Schneider Electric’ten 800 VDC Veri Merkezlerinde Ark Parlaması Risk Araştırması

Schneider Electric, dünyanın önde gelen hiper ölçekli veri merkezi işletmecilerinin yaklaşımıyla uyumlu 800 VDC ark parlaması risk araştırmasını yayımladı

Küresel enerji teknolojisi lideri Schneider Electric, 800 VDC güç mimarilerinde ark parlaması riskinin nasıl değerlendirilebileceği ve yönetilebileceğine ilişkin pratik bir yol haritası sunan, alanında ilk niteliğindeki analizini yayımladı. Hiper ölçekli veri merkezi işletmecilerinin tasarım yaklaşımlarından hareketle oluşturulan kullanım senaryolarına dayanan çalışma, farklı konfigürasyonlara sahip, gelişmekte olan iki 800 VDC mimarisini karşılaştırıyor. Bulgular, ark parlamasının etkilerinin mimariye, kapasitörlerin yerleşimine ve arıza giderme davranışına önemli ölçüde bağlı olduğunu gösteriyor.

Araştırmanın öne çıkan sonuçlarından biri, kapasitör etkisinin baskın olduğu en zorlu varsayımlarda dahi 800 VDC sistemlerde ark parlaması riskinin yönetilebilir olması. Çalışmaya göre risk seviyesi birçok durumda tipik AC sistemlerle karşılaştırılabilir düzeyde kalıyor. Gelişmiş yazılım ve dijital ikizlerden yararlanan daha kapsamlı modelleme yöntemleri de ark parlaması riskinin daha doğru biçimde ortaya konmasına yardımcı oluyor.

Bulgular, yapay zekâ veri merkezlerinde daha yüksek güç yoğunluğuna sahip kabinleri desteklemek amacıyla 800 VDC mimarilerinin benimsenmeye başladığı kritik bir dönemde geliyor. NVIDIA’nın öncülüğünde, Schneider Electric gibi enerji teknolojileri şirketlerinin katkısıyla 800 VDC veri merkezi güç altyapısına geçiş, büyük ölçekli veri merkezleri ve AI Factory’lerin 400 kW ve üzerindeki IT kabinlerini desteklemesine olanak sağlayacak.

Sektör daha yüksek güç yoğunluklarına doğru ilerlerken 800 VDC dağıtım, megawatt ölçeğindeki kabinlerin verimli biçimde enerjiyle beslenmesinde uygulanabilir bir çözüm olarak öne çıkıyor. Bununla birlikte daha yüksek çalışma gerilimleri, arıza davranışının, koruma koordinasyonunun ve güvenli çalışma uygulamalarının daha iyi anlaşılmasını gerektiriyor.

Schneider Electric Güvenli Güç ve Veri Merkezlerinden Sorumlu Başkan Yardımcısı Manish Kumar, konuyla ilgili şunları söyledi:

“800 VDC güç dağıtımı veri merkezi tasarımında önemli bir değişimi temsil ediyor ancak aynı zamanda kapsamlı biçimde incelenmesi gereken yeni güvenlik konularını da beraberinde getiriyor. Dünyanın önde gelen hiper ölçekli veri merkezi işletmecilerinden bazılarıyla yürüttüğümüz çalışmalar, mühendislere ve güvenlik profesyonellerine ark parlaması risklerini değerlendirmek için ilk pratik çerçevelerden birini sunuyor. Bu yaklaşım arıza davranışını anlamak, güvenli çalışma uygulamalarını oluşturmak ve etkili koruma sistemleri tasarlamak için yapılandırılmış bir yöntem sağlıyor. Amacımız, sektörün daha yüksek gerilimli mimarilere güvenli ve emin adımlarla geçmesine yardımcı olmak.”

Ark flaşı analizi AC veri merkezlerinde halihazırda standart bir uygulama olsa da dönüştürücü beslemeli 800 VDC sistemlerde çalışan personelin karşılaşabileceği elektriksel tehlikelerin yönetimine ilişkin sektör genelinde kabul edilmiş bir standart veya kılavuz henüz bulunmuyor. Bu nedenle yeni araştırma yalnızca ark parlaması tehlikelerinin değerlendirilmesi ve yönetilmesi açısından değil, 800 VDC sistemlerin mevcut güç sistemleriyle karşılaştırılabilir güvenlik seviyelerine ulaşmasını sağlamak açısından da önem taşıyor. Çalışma, mevcut standartların ark parlaması riskini olduğundan yüksek tahmin edebildiğini, Schneider Electric’in simülasyon analizlerinin ise gelişmiş yazılım ve dijital ikizlerin riski daha doğru modellediğini gösteriyor.

İki farklı 800 VDC mimarisi değerlendirildi

Schneider Electric’in çalışması, sektörde ortaya çıkan başlıca uygulama yaklaşımlarını temel alarak hem kabin hem de tesis seviyesindeki 800 VDC mimarilerine yönelik ilk pratik ark parlaması analizlerinden birini ortaya koyuyor. Analiz kapsamında standartlara dayalı yöntemler, geçici durum simülasyonları ve sistem seviyesinde modelleme değerlendirildi. Bulgular, mevcut ark parlaması analiz çerçevelerinin mimariyi ve zamana bağlı değişkenleri dikkate alacak şekilde kullanıldığında 800 VDC sistemlere uygulanabileceğini ve tasarım tercihlerinin sonuçlar üzerinde belirleyici olduğunu gösteriyor.

