Flexible Leistungsverteilung und -messung im RZ

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1 Flexible Leistungsverteilung und -messung im RZ Michael Schumacher Senior Systems Engineer APC by Schneider Electric, München eco AK Datacenter Köln, 8. Juni 2010 All content in this presentation is protected 2010 American Power Conversion Corporation

2 Ihr Ansprechpartner Michael Schumacher Senior Systems Engineer Mobil: APC by Schneider Electric München APC Systems Engineer Mitglied im BITKOM AK "Betriebssichere RZ und Infrastruktur" Mitglied im "Green Grid" 1. Feb Nov Nov Aug März Sep Mai 2010 Einstieg in den USV- und RZ- Bereich außerordentliches Mitglied im VDI Mitarbeit im DKE (Normungsausschuß) stellv. Vorsitzender des BITKOM AK BRZ APC by Schneider Electric Michael Schumacher 8. Juni

3 Literaturhinweis BITKOM Leitfaden Band 1: Betriebssichere Rechenzentren Rev. 2, fertiggestellt Feb Kostenloser Download unter _42509.aspx BITKOM Leitfaden Band 2: Energieeffizienz im Rechenzentrum Rev. 1, fertiggestellt Aug Kostenloser Download unter aspx APC by Schneider Electric Michael Schumacher 8. Juni

4 Schneider Electric Deutschland Mio. Umsatz, ca Mitarbeiter Marken Schneider Electric weltweit ,8 Milliarden Umsatz in 190 Ländern ca Mitarbeiter Niederlassungen in über 100 Ländern > 200 Produktionsstätten ca Mitarbeiter in Forschung und Entwicklung in 25 Ländern (u.a. in DE) Umsatzverteilung: Europa: 44%, Nordamerika: 27%, Asien, Pazifik: 19%, Rest der Welt: 10% Energie und Infrastruktur Industrie Geschäftsbereiche Rechenzentren Gebäude Wohngebäude APC by Schneider Electric Michael Schumacher 8. Juni

5 Kurzübersicht APC Portfolio SmartUPS ISX Central NetBotz InRow Cooling Symmetra PDU-Serien MGE Galaxy Service NetShelter APC by Schneider Electric Michael Schumacher 8. Juni

6 Höchstverfügbarer RZ-Gesamtaufbau Quelle: BITKOM Leitfaden Energieeffizienz im Rechenzentrum APC by Schneider Electric Michael Schumacher 8. Juni

7 IT- und Facility Management IT-Management FM-Management TCP/IP RS485 / Prozesse BUS GLT Gebäude Applikationen Lüftung Server RZ- Strom Management Heizung Netzwerk Klima Sanitär Storage Sicherheit Verkabelung Brandschutz Management eines der wichtigsten Bereiche des Unternehmens ist interfakultär und muss klar geregelt werden! APC by Schneider Electric Michael Schumacher 8. Juni

8 IT-Geräte Spannungsanforderungen auch ITI-Kurve) Spannungsbereich für den sicheren Betrieb von IT Netzteilen Netzspannungskurve mit kurzem Einbruch (aufgezeichnet durch Messgerät ION7650) APC by Schneider Electric Michael Schumacher 8. Juni

9 IT-Equipment (die 3S ) in 19 -Racks Server Switche Storage 19"-Geräte in 19"-Schränken (ISO-Maß: 482,6 mm!) APC by Schneider Electric Michael Schumacher 8. Juni

10 Kabelführung im 19"-Schrank Platzbedarf berücksichtigen! APC by Schneider Electric Michael Schumacher 8. Juni

11 Übergabepunkte: IT-Steckerformen IEC320 IEC309, 16A, einphasig (blau) (auch mit 32 A) IEC309, 32A, dreiphasig (rot) (auch mit 16 A) APC by Schneider Electric Michael Schumacher 8. Juni

12 Stromversorgung der 19"-Schränke (mit darin eingebauten IT-Geräten) RM-PDUs (Rackmount Stromverteilerleisten) mit IEC320 Buchsen typischerweise 2 getrennt abgesicherte RM-PDUs pro 19"-Schrank Steckerfertig vorbereitet, keine Festverdrahtung durch Elektriker vor Ort erforderlich - verschiedene Modelle - basic, metered, switched, metered per outlet - horizontaler vs. vertikaler Einbau - 10, 16 oder 32 A - ein- oder dreiphasiger Eingang APC by Schneider Electric Michael Schumacher 8. Juni

