De transferswitch opnieuw uitgevonden

Tranferswitches zijn de aangewezen oplossing om apparaten met een enkele voeding toch op een A- en een B-feed aan te sluiten. “Maar tot voor kort was er niet één op de markt die goed functioneerde”, stelt Paul Bekema, Sales Engineer bij Raritan. Voor Raritan reden om de transferswitch opnieuw uit te vinden. 

Paul Bekema

Paul Bekema

In professionele datacenters draait alles om een uptime van honderd procent, 24 uur per dag, zeven dagen per week. Dat is dan ook de reden dat de stroomvoorziening dubbel wordt uitgevoerd met een A- en een B-feed, en dat minimaal één feed een back-up heeft. Maar ondanks deze focus op ‘100% uptime’ zijn er in het datacenter altijd nog apparaten aanwezig met een enkele voeding die dus niet kunnen worden aangesloten op een A- en een B-feed.

Volgens Paul Bekema van Raritan zijn het deze apparaten die de ‘beschikbaarheid van het geheel’ in gevaar brengen. Als voorbeelden geeft de Sales Engineer verouderde servers die om goede redenen in bedrijf moeten blijven, en ‘perifere, ondersteunende apparatuur’. “Vaak gaat het om apparatuur om het datacenter te beheren, zoals sensorboxen om de luchttemperatuur of luchtvochtigheid te meten, of gsm-modems voor het versturen van waarschuwingen per sms. Als de modem geen voeding heeft, ontvang je ook geen waarschuwing als de temperatuur te hoog oploopt waardoor gevaarlijke situaties kunnen ontstaan. Maar bijvoorbeeld ook webcams – die heel essentieel kunnen zijn – beschikken meestal maar over één voeding.”

ATS en STS

Met transferswitches kunnen apparaten met een enkele voeding toch van een redundante voeding worden voorzien. Deze switches zorgen ervoor dat een apparaat met een enkele voeding zijn voeding krijgt uit ofwel de A-feed, ofwel de B-feed. Valt de A-feed weg, dan schakelt de transferswitch voor de voeding van de aangesloten apparatuur automatisch over naar de B-feed en weer terug als de A-feed weer stabiel is.

De productcategorie ‘transferswitches’ kent twee bekende vertegenwoordigers, met beiden zo hun eigen voor- en nadelen:

  • de Automatic Transfer Switch (ATS), die zorgt voor een relay-gebaseerde schakeling tussen de feeds. Dit is een redelijk goedkope oplossing die hoge stromen kan verwerken. Een groot nadeel van de ATS is de massatraagheid van het relay waardoor de overschakeling naar een andere feed langzaam verloopt, wat zeker een probleem kan opleveren als gebruik wordt gemaakt van oudere servers met een gedegradeerde voeding. Een ander bekend nadeel van de ATS is het ‘verkleven’ van de contacten door de ‘inrush current’. Hierdoor blijven contacten ‘hangen’ en wordt er dus niet overgeschakeld. Door dit risico op verkleving moeten Automatic Transfer Switches relatief snel worden vervangen.
  • de Static Transfer Switch (STS), die voor de schakeling naar een andere feed gebruikmaakt van halfgeleider thyristoren of silicon controlled rectifiers (SCR’s). Het grote voordeel van dit type Transfer Switch is de snelle omschakeling waardoor de STS ook geschikt is voor apparaten die niet meer over een optimale voeding beschikken. Ook het risico op verkleving speelt hier niet. Toch kent de STS meer nadelen dan voordelen. Zo zorgt de hoge overgangsweerstand voor warmteontwikkeling waardoor bijvoorbeeld servicegevoelige ventilatoren nodig zijn om de STS te koelen. Door de warmteontwikkeling ligt het energieverbruik aanzienlijk hoger dan bij een ATS. Daar komt bij dat een STS gemiddeld zes keer duurder in aanschaf is dan een ATS.

