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Ing. Csar Inga Zapata

Ing. Cesar Inga Zapata

SOLUCIONES EN ENERGA Y CLIMATIZACIN PARA DATA CENTER



AGENDA

1. FUNDAMENTOS DE LA CALIDAD DE LA ENERGA

2. SISTEMAS DE PUESTA A TIERRA DE ALTA FRECUENCIA PARA DATA CENTER

3. DISPOSITIVOS DE PROTECCIN CONTRA TRANSITORIOS DPS / TVSS

4. SISTEMAS DE ALIMENTACIN ININTERRUMPIDA

5. SISTEMAS DE TRANSFERENCIA AUTOMTICA ATS

6. AIRE ACONDICIONADO DE PRECISIN



Menor Costo

Mayor Costo

PIRMIDE DE LA CALIDAD DE ENERGIA



SISTEMAS DE PUESTA ATIERRA PARA DATA CENTER



SISTEMA DE PUESTA A TIERRA

Para un mismo edificio quedan expresamente prohibidos los sistemas de puesta a tierra que aparecen en la Figura, segn criterio adoptado de la IEC 61000-5-2.

Tierra AisladaTierra de Potencia

Pararrayos o terminales de captacin

Puesta a Tierra

Suelo



Tierra AisladaTierra de Potencia


Puesta a Tierra

Suelo

Para un mismo edificio quedan expresamente prohibidos los sistemas de puesta a tierra que aparece en la Figura, segn criterio adoptado de la IEC 61000-5-2




Para un mismo edificio los sistemas de puesta a tierra tendrn que aparecen como en la Figura, segn criterio adoptado de la IEC 61000-5-2.

Conductores de Proteccin

Conductores Aislados


Bajantes

Conexiones

Puesta a Tierra

Suelo

Conductores Equipotenciales sugeridas para edificios altos




Controles de efectos de interferencia externa .Normalmente slo el control del campo elctrico control de campo magntico requiere material ferroso Puede controlar la fuga de informacin controladaDepartamento de Defensa y la tempestad

El rendimiento normalmente comprometidaDatos de las penetraciones de cableSeparacin de potencial para la energa

CONCEPTOS DE LA JAULA DE FARADAY



Normas Federales de Procesamiento de Informacin de la publicacinFIPS PUB 94 - 21 de septiembre - Ahora descontinuadoEE.UU. Departamento de Comercio, Oficina Nacional de Normas Orientacin sobre la energa elctrica para instalaciones de ADP

LAS SEALES DE INTERFERENCIA EN EQUIPOS DE CABLEADO



A menos que sala es cuadrada instrucciones simples para las conexiones a todas las otras causas perdidas en las conexiones

Las abrazaderas pueden aflojarse con el tiempo

4 X 4 DE CUADRCULA DE REFERENCIA



Las Sobretensiones Transitorias y su Mitigacin conDispositivos de Proteccin contra Sobre tensiones DPS / TVSS



Sobretensin de origen Atmosfrico

Sobretensin de maniobra

Tiempo

Ten

si

n

Qu son las Sobretensiones Transitorias?



UNDERWRITERS LABORATORIESDetermina que la naturaleza imprevisible de las fluctuaciones hace quesea difcil suprimirlos; nunca se sabe cundo, cunto tiempo o cunpoderosos sern estos.

NEMALos Picos de Tensin o Transitorios son breves picos de sobretensin operturbaciones en una onda de energa que pueden daar, degradar yhasta destruir los equipos elctricos y electrnicos dentro de cualquiercasa, edificio comercial o instalaciones de una fabrica.

IEEE (Emerald Book)Las sobretensiones pueden tener muchos efectos sobre losequipos que van desde efectos indetectables hasta sacar de serviciocualquier equipo.

Qu son las Sobretensiones Transitorias?



