Proiectare electrică a Datacenter-ului Sun în Santa Clara, California

IoT EcoStruxure™ ensures Efficiency for Fonterra (Mai 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

Proiectarea electrică a unui Datacenter

Acest articol tehnic oferă o prezentare de ansamblu a centrului de date Santa Clara, California din domeniul designului electric al Sun Microsystems . Turneele de proiectare electrică de la Sun a centrului de date Santa Clara se realizează printr-o serie de diagrame cu o singură linie.

Proiectarea electrică a Datacenter-ului Sun în Santa Clara, California (photo credit: glumac.com)

Aceste diagrame ilustrează diferitele componente și modul în care acestea sunt conectate fără detaliile de afișare a fiecărui fir pentru fiecare fază - prin urmare, diagrama cu o singură linie (SLD).

Să începem cu următoarele subiecte: //

  1. Curtea electrică
  2. Generatoare de rezervă
  3. Baterie bazată pe UPS
  4. Distribuția energiei electrice
  5. Contorizarea și gestionarea energiei

1. Curte electrică

Proiectul Santa Clara al Sun este unul dintre cele mai mari eforturi de consolidare a datacenterului din istoria sa recentă. Acestea le-au permis să construiască o nouă curte electrică pentru a furniza energie noilor centre de date și clădiri.

Această curte electrică primește două surse de alimentare de 12 kV de la Silicon Valley Power, fiecare din ele ne permite să extragem puterea continuă de 4, 5 MVA . Pentru a se asigura că Sun are puterea de a crește în timp, aceștia au negociat cu utilitatea locală pentru a furniza o putere suplimentară de 24 MW la curtea electrică prin alimentatoare suplimentare de 4, 5 MVA .

Un set de comutatoare de medie tensiune permite alimentarea suplimentară să fie încorporată în curtea electrică fără a întrerupe serviciul existent. Dispozitivul de distribuție de medie tensiune alimentează trei seturi similare de comutatoare de 480 V prin intermediul transformatoarelor pas cu pas, dintre care una este ilustrată în figura 1.

Figura 1 - Fiecare dintre cele trei seturi de comutatoare de 480V poate suporta o dublare a puterii prin adăugarea unui al doilea transformator și deschiderea unui întrerupător de cravată (faceți clic pentru a extinde diagrama unei singure linii)

Dispozitivul de distribuție furnizează energie electrică de 480 V clădirilor de birouri și centrelor de date din campusul Santa Clara. Dispozitivul de comutație include întrerupătoare pentru spațiile existente și pentru extindere ulterioară, cu trase de conducte deja instalate în spațiile viitoare.

Soarele permite expansiunea la acest nivel al ierarhiei de distribuție prin susținerea fiecăruia dintre cele trei seturi de comutatoare cu un singur transformator. Fiecare set de comutatoare este configurat cu două jumătăți care sunt conectate cu un întrerupător de legătură care este în prezent închis.

Când vine timpul să dubleze alimentarea cu energie electrică, un al doilea transformator va fi conectat la un nou alimentator de alimentare utilitară, iar întrerupătorul va fi deschis. Acum, fiecare jumătate din distribuitor are o capacitate de operare de 3 MW continuă.

Perspectiva vizuală a Datacenterului

O fotografie a curții de comutare Santa Clara oferă o perspectivă vizuală (figura 2 de mai jos).

În prim-plan, putem vedea trei rânduri de comutatoare similare . De la dreapta la stânga se comută 12 kV în amonte de transformator. Următorul este transformatorul, urmat de comutatorul de 480V. Rețineți spațiul gol la sfârșitul a două rânduri pentru a se potrivi cu un transformator suplimentar și un aparat de comutare. Unul deja a fost instalat.

În spatele dispozitivului de comutare 480V este distribuitorul de medie tensiune, 12 kV, care găzduiește feedurile de utilități existente și viitoare. De asemenea, vizibile în fotografie sunt două generatoare de rezervă pentru motorină.

Figura 2 - O vedere a curții electrice Santa Clara arată transformatoarele de 12 kV până la 480 V și dispozitivele de comutație în prim-plan (faceți clic pentru a extinde imaginea)

Du-te înapoi la Înapoi la Design Topics ↑

2. Generatoare de rezervă

Deoarece majoritatea centrelor de date ale Sun sunt destinate eforturilor de cercetare și dezvoltare, modulele din ele sunt proiectate pentru specificațiile Tier 1-2 . Pentru 20% din sarcină, Sun utilizează UPS pentru a suporta operațiuni mai critice.

Pe masura cresterii riscurilor operationale, Sun implementeaza generatoare in spatele UPS-ului pentru a asigura o alimentare continua.

Figura 3 prezintă o porțiune a diagramei unice care arată configurația generatorului de rezervă . Două generatoare de rezervă sunt instalate în prezent, cu poziții de spațiu, conducte și întrerupătoare pentru o treime. Acest lucru oferă 2 MVA de putere astăzi, cu 3 MVA atunci când cel de-al treilea generator este instalat.

Generatoarele oferă putere unui set de comutatoare de paralel care combină ieșirile generatorului. O bancă de încărcare de 1000 kW este instalată pentru a asigura o sarcină maximă la testarea generatoarelor. Verificarea regulată a încărcării de 100% a generatoarelor este importantă pentru a vă asigura că generatoarele funcționează corect și că sunt întotdeauna gata să accepte sarcina.