13 Optionaler Baustein bei 2N-Lösungen: automatischer Umschalter (ATS) Netz 1 Netz 2 USV 1 USV 2 Zwei getrennte, unabhängige Systeme speisen die Last (Verbraucher) Unterverteilung 1 Unterverteilung 2 NT = Netzteil NT1 Server mit 2 Netzteilen ATS NT2 ATS = automatischer Umschalter z.b. 16A oder 32A einphasig, 19, 1 bzw. 2 HE NT1 NT2 Server mit 3 Netzteilen NT3 APC by Schneider Electric Michael Schumacher 8. Juni

14 Rechenzentrum, Versorgung von Racks Kabel NS- Schienenverteiler Integriert in Schaltanlage Reihe UV UV NS- Schaltanlage modular NS- Schaltanlage Schutz in der Schaltanlage (UV) Schutz im Abgangskasten Schutz im Modul APC by Schneider Electric Michael Schumacher 8. Juni

15 Kabelführung -Stromkabel -Datenkabel deckenmontierte Kabeltrassen Im Doppelboden Installationsboden vs. Druckboden Überkopf auf dem Rack-Dach gestellartige Säulen / Ständerkonstruktionen APC by Schneider Electric Michael Schumacher 8. Juni

16 USV-Ausgangsverteilung modulare Verteilerschränke Kabelverlegung "Überkopf" 5 HE, bis 138 kw bis 277 kw, 24x dreiphasig oder 72x einphasig, beliebige Mischung möglich Abgangsmodule ("hot add") einphasig 16 oder 32 A (3,5 oder 7 kw) dreiphasig 16 oder 32 A (11 oder 22 kw) Kabellängen ab ca. 1,5 bis ca. 20 m APC by Schneider Electric Michael Schumacher 8. Juni

17 "klassische" Elektroverteilung Die Lösung für Individualisten Mess- und Anzeigegeräte mögliche Features: - unterschiedlichste Leistungsvarianten - individuelle Schalterbestückung - Hilfskontakte, Klemmen, etc. - Kabeldurchführungen oben / unten APC by Schneider Electric Michael Schumacher 8. Juni

18 Schienenverteiler (stahlblechgekapselte Leiterbahnen) Grundgedanke: Viele Einzelkabel durch einen gemeinsamen, verlustarmen Versorgungsstrang mit entsprechend höherem Bemessungsstrom zu ersetzen. Verbraucher Verbraucher Verbraucher Verbraucher Verbraucher Kabel Verbraucher Verbraucher Verbraucher Verbraucher Verbraucher Dezentrale Abgangskästen Schiene Verteiler Zentrale Absicherung Einspeisung Zuleitung Zuleitung APC by Schneider Electric Michael Schumacher 8. Juni

19 Vergleich: Schienenverteiler Kabel - Auslegung von Kabeln (DIN VDE0298-4): Bei Kabelhäufung Querschnittvergrößerung erforderlich (existierende Kabelquerschnitte!?) - Schienenverteiler (Typgeprüfte Schaltgerätekombination nach DIN VDE / DIN EN ): Kenndaten wie Bemessungsstrom werden vom Hersteller angegeben. - Reduzierung der Brandlast - im laufenden Betrieb veränderbar und erweiterbar (Abgangskästen) APC by Schneider Electric Michael Schumacher 8. Juni

20 Verlustleistung von Schaltgeräten Sicherung vs. Leistungsschalter NH-Sicherungsleiste mit Sprungantrieb Compact NSX 100 A Pv 36 W 160 A Pv 90 W 100 A Pv 14 W 160 A Pv 35 W NH-Sicherungsleiste 100 A 160 A. Mehrverlustleistung pro Stunde + 22 W + 55 W Mehrverlustleistung pro Jahr kw kw CO 2 Mehrbelastung pro Jahr (533 g/kwh) kg kg Mehrkosten (15 cent/kwh) pro Jahr pro Abgang APC by Schneider Electric Michael Schumacher 8. Juni

