/КРОСС/  Риска за безопасността при 800 VDC и за безопасното внедряване на нови архитектури за електрозахранване в центрове за данни за изкуствен интелект.

Симулациите и анализите на риска от електрическа дъга оценяват две представителни архитектури с 800 VDC, които отразяват широко разпространени подходи за проектиране, разработени с участието на водещи компании в сектора.

Оценката на риска с помощта на усъвършенствания софтуер на ETAP и цифрови близнаци позволява точно моделиране на сценариите при повреда и подпомага разработването на ефективни стратегии за защита както на ниво сървърен шкаф, така и на ниво съоръжение.

Schneider Electric, световен лидер в енергийните технологии, обяви първия по рода си анализ, който предоставя практически насоки за оценка и управление на риска от електрическа дъга при архитектури за електрозахранване с 800 VDC. Базиран на сценарии за внедряване, разработени с оглед на подходите за проектиране на водещи глобални оператори на центрове за данни, анализът сравнява две нововъзникващи архитектури с 800 VDC с различна конфигурация. Резултатите показват, че последствията от електрическа дъга зависят в значителна степен от архитектурата, разположението на кондензаторите и начина, по който системата прекъсва тока при повреда.

Един от най-важните резултати от изследването показва, че дори при най-предизвикателните прогнозни параметри, при които кондензаторите са доминиращ фактор, рискът от електрическа дъга в системи с 800 VDC може да бъде управляван и в много случаи е съпоставим с този при типичните системи с променлив ток. Освен това по-прецизното моделиране чрез усъвършенстван софтуер и цифрови близнаци може да помогне за по-точното представяне на риска от електрическа дъга.

Резултатите идват в ключов момент, когато архитектурите с 800 VDC започват да се внедряват в подкрепа на сървърни шкафове с все по-висока плътност на мощността в центровете за данни за ИИ. Воден от NVIDIA и осъществяван съвместно с партньори в областта на енергийните технологии като Schneider Electric, преходът към инфраструктура за електрозахранване на центрове за данни с 800 VDC ще позволи на мащабните центрове за данни и фабриките за ИИ да поддържат ИТ сървърни шкафове с мощност от 400 kW и над нея.

С ускоряването на прехода към по-висока плътност на мощността 800 VDC електроразпределението се утвърждава като практичен подход за ефективно захранване на сървърни шкафове с мегаватов мащаб. В същото време по-високото работно напрежение изисква по-задълбочено разбиране на поведението при повреда, координацията на видовете защита и безопасната работна практика. 

„Електроразпределението с 800 VDC представлява значителна промяна в проектирането на центровете за данни, но същевременно въвежда и аспекти на безопасността, които трябва да бъдат проучени задълбочено", заяви Маниш Кумар, изпълнителен вицепрезидент „Енергийна сигурност и центрове за данни" в Schneider Electric. „Работата ни с някои от водещите глобални оператори на центрове за данни предоставя на инженерите и специалистите по безопасност една от първите практически рамки за оценка на риска от електрическа дъга и структуриран подход за разбиране на поведението при повреда, установяване на безопасна работна практика и проектиране на ефективни схеми за защита. Нашата цел е да помогнем на промишлеността уверено и безопасно да премине към архитектури с по-високо напрежение."

Анализът на риска от електрическа дъга вече е стандартна практика при центровете за данни, които работят с променлив ток, но понастоящем няма общоприет стандарт или насоки за управление на свързаните с електричество рискове, на които може да бъде изложен персоналът при захранвани чрез преобразуватели системи с 800 VDC. Това прави настоящото изследване важно не само за оценката и управлението на рисковете от електрическа дъга, но и за да се гарантира, че системите с 800 VDC постигат нива на безопасност, съпоставими със съществуващите електроенергийни системи. Резултатите показват, че действащите стандарти могат да надценят риска от електрическа дъга, докато симулационният анализ на Schneider Electric демонстрира, че усъвършенстваният софтуер и цифровите близнаци позволяват по-точно моделиране на риска. 

