Lösungen zur Stromüberwachung in Rechenzentren
Lösungen zur Stromüberwachung in Rechenzentren für Transformatoren und kritische elektrische Anlagen, die Temperaturüberwachung im Rechenzentrum, die Messung von Hotspots in den Wicklungen, Teilentladungen, den Ölzustand sowie Fernüberwachungsdaten für hochverfügbare Einrichtungen kombinieren.
Warum die Temperaturüberwachung in Rechenzentren wichtig ist
Eine hohe Anlagenauslastung, harmonische Lasten und strenge Verfügbarkeitsvorgaben setzen Transformatoren und Verteilungsanlagen einer ständigen thermischen und elektrischen Belastung aus.
Dauerhafte hohe Belastung
Server, USV-Anlagen und Kühlsysteme sind rund um die Uhr in Betrieb, sodass den Transformatoren zwischen den Lastzyklen nur wenig Zeit zum Abkühlen bleibt.
Oberschwingungsreiche Lasten
USV-Gleichrichter und Schaltnetzteile können Wicklungs- und Streuverluste erhöhen, weshalb Temperaturdaten neben den Lastdaten eine wichtige Rolle spielen.
Redundanz und Verfügbarkeit
N+1- und 2N-Architekturen sind auf einwandfrei funktionierende parallele Anlagen angewiesen, damit ein einzelner Geräteausfall die Ausfallsicherheit des Stromnetzes nicht beeinträchtigt.
Enge Schalträume
Transformatorräume, Schaltanlagen und Sammelschienen in Innenräumen können Wärme bündeln und häufige manuelle thermische Inspektionen erschweren.
Was sollte die Stromüberwachung in Rechenzentren umfassen?
Die Prioritäten bei der Überwachung hängen davon ab, ob die Anlage im Rahmen ihrer Campus-Stromversorgungsarchitektur Trockentransformatoren für den Innenbereich, ölgefüllte Transformatoren für den Außenbereich oder eine Kombination aus beiden einsetzt.
- ●Temperatur der Transformatorwicklungen — Temperatur und thermischer Verlauf der Dreiphasenwicklung bei trockengekühlten und ölgekühlten Aggregaten.
- ●Heiße Stellen bei der Wicklung — ausgewählte Stellen im Inneren, an denen die lokale thermische Belastung die Durchschnittstemperatur übersteigen kann.
- ●Kühlstatus — Lüfterbetrieb, Kühlreaktion und Temperaturverhalten bei wechselnder Last.
- ●Ölzustand — DGA, Öltemperatur, Ölstand und Öldruck bei kritischen ölgefüllten Transformatoren.
- ●Zustand der Isolierung — Teilentladungen und damit verbundene Indikatoren, bei denen eine zusätzliche Überwachung aufgrund der hohen Wertigkeit der Transformatorenanlagen gerechtfertigt ist.
- ●Schaltanlagen, Sammelschienen und Kabel – Problemstellen — Hochstromverbindungen und Anschlussstellen, an denen es zu lokaler Erwärmung kommen kann.
Siehe auch: Überwachung von Transformatoren in Rechenzentren · Temperaturüberwachung bei Trockentransformatoren · Transformatorüberwachung
Überwachung elektrischer Anlagen entlang der gesamten Stromversorgungskette des Rechenzentrums
Die Überwachung von Rechenzentren sollte den Strompfad vom Netzanschluss über die Transformatoren des Geländes bis hin zu den Verteilungsanlagen in den Innenräumen verfolgen. Die Anlagen mit der höchsten Priorität sind diejenigen, deren Ausfall die Redundanz verringern oder einen kritischen Lastpfad unterbrechen würde.
Die Transformatorüberwachung ist in der Regel der Ausgangspunkt, da die Wicklungstemperatur, die Kühlbedingungen und der Zustand der Isolierung einen direkten Einfluss auf die Zuverlässigkeit der nachgelagerten Stromverteilung haben.
Trocken- und Harzvergossene Transformatoren für den Innenbereich
Häufig in Schalträumen anzutreffen, in denen die Überwachung der Wicklungstemperatur und der Kühlung oberste Priorität hat.
