Veri merkezlerinde kesintisiz hizmet verebilmek için şebeke trafo beslemesi, jeneratör ve kesintisiz güç kaynaklarının (UPS) yedekliliği, yani kabinetlerdeki PDU cihazlarına kadar çaprazlama bir şekilde yedeklenmesi gerekmektedir. Bu yedekleme, veri merkezlerinde maliyeti arttırsa da, en az iki farklı kaynaktan enerji ihtiyacının karşılanması kesintisizlik adına zorunluluk haline gelmiştir. Sunucu üreticileri de bu gelişmeye paralel olarak ürünlerini en az iki bazen üç farklı güç kaynağından beslenebilecek şekilde Power Supply (PSU) düzenlemişlerdir.

Tek hat şeması diğer adıyla kolon şeması, elektrik sistemlerinin öz şekilde ifade edilmesini sağlayan bir plandır. Kurulan yapıdaki elektrik dağıtım sistemini kolayca öğrenebilir, gerekli analizleri ve müdahaleleri tek hat şeması sayesinde kolayca yapabilirsiniz.  Her elektrikçinin muhakkak ihtiyaç duyacağı tek hat şemaları projelerimizin olmazsa olmazıdır. Peki tek hat şemaları neyi ifade eder derseniz Tek hat şeması diğer adıyla kolon şeması, elektrik sistemlerinin öz şekilde ifade edilmesini sağlayan bir plandır.

Veri merkezinde elektrik dağıtım sistemini kolayca öğrenebilir, gerekli analizleri ve müdahaleleri tek hat şeması sayesinde kolayca yapabilirsiniz. Dolayısıyla tek şemasını hazırlamak elektrik dağıtım sisteminin tasarımından sonraki olmazsa olmaz bir adımdır. Muhakkak iş teslim planında bulunur. Veri merkezlerinde tek hat şemalarının büyük çıktısı alınıp duvara da asılır. Kritik anlarda, test, servis ve bakım durumlarında hızlıca bu tek hat şemasından da yararlanılır.

İngilizce’de tek hat şeması Single Line Diagram (SLD) ve One Line Diagram olarak geçmektedir. Tek hat şeması en çok tesisatı yapacak teknik kişilerin ve yapıyı işletecek elektrik teknik personelinin işine yarar. Bazen bir katın projeleri sayısız paftadan oluşur ve bunların hepsini gözden kaçırmadan uygulayabilmek imkansızdır. Tek hat şemaları sayesinde projeye hakimiyet sağlanır. Tek hat şemasında devre kesiciler, transformatörler, kapasitörler, baralar ve iletkenler gibi elektrik elemanları standart şematik sembollerle gösterilir.

Farklı elektrik bileşenlerini ve bunların bir devre veya sistem içindeki ilişkilerini temsil etmek için evrensel olarak kabul edilen elektrik sembolleri kullanılır. Tek hat şemalarını yorumlamak için önce elektrik sembollerini bilmeniz gerekir. Üç fazın her birini ayrı bir hat veya terminal ile göstermek yerine, yalnızca bir iletken temsil edilir. Bu, sistemin varlıkları arasındaki güç akışı yollarını grafiksel olarak gösteren blok bir şema şeklidir. Diyagramdaki elemanlar, elektrikli ekipmanın gerçek fiziksel boyutunu veya konumunu temsil etmezler.

TRAFO JENERATÖR:

Veri Merkezinin kullanacağı trafoların kapasitesi projeye göre belirlenir. Dağıtım trafolarının otomatik geçişli ve kublaj sistemiyle bire bir yedekli olması, şebeke-trafo nedeniyle oluşan enerji kesintilerinde yedekliliği sağlayacaktır. Yararlanılan şebeke enerjisinin tamamen kesilmesi durumunda jeneratörlerin devreye girmesi sağlanmalıdır. Jeneratörlerin adedi, kapasitesi ve besleme süreleri iş sürekliliği açısından çok önemlidir.

Veri Merkezine ait enerji transformatörleri orta gerilim ring şebekesine bağlıdır. Ring sistemi en az iki noktadan besleme ile yedeklenmelidir. Senkronizasyon Kontrol Panosu, geçişler için (jeneratör-transformatör ve transformatör-jeneratör) anlık olarak gücü takip etmelidir. Birebir yedekli ve otomatik geçişli transformatör sisteminin arkasında, şebeke gücünün kesildiği anlarda veri merkezine güç üretmek için hazır ve otomatik konumda bekleyen dizel jeneratör bulunur.

