Ako vybrať falošné zaťaženie pre dieselový generátor dátového centra

Výber falošného zaťaženia pre dieselový generátor dátového centra je kľúčový, pretože priamo ovplyvňuje spoľahlivosť záložného napájacieho systému. Nižšie uvádzam komplexného sprievodcu, ktorý zahŕňa základné princípy, kľúčové parametre, typy zaťaženia, kroky výberu a osvedčené postupy.

1. Princípy výberu jadra

Základným účelom simulácie falošného zaťaženia je simulovať skutočné zaťaženie pre komplexné testovanie a validáciu dieselového generátora, čím sa zabezpečí, že v prípade výpadku sieťového napájania dokáže okamžite prevziať celé kritické zaťaženie. Medzi konkrétne ciele patrí:

1. Spaľovanie uhlíkových usadenín: Prevádzka s nízkym zaťažením alebo bez zaťaženia spôsobuje v dieselových motoroch jav „mokrého hromadenia“ (nespálené palivo a uhlík sa hromadia vo výfukovom systéme). Falošné zaťaženie môže zvýšiť teplotu a tlak motora a tieto usadeniny dôkladne spáliť.
2. Overenie výkonu: Testovanie, či je elektrický výkon generátorového agregátu – ako je výstupné napätie, stabilita frekvencie, skreslenie priebehu (THD) a regulácia napätia – v rámci povolených limitov.
3. Testovanie zaťažiteľnosti: Overenie, či generátorová sústava dokáže stabilne pracovať pri menovitom výkone, a posúdenie jej schopnosti zvládať náhle privedenie a odmietnutie zaťaženia.
4. Testovanie systémovej integrácie: Vykonávanie spoločného uvedenia do prevádzky s ATS (automatickým prepínačom), paralelnými systémami a riadiacimi systémami s cieľom zabezpečiť, aby celý systém fungoval súdržne.

2. Kľúčové parametre a úvahy

Pred výberom falošného zaťaženia je potrebné objasniť nasledujúce parametre generátorovej súpravy a požiadavky na testovanie:

1. Menovitý výkon (kW/kVA): Celkový výkon falošnej záťaže musí byť väčší alebo rovný celkovému menovitému výkonu generátorového agregátu. Zvyčajne sa odporúča zvoliť 110 % – 125 % menovitého výkonu agregátu, aby sa umožnilo testovanie preťažiteľnosti.
2. Napätie a fáza: Musí sa zhodovať s výstupným napätím generátora (napr. 400 V/230 V) a fázou (trojfázový štvorvodičový).
3. Frekvencia (Hz): 50 Hz alebo 60 Hz.
4. Spôsob pripojenia: Ako sa pripojí k výstupu generátora? Zvyčajne za ATS alebo cez špeciálnu skrinku testovacieho rozhrania.
5. Metóda chladenia:
   • Chladenie vzduchom: Vhodné pre nízky až stredný výkon (zvyčajne pod 1000 kW), lacnejšie, ale hlučné a horúci vzduch musí byť riadne odvádzaný z miestnosti s vybavením.
   • Vodné chladenie: Vhodné pre stredný až vysoký výkon, tichšie, s vyššou účinnosťou chladenia, ale vyžaduje si podporný systém chladiacej vody (chladiacu vežu alebo suchý chladič), čo má za následok vyššiu počiatočnú investíciu.
6. Úroveň riadenia a automatizácie:
   • Základné ovládanie: Manuálne krokové nakladanie/vykladanie.
   • Inteligentné riadenie: Programovateľné automatické krivky zaťaženia (nábehové zaťaženie, krokové zaťaženie), monitorovanie a zaznamenávanie parametrov v reálnom čase, ako je napätie, prúd, výkon, frekvencia, tlak oleja, teplota vody, a generovanie testovacích protokolov. Toto je kľúčové pre súlad dátových centier s predpismi a audit.

3. Hlavné typy falošných zaťažení

1. Odporová záťaž (čisto aktívna záťaž P)

• Princíp: Premieňa elektrickú energiu na teplo, ktoré sa rozptyľuje ventilátormi alebo vodným chladením.
• Výhody: Jednoduchá konštrukcia, nižšie náklady, jednoduché ovládanie, poskytuje čistý činný výkon.
• Nevýhody: Možno testovať iba činný výkon (kW), nemožno testovať regulačnú schopnosť generátora (kvar).
• Scenár použitia: Používa sa hlavne na testovanie časti motora (spaľovanie, teplota, tlak), ale test je neúplný.

2. Reaktívne zaťaženie (čisto reaktívne zaťaženie Q)

• Princíp: Na spotrebu jalového výkonu používa induktory.
• Výhody: Môže poskytnúť reaktívnu záťaž.
• Nevýhody: Zvyčajne sa nepoužíva samostatne, ale skôr v kombinácii s odporovými záťažami.

