensión o perturbaciones en una onda de energía que pueden dañar, degradar y hasta destruir los equipos eléctricos y electrónicos dentro de cualquier casa, edificio comercial o instalaciones de una fabrica.

IEEE (Emerald Book) Las sobretensiones pueden tener muchos efectos sobre los equipos que van desde efectos indetectables hasta sacar de servicio cualquier equipo.

UNDERWRITERS LABORATORIES Determina que la naturaleza imprevisible de las fluctuaciones hace que sea difícil suprimirlos; nunca se sabe cuándo, cuánto tiempo o cuán poderosos serán estos.

Ing. Cesar Inga Zapata Las perturvaciones y fallas pueden tener un Origen Externo o como sucede más a menudo puede ser de Origen Interno (Perturvaciones generadas por nuestros propios equipos)

Las soluciones ante estos problemas varian dependiendo de un análisis previo Protección y Captura de Rayos

Una mayor confiabilidaden nuestra infraestructura, estará acompañado en saber identificar de forma oportuna todos estos posibles problemas

Protección de fallas entrantes través de las líneas de Distribución

Equipos de Computo y Comunicaciones

Línea Telefónica

Equipos de Computo

Sala de Servidores Líneas de Control

Línea distribución en Media Tensión

Central Telefónica Fuentes de Inducción Sala de Impresoras Sub Estación de Transformación

Tablero de Distribución

Captura de fallas provenientes de lado de fuerza

UPS, Estabilizadores, Baterías

Puesta a Tierra de Potencia

Diseño de Conductores equipotenciales Buena Condición de sistema de Puesta a Tierra Baja Impedancia del Sistema a Tierra aplicando Cemento Conductivo Dispositivo de Protección TVSS Dispositivos de P rotección para Comunicación.

Disipación correcta de la energía de falla en el Sistema a Tierra

Potencial a Tierra

Unidad de Computo Remota

Multiaterramiento de las Tierras

Sub distribución

Porcentaje de Eventos que afectan al Suministro Eléctrico

Variación de Tensión 11.0%


Cortes y Apagones 0.5%

Ruido y Sobretensiones Transitorias 88.5%

Pirámide de la Eficiencia Energética

La Solución para la eliminación de Problemas con los Transitorios esta presente en el segundo escalón de la pirámide



Efecto de Sobretensiones Transitorias en Infraestructura Electrónica y Equipos Informáticos


Logic Signal Voltage & Chip Speed Chip Volts

100 Micro Seconds

Data TransfersPer 1/2 Cycle

4 MHz 33 MHz

5 5

400 3,300

33,333 275,000

66 MHz 100 MHz

3 3

6,600 10,000

550,000 833,333

160 MHz 300 MHz

1.5 1.5

16,000 30,000

1,333,333 2,500,000

Computer Clock Speed

Reduced signal strength may cause false zero crossing of the sine wave & triggering of sensitive electronic loads


¿Son las Sobretensiones realmente un Problema? Integrado de Tarjeta Electrónica Daño Acumulativo

Integrado de Tarjeta Electrónica de PLC

Falla Catastrófica

DPS Funcionamiento

Supresor Básico (Solo MOV)


DPS Funcionamiento

Supresor con Filtro (Hibrido)


Metal Oxide Varistors (MOV)

Metal oxide particles

High energy handling capability Low clamping levels


MODULOS TVSS CON MOV‘s


PHASE CONDUCTOR TYPICAL

X

REDUNDANCY

X

X X NEUTRAL/GROUND

MODULOS DPS/TVSS CON TPMOV Thermo-Dynamic Fusing™ System



Thermo-Dynamic Fusing™ System protección térmica del óxido de Metal tecnología varistor

Proporciona el funcionamiento seguro, incluso cuando son expuestos a condiciones anormales (temporal sobretensiones, altas corrientes de falla, mal uso de la unidad) En estas condiciones, el componente se elimina de forma rápida y segura del circuito antes de embalamiento térmico. Elimina todas las preocupaciones de los daños posteriores a los componentes del montaje eléctrico que se producen en virtud de un fallo o al final de la condición de la vida










