Raumsensoren, Messungen am Rack-Lufteintritt und Daten der Kühlanlage beschreiben die Umgebungsbedingungen eines Rechenzentrums. Sie erfassen jedoch nicht die Temperatur im Inneren von Transformatoren, Schaltanlagen oder anderen Komponenten der elektrischen Energieverteilung.
Kritische elektrische Infrastruktur produziert ihre eigene Wärme. Transformatoren, Schaltanlagen und Sammelschienenverbindungen in Rechenzentren führen Dauerstrom und enthalten jeweils temperaturempfindliche Punkte wie Wicklungslagen und Schraubverbindungen, die Raumluftsensoren nicht darstellen können. Ein in einem Gang platzierter Temperatursensor eines Rechenzentrums zeigt nicht an, was in einem Transformatorgehäuse oder an einem belasteten Anschluss passiert.
Definierte Messpunkte in Transformatoren und elektrischen Betriebsmitteln ergänzen die Überwachung von Raumfeuchte, Kühlung und Rack-Umgebung. Je nach Einbauort kommen fluoreszenzbasierte faseroptische Sensoren oder geeignete konventionelle Sensoren zum Einsatz.
Die Temperaturüberwachung im Rechenzentrum besteht aus zwei verschiedenen Ebenen
Die Überwachung der Raumluft und die Messung an elektrischen Komponenten erfüllen unterschiedliche Aufgaben. Bevor Hardware ausgewählt wird, müssen zwei Schichten getrennt werden, da sie unterschiedliche Fragen mit unterschiedlichen Sensoren beantworten.
Umweltüberwachung auf Anlagenebene
Die Überwachung auf Anlagenebene überwacht die Raumtemperatur, die Einlass- und Auslassbedingungen des Racks, den Luftstrom und die HVAC-Leistung. Temperaturüberwachungssensoren für Rechenzentren für diese Schicht sind im Leerraum und in der Kühlanlage verteilt und haben die Aufgabe, die Luftbedingungen innerhalb des Bereichs zu halten, den die IT-Ausrüstung benötigt.
INNO liefert diese Produkte nicht und sie liegen außerhalb des Hauptproduktumfangs von INNO. Hintergrundinformationen zu Sensortypen in einer Einrichtung finden Sie im INNO-Artikel über Temperatursensoren für Rechenzentren.
Temperaturüberwachung elektrischer Geräte
Die Überwachung elektrischer Geräte zielt auf Transformatoren, Wicklungen, Schaltanlagen, Sammelschienenverbindungen und ausgewählte Hochspannungskomponenten ab. Die Wärme an diesen Orten entsteht eher durch Laststrom, Verluste und Kontaktwiderstände als durch Raumbedingungen. Die Raumluft kann in ihrem normalen Bereich bleiben, während eine Wicklungsschicht oder eine Schraubverbindung heißer ist als die Umgebungsluft, sodass die Umgebungstemperatur nicht als Ersatz für die Gerätetemperatur dienen kann.
Ein um diese Schicht herum aufgebautes Temperaturüberwachungssystem für ein Rechenzentrum platziert Sensoren an definierten Punkten der Ausrüstung und liest sie über ein Auswertegerät aus. Eine solche thermische Überwachung von Rechenzentren ergänzt die Umgebungsüberwachung, anstatt sie zu ersetzen: Anlagensensoren zeigen, was die Luft tut, und Gerätesensoren zeigen, was die elektrische Hardware tut. Die gleiche Messpunktlogik gilt für die umfassendere industrielle Temperaturüberwachung.
Warum die Transformatortemperatur in der Energieinfrastruktur von Rechenzentren wichtig ist
Transformatoren für Rechenzentren befinden sich im Strompfad zwischen der Eingangsversorgung und der Verteilung, die die IT- und Kühllasten versorgt. Umspannwerkstransformatoren von Rechenzentren übernehmen die erste Spannungsstufe innerhalb der Anlage, und die Niederspannungseinheiten, die Hallen oder Kraftwerksblöcke versorgen, sitzen weiter stromabwärts. Umspannwerkstransformatoren für Rechenzentren auf beiden Ebenen sind darauf angewiesen, dass die Wicklungs- und Verbindungstemperaturen innerhalb der für die Einheit ausgelegten Temperatur bleiben.
