Kako odabrati lažno opterećenje za dizel generatorski set podatkovnog centra

Odabir lažnog opterećenja za dizel generatorski set podatkovnog centra je ključan, jer direktno utiče na pouzdanost rezervnog sistema napajanja. U nastavku ću pružiti sveobuhvatan vodič koji pokriva osnovne principe, ključne parametre, vrste opterećenja, korake odabira i najbolje prakse.

1. Principi odabira osnovnih elemenata

Osnovna svrha lažnog opterećenja je simuliranje stvarnog opterećenja za sveobuhvatno testiranje i validaciju dizel generatorskog seta, osiguravajući da on može odmah preuzeti cijelo kritično opterećenje u slučaju nestanka struje iz mreže. Specifični ciljevi uključuju:

1. Sagorijevanje naslaga ugljika: Rad s malim opterećenjem ili bez opterećenja uzrokuje fenomen "mokreg nakupljanja" kod dizel motora (nesagorjelo gorivo i ugljik se nakupljaju u ispušnom sistemu). Lažno opterećenje može povisiti temperaturu i pritisak motora, temeljno sagorijevajući ove naslage.
2. Verifikacija performansi: Testiranje da li su električne performanse generatorskog seta - kao što su izlazni napon, stabilnost frekvencije, izobličenje talasnog oblika (THD) i regulacija napona - unutar dozvoljenih granica.
3. Ispitivanje nosivosti: Provjera da li generatorski agregat može stabilno raditi na nazivnoj snazi ​​i procjena njegove sposobnosti da podnese iznenadnu primjenu i odbijanje opterećenja.
4. Testiranje integracije sistema: Provođenje zajedničkog puštanja u rad sa ATS-om (automatskim prekidačem), paralelnim sistemima i kontrolnim sistemima kako bi se osiguralo da cijeli sistem funkcioniše zajedno kohezivno.

2. Ključni parametri i razmatranja

Prije odabira lažnog opterećenja, potrebno je razjasniti sljedeće parametre generatorskog seta i zahtjeva za ispitivanje:

1. Nazivna snaga (kW/kVA): Ukupna snaga lažnog opterećenja mora biti veća ili jednaka ukupnoj nazivnoj snazi ​​generatorskog seta. Obično se preporučuje odabir 110%-125% nazivne snage seta kako bi se omogućilo testiranje preopterećenja.
2. Napon i faza: Moraju odgovarati izlaznom naponu generatora (npr. 400V/230V) i fazi (trofazni četverožični).
3. Frekvencija (Hz): 50Hz ili 60Hz.
4. Način povezivanja: Kako će se povezati na izlaz generatora? Obično nizvodno od ATS-a ili putem namjenskog kućišta ispitnog interfejsa.
5. Metoda hlađenja:
   • Hlađenje zrakom: Pogodno za male do srednje snage (obično ispod 1000 kW), jeftinije, ali bučno, a vrući zrak mora biti pravilno ispuhan iz prostorije s opremom.
   • Hlađenje vodom: Pogodno za srednje do velike snage, tiše, sa većom efikasnošću hlađenja, ali zahtijeva prateći sistem za hlađenje vodom (rashladni toranj ili suhi hladnjak), što rezultira većim početnim ulaganjem.
6. Nivo kontrole i automatizacije:
   • Osnovna kontrola: Ručno postepeni utovar/istovar.
   • Inteligentno upravljanje: Programabilne automatske krivulje opterećenja (stepeno opterećenje, postepeno opterećenje), praćenje i snimanje parametara u realnom vremenu poput napona, struje, snage, frekvencije, pritiska ulja, temperature vode i generisanje izvještaja o ispitivanju. Ovo je ključno za usklađenost i reviziju podatkovnog centra.

3. Glavne vrste lažnih opterećenja

1. Otporno opterećenje (čisto aktivno opterećenje P)

• Princip: Pretvara električnu energiju u toplotu, koja se rasipa ventilatorima ili vodenim hlađenjem.
• Prednosti: Jednostavna struktura, niža cijena, laka kontrola, pruža čistu aktivnu snagu.
• Nedostaci: Može testirati samo aktivnu snagu (kW), ne može testirati sposobnost regulacije reaktivne snage generatora (kvar).
• Scenarij primjene: Uglavnom se koristi za testiranje dijela motora (sagorijevanje, temperatura, pritisak), ali test je nepotpun.

2. Reaktivno opterećenje (čisto reaktivno opterećenje Q)

• Princip: Koristi induktore za potrošnju reaktivne snage.
• Prednosti: Može obezbijediti reaktivno opterećenje.
• Nedostaci: Obično se ne koristi samostalno, već upareno s otpornim opterećenjima.

3. Kombinovano otporno/reaktivno opterećenje (R+L opterećenje, obezbjeđuje P i Q)

• Princip: Integriše otporničke i reaktorske sklopove, omogućavajući nezavisnu ili kombinovanu kontrolu aktivnog i reaktivnog opterećenja.
• Prednosti: Poželjno rješenje za podatkovne centre. Može simulirati stvarna mješovita opterećenja, sveobuhvatno testirajući ukupne performanse generatorskog seta, uključujući AVR (automatski regulator napona) i sistem upravljanja.
• Nedostaci: Viša cijena od čisto otpornih opterećenja.
• Napomena o odabiru: Obratite pažnju na podesivi raspon faktora snage (PF), koji se obično mora podešavati od 0,8 zaostalog (induktivnog) do 1,0 kako bi se simulirale različite prirode opterećenja.

