Kompaktes System eignet sich zur Nachrüstung

Überwachung des Stromverbrauchs

06. August 2020, 07:00 Uhr   |  Roberto Sammler/jos

Überwachung des Stromverbrauchs
© Bild: Raritan

Als Messaufnehmer dient ein Klappwandler, der einfach über die zu überwachenden Leitung geklippt ist.

Es gibt viele gute Gründe dafür, den Stromverbrauch an neuralgischen Punkten im Rechenzentrum kontinuierlich zu messen. Diese Technik sorgt für eine genaue Zuordnung und bei Bedarf auch für eine korrekte Abrechnung. Sie ermöglicht zudem eine sinnvolle Lastverteilung und steigert im besten Fall sowohl die Energieeffizienz als auch die Ausfallsicherheit.

Erweiterungen im Rechenzentrum gehen einher mit zusätzlichen Lasten, die im schlimmsten Fall zu einer Überlast an einem Leitungsschutzschalter führen können. Nicht umsonst schreibt die DIN EN 50600-2-2 Strommessungen zumindest am Hauptverteiler vor und mit steigender Verfügbarkeitsklasse auch mit zunehmender Anzahl an Messpunkten. Wenn der Betreiber weiß, in welchem Maß eine Niederspannungsschaltanlage und die daran hängenden Verbraucher Strom ziehen, dann kann er zum Beispiel bei Erweiterungen Lasten sinnvoll umverteilen. Setzt er dazu eine Echtzeit-Überwachungslösung ein, erkennt diese Stromschwankungen und Spannungsspitzen und meldet sie umgehend. Der Administrator kann diese Anomalien dann schnell bestimmten Komponenten und auch verursachenden Ereignissen zuordnen. Dies erleichtert und beschleunigt die Störungsbehebung und verhindert Ausfälle.

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© Bild: Raritan

Das BCM-System von Raritan ist für die Hutschienenmontage konzipiert und kommt ohne separaten Controller aus. In das kompakte PMMC-1000 Messmodul für den Hauptanschluss ist zusätzlich der Controller integriert.

Auch die Energieeffizienz eines RZs lässt sich besser optimieren, wenn die Verbrauchsdaten bekannt sind. Zudem kann der Anwender diese für bestimmte Gewerke, Anlagen oder Bereiche bei Bedarf bis ins Detail zuordnen und auch entsprechend detailliert abrechnen. Dies ist mit stichprobenartigen Messungen per Hand im nötigen Umfang nicht möglich.

Moderne Niederspannungsverteiler sind oft mit einem Messmodul zur Erfassung des Stromverbrauchs ausgestattet. Intelligente PDUs bieten dies auch. Doch viele RZs nutzen noch herkömmliche PDUs zur Stromverteilung im Unterflurbereich sowie in manchen Racks und haben neben den modernen auch noch ältere Niederspannungsschaltanlagen in Betrieb – dann jeweils ohne Stromzähler. Sollen diese bestehenden Installationen entsprechend nachgerüstet werden, kann das aufwendig und teuer werden. Der Hersteller Raritan hat für solche Zwecke ein einfach zu installierendes und besonders platzsparendes modulares System entwickelt, das mit Hilfe von Klappwandlern an beliebigen Stellen des Versorgungsnetzes die Leistung misst. Auf diese Weise lässt sich das System ohne Betriebsunterbrechung einfach integrieren.

Leistungsmessung per Klappwandler

Klappwandler werden einfach am gewünschten Messpunkt über das Stromkabel geklippt und sind damit einsatzbereit. Ein Messkabel verbindet sie mit einem Messmodul, das für die DIN-Schienenmontage ausgelegt ist. Da die Klappwandler über eine Autokorrekturfunktion verfügen, muss der Techniker bei ihrer Montage nicht auf die Energieflussrichtung achten. Das System korrigiert die Messwerte automatisch. Die Messaufnehmer sind für verschiedene Kabeldurchmesser und Stromstärken von 60 bis 400 Ampere verfügbar.

Das System misst über die Klappwandler äußerst präzise den anliegenden Strom. Es kann die Wirkleistung und -energie mit einer prinzipiell abrechnungsfähigen Genauigkeit von ± 0,5 Prozent ausgeben, die Scheinleistung und -energie mit ± 2 Prozent sowie die Effektivwerte für Strom und Spannung mit ± 0,2 Prozent und die Frequenz mit 0,1 Prozent Genauigkeit ermitteln. Zudem ermittelt es jeweils den Leistungsfaktor. Damit hat der Anwender alle relevanten Informationen auf einen Blick.

Installation des BCM-Systems

Die Installation des Systems ist einfach und lässt sich für jedes Rechenzentrum an die jeweiligen Bedingungen vor Ort anpassen. Die Messkabel mit dem Klappwandler sind von den Modulen auf der DIN-Schiene zu den Messpunkten geführt. Dort bringt der Techniker die Klappwandler an den zu überwachenden Verbindungen der Niederspannungsschaltanlagen, Unterverteiler, Stromschienen, Schalttafeln oder Unterflur- und Rack-PDUs an. Damit die Installation übersichtlich bleibt und die Messkabel schnell angeschlossen werden können, bietet Raritan dafür Breakout-Kabel mit jeweils fünf oder zwölf Verbindungen an.