Rechenzentrumslasten können kontinuierlich und anspruchsvoll sein, wodurch die Transformatoren über lange Zeiträume hinweg auf Dauerstrom bleiben. Die Innentemperatur der Wicklung kann erheblich von der Raumtemperatur abweichen und eine örtliche Erwärmung tritt bei Außenmessungen möglicherweise nicht auf. Gehäuse- und Oberflächenmesswerte spiegeln die nach außen gelangte Wärme wider, was die Bedingungen an einem eingebetteten Wicklungspunkt verlangsamen oder unterschätzen kann.
Die Überwachung auf Geräteebene unterstützt Wartungs- und Betriebsentscheidungen, indem sie Ingenieuren Temperaturdaten zum Vergleich mit der Last, mit anderen Einheiten und mit früherem Verhalten liefert. Temperaturdaten allein verhindern keine Störungen und garantieren keine Lebensdauer. Es liefert Beweise, die Inspektions- und Betriebsentscheidungen nutzen können.
Für jeden einzelnen Rechenzentrumstransformator ergeben sich die zulässigen Temperaturen aus dem Design des Herstellers und den geltenden Projektanforderungen, nicht aus einem allgemeinen Wert. Bei der Überwachung von Transformatoren in Rechenzentren wird daher in der Regel die bereits vorhandene Instrumentierung mit der direkten Messung an ausgewählten Punkten kombiniert, an denen mehr Informationen benötigt werden. Anwendungsdetails finden Sie auf der Seite Transformatortemperaturüberwachung von INNO.
Ursachen für Überhitzung in Trockentransformatoren im Rechenzentrum
Die Ursachen für Überhitzung bei Trockentransformatoren in Rechenzentren lassen sich in drei Gruppen einteilen: elektrische Belastung, Kühlung und Umgebung sowie lokale Erwärmung an Anschlüssen. Mehrere können zusammen wirken, und keine einzelne Ursache erklärt jeden Temperaturanstieg.
Belastung und elektrische Ursachen
Anhaltende Belastung erhöht die Wicklungstemperatur stetig und kontinuierliche Lastprofile im Rechenzentrum halten die Erwärmung über lange Zeiträume aufrecht. Oberschwingungsbedingte Zusatzverluste können dort auftreten, wo nichtlineare Lasten im elektrischen System Oberschwingungsströme erzeugen. Ob das eine Rolle spielt, hängt vom Lastmix und der Transformatorkonstruktion ab. Eine ungleichmäßige Wicklungserwärmung kann auch durch Phasenungleichgewicht oder Konstruktionsunterschiede zwischen den Wicklungen entstehen.
Kühl- und Umweltursachen
Ein eingeschränkter Kühlluftstrom verringert die Wärmeabfuhr von Wicklungen und Kern. In diese Kategorie fallen verstopfte Lüftungswege, eingeschränkter Freiraum um das Gerät und schlechte Raumbelüftung. Probleme mit der Lüfter- oder Zwangsluftkühlung spielen eine Rolle, wenn eine solche Kühlung eingebaut ist. Staub, Verschmutzung oder Beeinträchtigung der Kühlflächen und Kanäle können die Wärmeableitung mit der Zeit verringern, und eine ungeeignete Installationsumgebung, wie z. B. eine hohe Umgebungstemperatur, erhöht die thermische Belastung. Hierzu zählen auch anormale Betriebszustände außerhalb der Auslegungsgrundlage.
Lokale Heizung an Anschlüssen
Lokaler Verbindungswiderstand erzeugt Wärme an einer Verbindungsstelle und nicht in der Wicklung. Lose oder beschädigte Klemmen und Sammelschienenverbindungen können heiß werden, während Wicklungssensoren normal lesen, weshalb Verbindungspunkte oft als separate Messziele behandelt werden.