4. Elektronsko opterećenje

• Princip: Koristi tehnologiju energetske elektronike za potrošnju energije ili njeno vraćanje u mrežu.
• Prednosti: Visoka preciznost, fleksibilna kontrola, potencijal za regeneraciju energije (ušteda energije).
• Nedostaci: Izuzetno skupo, zahtijeva visokokvalificirano osoblje za održavanje i treba uzeti u obzir njegovu pouzdanost.
• Scenarij primjene: Pogodnije za laboratorije ili proizvodne pogone nego za testiranje održavanja na licu mjesta u podatkovnim centrima.

Zaključak: Za podatkovne centre treba odabrati «Kombinovano otporno/reaktivno (R+L) lažno opterećenje» s inteligentnom automatskom kontrolom.

4. Sažetak koraka odabira

1. Odredite zahtjeve za ispitivanje: Da li se radi samo o ispitivanju sagorijevanja ili je potrebna certifikacija performansi pri punom opterećenju? Da li su potrebni automatizirani izvještaji o ispitivanju?
2. Prikupite parametre generatorskog seta: Navedite ukupnu snagu, napon, frekvenciju i lokaciju interfejsa za sve generatore.
3. Određivanje vrste lažnog opterećenja: Odaberite R+L, inteligentno, vodom hlađeno lažno opterećenje (osim ako je snaga vrlo mala, a budžet ograničen).
4. Izračunajte kapacitet snage: Ukupni lažni kapacitet opterećenja = Najveća snaga jedne jedinice × 1,1 (ili 1,25). Ako se testira paralelni sistem, kapacitet mora biti ≥ ukupna paralelna snaga.
5. Odaberite metodu hlađenja:
   • Velika snaga (>800kW), ograničen prostor u prostoriji za opremu, osjetljivost na buku: Odaberite vodeno hlađenje.
   • Mala potrošnja energije, ograničen budžet, dovoljan prostor za ventilaciju: Može se razmotriti hlađenje zrakom.
6. Procijenite sistem kontrole:
   • Mora podržavati automatsko stepenasto opterećenje kako bi se simuliralo stvarno opterećenje.
   • Mora biti u stanju snimati i ispisivati ​​standardne izvještaje o ispitivanjima, uključujući krivulje svih ključnih parametara.
   • Da li interfejs podržava integraciju sa sistemima za upravljanje zgradama ili sistemima za upravljanje infrastrukturom podatkovnih centara (DCIM)?
7. Razmotrite mobilnu u odnosu na fiksnu instalaciju:
   • Fiksna instalacija: Instalira se u namjenskoj prostoriji ili kontejneru, kao dio infrastrukture. Fiksno ožičenje, jednostavno testiranje, uredan izgled. Poželjan izbor za velike podatkovne centre.
   • Mobilni uređaji montirani na prikolicu: Montirani na prikolicu, mogu opsluživati ​​više podatkovnih centara ili više jedinica. Niži početni troškovi, ali je implementacija glomazna i potreban je prostor za skladištenje i operacije povezivanja.

5. Najbolje prakse i preporuke

• Plan za testne interfejse: Unaprijed dizajnirajte ormare za interfejse za testiranje lažnog opterećenja u sistemu distribucije električne energije kako biste testne veze učinili sigurnim, jednostavnim i standardiziranim.
• Rješenje za hlađenje: Ako se radi o vodenom hlađenju, osigurajte pouzdanost sistema za hlađenje vodom; ako se radi o vazdušnom hlađenju, morate projektovati odgovarajuće ispušne kanale kako biste spriječili recirkulaciju vrućeg zraka u prostoriju s opremom ili utjecaj na okolinu.
• Sigurnost na prvom mjestu: Lažna opterećenja generiraju izuzetno visoke temperature. Moraju biti opremljena sigurnosnim mjerama poput zaštite od pregrijavanja i tipki za hitno zaustavljanje. Operateri trebaju stručnu obuku.
• Redovno testiranje: Prema Uptime Institutu, Tier standardi ili preporuke proizvođača, obično se izvode mjesečno s najmanje 30% nazivnog opterećenja, a test punog opterećenja provodi se jednom godišnje. Lažno opterećenje je ključni alat za ispunjavanje ovog zahtjeva.

Završna preporuka:
Za podatkovne centre koji teže visokoj dostupnosti, troškovi ne bi trebali biti smanjeni zbog lažnog opterećenja. Ulaganje u fiksni, adekvatno dimenzionirani, R+L, inteligentni, vodom hlađeni sistem lažnog opterećenja je neophodna investicija kako bi se osigurala pouzdanost kritičnog elektroenergetskog sistema. Pomaže u identifikaciji problema, sprječavanju kvarova i ispunjava zahtjeve za rad, održavanje i reviziju putem sveobuhvatnih izvještaja o ispitivanju.