Како одабрати лажно оптерећење за дизел генератор у дата центру

Избор лажног оптерећења за дизел генераторски сет дата центра је кључан, јер директно утиче на поузданост резервног система напајања. У наставку ћу пружити свеобухватни водич који покрива основне принципе, кључне параметре, типове оптерећења, кораке избора и најбоље праксе.

1. Принципи избора основних елемената

Основна сврха лажног оптерећења је симулација стварног оптерећења ради свеобухватног тестирања и валидације дизел генераторског сета, осигуравајући да он може одмах преузети целокупно критично оптерећење у случају нестанка напајања из мреже. Конкретни циљеви укључују:

1. Сагоревање наслага угљеника: Рад са малим оптерећењем или без оптерећења изазива феномен „мокрог накупљања“ код дизел мотора (несгорело гориво и угљеник се накупљају у издувном систему). Лажно оптерећење може повећати температуру и притисак мотора, темељно сагоревајући ове наслаге.
2. Верификација перформанси: Тестирање да ли су електричне перформансе генераторског сета - као што су излазни напон, стабилност фреквенције, изобличење таласног облика (THD) и регулација напона - у дозвољеним границама.
3. Тестирање носивости: Провера да ли генераторски сет може стабилно да ради на номиналној снази и процена његове способности да се носи са изненадним применом и одбијањем оптерећења.
4. Тестирање системске интеграције: Спровођење заједничког пуштања у рад са АТС-ом (аутоматским прекидачем), паралелним системима и контролним системима како би се осигурало да цео систем функционише заједно кохерентно.

2. Кључни параметри и разматрања

Пре избора лажног оптерећења, морају се разјаснити следећи параметри генераторског сета и захтеви за тестирање:

1. Номинална снага (kW/kVA): Укупни капацитет снаге лажног оптерећења мора бити већи или једнак укупној номиналној снази генераторског сета. Обично се препоручује да се изабере 110%-125% номиналне снаге сета како би се омогућило испитивање могућности преоптерећења.
2. Напон и фаза: Морају се подударати са излазним напоном генератора (нпр. 400V/230V) и фазом (трофазни четворожични).
3. Фреквенција (Hz): 50Hz или 60Hz.
4. Метод повезивања: Како ће се повезати са излазом генератора? Обично низводно од ATS-а или преко посебног кућишта за тестни интерфејс.
5. Метод хлађења:
   • Ваздушно хлађење: Погодно за мале до средње снаге (обично испод 1000 kW), јефтиније, али бучно, а врући ваздух мора бити правилно одведен из просторије за опрему.
   • Водено хлађење: Погодно за средње до велике снаге, тише, са већом ефикасношћу хлађења, али захтева систем за хлађење водом (расхладни торањ или суви хладњак), што резултира већим почетним улагањем.
6. Ниво контроле и аутоматизације:
   • Основна контрола: Ручно постепено утоваривање/истовраживање.
   • Интелигентна контрола: Програмабилне аутоматске криве оптерећења (оптерећење постепеним повећањем, степенасто оптерећење), праћење и снимање параметара у реалном времену као што су напон, струја, снага, фреквенција, притисак уља, температура воде и генерисање извештаја о тестирању. Ово је кључно за усклађеност и ревизију дата центра.

3. Главне врсте лажних оптерећења

1. Отпорно оптерећење (чисто активно оптерећење P)

• Принцип: Претвара електричну енергију у топлоту, која се расипа вентилаторима или воденим хлађењем.
• Предности: Једноставна структура, нижа цена, лака контрола, обезбеђује чисту активну снагу.
• Недостаци: Може тестирати само активну снагу (kW), не може тестирати могућност регулације реактивне снаге генератора (kvar).
• Сценарио примене: Углавном се користи за испитивање дела мотора (сагоревање, температура, притисак), али тест је непотпун.

2. Реактивно оптерећење (чисто реактивно оптерећење Q)

• Принцип: Користи индукторе за трошење реактивне снаге.
• Предности: Може да обезбеди реактивно оптерећење.
• Недостаци: Обично се не користи сам, већ упарен са отпорним оптерећењима.