Temperatursymptome interpretieren
Verschiedene Ursachen können ähnliche Temperatursymptome hervorrufen. Ein steigender Messwert kann auf eine höhere Last, eine verringerte Kühlung oder ein sich entwickelndes Verbindungsproblem hinweisen. Daher müssen die Temperaturdaten zusammen mit den Belastungsaufzeichnungen, dem Kühlstatus und den Inspektionsergebnissen gelesen werden. Aus diesem Grund kann die Wartung von Rechenzentrumstransformatoren regelmäßige Inspektionen mit installierten Sensoren kombinieren. Weitere Hintergrundinformationen finden Sie im INNO-Artikel über Was Heißstellen in Transformatoren verursacht.
Wo die Temperatur an Rechenzentrumstransformatoren gemessen werden sollte
Der Standort des Sensors bestimmt, was ein Messwert bedeutet. Fünf Messkategorien werden oft verwechselt:
- Umgebungstemperatur: Luft im Raum oder Gehäuse. Es beschreibt die Umgebung, nicht die Ausrüstung.
- Oberflächentemperatur: Außenflächen von Gehäusen, Kernen und zugänglichen Komponenten, erreichbar durch Kontaktsonden oder Wärmebildtechnik.
- Wicklungstemperatur: Bedingungen innerhalb der Spulenstruktur, die aus anderen Daten abgeleitet oder direkt an installierten Stellen gemessen werden können.
- Definierte Hot-Spot-Messpunkte: ausgewählte Orte, basierend auf dem Transformatordesign, an denen die höchsten Temperaturen erwartet werden.
- Klemmen- und Anschlusstemperatur: Schraubverbindungen und Leitungen, sofern für die Konstruktion relevant.
Fluoreszenzbasierte faseroptische Sonden messen den physischen Ort, an dem die Sensorspitze installiert ist. Eine Sonde sucht nicht nach der heißesten Stelle und meldet die höchste Wicklungstemperatur nur, wenn ihre Spitze an dieser Stelle sitzt. Mehrere definierte Punkte erfordern mehrere Sonden.
Die praktische Platzierung hängt vom Transformatordesign ab. Zu den Kandidaten zählen ausgewählte Wicklungspositionen, erwartete thermisch kritische Zonen, die im Entwurf identifiziert wurden, ausgewählte elektrische Verbindungen und vom Transformatorhersteller oder dem Ingenieurteam festgelegte Standorte. Der Zugang zu verwinkelten Innenräumen hängt von der Konstruktion ab, daher werden eingebettete Positionen normalerweise mit dem Hersteller geregelt. INNOs Artikel über wo Temperatursensoren in Transformatorwicklungen platziert werden und wie viele faseroptische Temperatursensoren für Transformatorwicklungen verwendet werden befassen sich mit der Platzierung und der Anzahl der Sonden. Für jeden Transformator gilt keine feste Anzahl von Sonden.
Temperaturüberwachungsmethoden für Rechenzentrumstransformatoren
Bei der Überwachung von Transformatoren und elektrischen Geräten gibt es vier Sensoransätze. Jeder hat seinen Platz und die richtige Wahl hängt vom Messpunkt ab.
Widerstandsthermometer / Pt100-Messung
RTD- und PT100-Sensoren sind etablierte Kontaktsensoren mit langjähriger Erfahrung in Industrieanlagen. Zwischen dem Sensorelement und der Instrumentierung verlaufen elektrische Leiter, was an vielen herkömmlichen Standorten akzeptabel ist. Der Installationsort und die elektrische Umgebung entscheiden darüber, wie gut sie für einen bestimmten Punkt geeignet sind, insbesondere in der Nähe von Hochspannung oder in starken Feldern, wo die Leitungsführung überprüft werden muss.
Thermoelemente
Thermoelemente sind einfach, vertraut und werden in vielen industriellen Anwendungen eingesetzt. Ihre metallischen Leiter können dazu führen, dass sie an manchen Hochspannungspunkten oder in starken elektromagnetischen Umgebungen, in denen Verlegung und Abschirmung Aufmerksamkeit erfordern, weniger geeignet sind. An gewöhnlichen Standorten ohne diese Einschränkungen bleiben sie eine praktische Wahl.