Ölgefüllte Transformatoren auf dem Campus
Versorgungs- oder Außentransformatoren, bei denen möglicherweise eine Überwachung von DGA, Ölzustand und Hotspots erforderlich ist.
Schaltanlagen und Sammelschienen
An Hochstromanschlüssen können sich lokale Überhitzungsstellen bilden, die bei normaler Raumtemperatur nicht erkennbar sind.
Kabelanschlüsse
Anschlusspunkte und Kabelverbindungen können in den Plan zur thermischen Überwachung aufgenommen werden, wenn dort eine hohe Stromdichte herrscht.
Schnittstellen für Überwachung und Steuerung
Temperatur-, Alarm- und Zustandsdaten können entsprechend den Projektschnittstellen in BMS-, EPMS-, DCIM- oder SCADA-Systeme übertragen werden.
Temperaturüberwachung von Trockentransformatoren in Rechenzentren
Trocken- und Gießharztransformatoren finden in den Schalträumen von Rechenzentren breite Anwendung. Die Temperatur der Drehstromwicklungen, die Lüftersteuerung sowie Alarm- und Abschalt-Ausgänge bilden die grundlegende Ebene der thermischen Überwachung.
Pt100-basierte Regler eignen sich für die herkömmliche Überwachung der Wicklungstemperatur, während eine Glasfasermessung hinzugefügt werden kann, wenn eine direkte Hot-Spot-Messung, elektrische Trennung oder zusätzliche Messpunkte erforderlich sind.
Produkte: YN-XP502F-3T Intelligentes Überwachungsgerät · IB-S201 Temperaturwächter und -regler
Direkte Hot-Spot-Überwachung für Hochspannungsgeräte in Rechenzentren
Die Temperaturmessung mittels fluoreszierender Glasfasern ist dort sinnvoll, wo herkömmliche elektrische Sensoren durch Hochspannung, elektromagnetische Störungen oder Isolationsanforderungen eingeschränkt sind.
- ●Elektrische Isolierung — Die optische Sensorik eignet sich für den Einsatz an den Wicklungsstellen von Hochspannungstransformatoren.
- ●EMI-Störfestigkeit — Die optische Erfassung wird nicht durch elektromagnetische Störungen entlang des Erfassungswegs beeinträchtigt.
- ●Direkte Hot-Spot-Messung — Die Messsonden können bei der Herstellung oder einer geeigneten Überholung des Transformators an ausgewählten Stellen der Wicklung angebracht werden.
- ●Mehrpunktüberwachung — Mehrere Kanäle können Transformatorwicklungen, Schaltanlagenanschlüsse, Sammelschienen und Kabelklemmen abdecken.
Produkte: Mehrkanaliges Glasfaser-Temperaturmesssystem · Glasfaser-Temperatursensor für Transformatorwicklungen
Standorte für die Temperaturüberwachung im Rechenzentrum
Die Messstellen sollten unter Berücksichtigung der Kritikalität der Anlagen, der Bauweise der Transformatoren, der Zugänglichkeit und der Redundanzarchitektur der Anlage ausgewählt werden.
Trockenwicklungen
Temperaturüberwachung der Drehstromwicklungen und Kühlungssteuerung.
Heiße Stellen bei der Wicklung
Direkte thermische Messung an ausgewählten Stellen im Inneren.
Schaltanlagenverbindungen
Lokale Erwärmung an Hochstromanschlüssen.
Sammelschienenanschlüsse
Thermisches Verhalten an Fugen und Verbindungsstellen.
Kabelanschlüsse
Überwachung von Hotspots an kritischen Anschlusspunkten.
Ölgefüllte Transformatoren
Überwachung des Zustands von Wicklungen, Öl und Isolation.
Der Umfang der Überwachung sollte sich nach der Kritikalität und den Folgen eines Ausfalls richten, anstatt für jeden Transformator oder jeden Schaltschrank das gleiche Sensorpaket zu verwenden.