Bu jeneratörler için ana ve yedek yakıt tankları bulunmalıdır. Elektrik kesintisi durumunda jeneratörler sistemi besleyerek kesintisiz güç sağlar. Veri Merkezinde kullanılmakta BT bileşenlerinin enerji tüketim değerleri doğrultusunda gerekli jeneratör kapasitesi planlanmalı, bu planlamalara tesisin diğer ofis bölümleri için kullanılan tüm elektrikli gereçler ve klimalar da dahil edilmelidir. Özellikle klimaların iç ve dış üniteleri, başlangıç anında normal akımın çok üzerinde akım çekebilmektedir (demeraj akımları).

Bu durum, jeneratörler devreye girdiğinde, klima iç ve dış ünite motorlarının tüm sistemi devre dışı bırakabilme riskini beraberinde getirmektedir. Demeraj akımları da göz önünde bulundurularak jeneratör kapasitesi planlanmalıdır. Jeneratör sistemlerinde birçok marka ve model içten yanmalı motor bulunmaktadır. Dizel jeneratörlerin verimliliği yüksekken doğalgaz beslemeli motorlar da ekonomi için tercih edilebilir.

Veri merkezinin sahip olduğu yedekli altyapı sayesinde herhangi bir jeneratörün arızalanması durumunda, elektrik kesintisi olmadan arızalanan jeneratöre müdahale edilebilmesi için kublaj hatları bulunmalıdır. Jeneratörler ve trafolar kublaj hattını besleyecek şekilde kapasiteli olmak zorundadır. örneğin birinci hattı 800 KVA olarak planlarsak trafolar ve jeneratörler bu değerin en az iki katı kapasiteye sahip olmalıdırlar.

BUSBAR PDU:

Veri merkezin’deki beyaz alandaki sunucu kabinetlerine iletilen güç ise yedekli çift “busbar” hattı ile sağlanmaktadır. Busbar hatları sayesinde kablo-donanım karmaşası da önlenmiş olur. Aynı zamanda doğal afetlere karşı dayanıklı bir altyapı sunmuş olur. Busbar hattı sayesinde teknik sorunlara daha kolay müdahale edilebildiği gibi soğutma sistemi de daha performanslı bir şekilde çalışabiliyor.

Yedekli busbar hatları sunucu kabinetleri iki ayrı enerji grubundan beslenen iki farklı PDU (Power Distribution Unit) ile yedeklenmesi gerekmektedir. Yanlış yapılacak seçimler mevcut PDU’ların yeterli kapasitede kullanılamamasına sebep olacaktır. Mümkün oldukça, yönetilebilir PDU tercih edilmelidir. Yönetilebilir PDU’lar soket bazında enerji tüketimi, akım, voltaj, vb. gibi değerleri izleme ve yönetme imkanı sağlamaktadır.

Bu sayede PDU cihazını istediğimiz akım ve güç değerine programlayarak kapasitesini aşmadan alarm alabiliriz, IT cihazların süpriz kapanmalar yaşamasını engelleyebiliriz, Cihazların uzaktan kapatılıp açılmasında yönetilebilir PDU’lar önemli rol oynamaktadır. Yönetilebilir PDU’lar üzerine sıcaklık ve nem sensörleri konularak kabinet içi değerler uzaktan izlenebilmekte veya raporlanabilmektedir.

AG PANO:

Elektrik panolarındaki şalt malzemelerin TSE standartlarını sağlaması, riskleri azaltmak açısında önemlidir. Panolar üzerinde enerji analizörler konumlandırılarak, giriş/çıkış elektriksel farklılıkların ve dalgalanmaların takip edilmesi, oluşabilecek sorunların önceden engellenmesi için faydalı olacaktır. Veri Merkezi aydınlatmasında elektronik balastlı ürünlerin kullanılması elektriksel parazitlenmenin önüne geçecektir.

Yeni teknolojilerden LED aydınlatma sistemleri ile de enerji verimliliği sağlanabilir. Acil aydınlatma ve yönlendirme sistemlerinin kendilerine ait batarya sistemi olması gerekmektedir. ANSI/TIA-942 standardına göre yatayda 500 lux, dikeyde 200 lux aydınlatma gerekliliği sağlanmalıdır. Kabinet içine yerleştirilecek aktif cihazların (sunucu, ağ cihaz, vb.) enerji tüketim değerleri öğrenilmeli, toplam enerji tüketim değeri doğru bir biçimde hesaplanmalı ve uygun bir PDU seçilmelidir.