Infrarot- und Wärmebildgebung
Infrarotmessung und Wärmebildgebung sind berührungslose Methoden für zugängliche Oberflächen. Eine regelmäßige thermografische Inspektion ist hilfreich, um heiße Verbindungen und Oberflächenanomalien ohne installierte Hardware zu finden. Mit der Wärmebildkamera können eingebettete Wicklungspunkte, die in der Transformatorkonstruktion verborgen sind, nicht direkt gemessen werden, sondern nur das, was eine sichtbare Oberfläche erreicht. INNOs Vergleich von Punkt- und berührungsloser Temperaturmessung deckt den Unterschied detaillierter ab.
Fluoreszenzbasierte faseroptische Temperaturmessung
Die faseroptische Fluoreszenzmessung ist eine Punktmessmethode. Jede Sonde misst einen definierten Ort, sorgt für eine elektrische Isolierung zwischen dem Messpunkt und dem Instrument und weist eine hohe Beständigkeit gegen elektromagnetische Störungen auf. An der Messstelle ist kein metallischer elektrischer Messleiter vorhanden, wodurch sie für definierte Wicklungs- und Innenpunkte geeignet ist. Mehrkanalinstrumente können mehrere Sonden lesen, und die Methode ist nützlich, wenn eine direkte eingebettete Messung erforderlich ist. Technische Hintergrundinformationen finden Sie auf den INNO-Seiten für Fluoreszenz-faseroptische Temperaturmesstechnologie und faseroptische Temperatursensoren.
Vergleich der Temperaturüberwachungsmethoden
| Methode | Messungstyp | Typischer Messort | Elektrische Leiter am Messpunkt | Eingebettete Punktmessung | Kontinuierliche Überwachung | Hauptbeschränkung |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Widerstandsthermometer / Pt100 | Kontaktierende, widerstandsbasierte Punktmessung | Zugängliche Punkte, Oberflächen, Einbauorte in konventionellen Geräten | Ja | Möglicherweise dort, wo der Sensor während des Baus installiert wird | Ja, mit installiertem Sensor und Instrument | Leitfähige Leitungen müssen in der Nähe von Hochspannung oder starken Feldern überprüft werden |
| Thermoelement | Kontakt- und Verbindungsspannungspunktmessung | Prozess- und Ausrüstungspunkte im allgemeinen industriellen Einsatz | Ja | Möglicherweise dort, wo der Sensor während des Baus installiert wird | Ja, mit installiertem Sensor und Instrument | Low-Level-Signale und metallische Leiter müssen überprüft werden. Verlegung und Abschirmung |
| Infrarot-/Wärmebildgebung | Berührungslose Oberflächentemperatur | Begehbare Flächen, Einfriedungen, sichtbare Anschlüsse | Nein | Nein | Normalerweise regelmäßige Umfragen | Liest nur Oberflächen; muss auf Sichtlinie und Emissionsgrad geachtet werden |
| Fluoreszenzbasierte faseroptischer Punktsensor | Kontaktpunktmessung anhand der Fluoreszenzabklingzeit | Definierte Wicklung, Verbindung oder interne Punkte, an denen die Sonde installiert ist | Kein metallischer Leiter am Erfassungspunkt | Ja, an den Stellen, an denen Sonden installiert sind | Ja, mit installierter Sonde und Instrument | Misst nur die Punkte, an denen Sonden platziert sind; keine Linien- oder Flächenabdeckung |
Die Auswahl der Methode hängt von den Anforderungen an die elektrische Isolierung, dem Messort und seinem Zugang, der Umgebung, der Überwachungsarchitektur, der Anzahl der erforderlichen Punkte, den Genauigkeits- und Reaktionsanforderungen sowie den Integrationsanforderungen ab. Bei vielen Installationen kommt mehr als eine Methode zum Einsatz: Wärmebildtechnik zur regelmäßigen Untersuchung zugänglicher Oberflächen, herkömmliche Sensoren, sofern die Bedingungen dies zulassen, und Glasfasersonden an Stellen, an denen Isolierung oder Einbettung die Wahl ausschlaggebend sind. Keine Zeile in der Tabelle ist für jeden Punkt die richtige Antwort.
Hot-Spot-Überwachung mit direkter Wicklung mit faseroptischen Fluoreszenzsensoren
Die Wicklungstemperatur kann auf drei verschiedene Arten ermittelt werden, und jede beantwortet eine andere Frage:
- Berechnete oder abgeleitete Wicklungstemperatur: abgeleitet aus einem thermischen Modell, Laststrom und einer gemessenen Referenztemperatur.