Auswahl von Überwachungsmethoden für die Stromversorgungsanlagen im Rechenzentrum
Unterschiedliche Technologien liefern Antworten auf unterschiedliche Fragen zum Zustand. Bei Rechenzentrumsprojekten werden häufig Temperaturmessungen mit Isolations- und Ölzustandsüberwachung an den kritischsten Transformatoren kombiniert.
| Verfahren | Typische Anwendung | Primärwert |
|---|---|---|
| Pt100-/RTD-Temperatursensoren | Transformatorwicklungen in Trockenbauweise und mit Harzverguss | Wicklungstemperatur, Lüftersteuerung, Alarm- und Abschaltsignaleingang |
| Glasfaser-Temperatursensoren | Heißstellen in der Wicklung, Hochspannungspunkte, Heißstellen in Schaltanlagen und Sammelschienen | Direkte Temperaturmessung mit galvanischer Trennung und Störfestigkeit gegen elektromagnetische Störungen |
| WTI / OTI | Temperatur der Wicklung und des Oberöls eines Öltransformators | Herkömmliche lokale Temperaturanzeige und Steuerausgänge |
| Online-DGA | Kritische Öltransformatoren | Trend bei gelösten Gasen im Zusammenhang mit thermischen und elektrischen Anomalien |
| Überwachung von Teilentladungen | Kritische Trockentransformator- oder Öltransformator-Isolationssysteme | Kontinuierliche Anzeige der sich entwickelnden Entladungsaktivität |
Die Auswahl der Sensoren und des Systems hängt vom Transformatorentyp, der Spannungsebene, den vorhandenen Messgeräten, dem Zugang zur Anlage sowie den Folgen eines Ausfalls der überwachten Anlage ab.
Siehe auch: Temperaturüberwachung von Transformatoren · Analyse gelöster Gase · Überwachung von Teilentladungen
Kritische Energieinfrastruktur auf der Karte darstellen
Risiken im Zusammenhang mit Redundanz priorisieren
Überwachungsparameter auswählen
Alarm- und Steuerungslogik definieren
Planung der BMS-/EPMS-/DCIM-Integration
So planen Sie die Überwachung der kritischen Stromversorgung für ein Rechenzentrum
Beginnen Sie mit dem einzeiligen Schaltplan und ermitteln Sie, welcher Transformator oder welche elektrische Anlage bei Ausfall zu einer Verringerung der Redundanz führen würde. Unterscheiden Sie Trockentransformatoren für den Innenbereich von ölgefüllten Transformatoren für den Außenbereich, da sich deren Erfassungsmethoden und Fehleranzeigen unterscheiden.
Wählen Sie je nach Bauart und Kritikalität des Transformators Parameter wie Temperatur, DGA, Teilentladung oder andere aus. Definieren Sie lokale Lüfter-, Alarm- und Abschaltfunktionen getrennt von der Fernüberwachung, damit der Schutz nicht vom Netzwerk abhängig ist.
Bestätigen Sie abschließend die Kommunikationsschnittstellen und ordnen Sie die erforderlichen Werte und Alarme der BMS-, EPMS-, DCIM- oder SCADA-Plattform der Anlage zu.
Von Transformatorsensoren bis hin zu BMS, EPMS, DCIM oder SCADA
Überwachungsgeräte können lokale Alarme auslösen und Steuerungsfunktionen übernehmen, während ausgewählte Betriebswerte an die bestehende Überwachungsplattform der Anlage übertragen werden.
Die verfügbaren Kommunikationsschnittstellen hängen vom ausgewählten Überwachungsgerät und der jeweiligen Konfiguration ab. Überprüfen Sie während der Projektplanung das Protokoll, die Registerzuordnung und die Relaislogik.
Überwachung verschiedener Stromversorgungsanlagen in Rechenzentren
Trocken- und Harzvergossene Transformatoren für den Innenbereich
Die Wicklungstemperatur, der Status des Kühlventilators und die Alarmausgänge bilden die erste Überwachungsebene. Pt100-Regler sorgen für eine herkömmliche dreiphasige Temperaturregelung, während Glasfaserkanäle hinzugefügt werden können, wenn direkte Hot-Spot-Daten benötigt werden.