3. Kombinované odporové/reaktívne zaťaženie (zaťaženie R+L, poskytuje P a Q)

• Princíp: Integruje rezistory a reaktory, čo umožňuje nezávislé alebo kombinované riadenie činnej a jalovej záťaže.
• Výhody: Preferované riešenie pre dátové centrá. Dokáže simulovať skutočné zmiešané zaťaženia a komplexne testovať celkový výkon generátorového agregátu vrátane AVR (automatického regulátora napätia) a systému regulácie.
• Nevýhody: Vyššie náklady ako pri čisto odporových záťažiach.
• Poznámka k výberu: Venujte pozornosť nastaviteľnému rozsahu účinníka (PF), ktorý je zvyčajne potrebné nastaviť od 0,8 (induktívne) do 1,0, aby sa simulovali rôzne druhy zaťaženia.

4. Elektronické zaťaženie

• Princíp: Využíva technológiu výkonovej elektroniky na spotrebu energie alebo jej spätné dodávanie do siete.
• Výhody: Vysoká presnosť, flexibilné riadenie, potenciál pre regeneráciu energie (úspora energie).
• Nevýhody: Extrémne drahé, vyžaduje si vysoko kvalifikovaný personál údržby a je potrebné zvážiť aj ich vlastnú spoľahlivosť.
• Scenár použitia: Vhodnejšie pre laboratóriá alebo výrobné závody ako pre testovanie údržby na mieste v dátových centrách.

Záver: Pre dátové centrá by sa mala zvoliť „kombinovaná odporová/reaktívna (R+L) falošná záťaž“ s inteligentným automatickým riadením.

4. Zhrnutie krokov výberu

1. Určenie požiadaviek na test: Ide len o testovanie spaľovania alebo je potrebná certifikácia výkonu pri plnom zaťažení? Vyžadujú sa automatizované protokoly o testoch?
2. Zhromaždite parametre generátorového agregátu: Uveďte celkový výkon, napätie, frekvenciu a umiestnenie rozhrania pre všetky generátory.
3. Určenie typu falošnej záťaže: Vyberte inteligentnú, vodou chladenú falošnú záťaž R+L (pokiaľ nie je výkon veľmi malý a rozpočet obmedzený).
4. Výpočet výkonovej kapacity: Celková falošná zaťažiteľnosť = Najväčší výkon jednej jednotky × 1,1 (alebo 1,25). Ak sa testuje paralelný systém, kapacita musí byť ≥ celkový paralelný výkon.
5. Vyberte spôsob chladenia:
   • Vysoký výkon (> 800 kW), obmedzený priestor v miestnosti s vybavením, citlivosť na hluk: Zvoľte vodné chladenie.
   • Nízka spotreba energie, obmedzený rozpočet, dostatočný vetrací priestor: Možno zvážiť chladenie vzduchom.
6. Vyhodnotenie riadiaceho systému:
   • Musí podporovať automatické krokové zaťaženie na simuláciu skutočného zaťaženia.
   • Musí byť schopný zaznamenávať a vydávať štandardné testovacie protokoly vrátane kriviek všetkých kľúčových parametrov.
   • Podporuje rozhranie integráciu so systémami správy budov alebo správy infraštruktúry dátových centier (DCIM)?
7. Zvážte mobilnú verzus pevnú inštaláciu:
   • Pevná inštalácia: Inštalácia vo vyhradenej miestnosti alebo kontajneri ako súčasť infraštruktúry. Pevné zapojenie, jednoduché testovanie, úhľadný vzhľad. Preferovaná voľba pre veľké dátové centrá.
   • Mobilné montované na príves: Montované na príves, môžu obsluhovať viacero dátových centier alebo viacero jednotiek. Nižšie počiatočné náklady, ale nasadenie je ťažkopádne a vyžaduje si úložný priestor a pripojenie.

5. Najlepšie postupy a odporúčania

• Plánovanie testovacích rozhraní: Vopred navrhnite skrinky rozhraní pre testovanie falošnej záťaže v systéme rozvodu energie, aby boli testovacie pripojenia bezpečné, jednoduché a štandardizované.
• Riešenie chladenia: Ak je chladenie vodou, zabezpečte spoľahlivosť systému chladiacej vody; ak je chladenie vzduchom, musíte navrhnúť vhodné odsávacie potrubia, aby ste zabránili recirkulácii horúceho vzduchu do miestnosti s vybavením alebo ovplyvneniu životného prostredia.
• Bezpečnosť na prvom mieste: Falošné záťaže generujú extrémne vysoké teploty. Musia byť vybavené bezpečnostnými opatreniami, ako je ochrana proti prehriatiu a tlačidlá núdzového zastavenia. Obsluha musí byť odborne zaškolená.
• Pravidelné testovanie: Podľa noriem Uptime Institute alebo odporúčaní výrobcov sa testy Tier zvyčajne vykonávajú mesačne s minimálne 30 % menovitého zaťaženia a každoročne s testom plného zaťaženia. Falošné zaťaženie je kľúčovým nástrojom na splnenie tejto požiadavky.

Záverečné odporúčanie:
V dátových centrách, ktoré sa snažia o vysokú dostupnosť, by sa nemali šetriť náklady na falošnom zaťažení. Investícia do pevného, ​​dostatočne dimenzovaného, ​​inteligentného, ​​vodou chladeného systému falošného zaťaženia typu R+L je nevyhnutnou investíciou na zabezpečenie spoľahlivosti kritického napájacieho systému. Pomáha identifikovať problémy, predchádzať poruchám a spĺňa požiadavky na prevádzku, údržbu a audit prostredníctvom komplexných testovacích protokolov.