- Oberflächentemperatur: an zugänglichen Außenstellen gemessen und nur indirekt auf die Wicklung bezogen.
- Direkte Messung an einer eingebetteten Stelle: Eine an einer ausgewählten Stelle in der Wicklungsstruktur installierte Sonde meldet die Temperatur an dieser Stelle.
Direkte Messung ersetzt weder thermische Modelle noch konventionelle Überwachung. Es fügt tatsächliche Temperaturdaten von ausgewählten Standorten hinzu, die Ingenieure mit berechneten Werten vergleichen und zusätzlich zu vorhandenen Schutz- und Überwachungsfunktionen verwenden können.
Fluoreszenzbasierte faseroptische Sonden arbeiten durch fluoreszierendes Sensormaterial an der Sondenspitze. Die Abklingzeit der Fluoreszenz ändert sich mit der Temperatur und das Auswertegerät analysiert die durch die Faser zurückgegebene optische Reaktion. Signale breiten sich als Licht aus und die Sensorstruktur ist gegebenenfalls nichtmetallisch, sodass Sonden mit elektrischer Isolierung und hoher Beständigkeit gegen elektromagnetische Störungen in der Nähe von unter Spannung stehenden Wicklungen angebracht werden können. Mehr zum Messansatz finden Sie auf der Seite faseroptische Temperaturmessung von INNO.
In Temperaturüberwachungsprogrammen für Rechenzentren, die Transformatoren umfassen, bieten Direktfühler eine Ebene der Transformatorüberwachung für Rechenzentren, die Raumsensoren nicht bieten können. Ein Temperatursensor für die Elektroräume von Rechenzentren und ein Wicklungssonde dienen unterschiedlichen Zwecken und können beide in derselben Einrichtung betrieben werden. Die Sonden messen immer noch nur ihre eigenen Spitzenpositionen, sodass eine sinnvolle Platzierung wichtiger ist als die Anzahl der Sonden. Weitere Informationen finden Sie auf den INNO-Seiten zur direkten Hot-Spot-Überwachung und wie die Temperatur der Transformatorwicklung gemessen wird. Paketkonfigurationen für Wicklungen werden im Paket zur Überwachung der faseroptische Temperatur von Transformatorwicklungen beschrieben.
Typische Glasfaser-Überwachungsarchitektur
Der Signalfluss in einem fluoreszenzbasierte Faseroptiksystem folgt einer kurzen Kette:
Fluoreszenzbasierte faseroptische Sonde → Glasfaser-/Verlängerungsanschluss (wo erforderlich) → Fluoreszenz-Temperaturtransmitter / Demodulator → Digitale Temperaturdaten → RS485 / Modbus RTU (wo zutreffend) → SPS / SCADA oder übergeordnete Überwachungsplattform
Sonden sitzen an den definierten Messpunkten. Glasfaser überträgt das Signal aus dem Gerät, und eine Verlängerungsverbindung verbindet Glasfaserabschnitte dort, wo die Leitungsführung dies erfordert. Bei optischen Verbindungen werden bei entsprechenden Konfigurationen ST-Anschlüsse verwendet.
Fluoreszenz-Temperaturtransmitter oder -Demodulatoren wandeln die optische Reaktion in digitale Temperaturwerte um. Mehrkanalgeräte lesen mehrere Sonden in einer Einheit aus. Ein Beispiel für diesen Gerätetyp ist der mehrkanalige faseroptische Temperaturtransmitter von INNO.
Digitale Daten verlassen das Instrument über RS485 und Modbus RTU auf geeigneten Auswertegeräten und erreichen dann eine SPS, ein SCADA-System oder eine übergeordnete Überwachungsplattform. Der Leistungsumfang von INNO umfasst die Messkette bis hin zu digitalen Temperaturdaten. Anzeige, Protokollierung und Alarmbearbeitung auf Anlagenebene gehören zu den standorteigenen Systemen, die Integration hängt von der Standortarchitektur und den Schnittstellenanforderungen ab. INNO stellt keine DCIM-Plattform zur Verfügung. Seiten zu faseroptische Temperaturüberwachungssystemen und SPS- und SCADA-Systemintegration decken die Integrationsseite ab.
