Upgrade stroomvoorzieningen datacentrum telecomprovider zonder uitval

Door de groeiende vraag vanuit de markt kwam een grote Nederlandse telecomprovider voor een probleemstelling te staan waar veel beheerders van snel groeiende datacenters vroeg of laat mee te maken krijgen: hoe laat ik het vermogen van mijn energiedistributie groeien terwijl de IT-apparatuur in het live datacenter niet uitgeschakeld mag worden? Ingenieursbureau Royal HaskoningDHV en technisch dienstverlener Unica bedachten een bijzonder gedetailleerd ombouwplan voor dit bedrijf dat aan alle facetten aandacht besteedde.

Over het algemeen heeft een datacenterbeheerder bij deze uitdaging geen keuze. De bestaande IT-apparatuur moet worden uitgefaseerd, afgesloten, gemigreerd en desgewenst opnieuw opgestart op een nieuwe locatie en/of met een nieuwe elektrische aansluiting. Toch blijkt dat niet altijd de enige mogelijke actie.

Groeiscenario met meerjaren-masterplan

Voor één van de panden van de telecomprovider werd de installatie opgewaardeerd. De bestaande installatie van N+1 (2 hoofdverdelers van 630kVA en een hoofdverdeler van 400kVA) zou, voor maximale benutting van het datacenter, gefaseerd omgebouwd moeten worden naar een totaaloplossing die geschikt is voor 2000kW aan IT-vermogen.

In maart 2017 werd een groeiscenario ontworpen door advies- en ingenieursbureau Royal HaskoningDHV. Hieruit volgde een meerjaren-masterplan met als eerste stap het bijbouwen van één nieuwe voedingssectie, voeding D genaamd, bestaande uit een transformator, verdeler, generator en UPS met een capaciteit van 2500kVA.

Deze voedingssectie is na installatie en inbedrijfstelling gebruikt om de bestaande installatie te ontlasten en de eerste groei in het pand mogelijk te maken. Alle zaken met een enkele voeding die kortstondig uit mochten (sprinklerinstallatie, algemene gebouwinstallatie) werden als eerste overgezet. In de maanden daarna werd stapsgewijs van alle installaties met een dubbele voeding één zijde op voeding D overgezet. Daarmee werd direct vermogen beschikbaar gemaakt voor nieuwe IT, die dan ook meteen 2N aangesloten kon worden.

Complexe schakeloperatie

De echte uitdaging in een dergelijke uitbouw ontstaat wanneer er nog IT-apparatuur aanwezig is met een enkele voeding. Deze overnemen zonder dat deze uitvalt of afgesloten moet worden is een complexe schakeloperatie. Hoewel dit soort apparatuur op een UPS is aangesloten, is het niet mogelijk om zomaar de primaire voeding van een UPS los te nemen om binnen enkele minuten een nieuwe kabel op deze UPS te aan te sluiten; zeker bij grotere vermogens en de daarbij behorende kabeldiameters moet daar enkele uren voor gereserveerd worden. Aanvullend is het een uitdaging dat de meeste typen UPS’sen een referentie dienen te houden voor de nulgeleider, zodat het helemaal loshalen van een voedingskabel resulteert in uitval van de belasting.

Door een intensieve samenwerking tussen de eindklant, Royal HaskoningDHV en Unica is voor de IT-apparatuur met enkele voeding een bijzonder gedetailleerd ombouwplan bedacht dat aan alle facetten aandacht besteedde. Twee transformatoren zouden kortstondig parallel gezet worden, de bestaande generatoren zouden gesynchroniseerd worden, en door middel van een vrije groep op de nieuwe hoofdverdeler kon de uitgang van de UPS met een STS synchroon worden overgenomen. Hierbij kon steeds alles continu goed gecontroleerd en gemonitord worden, voordat de volgende stap van het protocol zou worden gezet.

Uitgebreid stappenplan beperkt risico tot minimum

Dat het stappenplan zo uitgebreid was en elke stap zo nauwgezet gecontroleerd werd, bleek geen overbodige luxe. Een onverwachte uitdaging diende zich aan bij het testen van de bestaande transformatoren van 630kVA. Deze bleken met gelijke draairichting een faseverschil van 120 graden te hebben. De fasehoek van 2 verschillende voedingen was niet eerder relevant, aangezien alle installatiedelen op 230V werken, en bovendien waren deze transformatoren nooit bedoeld om parallel te draaien. Ook kwam gedurende een test naar voren dat de synchronisatiemodule van de bestaande generatorsets geen mogelijkheid had om de belasting goed te verdelen in parallelbedrijf. Ook deze installatie was hier tijdens de bouw van het pand niet voor ontworpen. Doordat hier op tijd aandacht aan werd besteed, is ook deze tekortkoming meegenomen in de handelingsvolgorde. Mede dankzij de goede planning en coördinatie van Unica zijn deze uitdagingen gedurende de ombouw met de verschillende (onder)aannemers afgestemd en opgelost.

Na enkele weken van intensieve voorbereiding is de installatie op 12 januari 2021 met goed gevolg omgezet naar de nieuwe verdeelinrichting. Door de zeer uitgebreide omschakelprocedure en vele ingebouwde meetmomenten in het schakelprotocol is het risico in het hele proces tot een absoluut minimum beperkt gebleven, en is het telecombedrijf nu helemaal voorbereid op de aankomende groei van deze locatie!