Оценка на две различни архитектури с 800 VDC

Работата на Schneider Electric предоставя първия практически анализ на риска от електрическа дъга при архитектури с 800 VDC както на ниво сървърен шкаф, така и на ниво съоръжение, като отразява основните подходи за внедряване, които се налагат в индустрията. Анализът оценява методи, базирани на стандарти, преходни симулации и моделиране на системно ниво. Резултатите показват, че съществуващите рамки за анализ на електрическа дъга могат да бъдат прилагани към системи с 800 VDC, когато отчитат конкретната архитектура и зависимостта от времето, както и че проектните решения оказват влияние върху резултатите:

• архитектури с 800 VDC на ниво сървърен шкаф: при казус със страничен захранващ шкаф (sidecar, наричан също power rack), в който са приложени консервативни методи и прогнозни параметри, резултатите показват енергия на въздействие значително под референтния праг от 1,2 cal/cm² за използване на лични предпазни средства дори без защитни устройства.

• централизирани архитектури с 800 VDC: казусът на ниво съоръжение показва потенциал за малко по-висока енергия на въздействие в сравнение с проектите на ниво сървърен шкаф отново при разглеждането на консервативна и по-малко реалистична архитектура без защита от свръхток. Анализът оценява и влиянието на системната топология и показва как местоположението на повредите преди и след диодите за блокиране на обратен ток влияе върху обратното подаване, пиковия ток и последствията от електрическата дъга. Когато приносът на тока при повреда е ограничен във времето чрез стандартни защитни устройства, енергията на електрическата дъга се понижава до подходящи за работната среда нива и като цяло е съпоставима с тази при широко използваните AC архитектури.

При архитектури с 800 VDC стратегията за проектиране и защита е важен фактор за намаляване на риска от електрическа дъга. Проучването показва, че общите нива на риск остават ниски и в много случаи са съпоставими с тези при типичното AC електроразпределение. Дори при стандартни защитни устройства с определено време за сработване енергията на въздействие може да остане под ключовите прагове.

Изследването установява още, че:

• преходното поведение е от значение: при системите с 800 VDC електрическата дъга се определя от променящите се във времето токове на повреда, като разреждането на кондензаторите е доминиращ фактор през първите милисекунди на събитието.

• симулацията подобрява точността: софтуерните инструменти, включително за преходни симулации и анализ на електроенергийни системи, показват, че опростените методи за анализ на електрическа дъга при системи за постоянен ток често надценяват риска в системи, при които кондензаторите имат доминиращо влияние. Операторите могат значително да намалят риска от електрическа дъга, като използват усъвършенстван софтуер и цифрови близнаци като ETAP при разработването на стратегията си за защита.

• проектните решения намаляват риска: последствията от електрическата дъга зависят от архитектурата и конфигурацията на системата, а не единствено от използването на електроразпределение с постоянен ток. Разположението на кондензаторите, устройствата за блокиране на обратен ток и защитата, сработваща в рамките на милисекунди, са ключов фактор за безопасното внедряване на системи с 800 VDC.

„Установените стандарти са от съществено значение за защитата от електрическа дъга и електрическата безопасност, но традиционните методи могат да бъдат прекалено консервативни, тъй като не отразяват напълно начина, по който функционират сложните DC системи", заяви Танудж Кханделвал, главен изпълнителен директор на ETAP. „За да разберат реалния риск, инженерите трябва да оценят топологията на системата, поведението при повреда, координацията на защитите, реакцията на преобразувателите, логиката на превключване и схемите за активна защита. ETAP позволява на екипите да моделират и валидират системите с 800 VDC в реалния им режим на работа, като подпомага прехода от консервативни прогнозни параметри към по-точни, базирани на физични модели и подпомогнати от ИИ решения за безопасност и експлоатация."

Проучването надгражда дългогодишния опит на Schneider Electric в изпитванията за безопасност при електрическа дъга и затвърждава ангажимента на компанията да подкрепя прехода на сектора към архитектури за електрозахранване с 800 VDC, които са от критична важност за нововъзникващите системи със сървърни шкафове с висока плътност на мощността, внедрявани в центровете за данни за ИИ. Schneider Electric е извършила и задълбочени изпитвания на възможностите за подмяна под напрежение (live swap) в системи с 800 VDC с цел осигуряване на безопасна поддръжка.

Резултатите вече са достъпни в техническия доклад „Анализ на електрическата дъга при постоянен ток: практическо проучване на 800 VDC в центрове за данни".