Mehrpunkt-Temperaturüberwachung für elektrische Geräte im Rechenzentrum
Häufig sind mehrere definierte Messpunkte erforderlich, da sich elektrische Geräte ungleichmäßig erwärmen. Ein Transformator kann mehrere interessante Wicklungspositionen haben und die Verbindungspunkte liegen getrennt von den Wicklungen. Typische überwachte Standorte sind:
- Transformatorwicklungspunkte
- Transformatorverbindungen
- Schaltanlagenanschlüsse
- Sammelschienen-Schraubverbindungen
- Ausgewählte Punkte für Hochspannungs-Elektrogeräte
Eine Sonde entspricht einem Punkt, und mehrere Sonden liefern mehrere unabhängige Punkte. Die Fluoreszenzpunkterfassung ermöglicht keine kontinuierliche Überwachung der Kabeltemperatur und es gibt keinen Wert zwischen den Sondenpositionen. Die Temperatur an einem Punkt ohne Sonde ist unbekannt.
Mehrkanalinstrumente vereinfachen die zentrale Erfassung: Sonden von mehreren Standorten werden an ein Instrument angeschlossen und eine Kommunikationsverbindung überträgt alle Messwerte. Die Kanalanzahl richtet sich nach der Anzahl der definierten Punkte.
Weitere Konfigurationsdetails finden Sie auf der INNO-Seite zur Mehrpunkt-Temperaturüberwachung. Schaltanlagenanwendungen werden unter Schaltanlagen-Temperaturüberwachung behandelt, und auf der Seite faseroptische Temperaturüberwachungssystem für Schaltanlagen wird die Paketkonfiguration beschrieben. Bei Schraubverbindungen kommen spezielle Sondenstrukturen zum Einsatz, beispielsweise der faseroptische Temperatursonde mit Sammelschienen-Schraubverbindung.
Typische INNO-fluoreszenzbasierte Faseroptik-Überwachungsparameter
Typische Werte hängen von der Sonden- und Systemkonfiguration ab. Die folgende Tabelle listet eine typische INNO-Fluoreszenz-Faseroptik-Konfiguration auf, und die Seite Standard-Fluoreszenz-Faseroptik-Temperatursonde enthält Einzelheiten auf Produktebene.
| Parameter | Typischer/konfigurationsabhängiger Wert |
|---|---|
| Messprinzip | Abklingzeit der Fluoreszenz |
| Temperaturbereich | −40 °C bis +260 °C (typisch) |
| Genauigkeit | ±0,5 °C bis ±1 °C je nach Konfiguration |
| Auflösung | 0,1 °C |
| Antwort | <1 s für Standardkonfigurationen |
| Sondendurchmesser | 2–3 mm, konfigurierbar |
| Faserlänge | Konfigurierbar entsprechend den Anwendungsanforderungen |
| Elektrische Isolierung | >100 kV für anwendbare Konfigurationen |
| Stecker | ST |
| Kanaloptionen | Einkanalig und mehrkanalig |
| Kommunikation | RS485 / Modbus RTU für anwendbare Auswertegeräte |
Die Werte in der Tabelle beschreiben typische Konfigurationen und sollten nicht als universelle Spezifikationen für jedes INNO-Produkt betrachtet werden.
Auswahl eines Datencenter-Temperaturüberwachungssystems für Transformatoren
Auswahl funktioniert am besten als Engineering-Workflow, bei dem jede Entscheidung die nächste einschränkt.
Definieren Sie die tatsächlichen Messpunkte
Der Transformatortyp steht an erster Stelle, da sich Trocken- und Ölbadeinheiten in Konstruktion und Zugang unterscheiden. Es folgen gewundene Orte, wobei zugängliche Punkte von eingebetteten getrennt sind. Die Punktzahl ergibt sich aus dieser Liste. Ob eine direkte Wicklungsmessung überhaupt erforderlich ist, hängt von der Überwachung ab, über die das Gerät bereits verfügt, und von den Informationen, die das Projekt benötigt.
