Gli STS per data center

Cosa sapere sugli STS

Un sistema di trasferimento statico, comunemente detto STS (Static Transfer Switch), può essere definito come un convertitore statico AC/AC, in grado di trasferire in uscita una delle sue due linee di ingresso. La conversione AC/AC è realizzata attraverso una coppia di interruttori allo stato solido (SCR – Silicon Controlled Rectifiers). Dal punto di vista funzionale, un STS realizza in modo statico la funzione di un commutatore e per questo si differenzia dai commutatori automatici (ATS – Automatic Transfer Switch), che impiegano interruttori elettromeccanici.

Oltre a un’affidabilità intrinsecamente più elevata, dovuta all’uso di componenti allo stato solido rispetto a quelli di tipo elettromeccanico, la principale differenza tra STS e ATS risiede in un tempo di trasferimento più breve: 2-3 ms contro un minimo di 100 ms.

Per questa ragione, i più economici ATS vengono comunemente impiegati come commutatori della sorgente, per esempio tra la rete elettrica del fornitore di energia e i gruppi elettrogeni. Gli STS, invece, sono la sola opzione per trasferire l’alimentazione tra due sorgenti, senza interruzione di servizio, a valle di un sistema UPS.

Portata in Ampere degli STS

Come gli interruttori elettromeccanici, anche gli STS sono sistemi caratterizzati tramite la loro corrente nominale, cioè quanti Ampere possono commutare e sostenere indefinitamente. Sebbene anche gli STS abbiano una tensione nominale caratteristica, correlata all’area di lavoro sicura dei componenti, non è applicabile il concetto di potenza nominale. Per questo motivo, non dovrebbe essere utilizzato nessun riferimento ad una taglia in kVA nella definizione dei requisiti di un STS.

STS a 3 e 4 poli

Un STS trifase può essere a 3 o 4 poli. Ciò significa che il sistema presenta tre o quattro fili per ciascuna delle 2 linee di ingresso e per quella di uscita. Il quarto è il filo di neutro.

Gli STS a tre poli vengono impiegati in configurazioni trifase, dove il neutro non viene utilizzato affatto. Si utilizzano anche quando due sorgenti che alimentano l’STS condividono un neutro comune e non c’è quindi l’esigenza di commutarlo o disconnetterlo.

Diversamente, devono essere utilizzati STS a 4 poli quando la disconnessione del neutro è richiesta. Gli STS a 4 poli possono essere ulteriormente suddivisi in 2 categorie: con neutro commutato e no, ciò significa che il filo neutro è dotato o meno della relativa coppia di interruttori SCR.

Nel caso di due sorgenti indipendenti a 4 fili, è obbligatoria una disposizione a 4 poli commutati, per evitare che i due neutri indipendenti siano collegati insieme. Questo accade ogni volta che un STS a 4 poli non commutati è in funzione, con entrambi gli interruttori di ingresso a 4 poli chiusi. A titolo esemplificativo, un requisito di base di un STS dovrebbe riportare almeno i seguenti dati: 630 A, 400 V, 4 poli commutati.

L’uso degli STS nei data center

Nonostante gli STS siano sistemi adatti a numerosi tipi di applicazioni, quella per data center è senza dubbio la più popolare. Il massiccio impiego di configurazioni ridondanti da parte del mercato dei data center ha infatti portato, negli ultimi dieci anni, a un  sensibile aumento del loro utilizzo.

Oltre alla tipica doppia alimentazione A-B, sono state recentemente sviluppate differenti configurazioni di ridondanza, seguendo la costante tendenza alla riduzione dei costi e a un minore impatto ambientale.

Configurazioni ridondanti distribuite “3 su 4” e di tipo “failover”, per citarne solo alcune, sono diventate sempre più popolari, grazie all’apprezzato vantaggio di un dimensionamento inferiore in termini di potenza UPS richiesta. Nella configurazione ridondante “3 su 4”, ad esempio, è richiesta una potenza del sistema UPS di “1.5N”, dove “N” è la potenza totale IT, rispetto a una configurazione UPS “2N” certamente più resiliente, ma più costosa.

Una ancora minore potenza è impiegata nello schema cosiddetto “failover”, equivalente a una vera e propria configurazione “N+1”, dove un UPS agisce come sorgente di backup per un set di UPS della stessa taglia, impiegati per alimentare carichi IT di potenza totale “N”. In entrambe le configurazioni gli STS sono richiesti per distribuire la potenza del sistema UPS sui carichi IT, in modo da massimizzarne la disponibilità.

Gli STS monofase sono ampiamente utilizzati a livello di PDU, ovvero nella sezione di alimentazione dei rack, per portare entrambe le sorgenti di uno schema ridondante a dei server non bi-alimentati.  Anche in questa applicazione, gli STS a SCR sono solitamente preferiti ai più economici STS a relé elettromeccanici, grazie alle migliori prestazioni in commutazione e maggiore durabilità dei primi.

Per avere più informazioni sugli STS Borri monofase e trifase è possibile scaricare la brochure oppure contattarci a info@borri.it.