Kako odabrati lažno opterećenje za dizelski generatorski set podatkovnog centra

Odabir lažnog opterećenja za dizelski generatorski set podatkovnog centra ključan je jer izravno utječe na pouzdanost sustava rezervnog napajanja. U nastavku ću pružiti sveobuhvatan vodič koji pokriva osnovna načela, ključne parametre, vrste opterećenja, korake odabira i najbolje prakse.

1. Principi odabira temeljnih elemenata

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

1. Izgaranje naslaga ugljika: Rad s malim opterećenjem ili bez opterećenja uzrokuje fenomen "mokrog slaganja" u dizelskim motorima (neizgoreno gorivo i ugljik nakupljaju se u ispušnom sustavu). Lažno opterećenje može povisiti temperaturu i tlak motora, temeljito izgarajući te naslage.
2. Provjera performansi: Ispitivanje jesu li električne performanse generatorskog agregata - kao što su izlazni napon, stabilnost frekvencije, izobličenje valnog oblika (THD) i regulacija napona - unutar dopuštenih granica.
3. Ispitivanje nosivosti: Provjera može li generatorski agregat stabilno raditi pri nazivnoj snazi ​​i procjena njegove sposobnosti da podnese iznenadnu primjenu i odbijanje opterećenja.
4. Testiranje integracije sustava: Provođenje zajedničkog puštanja u rad s ATS-om (automatskim prekidačem), paralelnim sustavima i upravljačkim sustavima kako bi se osiguralo da cijeli sustav radi zajedno koherentno.

2. Ključni parametri i razmatranja

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

1. Nazivna snaga (kW/kVA): Ukupna snaga lažnog opterećenja mora biti veća ili jednaka ukupnoj nazivnoj snazi ​​generatorskog agregata. Obično se preporučuje odabir 110%-125% nazivne snage agregata kako bi se omogućilo ispitivanje preopterećenja.
2. Napon i faza: Moraju odgovarati izlaznom naponu generatora (npr. 400V/230V) i fazi (trofazni četverožični).
3. Frekvencija (Hz): 50 Hz ili 60 Hz.
4. Način spajanja: Kako će se spojiti na izlaz generatora? Obično nizvodno od ATS-a ili putem namjenskog ormarića ispitnog sučelja.
5. Metoda hlađenja:
   • Zračno hlađenje: Pogodno za male do srednje snage (obično ispod 1000 kW), jeftinije, ali bučno, a vrući zrak mora se pravilno ispuhati iz prostorije s opremom.
   • Hlađenje vodom: Pogodno za srednje do velike snage, tiše, s većom učinkovitošću hlađenja, ali zahtijeva prateći sustav hlađenja vodom (rashladni toranj ili suhi hladnjak), što rezultira većim početnim ulaganjem.
6. Razina upravljanja i automatizacije:
   • Osnovna kontrola: Ručno postepeni utovar/istovar.
   • Inteligentno upravljanje: Programabilne automatske krivulje opterećenja (opterećenje s nagibom, stepenasto opterećenje), praćenje i snimanje parametara u stvarnom vremenu poput napona, struje, snage, frekvencije, tlaka ulja, temperature vode i generiranje izvješća 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 toplinu, koja se rasipa ventilatorima ili vodenim hlađenjem.
• Prednosti: Jednostavna struktura, niža cijena, jednostavno upravljanje, 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 ispitivanje dijela motora (izgaranje, temperatura, tlak), ali ispitivanje je nepotpuno.

2. Reaktivno opterećenje (čisto reaktivno opterećenje Q)

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

3. Kombinirano omsko/reaktivno opterećenje (R+L opterećenje, osigurava P i Q)

• Princip: Integrira otporničke i reaktorske sklopove, omogućujući neovisnu ili kombiniranu 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 sustav upravljanja.
• Nedostaci: Viša cijena od čisto otpornih opterećenja.
• Napomena o odabiru: Obratite pozornost na podesivi raspon faktora snage (PF), koji se obično mora podešavati od 0,8 zaostalog (induktivnog) do 1,0 kako bi se simulirale različite vrste opterećenja.