Veri Merkezi içerisinde yer alan elektriksel elemanların bir merkezden kontrolü, yaşanan olayların kayıt altına alınması ve izlenmesi önem kazanmaktadır. Enerji izleme yazılımı ile elektriksel raporlamalar ve hatta faturalama işlemleri yapılabilmektedir. Veri merkezleri için kritiklik arz eden PUE (Power Usage Effectiviness) hesaplaması yapılabilmektedir.

OTOMATİK TRANSFER ŞALTERİ:

ATS, iki enerji kaynağı arasında geçişi sağlayan şalter sistemleridir. Bu geçiş trafo-trafo, trafo-jeneratör, jeneratör-jeneratör, ups-ups vb. olabilir. Gerçek anlamda bir ATS şalteri sistemi koruma gibi bir özelliğide vardır. Geçişleri elektriksel ve mekanik olarak gerçekleştirir. Dolayısıyla geçişlerde hataya mahal vermeden milisaniyeler içinde gerçekleşir. NFPA standartları gereği kaynaklar arası geçişin 100ms altında gerçekleşmelidir.

UL NFPA standartlarında üretilen bir ATS de enerji ya kaynak 1 de ya da kaynak 2 de olmalıdır. Dolayısıyla NFPA standartlarını karşılayan ATS lerde 0 pozisyonu bulunmamaktadır. ATS lerde öne çıkaran en kritik özellik yukarıda da bahsetmiş olduğumuz gibi 0 pozisyonu bulunmamasıdır. Temel amaç her ne durumda olunursa olunsun sistemin enerji iletiminin kesintiye uğramamasını sağlamaktır. veri merkezlerinde bazı kritik cihazlarda bu durum çok önemlidir.

Kaynaklar arası geçişte istenmeyen transient akımları oluşabilmektedir. Kritik noktalardan bir tanesi de bu geçişlere markaların getirdiği mühendislik çözümleridir. Önce faz 1. kaynaktan ayrılır 2. kaynağa bağlanır, sonra nört iletkeni 1. kaynaktan ayrılıp 2. kaynağa bağlanır. Bu yöntem sayesinde transient akımları sıfıra indirgenir.

ENERJİ ANALİZÖRÜ:

Enerji analizörü, güncel teknolojiler ile elektrik enerjisinin sürekli olarak izlenmesini, ölçüm verilerinin sürekli olarak kayıt altında tutulmasını ve gerektiğinde kayıtların uzak cihazlarla ve yazılımlarla haberleşerek iletilmesini sağlayan izleme cihazlarına verilen adıdır. Güç kalitesi ve enerjinin önemi gün geçtikçe artarken, veri merkezlerinde yüksek kalite ve verimlilikte kesintisiz elektrik sağlanabilmesi öncelikli hale getirebiliriz.

Elektrik enerjisinin verimliliği enerji olarak kullanılabilen görünür enerji miktarına bağlıyken; kalitesi ise büyük oranda içerdiği harmonik bileşenlerin elimine edilebilmesi ile sağlanır. Enerji analizörleri ile tek faz ve üç faz gerilim ve akım rms değerleri, aktif ve reaktif (kapasitif veya endüktif) güç değerleri, aktif ve reaktif enerji değerleri, güç faktörü, şebeke frekansı, ortalama ve maksimum güçler, demand ve harmonik bozulmalar ölçülebilmektedir.

Ölçülen değerler enerji analizörünün hafızasına kaydedilebilir, ekranında görüntülenebilir, haberleşme protokolleri sayesinde bilgisayar ortamına aktarılıp depolanabilir veya haberleşme protokolleri sayesinde uzaktan izlenebilir. Elektrik enerjisi kalitesini arttırmanın en önemli basamaklarından biri, elektriği bir otomasyon sistemi ile izleyerek kontrol edip şebekeyi bir otomasyona adapte edebilmektir.

Böylelikle elektrik enerjisinin iletilip dağıtıldığı şebekede oluşabilecek bir arızaya yakından veya uzaktan hemen müdahale edilebildiği gibi, verim ve kalitede oluşabilecek herhangi bir düşüş; örneğin harmoniklerdeki artış veya reaktif gücün istenmeyen oranlara gelmesi enerji analizörü ile anlık olarak ölçülüp kontrol birimlerinin devreye girmesini sağlayacaktır.