Ölgefüllte Transformatoren auf dem Campus
Bei Öltransformatoren im Außenbereich oder auf der Versorgungsseite können je nach Kritikalität der Anlage die Überwachung der Wicklungs- und Öltemperatur mit der Überwachung von Gasanalysen (DGA), des Ölzustands und der Teilentladungen kombiniert werden.
Schaltanlagen, Sammelschienen und Kabelanschlüsse
An Hochstromverbindungen und Kabelanschlüssen kann es zu lokaler Erwärmung kommen. Die faseroptische Sensorik bietet eine elektrisch isolierte Alternative für ausgewählte Temperaturmessstellen, die hohen Spannungen oder starken elektromagnetischen Störungen ausgesetzt sind.
Zusätzliche Zustandsüberwachung für kritische Transformatoren in Rechenzentren
Bei Transformatoren der höheren Preisklasse können Isolations- und Ölzustandsanzeigen hinzugefügt werden, wenn Temperaturdaten allein für das erforderliche Risikoniveau nicht ausreichen.
Neue Rechenzentrumsprojekte im Vergleich zur Nachrüstung bestehender Anlagen
Neues Rechenzentrumsprojekt
Neue Anlagen bieten die beste Gelegenheit, die Positionen der Transformatorsensoren, die Schnittstellen der Schalttafeln und die Überwachungsdatenwege bereits während der elektrischen Planung aufeinander abzustimmen.
- ●Planen Sie Pt100- oder Glasfaser-Wicklungssensoren vor der Transformatorfertigung ein
- ●Lüfter-, Alarm- und Abschaltkontakte bereits in der Planungsphase festlegen
- ●Kommunikationsschnittstellen in allen Transformatorräumen vereinheitlichen
- ●Ordnen Sie die erforderlichen Werte vor der Inbetriebnahme dem BMS, EPMS, DCIM oder SCADA zu
Nachrüstung bestehender Rechenzentren
In bestehenden Anlagen lassen sich Überwachungsfunktionen oft nachrüsten oder verbessern, ohne dass die gesamte Transformatoranlage ausgetauscht werden muss, wobei die Zugänglichkeit der Messstellen von der Bauweise des Transformators abhängt.
- ●Überprüfung der vorhandenen Pt100-, WTI-, OTI- und Reglersignale
- ●Lokale Monitore aufrüsten, wenn eine Fernkommunikation erforderlich ist
- ●Fügen Sie, soweit dies praktikabel ist, externe oder zugängliche Überwachungspunkte für Hotspots hinzu
- ●Alarme und Daten in bestehende Anlagenüberwachungssysteme integrieren
Warum sollten Sie sich bei der Stromüberwachung im Rechenzentrum für INNO entscheiden?
- ●Temperaturüberwachung von Transformatoren — Pt100-Regler, WTI/OTI- und Glasfaser-Temperaturmesssysteme für verschiedene Transformatorbauarten.
- ●Direkte Messung von Hotspots mittels Glasfasertechnik — galvanisch getrennte Überwachung der Transformatorwicklungen und ausgewählter Hochspannungspunkte.
- ●Multiparametrische Transformatorüberwachung — Je nach Kritikalität der Anlage können die Überwachung von DGA, Teilentladungen, Durchführungen, OLTC und Ölsystem hinzugefügt werden.
- ●Unterstützung bei der Integration — Kommunikationsschnittstellen und Alarmausgänge lassen sich mit bestehenden Überwachungsarchitekturen abstimmen.
Empfohlene Überwachungsprodukte für Rechenzentren
YN-XP502F-3T – Intelligentes Überwachungsgerät für Trockentransformatoren
Dreikanalige Pt100-Wicklungstemperaturüberwachung mit Lüfter-, Alarm-, Abschalt- und Modbus-RTU-Funktionen.