Hybrid Transfer Switch

PX3TS-1469R_Front (Display Glamor)De genoemde nadelen van de STS en ATS vormden voor Raritan de aanleiding om de transferswitch opnieuw uit te vinden, met als resultaat de Hybrid Transfer Switch. “De hybride transferswitch voegt de technologieën zoals die worden gebruikt door de ATS en STS samen, en heft de nadelen op”, aldus Bekema. “Hybride transferswitches schakelen sneller dan een ATS, en dat zonder dat de contacten verkleven en zonder het temperatuurprobleem van de STS.”

Hybride transferswitches maken gebruik van elektromechanische relays én van Silicon-Controlled Rectifiers (SCR’s). Als een powerfeed uitvalt, worden de contacten met behulp van de SCR’s razendsnel overgeschakeld waarna de relays automatisch meeschakelen. “De inrush current wordt volledig opgevangen door de SCR’s waardoor de relays niet inbranden en de contacten netjes schoon blijven en niet gaan kleven”, legt Bekema uit. Als de relays zijn bijgeschakeld, worden de SCR’s uitgeschakeld. “Op die manier wordt warmteontwikkeling voorkomen waardoor geen actieve koeling nodig is en een reductie van het energieverbruik wordt gerealiseerd. Een gemiddelde STS verbruikt tussen de 60 tot 100 watt aan energie; wij reduceren dat tot 13 watt.

Inkomende Power Feed Monitoren

De Hybrid Transfer Switch van Raritan meet 4800 keer per seconde het voltage en de frequentie van de inkomende power. Als uit de metingen blijkt dat de kwaliteit van de ingang onder een door de gebruiker in te stellen drempelwaarde komt, zal de transferswitch overschakelen op de andere feed en ook weer terugschakelen als de ‘voorkeursfeed’ weer stabiel is. “Daarbij schakelen we op een slimme manier”, benadrukt Bekema. “De fases van de A- en de B-feed hoeven niet synchroon te lopen waardoor je niet op de ‘0’ hoeft te wachten en een snelle omschakeltijd is gegarandeerd.”

De ‘schakelgrafieken’ zijn in de webgebaseerde gebruikersinterface te bekijken. Hier is onder andere te zien hoe lang de overbruggingstijd is geweest, waarom er is overgeschakeld en wat de sinus was op het moment van de omschakeling. “Deze informatie helpt je bij het slim beheren van je datacenter. Je kunt je datacenter beheren door te meten en analyseren wat er fout is gegaan.”

Meten per outlet

PX3TS-1469R_StackedIn de nieuwe versie van Raritan’s Hybrid Transfer Switch wordt het ook mogelijk om de powerconsumptie per outlet te meten waardoor het mogelijk wordt om het vermogensverbruik van de aangesloten apparatuur individueel te meten. Bekema: “Onze PDU’s hebben we als het ware geïntegreerd in onze Hybrid Transfer Switch, waardoor alle controlemogelijkheden zoals die worden geboden door onze PDU’s ook beschikbaar zijn in onze transferswitches. Doordat je tot op serverniveau weet wat er gebeurt, wordt de beheersing fijnmaziger en kun je fijnmaziger energieverbruik analyseren.”

Ook biedt de Hybrid Transfer Switch mogelijkheden voor het remote uitschakelen van outlets. Bovendien hebben alle transferswitches de mogelijkheid voor het aansluiten van externe sensoren om zaken als temperatuur en luchtvochtigheid te kunnen meten. “Net als onze PDU’s zijn de Hybrid Transfer Switch een ‘slimme oplossing’ voor power- en omgevingsmanagement binnen datacenter en daarmee een wezenlijk onderdeel van je environmental monitoringsysteem”, besluit Bekema. “Je hebt geen apart monitoringsysteem nodig, want dat zit er al in.”

Ferry Waterkamp is freelance journalist

 

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *

Deze website gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.