Lnea Telefnica

Lnea distribucin en Media Tensin

Fuentes de Induccin

Lneas de Control

Sub distribucin

Potencial a TierraBuena Condicin de

sistema de Puesta a Tierra

Baja Impedancia del Sistema a Tierra

aplicando Cemento Conductivo

Puesta a Tierra de Potencia

Sub Estacin de Transformacin

Proteccin y Captura de Rayos

Disipacin correcta de la energa de falla en el Sistema a Tierra

Captura de fallas provenientes de lado de fuerza

Proteccin de fallas entrantes travs de las lneas de Distribucin

Diseo de Conductores equipotenciales

Tablero de Distribucin

Central Telefnica

UPS, Estabilizadores,Bateras

Sala de Impresoras

Sala de Servidores

Equipos de Computo

Unidad de Computo

Remota

Equipos de Computo y Comunicaciones

Multiaterramiento de las Tierras

Dispositivo de Proteccin TVSS

Dispositivos de Proteccin para Comunicacin.

Electrodos de Puesta a Tierras

Las perturvaciones y fallas pueden tener un Origen Externoo como sucede ms a menudo puede ser de Origen Interno(Perturvaciones generadas por nuestros propios equipos)

Las soluciones ante estos problemas varian dependiendo de un anlisis previo

Una mayor confiabilidad en nuestra infraestructura, estaracompaado en saber identificar de forma oportuna todos

estos posibles problemas



Porcentaje de Eventos que afectan al Suministro Elctrico

88.5%

11.0%0.5%

Cortes y ApagonesVariacin de Tensin

Ruido y Sobretensiones Transitorias

Fuente: IBM



Pirmide de la Eficiencia Energtica

La Solucin para la eliminacin de Problemas con los Transitorios esta presente en el segundo escaln de la pirmide



Efecto de Sobretensiones Transitorias en Infraestructura Electrnica y Equipos

Informticos



Reduced signal strength may cause false zero crossing of the sine wave & triggering of sensitive electronic loads

4 MHz33 MHz

66 MHz100 MHz

160 MHz300 MHz

55

33

1.51.5

4003,300

6,60010,000

16,00030,000

33,333275,000

550,000833,333

1,333,3332,500,000

ComputerClockSpeed

ChipVolts

100Micro

Seconds

Data TransfersPer

1/2Cycle

Fuente: Dale Pickering, Facility Mgr, Atmel Corporation

Logic Signal Voltage & Chip Speed



Son las Sobretensiones realmente un Problema?

Integrado de Tarjeta Electrnica

Dao Acumulativo

Falla Catastrfica

Integrado de Tarjeta Electrnica de PLC



DPS Funcionamiento

Supresor Bsico (Solo MOV)



DPS Funcionamiento

Supresor con Filtro (Hibrido)



Metal oxide particles

High energy handling capability

Low clamping levels

Metal Oxide Varistors (MOV)



REDUNDANCY

PHASE CONDUCTOR

NEUTRAL/GROUND

TYPICAL

MODULOS TVSS CON MOVs

X

XXX



MODULOS DPS/TVSS CON TPMOVThermo-Dynamic Fusing System



Thermo-Dynamic Fusing Systemproteccin trmica del xido de Metal tecnologa varistor

Proporciona el funcionamiento seguro, incluso cuando son expuestos a condiciones anormales (temporal sobretensiones, altas corrientes de falla, mal uso de la unidad)

En estas condiciones, el componente se elimina de forma rpida y segura del circuito antes de embalamientotrmico.