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IB-S201 Temperaturüberwachungs- und -regelgerät für Trockentransformatoren
Pt100-Wicklungstemperaturüberwachung, Lüftersteuerung und Alarm-/Abschalt-Ausgänge für Trockentransformatoren.
Produkt anzeigen →Mehrkanaliges Glasfaser-Temperaturmesssystem
Optische Mehrpunkt-Temperaturüberwachung für Transformatorwicklungen, Schaltanlagen, Sammelschienen und Kabelanschlüsse.
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Online-Zustandsüberwachungssystem für Trockentransformatoren
Integrierte Überwachung von Temperatur, Teilentladungen, Vibrationen und Umgebungsbedingungen für kritische Trockentransformatoren.
Produkt anzeigen →Online-DGA-Überwachungssystem für Transformatoröl
Kontinuierliche Überwachung der Entwicklung der gelösten Gaskonzentrationen bei kritischen, in Öl getauchten Transformatoren in Rechenzentren und auf dem Campus.
Produkt anzeigen →
Online-Überwachungssystem für Teilentladungen an Transformatoren
Kontinuierliche PD-Erkennung und Überwachung des Isolationszustands für Transformatorenanlagen mit höherer Kritikalität.
Produkt anzeigen →Verwandte Anwendungen zur Transformatorüberwachung
Temperaturüberwachung bei Trockentransformatoren
Messung der Wicklungstemperatur, Kühlungsregelung und Alarmfunktionen für Trockentransformatoren für den Innenbereich.
Überwachung von Hotspots in Transformatorwicklungen
Direkte Temperaturmessung an ausgewählten thermischen Hotspots.
Überwachung von Öltransformatoren
Temperatur-, DGA-, Isolations- und Ölsystem-Zustandsüberwachung für kritische ölgefüllte Anlagen.
Überwachung von Leistungstransformatoren
Multiparametrische Zustandsüberwachung für hochwertige Transformatorenanlagen und Campus-Umspannwerke.
Verwandte Überwachungslösungen
Welche Informationen helfen uns dabei, eine Konfiguration für die Überwachung eines Rechenzentrums zu empfehlen?
Durch die Angabe der Transformatorentypen, der kritischen Überwachungspunkte und der Anforderungen an die Anlageneinbindung lässt sich die Auswahl der geeigneten Überwachungshardware und Kommunikationsarchitektur eingrenzen.
- ●Rechenzentrumstyp: Einzelstandort, Campus, Colocation oder Hyperscale
- ●Transformatortyp: Trockentransformator, Gießharztransformator oder Öltransformator
- ●Nennleistung und Spannungsstufe des Transformators
- ●Umfang und Kritikalität der zu überwachenden Anlagen
- ●Vorhandene Pt100-, WTI-, OTI- oder andere Temperatursensoren
- ●Erforderliche Überwachungspunkte für Hotspots, DGA oder Teilentladungen
- ●Kommunikationsanforderungen für BMS, EPMS, DCIM, SPS oder SCADA
- ●New project or retrofit installation
Frequently Asked Questions About Data Center Power Monitoring
What power equipment should be monitored in a data center?
Priority usually starts with transformers and critical distribution equipment. Depending on the design, monitoring can include dry-type winding temperature, oil-filled transformer condition, switchgear or busbar hot spots, cable terminations and selected insulation-condition indicators.
Which temperature sensors are suitable for data center transformers?
Pt100 sensors are widely used in dry-type transformer windings, while fluorescent fiber optic sensors are suitable where direct hot-spot measurement, high-voltage electrical isolation or strong EMI immunity is required.
Can transformer monitoring data connect to BMS, EPMS or DCIM?
Yes. Depending on the selected monitoring device, data and alarms can be integrated with BMS, EPMS, DCIM or SCADA through supported communication interfaces or relay outputs. Protocol availability should be confirmed for the selected model during project design.
Can an existing data center retrofit transformer monitoring?
In many cases yes. Existing temperature controllers and sensor signals can often be integrated or upgraded, while additional monitoring points depend on transformer construction, accessible installation locations and the required monitoring method.
Monitor Critical Power Equipment Across Your Data Center
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