Como seleccionar unha carga falsa para un grupo electróxeno diésel de centro de datos

A selección dunha carga falsa para o grupo electróxeno diésel dun centro de datos é crucial, xa que afecta directamente á fiabilidade do sistema de alimentación de reserva. A continuación, proporcionarei unha guía completa que abrangue os principios básicos, os parámetros clave, os tipos de carga, os pasos de selección e as mellores prácticas.

1. Principios básicos de selección

O propósito fundamental dunha carga falsa é simular a carga real para realizar probas e validacións exhaustivas do grupo electróxeno diésel, garantindo que poida asumir inmediatamente toda a carga crítica en caso de fallo da rede eléctrica. Os obxectivos específicos inclúen:

1. Queima de depósitos de carbono: O funcionamento a baixa carga ou sen carga provoca un fenómeno de "apilamento húmido" nos motores diésel (o combustible e o carbono non queimados acumúlanse no sistema de escape). Unha carga falsa pode aumentar a temperatura e a presión do motor, queimando completamente estes depósitos.
2. Verificación do rendemento: Comprobación de se o rendemento eléctrico do grupo electróxeno (como a tensión de saída, a estabilidade de frecuencia, a distorsión da forma de onda (THD) e a regulación da tensión) está dentro dos límites permitidos.
3. Probas de capacidade de carga: verificación de que o grupo electróxeno pode funcionar de forma estable á potencia nominal e avaliación da súa capacidade para xestionar a aplicación e o rexeitamento de carga repentinos.
4. Probas de integración do sistema: realización de postas en servizo conxuntas co ATS (interruptor de transferencia automática), posta en paralelo de sistemas e sistemas de control para garantir que todo o sistema funcione de forma cohesiva.

2. Parámetros e consideracións clave

Antes de seleccionar unha carga falsa, débense aclarar os seguintes parámetros do grupo electróxeno e os requisitos de proba:

1. Potencia nominal (kW/kVA): A capacidade de potencia total da carga falsa debe ser maior ou igual á potencia nominal total do grupo electróxeno. Normalmente recoméndase seleccionar entre o 110 % e o 125 % da potencia nominal do grupo para permitir as probas de capacidade de sobrecarga.
2. Tensión e fase: deben coincidir coa tensión de saída do xerador (por exemplo, 400 V/230 V) e a fase (tres fases de catro cables).
3. Frecuencia (Hz): 50 Hz ou 60 Hz.
4. Método de conexión: Como se conectará á saída do xerador? Normalmente augas abaixo do ATS ou a través dun armario de interface de proba dedicado.
5. Método de arrefriamento:
   • Refrixeración por aire: axeitada para potencias baixas ou medias (normalmente inferiores a 1000 kW), de menor custo, pero ruidosa, e o aire quente debe ser expulsado correctamente da sala de equipos.
   • Refrixeración por auga: axeitada para potencias medias ou altas, máis silenciosa e con maior eficiencia de refrixeración, pero require un sistema de refrixeración por auga de apoio (torre de refrixeración ou arrefriador seco), o que supón un maior investimento inicial.
6. Nivel de control e automatización:
   • Control básico: Carga/descarga manual por pasos.
   • Control intelixente: curvas de carga automáticas programables (carga en rampa, carga por pasos), monitorización e rexistro en tempo real de parámetros como tensión, corrente, potencia, frecuencia, presión do aceite, temperatura da auga e xeración de informes de probas. Isto é crucial para o cumprimento e a auditoría dos centros de datos.

3. Principais tipos de cargas falsas

1. Carga resistiva (carga puramente activa P)

• Principio: Converte a enerxía eléctrica en calor, disipada por ventiladores ou refrixeración por auga.
• Vantaxes: estrutura sinxela, menor custo, control sinxelo, proporciona potencia activa pura.
• Desvantaxes: Só se pode probar a potencia activa (kW), non se pode probar a capacidade de regulación da potencia reactiva (kvar) do xerador.
• Escenario de aplicación: Úsase principalmente para probar a peza do motor (combustión, temperatura, presión), pero a proba está incompleta.

2. Carga reactiva (carga puramente reactiva Q)

• Principio: Emprega indutores para consumir potencia reactiva.
• Vantaxes: Pode proporcionar carga reactiva.
• Desvantaxes: Non se usa normalmente só, senón xunto con cargas resistivas.