Elimina todas las preocupaciones de los daos posteriores alos componentes del montaje elctrico que se producen envirtud de un fallo o al final de la condicin de la vida



IEEE C 62.41 Nivel de exposicin



20,000V2,300V2,300V 1,000V 1,000V

0V

I.T. System Shield

Celda Principal Tablero de Distribucin

I.T. System Shield

Tablero IT

I.T. System Shield

0V

Sistema de Proteccin System Shield



UL 1449 Tercera Edicin

Vigente desde el 29 de Setiembre de 2009



Equipos Eaton Innovative TechnologyXT Surge Protective Device

FeaturesThermally Protected Metal Oxide Varistor (TPMOV) technology Rated 50 (XT50) or 100 kA (XT100) peak surge current Wide range of voltage applications from 100 to 480 Vac Wiring systems: single phase, split phase, three-phase Wye,

or three-phase Delta High intensity LED Phase status indicators NEMA 4X (IP56) polycarbonate enclosure #10 AWG (6mm2) stranded wire included " threaded conduit fitting included Optional external mounting feet UL 1449 3rd Edition for surge suppression devices compliant CE marked 5 year free-replacement warranty



ComparativaXT Surge Protective Device Vs RielDin

UL1449 3ra Edicin

Thermally Protected

5 Aos de Garanta

LED status por fase

Altas Capacidades

NEMA 4X

XT Surge RielDin



UPS (UNINTERRUPTIBLE POWER SUPPLY )TIPOS Y TECNOLOGA



UPS (UNINTERRUPTIBLE POWER SUPPLY )TIPOS Y TECNOLOGA

Monofsicos

Off Line

Interactive

True On Line

Trifsicos

True On Line



EL UPS

Battery

Rectifier Inverter

Static Switch

BypassInput

Rectifier Input

Critical Load

Utility

DC

CriticalBusAC

ACDC

DC



OFFLINE UPS

Normal Mode

Load Is Connected Directly to Mains Supply

Battery Is Charged

Mains FilterLoad

BatteryCharger

InverterBattery



OFFLINE UPS

Battery Mode

Switch Changes From Mains to Inverter

Inverter Feeds Load

Transfer Time 2-6 msec

Mains FilterLoad

BatteryCharger

InverterBattery



LINE INTERACTIVE OPERATION

Normal Mode

Automatic Voltage Regulator

Transfer Time 2-4 msec

FILTER LOAD

Bi-Directional Convert

Battery

AVRL

N

G

L

N

G



TRUE ON LINE (NORMAL POWER FLOW)

Unregulated power Utility or Genset

Regenerated UPS Power

Rectifier ON Inverter ON

Battery Float

Static Switch Off

Power Flow, from Utility to inverter regulated power



TRUE ON LINE (BATTERY DISCHARGING)


Regenerated UPS Power

Rectifier OFF Inverter ON

Static Switch Off

Battery Discharge

From battery to INV to Load



TRUE ON LINE (UPS ON STATIC BYPASS)


Rectifier Inverter off

Battery

Static Switch On

Utility Power

TVSS only!!!

TVSS

TVSS is the only protection the load has.

Power flow from utility to the load.



CONFIABILIDAD EN DISEO DE DATA CENTERS



TIA-942 TIERS OF PROTECTION

Zero downtime Single or redundant UPSDual bus

(7-8)

99.99999% to

99.999999

Computer / communication system is the business

Tier 4

Increased uptime (business continuity)

Redundant UPSSingle Bus

(5-6)99.999% to 99.9999%

Computer / communication system is critical to business

Tier 3

(4)99.99%

Orderly shutdown and improved uptime

Fewer unexpected interruptions

Data integrity.

Some business interruption acceptable

Tier 2

None

(3)99.90%Avoid power transients

Protect hardware

Tier 1

Single UPSSingle Bus

Requirements Concerns 9s of Availability UPSSystem



CUNTO TIEMPO OPERA EL SISTEMA?