Figura 3 - Curtea electrică Santa Clara din Sun include trei generatoare care oferă energie de rezervă pentru UPS (faceți clic pentru a extinde o diagramă cu o singură linie)

Dispozitivul de distribuție paralelă alimentează în prezent un UPS de 800 kVA cu prevederi pentru creșterea viitoare .

În cazul unei defecțiuni, alimentarea este comutată prin comutatoarele automate de transfer (ATS). Două comutatoare automate de transfer (ATS) comută alimentarea cu energie a UPS-ului de la alimentarea cu energie electrică la alimentarea generatorului în cazul unei căderi de tensiune. Un al treilea ATS furnizează energie pentru a menține funcționarea sistemului de răcire.

Du-te înapoi la Înapoi la Design Topics ↑

3. Un UPS bazat pe baterie

Site-ul Sun Santa Clara este echipat pentru a găzdui un al patrulea UPS pentru a aduce totalul la 3, 2 MVA . Site-ul utilizează trei UPS de 800 kVA capabile să furnizeze până la 2, 4 MVA de energie neîntreruptibilă. Soarele a ales unitățile APC Symmetra MW pentru site-ul Santa Clara pentru modularitatea și eficiența lor.

UPS-ul APC este unic prin faptul că permite sistemului UPS să crească în trepte de 200 kW .

La situl Santa Clara, două dintre cele trei UPS-uri sunt dimensionate cu rame de 800 kW, cu doar 400 kW de module de putere instalate, dimensionând UPS-ul până la o zi a Soarelui. Odata cu cresterea sarcinilor, Sun va adauga module suplimentare de putere care vor creste UPS-ul la o capacitate de 800 kW, cu o constructie minima in camera UPS, pentru a se potrivi capacitatii bateriei cu capacitatea UPS.

Figura 4 - Un UPS de 800 kVA alimentează trei transformatoare, fiecare furnizând o putere neîntreruptibilă de 208 / 120V la un set de bushete (faceți clic pe pentru a extinde o diagramă cu o singură linie)

UPS-ul ilustrat în Figura 4 își ia puterea de intrare de la comutatorul automat de transfer ilustrat în figura 15. Ieșirea lui alimentează un panou de distribuție care se conectează la trei transformatoare care trec în jos puterea de 480 / 277V la puterea de 208 / 120V care alimentează busii .

Un transformator este ilustrat în figura 4. Acesta furnizează energie unui panou de distribuție care alimentează un set de magistrale 225A și 400A în spațiile centrelor de date.

Du-te înapoi la Înapoi la Design Topics ↑

4. Pod Power Distribution

Pentru majoritatea modulelor care necesită doar servicii de nivel 1, o singură alimentare de 480V de la distribuitor suportă mai multe transformatoare care aduc tensiunea până la 208 / 120V furnizate la păstăi. Exemplul prezentat în Figura 5 ilustrează perechi de busway îmbinate împreună.

Figura 5 - Puterea este distribuită la sarcini non-critice prin intermediul transformatoarelor care alimentează alimentarea de 208 / 120V la busheniile aeriene (faceți clic pe pentru a extinde diagrama unei singure linii)

Du-te înapoi la Înapoi la Design Topics ↑

5. Măsurarea și gestionarea energiei

Unul dintre cele mai importante aspecte ale designului electric al datacenterului este un sistem integrat de contorizare și management al energiei . Aceste sisteme sunt esențiale deoarece oferă posibilitatea de a evalua modul în care se utilizează energia în centrul de date, calitatea energiei electrice sau evenimentele de perturbare, cât de eficient funcționează centrul de date și ce impact au măsurile de economisire a energiei asupra eficienței globale.

După cum știm, eficiența utilizării energiei (PUE) este raportul dintre puterea totală a instalației și sarcina echipamentului IT .

Pentru a obține acest raport și pentru a putea observa consumul de energie al diferitelor subsisteme de centre de date, capacitățile de măsurare corespunzătoare trebuie plasate în locații strategice cascadate prin sistemul electric.

Locații de măsurare

În centrele de date Santa Clara ale Sun, există un sistem de contorizare și gestionare a energiei în locațiile următoare:

  • Dispozitivul de comutare a utilităților
  • Toate comutatoarele majore
  • Toate UPS-urile, ATS și generatoarele
  • Fiecare autobuz aeriene
  • Fiecare rack este echipat cu o unitate de distribuție a energiei (rPDU) montat pe rafturi, care monitorizează consumul total de energie și oferă, de asemenea, un control la ieșirea la ieșire la distanță. Aceste rPDU-uri pot fi monitorizate prin rețea, furnizând date cu granulație fină pentru încărcarea echipamentelor IT.

Du-te înapoi la Înapoi la Design Topics ↑

Referință // Designul electric al centrelor de date eficiente din punct de vedere energetic - Michael Ryan, Brett Rucker, Dean Nelson, Petr Vlasaty, Ramesh KV, Serena DeVito și Brian Day Sun Global Lab și Datacenter Design Services

Ghiduri și articole legate de electricitate

CĂUTARE: Articole, software și ghiduri