Passen Sie die Sensortechnologie an die elektrische Umgebung an
Spannungspegel, elektromagnetische Störungen, Isolationsanforderungen und starke Felder beeinflussen alle die Sensorauswahl. Auch Sensormaterialien und Kabelführung sind wichtig, da leitende Leitungen durch denselben Raum verlaufen wie unter Spannung stehende Teile. Wenn sich Messpunkte in der Nähe von Hochspannung befinden, lesen Sie die INNO-Anleitung zur Temperaturüberwachung von Hochspannungsgeräten.
Bestimmen Sie die Kanalanzahl und die Systemerweiterung
Die Kanalanzahl sollte den definierten Messpunkten folgen. Je nach Projektanforderungen können Reservekapazitäten hinzugefügt werden, beispielsweise für Punkte, die während der Inbetriebnahme hinzugefügt werden. Es gibt keine universelle Kanalnummer, da sich ein Projekt mit wenigen Wicklungspunkten von einem unterscheidet, das Schaltanlagenverbindungen über mehrere Räume hinweg umfasst.
Daten- und Alarmintegration definieren
Bei der Systemauslegung muss entschieden werden, ob ein lokales Überwachungsgerät benötigt wird, ob RS485 und Modbus RTU ausreichen und welches SPS- oder SCADA-System die Daten empfängt. Die Alarmstrategie sollte sich aus dem Gerätedesign und den Betriebsanforderungen ergeben. Schwellenwerte werden pro Projekt festgelegt und sind keine generischen Werte.
Überprüfen Sie die Installationsanforderungen vor der Bestellung
Sondenstruktur, Faserlänge, Verlegung, Anschlüsse und Installationszugang müssen alle mit der Transformatorkonstruktion und der Systemschnittstelle abgeglichen werden. Die Länge der Faserrouten von der Sonde zum Instrument bestimmt die Reihenfolge der Faserlängen. INNOs Artikel über wie man ein faseroptisches Temperaturüberwachungssystem auswählt geht ausführlicher auf diese Punkte ein.
Temperatursensoren für Rechenzentren: Wenn faseroptische Sensoren besser passen
Temperatursensoren für elektrische Geräte in Rechenzentren fallen unter bestimmten Bedingungen in die Glasfaserkategorie. Die faseroptische Fluoreszenzsensorik ist in folgenden Fällen eine Überlegung wert:
- Der Messpunkt liegt in der Nähe von Hochspannung
- Elektrische Isolierung ist erforderlich
- Eingebettete Wicklungsmessung ist erforderlich
- Starke elektromagnetische Felder erschweren die metallische Sensorverkabelung
- Mehrere definierte Punkte erfordern eine zentralisierte optische Messung
- Herkömmliche Oberflächenmessungen liefern nicht die erforderlichen Informationen zur Innentemperatur
Glasfasersensorik ist anderswo nicht automatisch die beste Wahl. Normale Überwachung der Raumtemperatur, Luftfeuchtigkeitsüberwachung, kostengünstige allgemeine HVAC-Sensorik und normal zugängliche Umgebungspunkte werden mit herkömmlichen Umgebungssensoren besser abgedeckt. Fluoreszenzsonden bieten einen Mehrwert, wenn Isolierung, Einbettung oder Feldbedingungen die Anforderungen bestimmen, und sie erhöhen die Kosten und die Komplexität, wenn diese Bedingungen nicht vorhanden sind.
Zwei INNO-Artikel befassen sich mit der elektrischen Seite: warum faseroptische Temperatursensoren in der Nähe von Hochspannung eingesetzt werden und Temperaturmessung in starken elektromagnetischen Feldern.