Disponibilidad Tiempo perdido anual

99.9 % (TIER 1) 8 horas 45 minutos

99.99 % (TIER 2) 52 minutos

99.999 % (TIER 3) 33.6 seconds

99.99999% (TIER 4) 0 Downtime



DEFINING UPS REDUNDANCIES

System1

N + 1

1 + N

2 (N + 1)

2 (1 + N)

1 + 1

Dual Bus

2N

MethodologySingle UPS module, no redundancy

N = number of UPSs to handle power requirements + 1 for redundancy

1 UPS plus (N)umber of UPSs added for redundancy

2 (N + 1) systems

2 (1 + N) systems

2 UPSs running in parallel for full redundancy

2 UPSs feeding two independent output distribution systems

A dual bus system with redundancy on each bus

BUSSINGLE

SINGLE

SINGLE

DUAL

DUAL

DUAL

DUAL

DUAL

Tier2

3

3

4

4

4

4

4



REDUCING SINGLE POINTS OF FAILURE

Rack 4Electrical

Dist. Panel Rack 1 Rack 2 Rack 3

UPS A

Single UPS Single electrical distribution panel Single cable per computer device Single power supply per server

= Single Point Failure



UPS A

Rack 4Electrical


Single UPS Single electrical distribution panel Single cable per computer device Dual power supply per server eliminates single point of failure but increases cabling under the floor.




UPS A

Rack 4Electrical


Single UPS Single electrical distribution panel Smart power strips eliminate excess cabling & improve air flow under the floor.

REDUCING SINGLE POINTS OF FAILURECASO UPSS DE 80 KVA



UPS A

Electrical Dist. Panel

Electrical Dist. PanelRack 4

Electrical Dist. Panel Rack 1 Rack 2 Rack 3

Single UPS Redundant electrical distribution panel and smart power strips.




UPS A

Electrical Dist. Panel

Electrical Dist. PanelRack 4

Electrical Dist. Panel Rack 1 Rack 2 Rack 3

UPS B

Redundant UPS

Reducing Single Points of Failure



TIER 3: Increase Uptime

TIER 4: No DowntimeDistributed Redundant

DUAL INPUT PDU

LBSUPS 1

LOAD

STS

LOAD

STS

LOAD

DUAL INPUT LOAD

Utility Source / Generator #2

Utility Source / Generator #1

UPS 2

PDU

PDUPDU

PDUPDUParallel Redundant

UPS 1

Utility Source w/ ATS & Generator

UPS 2

SCC

PDU

LOAD

TIER 2Preserve Data

LOAD

UPS

PDU

Utility Source

TYPES OF SYSTEMS

TIER 1HW Protection

LOAD

Utility Source

TVSS and / orConditioner

PDU

1 + 1 Redundant

LOAD

PDU

Utility Source w/ ATS & Generator

UPS 2UPS 1



PSA MAIN FEATURES

Range: 350, 500, 650, 1000 VA

Line interactive technology with AVR

Automatic voltage regulation

Output sockets: up to 6 battery backed up & surge protected sockets

Surge suppression 2 additional surge protected only sockets

Plug & play: one button and two leds



2 x 16Amps IEC320-C19 Output Plugs

External Battery Cabinet (2U / 4U)

Hot-swappable user replaceable battery

Configuration Program for Extra Flexibility (runtime, voltage)

Possibility to Inhibit Bypass for higher Equipment Protection

Also Frequency Converter

LIEBERT GXT3

Product VA Range 700 - 10000VA Compact Rack and Tower Design 2U / 5U 120V or 230V, 60/50Hz Online Duble Conversion Technology VFI SS 111 according to IEC 62040-3 Sinewave Output Selectable Output Voltage

220/230/240VAC Battery Backup time > 10 / 7 minutes full load Universal Communication Option

Contact Closure DB9 RS232 Serial communication Relay Card USB Card SNMP + WEB Communications Modbus/Jbus card

Multilink Software Included



GXT2 10KVA APPLICATIONS

Blade Servers (1U) servers

LAN and WAN Network servers

Clustered network equipment: hubs, routers, bridges

Voice over IP (VoIP) switches and routers

Office Telecommunications systems

Voicemail and e-mail servers

Test and diagnostic equipment

Micro processor-controlled equipment

Other Mission Critical devices



Liebert NX 380V/400V/415V - 50/60Hz

OVERVIEW LIEBERT NX PRODUCT PLATFORM

10 15 20 kVA

NXa

Int Batt

30 40 kVA 100 120 kVA 140 160 200 kVA60 80 kVA

NXe



Emer gency

shut down

I nver t er

OnI nver t er

Of f

Faul t

Reset

Al arm

Si l ence

PARADIGM 2003-01-22 12:30:3660kVA-3X3 Unit #1 Normal

?

