IDC 수변전설비 구축(1)

1. IDC 수변전 설비

IDC(Internet Data Center)는 많은 서버가 운용되는 곳입니다. 대부분의 서버는 24시간 잠시도 멈추어서는 안되는 것들이기 때문에 IDC에서 전력공급의 신뢰도가 가장 중요하게 고려됩니다. 그러므로 IDC 수변전설비를 계획할 때 서버에 공급되는 전력은 상시 높은 신뢰도로 운전될 수 있도록 해야 할 것이며, 상용전원이 정전이 되었을 경우에는 재빨리 자동으로 중요 부하에는 전력 공급이 가능해야 합니다.

비상전원의 종류로는

① 40초 이내에 전원을 공급할 수 있는 일반비상전원

② 10초 이내에 전원을 공급할 수 있는 특별비상전원

③ 순간적으로 전원을 공급할 수 있는 순간 특별비상전원

이 3가지가 있는에 IDC의 비상전원은 어떤 경우에도 정전이 되어서는 안되므로 세번째에 있는 순간 특별비상전원이 가능하도록 시스템을 완벽에 구축하고 있어야 합니다.

순간 특별 비상전원을 갖추려면 어떤 기기들이 사용되어야 하는지 고려되어야 하는데 그 전에 전력을 원할하게 공급할 수 있는 수변전 설비를 구축해야합니다. 수변전설비를 구축하기 위해서는 제일 먼저 총 용량을 고려해야 합니다. 즉, 서버실, 사무실, 복도 등 각 장소의 전력량을 조사하여 부하의 용량에 맞는 전력설비를 선택해야 합니다.

참조: 이재언 기술사님의 수변전 설비 중에서

2. 서버랙(Rack)용량 산정

보통 일반 장소는 용도나 크기 그리고 설치될 전기기들에 따라 수전용량을 선정합니다. 그런데 새로운 건물이 만들어진 후 젼력을 공급하기 위한 수변전실을 구축할 때 만일 건물의 용도나 크기는 알고 있는 상태에서 어떤 전기기기들이 얼마나 설치될지 모른다면 아래표에 있는 건축물의 전력 부하밀도를 참조해서 전력량을 계산합니다.

예를들어, 사무실의 면적이 5,000㎡인 부하용량을 구하는 경우 위 표를 참조하여 부하밀도를 대략 150VA/㎡를 적용하게 되면 5000 × 15 = 750kVA가 되어 변압기를 선정한다면 1000kVA용량의 변압기를 선정하면 됩니다. 물론 이 방법은 정확한 용량을 산정하는 방법은 아니지만 앞서 말한바와 같이 어떤 전기기기를 사용하는지 정해진바가 없이 수변전설비를 구축할때 이 방법을 사용하거나 혹은 예전에 구축된 사례를 참고하여 용량을 선정하기도 합니다.

서버실의 수전용량 산정할 경우는 건축물의 전력 부하밀도 표를 이용하여 전력량을 구하는 방법을 사용하는 것 보다 서버랙(Rack)을 먼저 고려하는 것이 더 정확한 전력량을 기대할 수 있습니다.

예를들어, 가산 IDC-SMILE 1 Center에서 사용하는 서버랙의 사이즈는 19인치입니다. 랙 하나당 10A 이하로 제한하여 사용 중이지만 최대 15A까지 고려합니다. 그리고 서버실에 면적 당 몇개의 서버랙이 설치 될수 있는지를 고려합니다. 서버실에 랙을 배치할 경우 항온항습기, MCC반, 분전반 등 랙이외의 것들이 차지하는 공간도 고려되어야 합니다. 또, 사람이 이동하는 공간 및 기타 대형 기기들의 유비 보수를 하는 경우 등 반출입되는 공간도 고려가 되어야 합니다. 항온항습기, MCC반 그리고 분전반등은 서버랙의 전력량에 비례하여 설치되므로 랙이 최대 설치될 개수를 먼저 결정해야합니다.

가산 IDC-SMILE 1 Center 제 1서버실의 면적은 약 583㎡정도 입니다. 제 1서버실의 랙의 개수는 235개가 설치되어 있습니다. 랙하나를 최대 15A로 설정한다면 235개 × 15A = 3525A이고 220V × 3525A = 775500VA 용량이 계산됩니다. 여기서 775500VA ÷ 583㎡ ≒ 1330VA/㎡이 됩니다. 즉, 1㎡당 1330VA용량이 필요하다는 의미입니다.

만약, 서버실 수전용량 계산을 위해 건축물의 전력 부하밀도를 참조해서 전력량을 계산한다면, 대형 전산센터 전산센터의 경우는 185VA/㎡으로 실제로 계산한1330VA/㎡과는 약 8배 차이가 납니다. 그러므로 서버실의 부하용량을 산정할때는 서버랙 하나당 용량과 설치 수량을 기준으로 계산하는 것이 정확하다고 봅니다.

3. 항온항습기(Thermohygrostat) 용량 산정

서버실에 서버들이 설치될 용량이 설정되면 용량에 맞게 항온항습기 설비를 구축할 수 있습니다. 서버의 용량의 단위를 환산하여 항온 항습기 대수를 파악할 수 있고 항온항습기 대수로 항온항습기 용량을 구할 수 있습니다.

제1서버실 용량이 775500VA이므로 피상 전력을 유효전력으로 변환 시키기 위해서 역율을 고려해야 합니다. 역율을 0.95로 하면 775500 × 0.95 = 736725W의 유효전력이 나옵니다. 이것을 다시 열량의 단위로 바꿉니다. 0.24 × 736725 × 3600 = 626530400㎈가 나오고 626530.4 ㎉로 변환됩니다. 항온 항습기 대수를 구하기 위해 RT(냉동톤)환산해주면 626530.4 ÷ 3320 ≒ 188.7RT가 나옵니다. 항온항습기 한대에 10RT 두개의 압축기를 사용하므로 한대를 20RT로 보고 대수를 구하려면 188.7 ÷ 20 = 9.435개로 1서버실의 항온항습기는 9~10대정도가 필요하다는 결과가 나오게 됩니다.