21 RZ-Elektroinstallation G Heizung ATS NSHV mit Leistungsschaltern! Anzahl der Räume und Verbraucher? Art der Verbraucher? Leistungsbedarf? USV PDU Licht Befeuchtung/ Nachheizung Sicherheit Wasser- Pumpe Chiller (Kompressor) Erweiterbarkeit? IT-Geräte Klimalüfter Lüfter (Freikühler) Datacenter APC by Schneider Electric Michael Schumacher 8. Juni

22 RZ-Schaltanlage "hot add" - Leistungsschalter in Steckeinsatztechnik mit Monitoring Einspeisung und Abgang Abgang Kabelanschlussraum Kabelanschlussraum APC by Schneider Electric Michael Schumacher 8. Juni

23 Monitoring der RZ-Schaltanlage Messen, kommunizieren, auswerten Haupteinspeiseschalter Netzanalysator mit mehreren Kommunikationsschnittstellen u.a. TCP/IP, MODBUS BUS- Verbindungen Abgangsschalter Netzwerkanschluss - direkter Zugriff per Webbrowser möglich - SNMP-fähig - Integrationsmöglichkeiten in Netzwerkmanagement, GLT und RZ-Managementsysteme APC by Schneider Electric Michael Schumacher 8. Juni

24 Racks Rechenzentrum, Versorgung von Racks Raum Management Einheit Zonen Management Einheit NSX System A A SPS M340 System B B F ² C E D Abgangskasten Schienenstränge ASi Kabel APC by Schneider Electric Michael Schumacher 8. Juni

25 Weitere Messpunkte im RZ (Auswahl) Rauchmelder USV+Batt. Klima RM-PDUs Türkontakte Temperatur + Luftfeuchte APC by Schneider Electric Michael Schumacher 8. Juni

26 Integration in ein RZ-Managementsystem USER TCP/IP Network WEB Lizensierung Rechner mit Webbrowser (HTTP) Ethernet Switch Server Kundennetzwerk xxx Netzwerk (DHCP) Firmware Updates Remote Monitoring Service Sensoren + Video weitere Geräte Modbus Ethernet Gateway Rack Manager Netzanalysator / Schaltanlage USV E-Verteiler Klima RM-PDU Modbus SNMP Kontakte Integration von Komponenten verschiedenster Hersteller möglich APC by Schneider Electric Michael Schumacher 8. Juni

27 Zentraler Server (Appliance) Zugriffsmöglichkeiten http, https, SSL, MODBUS, u.a. Zugriffsrechte nur lesen, lesen und schreiben, administrieren Zusatzmodule: Operations Management, Change Management, Energieeffizienz Lizenzmodell (Nodes) Hochverfügbare Hardware: - Dual Prozessor - zwei Festplatten - zwei Netzteile Bild zeigt APC ISX Central Enterprise APC by Schneider Electric Michael Schumacher 8. Juni

28 Grafische Darstellung (1) APC by Schneider Electric Michael Schumacher 8. Juni

29 Grafische Darstellung (2) Guten Tag, Herr Schneider, ihr RZ-Wirkungsgrad (PUE) beträgt heute, Datum, Uhrzeit: 1,97 Hier klicken für Optionen zur Historienauswertung APC by Schneider Electric Michael Schumacher 8. Juni

30 Nutzen = Do More with Less -Optimierung des Betriebs (Verfügbarkeit) -Benachrichtigungsmöglichkeiten (verkürzte MTTR) -"Wer nicht misst weiß nichts!" Messung und Darstellung (Qualität / Quantität) -Optimierung von Anschaffungs- und Betriebskosten APC by Schneider Electric Michael Schumacher 8. Juni

31 Höchstverfügbarer RZ-Gesamtaufbau Quelle: BITKOM Leitfaden Energieeffizienz im Rechenzentrum APC by Schneider Electric Michael Schumacher 8. Juni

32 Vielen Dank für Ihr Interesse und Ihre Aufmerksamkeit! Michael Schumacher Senior Systems Engineer Mobil: APC Deutschland GmbH Elsenheimerstr. 47a München APC by Schneider Electric Michael Schumacher 8. Juni