Özellikle yarı iletken anahtarlama elemanlarının şebekede yaygınca kullanılması, lineer olmayan şebeke elemanlarının da kullanımı, kesintisiz güç kaynaklarının varlığı, saf sinüs veya buna çok yakın üretilen elektrik enerjisinin gerilim dalga formunu bozar. Son tüketiciye ulaştırılan elektrik enerjisi enerji analizörü tarafından izlenerek, ileride faturalandırma veya ceza olarak karşılaşılabilecek verimsiz kullanımların önüne geçilmesini sağlar.

Enerji analizörü ayrıca elektrik şebekesinde oluşabilen ve özellikle elektronik cihazların ve tüm ekipmanlardaki elektronik kartların arızalanmasına neden olan; anlık yükselme (sag), anlık düşme (swell) değerlerini ölçer ve hafızasına kaydeder. Bu sayede şebekenin kalitesi çözümlenebilir ve gerekli müdahalelerle arızalar meydana gelmeden engellenebilir. Günümüzde, en az enerjinin üretimi kadar hayati öneme sahip başlıklardan biri de enerji kalitesidir.

Elektriğin yüksek nitelikte ve kesintisiz olarak iletilmesi ve dağıtılması amacına hizmet etmek üzere geliştirilen çeşitli cihazlardan biri olan enerji analizörü (şebeke analizörü), en genel ifade ile enerjinin sürekli izlenebilmesine ve kayıt altında tutulmasına olanak sağlayan yüksek teknolojili bir cihazdır. Enerji analizörleri kompresörler, motorlar, soğutma sistemleri, aydınlatma üniteleri gibi daha birçok alanda cihaz bazlı lokal ölçümler yapabildiği gibi, elektrik iletim - dağıtım tesisleri, endüstriyel tesisler veya binalar gibi büyük ölçekli, sistem tabanlı ölçümler için de yoğun olarak kullanılan multi fonksiyonel cihazlardır.

Akımın RMS değeri, faz açıları, tek faz-üç faz gerilimini ve RMS değerlerini, aktif- reaktif güç değerleri, güç faktörü, ortalama ve maksimum güçler, saatte harcanan aktif güç, şebeke frekansı gibi, özellikle tesislerde bilinmesi elzem olan neredeyse tüm elektriksel parametreleri ölçerler. Ölçtükleri bu değerleri ekranda gösterirler, arzu edildiği taktirde belleğe kaydederler ve depolarlar.

En önemli özelliklerinde biri de haberleşme protokolleri dahilinde bilgisayar ortamında uzaktan izleme yazılımları aracılığı ile izlenebilir ve kontrol edilebilir olmalarıdır. Sunduğu bu tür avantajlardan dolayı son yıllarda tesislerin olmazsa olmazı haline gelmiştir. Elektrik hatlarındaki arızalar sektördeki en önemli teknik sorunlardan biridir. Bu arızaların sadece tespit edilmesi bile son derece meşakkatli iken bir de tespit aşamasında devreye zaman kaybı girmektedir.

Enerji analizörleri, sayesinde elektrik hattındaki bozulmalar, fazlalıklar ve kayıplar anında tespit edilebildiği için ilgili birimlere bu arızalara en kısa zamanda müdahale edebilme fırsatı sunar. Enerji analizörleri, son yıllarda önemi artan yüksek kalitede enerji ve güç gereksinimini karşılamaya yönelik yapılan “enerji verimliliği” projelerinde enerji tasarrufu amacıyla kilit cihaz olarak kullanılırlar.

Bu projeler doğrultusunda, bir sistemin enerji tüketim karakteristiklerinin enerji analizörü ile takip edilip iyi bir şekilde analiz edilmesi sonucu harmonik bileşenler tespit edilir; çalışan ünitelerin sisteme etkisi, gizli tüketimler, aşırı yüklenmeler diğer arızalar gün yüzüne çıkar. Bahsi geçen teknik problemlerin giderilmesi ve özellikle gizli tüketimlerin önlenmesi halinde ise kullanılan enerjinin kalitesi yüksek oranda artmış olur. Bu artış sayesinde de sistemde en az %10-15 arasında enerji kazancı elde edilmiş olur ve bu kazanç maliyet açısından sistemin yükünü büyük ölçüde hafifletir.

TOPRAKLAMA:

Veri merkezinin elektrik planlamasında, veri merkezinin topraklamasının binanın ana topraklamasından ayrı yapılması gerekmektedir. Veri merkezinin bulunduğu binada oluşacak ters bir akım akışı sonucu veri merkezinde bulunan cihazlar etkilenebilmektedir.