4. Elektroničko opterećenje

• Princip: Koristi tehnologiju energetske elektronike za trošenje energije ili njezino 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 vlastitu pouzdanost.
• Scenarij primjene: Pogodnije za laboratorije ili proizvodne pogone nego za ispitivanje održavanja na licu mjesta u podatkovnim centrima.

Zaključak: Za podatkovne centre treba odabrati «Kombinirano otporno/reaktivno (R+L) lažno opterećenje» s inteligentnim automatskim upravljanjem.

4. Sažetak koraka odabira

1. Odredite zahtjeve ispitivanja: Je li to samo za ispitivanje izgaranja ili je potreban certifikat o performansama pri punom opterećenju? Jesu li potrebna automatizirana izvješća o ispitivanju?
2. Prikupite parametre generatorskog seta: Navedite ukupnu snagu, napon, frekvenciju i lokaciju sučelja za sve generatore.
3. Određivanje vrste lažnog opterećenja: Odaberite R+L, inteligentno, vodom hlađeno lažno opterećenje (osim ako je snaga vrlo mala, a proračun ograničen).
4. Izračunajte kapacitet snage: Ukupni lažni kapacitet opterećenja = Najveća snaga jedne jedinice × 1,1 (ili 1,25). Ako se testira paralelni sustav, kapacitet mora biti ≥ ukupna paralelna snaga.
5. Odaberite način hlađenja:
   • Velika snaga (>800 kW), ograničen prostor u sobi za opremu, osjetljivost na buku: Odaberite vodeno hlađenje.
   • Mala snaga, ograničen proračun, dovoljan prostor za ventilaciju: Može se razmotriti hlađenje zrakom.
6. Procijenite sustav upravljanja:
   • Mora podržavati automatsko postupno učitavanje kako bi se simuliralo stvarno opterećenje.
   • Mora biti u stanju snimati i ispisivati ​​standardna izvješća o ispitivanju, uključujući krivulje svih ključnih parametara.
   • Podržava li sučelje integraciju sa sustavima za upravljanje zgradama ili 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 montirani na prikolicu: Montirani na prikolicu, mogu opsluživati ​​više podatkovnih centara ili više jedinica. Niži početni troškovi, ali je postavljanje nezgrapno, a potreban je i prostor za pohranu i operacije povezivanja.

5. Najbolje prakse i preporuke

• Plan za ispitna sučelja: Unaprijed projektirajte ormare za sučelja za ispitivanje lažnog opterećenja u sustavu distribucije električne energije kako biste osigurali sigurne, jednostavne i standardizirane ispitne veze.
• Rješenje za hlađenje: Ako se hladi vodom, osigurajte pouzdanost sustava hlađenja vodom; ako se hladi zrakom, morate projektirati odgovarajuće ispušne kanale kako biste spriječili recirkulaciju vrućeg zraka u prostoriju s opremom ili utjecaj na okoliš.
• Sigurnost na prvom mjestu: Lažna opterećenja generiraju izuzetno visoke temperature. Moraju biti opremljeni sigurnosnim mjerama poput zaštite od pregrijavanja i tipki za zaustavljanje u nuždi. Operateri trebaju stručnu obuku.
• Redovito testiranje: Prema Uptime Institutu, Tier standardi ili preporuke proizvođača obično se izvode mjesečno s najmanje 30% nazivnog opterećenja i jednom godišnje provode test punog opterećenja. Lažno opterećenje ključni je alat za ispunjavanje ovog zahtjeva.

Završna preporuka:
Za podatkovne centre koji teže visokoj dostupnosti, troškovi se ne bi trebali štedjeti na lažnom opterećenju. Ulaganje u fiksni, odgovarajuće dimenzionirani, R+L, inteligentni, vodom hlađeni sustav lažnog opterećenja nužno je ulaganje kako bi se osigurala pouzdanost kritičnog elektroenergetskog sustava. Pomaže u identificiranju problema, sprječavanju kvarova i ispunjava zahtjeve rada, održavanja i revizije putem sveobuhvatnih izvješća o ispitivanju.