Kabin seviyesindeki 800 VDC mimarileri: Muhafazakâr yöntem ve varsayımlarla gerçekleştirilen sidecar, diğer adıyla güç kabini, vaka çalışmasında, herhangi bir koruma cihazı bulunmadığı durumda dahi maruz kalınan enerji seviyesinin referans alınan 1,2 cal/cm² kişisel koruyucu ekipman eşiğinin oldukça altında kaldığı görüldü.

Merkezi 800 VDC mimarileri: Tesis seviyesindeki vaka çalışması, yine muhafazakâr ve gerçek uygulamaları daha az yansıtan, aşırı akım korumasının bulunmadığı bir mimari ele alındığında maruz kalınan enerji seviyesinin kabin seviyesindeki tasarımlara kıyasla bir miktar daha yüksek olabileceğini gösteriyor. Analiz ayrıca sistem topolojisinin etkisini değerlendirerek ters akımı engelleyen diyotların hem yukarısında hem de aşağısında meydana gelen arızaların geri beslemeyi, tepe akımını ve ark parlaması sonuçlarını nasıl etkilediğini ortaya koyuyor. Arıza katkısının standart koruma cihazlarıyla zaman açısından sınırlandırılması durumunda ark parlaması enerjisi, çalışma ortamları için uygun seviyelere düşüyor ve genel olarak yaygın AC mimarilerindeki seviyelerle uyumlu hale geliyor.

800 VDC mimarilerinde ark parlaması riskinin azaltılmasında tasarım ve koruma stratejileri önemli rol oynuyor. Araştırma, genel riskin düşük kaldığını ve birçok durumda tipik AC dağıtım sistemleriyle karşılaştırılabilir olduğunu gösteriyor. Standart koruma cihazları kullanıldığında da maruz kalınan enerji önemli eşiklerin altında tutulabiliyor.

Araştırmada ayrıca şu sonuçlara ulaşıldı:

Geçici durum davranışı önem taşıyor: 800 VDC sistemlerde ark parlaması etkisini zamana bağlı arıza akımları belirliyor. Bir olayın ilk milisaniyelerinde kapasitör deşarjı baskın rol oynuyor.

Simülasyon doğruluğu artırıyor: Geçici durum simülasyonu ve güç sistemi analiz araçları gibi yazılımlar, DC sistemlerde kullanılan basitleştirilmiş ark parlaması analiz yöntemlerinin kapasitör etkisinin baskın olduğu sistemlerde riski çoğu zaman olduğundan yüksek tahmin ettiğini gösteriyor. İşletmeciler, ETAP gibi gelişmiş yazılım ve dijital ikizlerden yararlanarak koruma stratejilerini daha doğru veriler üzerine kurabiliyor ve ark parlaması riskini önemli ölçüde azaltabiliyor.

Tasarım tercihleri riski azaltıyor: Ark parlaması sonuçlarını yalnızca DC dağıtım kullanılması değil, mimari ve sistem konfigürasyonu da belirliyor. Kapasitörlerin yerleşimi, ters akımı engelleyen bileşenler ve milisaniye ölçeğinde devreye giren koruma sistemleri, 800 VDC altyapılarının güvenli biçimde uygulanmasında kritik rol oynuyor.

ETAP CEO’su Tanuj Khandelwal ise şunları söyledi:

“Endüstri standartları ark parlaması ve elektrik güvenliği açısından vazgeçilmez olmaya devam ediyor. Ancak geleneksel yöntemler, karmaşık DC sistemlerin çalışma biçimini tam olarak yansıtmadıkları için gereğinden fazla muhafazakâr sonuçlar verebiliyor. Gerçek riski anlayabilmek için mühendislerin sistem topolojisini, arıza davranışını, koruma koordinasyonunu, dönüştürücü tepkilerini, anahtarlama mantığını ve aktif koruma sistemlerini birlikte değerlendirmesi gerekiyor. ETAP, ekiplerin 800 VDC sistemleri gerçek çalışma koşullarına uygun biçimde modellemesini ve doğrulamasını sağlayarak muhafazakâr varsayımlardan daha doğru, yapay zekâ destekli ve fizik temelli güvenlik ve operasyon kararlarına geçişi destekliyor.”

Bu çalışma, Schneider Electric’in ark parlaması güvenlik testleri alanındaki onlarca yıllık deneyimini temel alırken şirketin, yapay zekâ veri merkezlerinde kullanılan yeni nesil yüksek yoğunluklu kabin sistemleri açısından kritik öneme sahip 800 VDC güç mimarilerine geçişi destekleme taahhüdünü de güçlendiriyor. Schneider Electric ayrıca 800 VDC sistemlerde bakım çalışmalarının güvenli biçimde gerçekleştirilebilmesine yönelik, sistem çalışırken güç bileşenlerinin değiştirilebilmesini sağlayan “live swap” teknolojileri üzerinde kapsamlı testler gerçekleştirdi.

Araştırmanın bulguları, “DC Arc Flash Analysis: A Practical Study on 800 VDC in Data Centers” başlıklı teknik dokümanda yayımlandı.

Kaynak: (KAHA) Kapsül Haber Ajansı