Doğru Akımla Beslenen Veri Merkezleri için Koruma (Teknik Makale)

Özet

Makale, yüzer (floating), yüksek dirençli ve katı topraklama düzenlerini, ±400 V ve 800 V gerilim seçenekleriyle karşılaştırır. Koruma cihazı tarafında sigortalar, mekanik kesiciler, katı hal (solid-state) ve hibrit kesiciler benzetimde denenir. Cihazların kesme hızı aynı çizelgede görünür: katı hal kesiciler 0,5 ms'nin altında keser, hibritler 1-3 ms'de, sigorta ise yaklaşık 1 ms'de erime I2t değerine ulaşır ve yaklaşık 20 ms'lik toparlanma süresi gerektirir. Yüzer 800 VDC'li 1 MW'lık vaka çalışmasında katı hal kesici (SSCB) kullanıldığında tepe arıza akımı 800 A'in altında kalır ve sağlıklı yükler yaklaşık 1 V'luk bir gerilim değişimi yaşar.

Yani arıza akımı sınırlandığı için komşu raflar arızadan etkilenmeden çalışmaya devam eder. Bu sonuç, AC'deki seçicilik mantığının DC'de neden yeniden kurulması gerektiğini somutlaştırır. Kişi koruma ve ark konuları standartlardaki boşlukları ortaya koyar. UL 943C Class E toprak kaçağı kesme süresi 400 VDC'de yaklaşık 850 µs, 800 VDC'de yaklaşık 300 µs'dir; UL 2367 ise e-sigortaları yalnızca 60 VDC'ye kadar kapsar. Ark mitigasyonu, başlatılan bir arkı yaklaşık 3 ms'de kısa devre ederek söndürmüştür.

Gerilim sarkma payı için ise 1 MW'ta 10 ms boyunca gerilimi %10 içinde tutmak yaklaşık 80 mF kapasitans gerektirir. Çalışma benzetime dayanır ve yalnızca bir blok boyutu ile belirli topolojileri kapsar; saha ölçümü ya da tam bir standart önerisi değildir. Yine de DC ark-flaş çalışmasının AC için kullanılan IEEE 1584 sonuçlarıyla yapılamayacağını ve koruma seçiminin topraklama kararından bağımsız olmadığını göstermesi bakımından 800 VDC planlayan tasarımcılar için temel bir kaynaktır.

Öne çıkan noktalar

1. Katı hal kesiciler 0,5 ms'den kısa sürede keser; hibrit 1-3 ms; sigorta yaklaşık 1 ms'de erime I2t'sine ulaşır, toparlanma yaklaşık 20 ms.
2. SSCB ile tepe arıza akımı 800 A'in altında; sağlıklı yüklerde yaklaşık 1 V değişim (1 MW yüzer 800 VDC benzetimi).
3. 1 MW'ta 10 ms boyunca gerilimi %10 içinde tutmak için yaklaşık 80 mF kapasitans gerekir.
4. UL 943C Class E toprak kaçağı kesme süresi: 400 VDC'de yaklaşık 850 µs, 800 VDC'de yaklaşık 300 µs.
5. UL 2367 e-sigortaları yalnızca 60 VDC'ye kadar kapsıyor.
6. Ark mitigasyonu başlatılan arkı yaklaşık 3 ms'de kısa devre etti.
7. İncelenen topraklama: yüzer, yüksek dirençli, katı; ±400 V ve 800 V.

Tasarımda kullanımı

• 800 VDC seçilirse koruma kataloğunda SSCB/hibrit kesicileri zorunlu kılın.
• Topraklama düzeni seçimini (yüzer, yüksek dirençli, katı) açık bir tasarım kararı olarak isteyin.
• DC ark-flaş çalışmasını zorunlu görev olarak ekleyin; AC için IEEE 1584 sonuçlarını DC'ye uygulamayın.
• Yük ucunda ride-through kapasitansını 10 ms / %10 kriteriyle boyutlandırın (1 MW için yaklaşık 80 mF).
• Kişi korumasında UL standartlarındaki boşlukları (UL 2367 60 VDC sınırı) risk kaydına işleyin.

Kimler okumalı

800 VDC dağıtım ve megavat sınıfı yapay zekâ raflarının korumasını tasarlayan elektrik mühendisleri.

İlgili standartlar

• UL 943C
• UL 2367
• IEC 60364-4-41
• NFPA 70E (DC arc flash)
• IEC 60947-2

Yayın bilgileri

Yazarlar

Guang Yang; Mike Tu

Yayıncı

Siemens / NVIDIA

Yıl

2025

Belge dili

İngilizce

Kaynak türü

Üretici

Erişim

Ücretsiz okunur

Lisans

Telif hakkı saklı; yalnızca künye — özgün belge için yayıncının kullanım koşulları geçerlidir

Künye