3. Carga resistiva/reactiva combinada (carga R+L, proporciona P e Q)

• Principio: Integra bancos de resistencias e bancos de reactancias, o que permite un control independente ou combinado da carga activa e reactiva.
• Vantaxes: A solución preferida para centros de datos. Pode simular cargas mixtas reais, probando exhaustivamente o rendemento xeral do grupo electróxeno, incluíndo o AVR (regulador automático de tensión) e o sistema de gobernador.
• Desvantaxes: Maior custo que as cargas resistivas puras.
• Nota de selección: Preste atención ao seu rango de factor de potencia (PF) axustable, que normalmente precisa ser axustable de 0,8 con retardo (indutivo) a 1,0 para simular diferentes naturezas de carga.

4. Carga electrónica

• Principio: Emprega a tecnoloxía da electrónica de potencia para consumir enerxía ou devolvela á rede.
• Vantaxes: Alta precisión, control flexible, potencial para a rexeneración de enerxía (aforro de enerxía).
• Desvantaxes: Extremadamente caro, require persoal de mantemento altamente cualificado e hai que ter en conta a súa propia fiabilidade.
• Escenario de aplicación: Máis axeitado para laboratorios ou plantas de fabricación que para probas de mantemento in situ en centros de datos.

Conclusión: Para os centros de datos, débese seleccionar unha «carga falsa resistiva/reactiva combinada (R+L)» con control automático intelixente.

4. Resumo dos pasos de selección

1. Determinar os requisitos das probas: É só para probas de combustión ou é necesaria unha certificación de rendemento a carga completa? Requírense informes de probas automatizados?
2. Recompilar os parámetros do conxunto de xeradores: enumerar a potencia total, a tensión, a frecuencia e a localización da interface para todos os xeradores.
3. Determinar o tipo de carga falsa: Seleccione unha carga falsa intelixente, R+L e refrixerada por auga (a non ser que a potencia sexa moi pequena e o orzamento sexa limitado).
4. Calcular a capacidade de potencia: Capacidade de carga falsa total = Potencia unitaria máxima × 1,1 (ou 1,25). Se se proba un sistema en paralelo, a capacidade debe ser ≥ a potencia total en paralelo.
5. Seleccionar método de arrefriamento:
   • Alta potencia (>800 kW), espazo limitado na sala de equipos, sensibilidade ao ruído: escolla refrixeración por auga.
   • Baixa potencia, orzamento limitado, espazo de ventilación suficiente: pódese considerar a refrixeración por aire.
6. Avaliar o sistema de control:
   • Debe admitir a carga automática por pasos para simular a participación da carga real.
   • Debe ser capaz de rexistrar e emitir informes de probas estándar, incluíndo curvas de todos os parámetros clave.
   • A interface admite a integración con sistemas de xestión de edificios ou de xestión de infraestruturas de centros de datos (DCIM)?
7. Considere a instalación móbil fronte á fixa:
   • Instalación fixa: Instalada nunha sala ou contedor dedicado, como parte da infraestrutura. Cableado fixo, probas sinxelas, aspecto elegante. A opción preferida para grandes centros de datos.
   • Móbil montado en remolque: Montado nun remolque, pode dar servizo a varios centros de datos ou varias unidades. Custo inicial máis baixo, pero a implementación é engorrosa e require espazo de almacenamento e operacións de conexión.

5. Boas prácticas e recomendacións

• Plan para as interfaces de proba: Deseña previamente os armarios de interface de proba de carga falsa no sistema de distribución de enerxía para que as conexións de proba sexan seguras, sinxelas e estandarizadas.
• Solución de refrixeración: se se refrixera por auga, asegúrese de que o sistema de auga de refrixeración sexa fiable; se se refrixera por aire, débense deseñar condutos de escape axeitados para evitar que o aire quente recircule na sala de equipos ou afecte ao medio ambiente.
• Seguridade ante todo: as cargas falsas xeran temperaturas extremadamente altas. Deben estar equipadas con medidas de seguridade como protección contra sobretemperatura e botóns de parada de emerxencia. Os operadores requiren formación profesional.
• Probas regulares: segundo o Uptime Institute, os estándares Tier ou as recomendacións do fabricante, adoitan executarse mensualmente cunha carga nominal non inferior ao 30 % e realizar unha proba de carga completa anualmente. A carga falsa é unha ferramenta clave para cumprir este requisito.

Recomendación final:
Para os centros de datos que buscan unha alta dispoñibilidade, non se debería aforrar custos na carga falsa. Investir nun sistema de carga falsa fixo, de tamaño axeitado, R+L, intelixente e refrixerado por auga é un investimento necesario para garantir a fiabilidade do sistema de enerxía crítico. Axuda a identificar problemas, previr fallos e cumpre os requisitos de operación, mantemento e auditoría mediante informes de probas exhaustivos.