Transformer-Überwachung vs. allgemeine Umgebungsüberwachung für Rechenzentren
| Überwachungsschicht | Typisches Messziel | Typischer Sensoransatz | Primärer Zweck | INNO-Relevanz |
|---|---|---|---|---|
| Raum-/HLK-Umgebung | Raumluft, Zu- und Abluft | Umgebungsluftsensoren | Halten Sie die Luftbedingungen innerhalb des für IT-Geräte erforderlichen Bereichs | Außerhalb des Produktumfangs von INNO |
| Rack-/Gangumgebung | Rack-Einlass- und Auslassluft, Gangbedingungen | Rackmontierte oder Gangluftsensoren | Kühllieferung an IT-Geräte bestätigen | Außerhalb des Produktumfangs von INNO |
| Transformator / elektrische Ausrüstung | Gehäuse, Oberflächen, Anschlüsse, Schaltanlagen und Sammelschienenverbindungen | RTD, Thermoelement, Infrarot oder Glasfaser, je nach Punkt | Gerätetemperatur unter Last verfolgen | INNOs Fokus auf ausgewählte elektrische Punkte |
| Eingebettete Wicklung / definierte Hot-Spot-Punkte | Ausgewählte interne Wicklungsorte | Fluoreszenzbasierte faseroptische Punktsonden | Erhalten Sie direkte Temperaturdaten an ausgewählten Punkten | INNOs Kernanwendung |
Die Auswahl eines Datencenter-Temperaturmonitors oder eines Datencenter-Temperaturüberwachungsgeräts beginnt mit der Entscheidung, zu welcher Zeile dieser Tabelle die Messung gehört. Die Temperaturüberwachung für Raumluft und Racks im Rechenzentrum nutzt eine andere Produktklasse als die Überwachung innerhalb eines Transformators, und die Kombination der beiden Schichten ergibt ein vollständigeres Bild als beide allein.
Praktische Fragen für ein Projekt zur Überwachung von Rechenzentrumstransformatoren
Ausschreibungs- und technische Diskussionen gehen schneller voran, wenn zuerst die Transformatorseite definiert wird. Typ und Aufbau des Transformators, Trockentyp oder Ölbad, legen fest, was physisch erreichbar ist, und die Anzahl der Transformatoren bestimmt die Systemgröße. Aus den vorgesehenen Messorten wird dann eine Anzahl von Temperaturpunkten ermittelt.
Sondenstruktur und Faserlänge hängen von diesen Standorten und der Verlegung von jedem Transformator zum Instrument ab. Der erwartete Temperaturbereich, die Genauigkeitsanforderung und die erforderlichen Instrumentenkanäle ergeben sich aus dem Überwachungsziel. Ob RS485- oder Modbus-RTU-Kommunikation erforderlich ist und welche SPS- oder SCADA-Schnittstelle die Daten empfängt, gehört in die gleiche Diskussion. Installationsbeschränkungen, wie z. B. Zugang während der Herstellung oder Ausfallzeiträume für bestehende Einheiten, runden das Bild ab.
Ingenieure, die eine Punkteliste, eine einzeilige Beschreibung jedes Transformators und der Zielanlagenschnittstelle mitbringen, können in der Regel mit wenig Hin und Her eine spezifische Konfigurationsantwort erhalten.
Aufbau der richtigen Temperaturüberwachungsarchitektur für Rechenzentrumstransformatoren
Die Umgebungsüberwachung allein zeigt nicht jeden internen Temperaturzustand elektrischer Geräte an. Raum- und Racksensoren beschreiben Luft, während Transformatoren, Schaltanlagen und Sammelschienenverbindungen ihre eigenen Wärmequellen und ihre eigenen kritischen Punkte haben.
Die Überwachung von Transformatoren und Wicklungen hängt von den Messpunkten ab, die entsprechend dem Gerätedesign ausgewählt werden, wobei der Hersteller oder das Ingenieurteam definiert, wo die Temperaturen eine Rolle spielen. An vielen dieser Stellen sind herkömmliche Sensoren weiterhin geeignet. Fluoreszenzbasierte faseroptische Sensoren sind dort nützlich, wo direkte Punktmessung, elektrische Isolierung und hohe Beständigkeit gegen elektromagnetische Störungen erforderlich sind, und sie messen nur die Stellen, an denen Sonden installiert sind.
Kanalanzahl und Kommunikationsschnittstellen sollten dem Projekt folgen: der Anzahl der definierten Punkte, der Gerätekonfiguration und den RS485-, Modbus RTU-, SPS- oder SCADA-Anforderungen am Standort.
Projektdetails wie Transformatortyp, vorgesehene Messpunkte und Anlagenschnittstelle können für eine Konfigurationsüberprüfung an Kontakt mit INNO gesendet werden.