IEEE C 62.41 Nivel de exposición


Sistema de Protección System Shield

20,000V 2,300V

2,300V

1,000V

1,000V 0V

Celda Principal I.T. System Shield

Tablero de Distribución I.T. System Shield

Tablero IT I.T. System Shield

0V



UL 1449 Tercera Edición Vigente desde el 29 de Setiembre de 2009

Equipos Eaton Innovative Technology® XT Surge Protective Device


Features Thermally Protected Metal Oxide Varistor • (TPMOV) technology • Rated 50 (XT50) or 100 kA (XT100) peak surge current • Wide range of voltage applications from 100 to 480 Vac • Wiring systems: single phase, split phase, three-phase Wye,

or three-phase Delta • High intensity LED Phase status indicators • NEMA® 4X (IP56) polycarbonate enclosure • #10 AWG (6mm2) stranded wire included • ¾" threaded conduit fitting included • Optional external mounting feet • UL® 1449 3rd Edition for surge suppression devices compliant • CE marked • 5 year free-replacement warranty

Comparativa XT Surge Protective Device Vs RielDin XT Surge

UL1449 3ra Edición

•

Thermally Protected

•

5 Años de Garantía

•

LED status por fase

•

Altas Capacidades

•

NEMA® 4X

•


RielDin


UPS (UNINTERRUPTIBLE POWER SUPPLY ) TIPOS Y TECNOLOGÍA


UPS (UNINTERRUPTIBLE POWER SUPPLY ) TIPOS Y TECNOLOGÍA 

Trifásicos – True On Line

•

Monofásicos –

–

–

Off Line Interactive True On Line


EL UPS

Bypass Input

Static Switch Utility

Rectifier Input

Rectifier

Inverter

DC

AC DC

AC

Battery

DC

Critical Load

Critical Bus


OFFLINE UPS •

Normal Mode Load Is Connected Directly to Mains Supply Battery Is Charged –

–

Mains

Filter

Load

Battery Charger

Battery

Inverter


OFFLINE UPS •

Battery Mode Switch Changes From Mains to Inverter Inverter Feeds Load Transfer Time 2-6 msec –

–

–

Mains

Filter

Load

Battery Charger

Battery

Inverter

LINE INTERACTIVE OPERATION •


Normal Mode Automatic Voltage Regulator Transfer Time 2-4 msec –

–

L

FILTER

AVR

Battery

N G

Bi-Directional Convert

LOAD

L

N G

TRUE ON LINE (NORMAL POWER FLOW)


Static Switch Off

Regenerated UPS Power

Unregulated power Utility or Genset Power Flow, from Utility to inverter regulated power

Rectifier ON

Inverter ON

Battery Float

TRUE ON LINE (BATTERY DISCHARGING)


Static Switch Off

Regenerated UPS Power

Unregulated power Utility or Genset From battery to INV to Load

Rectifier OFF

Inverter ON

Battery Discharge

TRUE ON LINE (UPS ON STATIC BYPASS)


TVSS is the only protection the load has. TVSS

Static Switch On

Power flow from utility to the load.

Utility Power

Unregulated power Utility or Genset

TVSS only!!!

Rectifier

Inverter off Battery


CONFIABILIDAD EN DISEÑO DE DATA CENTERS

TIA-942 TIERS OF PROTECTION

Requirements Tier 1

Protect hardware

Tier 2

Data integrity. Some business interruption acceptable Increased uptime (business continuity) Zero downtime

Tier 3

Tier 4

Concerns

Avoid power transients

9’s of Availability

UPS System

(3) 99.90%

None

Orderly shutdown and improved uptime Fewer unexpected interruptions Computer / communication system is critical to business

(4) 99.99%

Single UPS Single Bus

(5-6) 99.999% to 99.9999%

Redundant UPS Single Bus

Computer / communication system is the business

(7-8) 99.99999% to 99.999999

Single or redundant UPS Dual bus


CUÁNTO TIEMPO OPERA EL SISTEMA?