BypassMain

Vphase V

Iphase A

Freq. Hz

Vline V

P. F.

A(AB)

220

20.5

50.1

380

0.99

B(BC)

220

20.5

50.1

380

0.99

C(CA)

220

20.5

50.1

380

0.99

F2 F4 F5F1 F3

Output

Input Breaker Closed 01-12 12:28:16

Manual Turn On 01-12 12:30:06

UPS in Normal Mode 01-22 12:30:16

No special training needed for Operators

Makes it easy to understand Load and Source conditions

Easy, first hand diagnostics

CONTROL PANEL & LCD DISPLAY

User friendly Control Panel

Micro-processor Controlled

LCD Display 320 x 240 dots graphic

Information on

Main Input

Bypass

UPS Output

Local Load Information

Parallel Load Information

Battery Status

Power Flow Mimic



Liebert NX 10-20kVA

New Ratings 10, 15, and 20kVA

Online Double Conversion

THDi



FUNCIONAMIENTO CON POTENCIA DE ENTRADA SIMPLE O DOBLE



POWER TRANSFER SWITCHES

ASCO PowerTechnologies



DEFINICIN DE UN TABLERO DE TRANSFERENCIA

Un dispositivo diseado para conectar la carga crtica a una fuente de energa alterna cuando la fuente de energa normal no es aceptable, y automticamente transfiere cuando la energa principal retorna.

UL1008: 1.4 A transfer switch is a device that automatically transfers a common load from a normal supply to an alternate supply in the event of failure of the normal supply, and automatically returns the load to the normal supply when the normal supply is restored.

RED COMERCIAL

Carga Grupo electrgeno



FUNCIONES PRINCIPALES DE UN SISTEMA DE TRANSFERENCIA AUTOMTICO

Mantener la conexin de corriente de forma contnua a la carga

Detectar fallos de red

Transferir carga a una fuente alternativa

Sensar el retorno de la fuente original

Transferir nuevamente la carga a la fuente original

Mantener y cerrar incluso en caso de corriente de falta en la carga



PANEL DE TRANSFERENCIAPANEL de CONTROL

Mecanismo de conmutacin

PANEL TS / Contactor

Por Bobina

Motorizados

Contactos principalesde potencia(extinguidor de arcos)

Contactos de bobina y de control (NC, NA, C)

Panel de control / Visualiz.

Medida de tensin y frecuencia

Retardos de tiempo

Controles de Entrada/Salida

Dispositivos de sealizacin

Comunicacin gestinremota

TABLEROS DE TRANSFERENCIA



Elctricamente activado, mecnicamente Sostenido

El Solenoide

TABLEROS DE TRANSFERENCIA



TIPOS BSICOS DE TABLEROS DE TRANSFERENCIA

Automticos: operan automticamente en caso de prdida de la fuente principal o bajada crtica de la tensin.

No Automticos: el accionamiento debe ser operado manualmente y el actuador puede ser elctrico o mecnico. Aplicacin para grupos electrgenos de arranque manual o que

precisen intervencin del personal de supervisin en la transferencia.



TIPOS BSICOS DE TABLEROS DE TRANSFERENCIA

Transicin Abierta: operan mediante una rpida conmutacin produciendo un mnimo tiempo de corte de energa.

Transicin Cerrada: operan mediante un paralelaje de fuentes de alimentacin permitiendo una conmutacin sin corte de energa.

Para aplicaciones de mantenimiento de riesgo.

Reduce el estress de los UPSs.

Ahorro de Energa

Transicin con Retardo Programado: opera realizando la transferencia desconectando la carga temporalmente en forma programada

Carga



EJEMPLO SISTEMA 2(1 + 1)

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