3. Комбиновано отпорно/реактивно оптерећење (R+L оптерећење, обезбеђује P и Q)

• Принцип: Интегрише отпорничке и реакторске блокове, омогућавајући независну или комбиновану контролу активног и реактивног оптерећења.
• Предности: Преферирано решење за центре података. Може симулирати стварна мешовита оптерећења, свеобухватно тестирајући укупне перформансе генераторског сета, укључујући AVR (аутоматски регулатор напона) и систем управљања.
• Недостаци: Виша цена од чисто отпорних оптерећења.
• Напомена о избору: Обратите пажњу на подесиви опсег фактора снаге (PF), који обично мора бити подесив од 0,8 заостајања (индуктивно) до 1,0 како би се симулирале различите природе оптерећења.

4. Електронско оптерећење

• Принцип: Користи технологију енергетске електронике за трошење енергије или њено враћање у мрежу.
• Предности: Висока прецизност, флексибилна контрола, потенцијал за регенерацију енергије (уштеда енергије).
• Недостаци: Изузетно скупо, захтева висококвалификовано особље за одржавање и треба размотрити његову поузданост.
• Сценарио примене: Погодније за лабораторије или производне погоне него за тестирање одржавања на лицу места у центрима података.

Закључак: За центре података треба одабрати „Комбиновано резистивно/реактивно (R+L) лажно оптерећење“ са интелигентном аутоматском контролом.

4. Резиме корака селекције

1. Одређивање захтева за тестирање: Да ли је потребно само испитивање сагоревања или је потребан сертификат о перформансама при пуном оптерећењу? Да ли су потребни аутоматизовани извештаји о испитивању?
2. Прикупите параметре генераторског сета: Наведите укупну снагу, напон, фреквенцију и локацију интерфејса за све генераторе.
3. Одређивање типа лажног оптерећења: Изаберите R+L, интелигентно, водом хлађено лажно оптерећење (осим ако је снага веома мала, а буџет ограничен).
4. Израчунајте снагу: Укупни лажни капацитет оптерећења = Највећа снага појединачне јединице × 1,1 (или 1,25). Ако се тестира паралелни систем, капацитет мора бити ≥ укупна паралелна снага.
5. Изаберите метод хлађења:
   • Велика снага (>800 kW), ограничен простор у просторији за опрему, осетљивост на буку: Изаберите водено хлађење.
   • Мала снага, ограничен буџет, довољан простор за вентилацију: Може се размотрити ваздушно хлађење.
6. Процена система контроле:
   • Мора да подржава аутоматско степенасто оптерећење како би се симулирало стварно оптерећење.
   • Мора бити у стању да снима и штампа стандардне извештаје о испитивању, укључујући криве свих кључних параметара.
   • Да ли интерфејс подржава интеграцију са системима за управљање зградама или системима за управљање инфраструктуром дата центра (DCIM)?
7. Размотрите мобилну у односу на фиксну инсталацију:
   • Фиксна инсталација: Инсталирана у посебној просторији или контејнеру, као део инфраструктуре. Фиксно ожичење, лако тестирање, уредан изглед. Преферирани избор за велике центре података.
   • Мобилни уређаји монтирани на приколицу: Монтирани на приколицу, могу опслуживати више дата центара или више јединица. Нижи почетни трошкови, али је имплементација гломазна и потребни су простор за складиштење и операције повезивања.

5. Најбоље праксе и препоруке

• План за тест интерфејсе: Унапред пројектујте ормаре за интерфејсе за тестирање лажног оптерећења у систему дистрибуције електричне енергије како би тест везе биле безбедне, једноставне и стандардизоване.
• Решење за хлађење: Ако се хлади водом, осигурајте да је систем за хлађење водом поуздан; ако се хлади ваздухом, морате пројектовати одговарајуће издувне канале како бисте спречили рециркулацију врућег ваздуха у просторију са опремом или утицај на животну средину.
• Безбедност на првом месту: Лажна оптерећења генеришу изузетно високе температуре. Морају бити опремљена безбедносним мерама као што су заштита од прегревања и дугмад за хитно заустављање. Операторима је потребна стручна обука.
• Редовно тестирање: Према Uptime Institute-у, Tier стандарди или препоруке произвођача, обично се изводе месечно са најмање 30% номиналног оптерећења, а тест пуног оптерећења се врши годишње. Лажно оптерећење је кључни алат за испуњавање овог захтева.

Завршна препорука:
За центре података који теже високој доступности, трошкови не би требало да се штеде на лажном оптерећењу. Улагање у фиксни, адекватно димензионисани, R+L, интелигентни, водом хлађени систем лажног оптерећења је неопходна инвестиција како би се осигурала поузданост критичног система напајања. Помаже у идентификацији проблема, спречавању кварова и испуњава захтеве за рад, одржавање и ревизију кроз свеобухватне извештаје о тестирању.