Disponibilidad

Tiempo perdido anual

99.9 % (TIER 1)

8 horas 45 minutos

99.99 % (TIER 2)

52 minutos

99.999 % (TIER 3)

33.6 seconds

99.99999% (TIER 4)

0 Downtime


DEFINING UPS REDUNDANCIES

System

Methodology


BUS

Tier

1

Single UPS module, no redundancy

SINGLE

2

N+1

N = number of UPSs to handle power requirements + 1 for redundancy

SINGLE

3

1+N

1 UPS plus (N)umber of UPSs added for redundancy

SINGLE

3

2 (N + 1)

2 (N + 1) systems

DUAL

4

2 (1 + N)

2 (1 + N) systems

DUAL

4

1+1

2 UPSs running in parallel for full redundancy

DUAL

4

Dual Bus

2 UPSs feeding two independent output distribution systems

DUAL

4

2N

A dual bus system with redundancy on each bus

DUAL

4

REDUCING SINGLE POINTS OF FAILURE

 Single UPS  Single electrical distribution panel  Single cable per computer device ser ver  Single power supply per server

UPS A





= Single Point Failure

  Electrical Dist. Panel

Rack 1



Rack 2

Rack 3

Rack 4



 Single UPS  Single electrical distribution panel  Single cable per computer device  Dual power supply per server eliminates single point of

UPS A



failure but increases cabling under the floor f loor..





Electrical Dist. Panel

Rack 1




Rack 2

Rack 3

Rack 4

REDUCING SINGLE POINTS OF FAILURE CASO UPS´S DE 80 KV KVA A  Single UPS  Single electrical distribution panel  Smart power strips eliminate excess cabling &

UPS A

flow under the floor.










Rack 1



Rack 2

Rack 3

Rack 4


improve air



 Single UPS  Redundant electrical distribution panel and smart power

UPS A

strips.










Rack 1



Rack 2

Rack 3

Rack 4

Electrical Electrical Dist. Dist. Panel Panel

Reducing Single Points of Failure

 Redundant UPS

UPS A

UPS B










Rack 1



Rack 2

Rack 3

Rack 4

Electrical Electrical Dist. Dist. Panel Panel



TYPES OF SYSTEMS TIER 1

HW Protection

TIER 2

TIER 4: No Downtime

Preserve Data

Utility Source

Utility Source

TVSS and / or Conditioner

UPS

Distributed Redundant

Utility Source / Generator #1

Utility Source / Generator #2

UPS 1

UPS 2

LBS DUAL INPUT PDU

PDU

PDU

LOAD

LOAD

LOAD STS PDU

TIER 3: Increase Uptime 1 + 1 Redundant Utility Source w/ ATS & Generator UPS 1

UPS 2

LOAD

Parallel Redundant Utility Source w/ ATS & Generator UPS 1

PDU

STS

PDU

LOAD

UPS 2

PDU SCC

PDU

PDU

LOAD

LOAD

PDU

DUAL INPUT LOAD

PSA MAIN FEATURES

•

•

Range: 350, 500, 650, 1000 VA Line interactive technology with AVR Automatic voltage regulation Output sockets: up to 6 battery backed up & surge protected sockets Surge suppression 2 additional surge protected only sockets Plug & play: one button and two leds –

•

•

•


LIEBERT GXT3 • • • • • • •

• •

Product VA Range 700 - 10000VA Compact Rack and Tower Design 2U / 5U 120V or 230V, 60/50Hz Online Duble Conversion Technology VFI SS 111 according to IEC 62040-3 Sinewave Output Selectable Output Voltage 220/230/240VAC Battery Backup time > 10 / 7 minutes full load Universal Communication Option Contact Closure DB9 RS232 Serial communication Relay Card USB Card SNMP + WEB Communications Modbus/Jbus card Multilink Software Included – – – – – –

• •

•

•

•

•

2 x 16Amps IEC320-C19 Output Plugs External Battery Cabinet (2U / 4U) Hot-swappable user replaceable battery Configuration Program for Extra Flexibility (runtime, voltage) Possibility to Inhibit Bypass for higher Equipment Protection


GXT2 10KVA APPLICATIONS

•

Blade Servers

• (1U) servers • LAN and WAN Network servers • Clustered network equipment: hubs, routers, bridges • Voice over IP (VoIP) switches and routers • Office Telecommunications systems • Voicemail and e-mail servers • Test and diagnostic equipment • Micro processor-controlled equipment • Other Mission Critical devices



OVERVIEW LIEBERT NX PRODUCT PLATFORM

Liebert NX 380V/400V/415V - 50/60Hz NXe

NXa

Int Batt

10 – 15 – 20 kVA

30 – 40 kVA

60 – 80 kVA

100 – 120 kVA

140 – 160 – 200 kVA


CONTROL PANEL & LCD DISPLAY

User friendly Control Panel Micro-processor Controlled LCD Display 320 x 240 dots graphic

2003-01-22 Unit #1

PARADIGM 60kVA-3X3 Main

Bypass A(AB)

Information on Main Input Bypass UPS Output Local Load Information Parallel Load Information Battery Status Power Flow Mimic

No special training needed for Operators Makes it easy to understand Load and Source conditions Easy, first hand diagnostics

Vphase V Iphase A Freq. Hz Vline V P. F.