Das System enthält spezielle Messmodule für den Hauptstromkreis, die bis zu drei Phasen mit Neutral- und Schutzleiter überwachen können. Sollen auch die abzweigenden Leitungen überwacht werden, schaltet der Nutzer zusätzlich ein PMB-1960-Messmodul dahinter. Daran kann er bis zu 96 Messverbindungen anschließen.

Platzsparend und kaskadierbar

Die Ansteuerung der Leistungsmessmodule geschieht über einen Controller, der sich per Web-Oberfläche bedienen und konfigurieren lässt und mehrere Kommunikationsschnittstellen besitzt.
Ein Controller kann bis zu 70 nach dem Daisy-Chain-Prinzip angeschlossene PMM-1000-Module allein zur Überwachung von Hauptstromkreisen ansteuern oder maximal acht Gespanne aus PMM-1000- und PMB-1960-Modulen.
Damit das System vollständig und zudem möglichst platzsparend auf DIN-Schiene montierbar ist, hat der Hersteller für sein BCM-System ergänzend zum 19-Zoll-Controller das kombinierte Controller- und Leistungsmessmodul PMMC-1000 entwickelt. Das Leistungsmessmodul für den Hauptstromkreis (PMM-1000) hat er dabei um die Controller-Funktion samt Display und die zugehörigen Schnittstellen ergänzt. Das heißt, dass bei einer Überwachung von mehreren Niederspannungsverteilerschränken der erste mit einem Gespann aus PMMC-1000 und PMB-1960 ausgestattet ist und die folgenden acht mit je mit einem PMM-1000 und PMB-1960. Zur Überwachung mehrerer Hauptstromkreise wird für den ersten ein PMMC-1000 mit integriertem Controller genutzt. Der Anwender kann dann bis zu 70 PMM-1000-Messmodule dahinter schalten.

302 LANline 2020-08 Bild 3 Ueberwachung Hauptanschluss und Abzweigungen
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Bei diesem Niederspannungsverteiler überwacht ein PMMC-1000-Modul den Hauptanschluss und übernimmt gleichzeitig die Controller-Funktion. Das nachgeschaltete PMB-1960 übernimmt die Leistungsmessung an den Abzweigungen. Die Messkabel (im Bild CT-Cables) sind mit Klappwandlern als Messaufnehmer ausgestattet. Ist ein weiterer Verteiler zu überwachen, reicht für die Überwachung des Hauptanschlusses ein reines PMM-1000-Messmodul ohne Controller-Funktion.

Das Herzstück

Der integrierte Controller verfügt über LAN-, Modbus-, SNMP- und USB-Schnittstellen. Hinzu kommt ein Sensor-Port, der zum Beispiel zur Überwachung von Temperatur und Luftfeuchte im Schrank dienen kann. Per SNMP, TCP/IP oder Modbus lässt sich die Lösung zum Beispiel nahtlos in die modulare DCIM-Lösung von Sunbird oder in ein anderes übergeordnetes Datacenter-Infrastructure-Management-System (DCIM) oder in die Gebäudeleittechnik einbinden. Für die Bedienung vor Ort gibt das System die Messdaten über ein Display aus oder via USB an ein Tablet. Die zugehörige Software entspricht der Firmware der intelligenten PX-Rack-PDUs von Raritan, die in größeren und mittleren RZs weit verbreitet sind. Um Konfigurationsfehler zu vermeiden, kann der Anwender den jeweiligen Belegungsplan und andere Einstellungen per USB-Stick auf das Controller-Modul laden.

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Das PMMC-1000 kann bis zu 70 Messmodule verwalten und lässt sich über SNMP, TCP/IP oder Modbus an ein DCIM-System oder eine Gebäudeleitstelle anbinden.

Neben dem Kombimodul ist ein 19-Zoll-Controller verfügbar, der eine zusätzliche Schnittstelle für RS232 aufweist. Für Anwendungen, bei denen ein DIN-Schienensystem nicht geeignet ist – etwa bei direkter Wandmontage oder beim Einbau in den Doppelboden – stehen Gehäusevarianten zur Verfügung, die alle benötigten Module enthalten.

Fazit

Das BCM-System stellt eine einfache Lösung dar, um den Stromverbrauch an einer beliebigen Stelle im Rechenzentrum zu erfassen. Die einzelnen Module sind kompakt und bieten eine hohe Anschlussdichte. Breakout-Kabel ermöglichen dabei eine übersichtliche Installation. Die Controller-Software basiert auf Standardschnittstellen und lässt sich daher in bestehende Management-Lösungen einbinden. Zudem entspricht sie der Firmware für in der Branche weit verbreitete intelligente PDUs. So sind regelmäßige Updates und eine langfristige Pflege der Software gewährleistet. Zudem arbeiten viele RZ-Mitarbeiter bereits mit ihr und können das BCM-System so ohne große Probleme schnell konfigurieren.

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