Infrastruktur
Die richtige USV fürs Datacenter
Fortsetzung des Artikels von Teil 2
Kapazitativ versus induktiv
Netzteile in Servern müssen mittlerweile einen hohen Leistungsfaktor, korrekt „Wirkfaktor“ (cos) idealerweise von 1 aufweisen. Um diesen Faktor möglichst hoch zu treiben, nutzen Netzteile eine Korrekturschaltung, die dazu führt, dass das Netzteil aus der Sicht des Versorgers eine kapazitive Lastkennlinie (cos = -0,9 bis -0,95) aufweist. Bei älteren Netzteilen ging die Lastkennlinie allerdings in Richtung induktiv (cos = 0,80 bis 0,90), auch die USV-Anlagen waren so ausgelegt, dass sie ihre Maximallast bei induktiver Belastung abgeben konnten. Dies war auch eine natürliche Folge des in der Regel verwendeten massiven Ausgangs-transformators in der USV. Wird so ein System allerdings mit mehr und mehr kapazitiven Endgeräten belastet, nähert es sich seiner Leistungsgrenze weit schneller, als die Planer das bei der ursprünglichen Installation berücksichtigt hatten. Ein Beispiel macht die Situation deutlicher: Wird eine herkömmliche USV-Anlage mit einer Scheinleistung von maximal 300 kVA mit einer kapazitiven Last konfrontiert, stellt sie bei einem cos von -0.95 nur noch eine Wirkleistung von 214 kW zur Verfügung. Damit stehen elf Prozent weniger Leistung bereit, als die Planer vorgesehen hatten. Ein cos von -0.90 führt zu nur noch 182 kW Wirkleistung. Beide Werte gelten im Vergleich zur nominalen Belastung, wenn der cos +0.80 induktiv ist. Transformatorlose USV-Systeme wie die PMC40 haben hier einen großen Vorteil, denn sie erfahren bis zu einem cos von -0,95 gar keine und bei -0,90 nur eine geringe Leistungsverminderung von etwa drei Prozent. Die USV kann also trotz Blade-Servern kleiner dimensioniert werden.
In der Vergangenheit wurden unterbrechungsfreie Stromversorgungen als Online- oder Offline-Systeme bezeichnet, darüber hinaus gab es mehrere Hybridkonzepte. Mittlerweile macht die IEC-Norm 62040-3 Schluss mit dem Begriffswirrwarr. Ein Code nach dem Muster XXX-YY-123 gibt detailliert über die Art und Eigenschaften der USV Auskunft. Die erste Buchstabengruppe legt die Betriebsweise fest, die zweite Buchstabengruppe beschreibt die Kurvenform der Ausgangsspannung. Der letzte Ziffernblock geht ins Detail und legt Grenzwerte für die Abweichung der Ausgangsspannung bei verschiedenen Störungsarten fest. VFI stellt die höchste Anforderung dar, sie verlangt, dass die Ausgangsspannung unabhängig von Schwankungen der Eingangsspannung und -frequenz bleibt. Das entspricht in etwa dem, was früher als Doppelwandler oder Online-USV bezeichnet worden wäre. Diese Systeme bieten sehr gute Isolierung von Ein- und Ausgang, gepaart mit einer nichtvorhandenen Umschaltzeit. Das heißt, die angeschlossene Last ist zu keinem Zeitpunkt ohne Strom, wie es bei Offline-Systemen zwangsläufig der Fall ist. Da die Ausgangsspannung vollständig kontrolliert wird, lassen sich auch Frequenz und Spannungsform sehr kons-tant halten. Für die Anforderungen in Rechenzentren und Serverräumen ist VFI heute der übliche Standard, allerdings gibt es immer noch aus Kostengründen Anwender, die sich mit einer weniger umfassenden Absicherung zufriedengeben. Dazu zählt die Klasse VI, sie erfüllt die Anforderung den Ausgang frei von Änderungen der Eingangsspannung zu halten, der Ausgang läuft jedoch synchron zur Netzfrequenz. Das hieß in der alten Nomenklatur Single-Conversion oder Line-Interactive. Reine Offline-Geräte tragen heute das Kürzel VFD, die Schutzwirkung ist von allen drei Verfahren am geringsten.
- Die richtige USV fürs Datacenter
- Modularer Aufbau
- Kapazitativ versus induktiv
- Ausblick
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