12:30:36 Normal Output

220 20.5

B(BC) 220 20.5

C(CA) 220 20.5

50.1 380 0.99

50.1 380 0.99

50.1 380

Input Breaker Closed Manual Turn On UPS in Normal Mode

0.99

01-12 12:28:16 01-12 12:30:06 01-22 12:30:16

Emer gency shut down

Invert er On

I nverter Of f

Faul t Reset

Al ar m Si l ence

? F1

F2

F3

F4

F5

Liebert NX 10-20kVA

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

New Ratings 10, 15, and 20kVA Online Double Conversion THDi <3%, Input PF 0,99 Parallelable up to 6 units Dual bus compatible Large LCD with 12 languages 3 Intellislots + 1 serial port SNMP + WEB, Modbus/Jbus DSP Control with IGBT Rectifier Ability to support 100% unbalanced loads Extremely wide Input V: 205V @<72% load Compact Footprint (DxW = 600 x 700 mm)



FUNCIONAMIENTO CON POTENCIA DE ENTRADA SIMPLE O DOBLE





POWER TRANSFER SWITCHES

ASCO

Power Technologies



DEFINICIÓN DE UN TABLERO DE TRANSFERENCIA

•

•

Un dispositivo diseñado para conectar la carga crítica a una fuente de energía alterna cuando la fuente de energía normal no es aceptable, y automáticamente transfiere cuando la energía principal retorna. UL1008: “1.4 A transfer switch is a device that automatically transfers a

common load from a normal supply to an alternate supply in the event of failure of the normal supply, and automatically returns the load to the normal supply when the normal supply is restored.”

RED COMERCIAL

Carga

Grupo electrógeno


FUNCIONES PRINCIPALES DE UN SISTEMA DE TRANSFERENCIA AUTOMÁTICO

•

•

•

•

•

•

Mantener la conexión de corriente de forma contínua a la carga Detectar fallos de red Transferir carga a una fuente alternativa Sensar el retorno de la fuente original Transferir nuevamente la carga a la fuente original Mantener y cerrar incluso en caso de corriente de falta en la carga

TABLEROS DE TRANSFERENCIA

PANEL de CONTROL

PANEL DE TRANSFERENCIA

Mecanismo de conmutación PANEL TS / Contactor  Por Bobina  Motorizados Contactos principales de potencia (extinguidor de arcos) Contactos de bobina y de control (NC, NA, C) •

•

•


Panel de control / Visualiz. 

Medida de tensión y frecuencia

 Retardos de tiempo  Controles de

Entrada/Salida

 Dispositivos de

señalización

 Comunicación gestión

remota

TABLEROS DE TRANSFERENCIA

El Solenoide

Eléctricamente activado, mecánicamente Sostenido



TIPOS BÁSICOS DE TABLEROS DE TRANSFERENCIA

•

•

Automáticos: operan automáticamente en caso de pérdida de la fuente principal o bajada crítica de la tensión.

No Automáticos: el accionamiento debe ser operado manualmente y el actuador puede ser eléctrico o mecánico. 

Aplicación para grupos electrógenos de arranque manual o que precisen intervención del personal de supervisión en la transferencia.


TIPOS BÁSICOS DE TABLEROS DE TRANSFERENCIA

•

•

•

Transición Abierta: operan mediante una rápida conmutación produciendo un mínimo tiempo de corte de energía. Transición Cerrada: operan mediante un paralelaje de fuentes de alimentación permitiendo una conmutación sin corte de energía.  Para aplicaciones de mantenimiento de riesgo .  Reduce el estress de los UPS’s.  Ahorro de Energía Transición con Retardo Programado: opera realizando la transferencia desconectando la carga temporalmente en forma programada

Carga

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