Hogyan válasszunk hamis terhelést egy adatközpont dízelgenerátorához

Egy adatközpont dízelgenerátorához tartozó vészterhelés kiválasztása kulcsfontosságú, mivel közvetlenül befolyásolja a tartalék áramellátó rendszer megbízhatóságát. Az alábbiakban átfogó útmutatót nyújtok, amely ismerteti az alapelveket, a főbb paramétereket, a terheléstípusokat, a kiválasztási lépéseket és a legjobb gyakorlatokat.

1. Alapvető kiválasztási alapelvek

A hamis terhelés alapvető célja a valós terhelés szimulálása a dízelgenerátor átfogó tesztelése és validálása érdekében, biztosítva, hogy hálózati áramkimaradás esetén azonnal át tudja venni a teljes kritikus terhelést. A konkrét célok a következők:

1. A szénlerakódások elégetése: Alacsony terhelésen vagy terhelés nélkül üzem közben a dízelmotorokban „nedves lerakódás” jelensége alakul ki (az elégetlen üzemanyag és a szén felhalmozódik a kipufogórendszerben). A rossz terhelés megnövelheti a motor hőmérsékletét és nyomását, alaposan elégetve ezeket a lerakódásokat.
2. Teljesítmény-ellenőrzés: Annak tesztelése, hogy a generátoregység elektromos teljesítménye – például a kimeneti feszültség, a frekvenciastabilitás, a hullámforma torzulása (THD) és a feszültségszabályozás – a megengedett határértékeken belül van-e.
3. Terhelhetőségi vizsgálat: Annak ellenőrzése, hogy a generátor stabilan működik-e névleges teljesítményen, és felméri, hogy képes-e kezelni a hirtelen terhelés alkalmazását és elutasítását.
4. Rendszerintegrációs tesztelés: Közös üzembe helyezés végrehajtása az ATS-sel (automatikus átkapcsoló), a párhuzamosító rendszerekkel és a vezérlőrendszerekkel annak biztosítása érdekében, hogy a teljes rendszer koherens módon működjön együtt.

2. Főbb paraméterek és szempontok

Hamis terhelés kiválasztása előtt tisztázni kell a következő generátorkészletet és tesztkövetelmény-paramétereket:

1. Névleges teljesítmény (kW/kVA): A hamis terhelés teljes teljesítménykapacitásának nagyobbnak vagy egyenlőnek kell lennie a generátoregység teljes névleges teljesítményével. Általában a névleges teljesítmény 110%-125%-ának kiválasztása ajánlott a túlterhelési képesség tesztelésének lehetővé tétele érdekében.
2. Feszültség és fázis: Meg kell egyeznie a generátor kimeneti feszültségével (pl. 400V/230V) és fázisával (háromfázisú, négyvezetékes).
3. Frekvencia (Hz): 50 Hz vagy 60 Hz.
4. Csatlakozási módszer: Hogyan csatlakozik a generátor kimenetéhez? Általában az ATS után, vagy egy erre a célra szolgáló teszt interfész szekrényen keresztül.
5. Hűtési módszer:
   • Léghűtés: Alacsony és közepes teljesítményhez alkalmas (jellemzően 1000 kW alatt), olcsóbb, de zajos, és a forró levegőt megfelelően el kell vezetni a gépteremből.
   • Vízhűtés: Közepes és nagy teljesítményű rendszerek számára alkalmas, csendesebb, nagyobb hűtési hatékonyságú, de támogató hűtővíz-rendszert (hűtőtorony vagy száraz hűtő) igényel, ami magasabb kezdeti beruházást eredményez.
6. Vezérlési és automatizálási szint:
   • Alapvető vezérlés: Kézi lépcsőzetes be-/kirakodás.
   • Intelligens vezérlés: Programozható automatikus terhelési görbék (rámpaterhelés, lépcsőzetes terhelés), valós idejű monitorozás és paraméterek, például feszültség, áram, teljesítmény, frekvencia, olajnyomás, vízhőmérséklet rögzítése, valamint tesztjelentések készítése. Ez kulcsfontosságú az adatközpontok megfelelősége és auditálása szempontjából.

3. A hamis töltések fő típusai

1. Ohmos terhelés (tisztán aktív terhelés P)

• Elv: Az elektromos energiát hővé alakítja, amelyet ventilátorok vagy vízhűtés segítségével oszlat el.
• Előnyök: Egyszerű szerkezet, alacsonyabb költség, könnyű vezérlés, tiszta aktív teljesítményt biztosít.
• Hátrányok: Csak a hatásos teljesítményt (kW) tudja mérni, a generátor meddőteljesítmény (kVAR) szabályozási képességét nem tudja mérni.
• Alkalmazási forgatókönyv: Főként a motor alkatrészeinek (égés, hőmérséklet, nyomás) tesztelésére használják, de a teszt nem teljes.

2. Reaktív terhelés (tisztán reaktív terhelés Q)

• Elv: Induktorokat használ a reaktív teljesítmény fogyasztására.
• Előnyök: Reaktív terhelést képes biztosítani.
• Hátrányok: Általában nem önmagában használják, hanem ohmos terhelésekkel párosítva.

3. Kombinált ohmos/reaktív terhelés (R+L terhelés, P és Q feszültséget biztosít)

• Alapelv: Integrálja az ellenállásbankokat és a reaktorbankokat, lehetővé téve az aktív és a reaktív terhelés független vagy kombinált szabályozását.
• Előnyök: Az adatközpontok számára előnyben részesített megoldás. Valós vegyes terhelések szimulálására képes, átfogóan tesztelve a generátoregység teljesítményét, beleértve az AVR-t (automatikus feszültségszabályozó) és a szabályozó rendszert is.
• Hátrányok: Magasabb költség, mint a tisztán ohmos terhelések.
• Kiválasztási megjegyzés: Figyeljen az állítható teljesítménytényező (PF) tartományára, amely jellemzően 0,8 késleltetés (induktív) és 1,0 között állítható a különböző terhelési jellegek szimulálásához.

4. Elektronikus terhelés

• Alapelv: Teljesítményelektronikai technológiát használ az energia fogyasztására vagy a hálózatba való visszatáplálására.
• Előnyök: Nagy pontosság, rugalmas szabályozás, energia-visszanyerés lehetősége (energiamegtakarítás).
• Hátrányok: Rendkívül drága, magasan képzett karbantartó személyzetet igényel, és a saját megbízhatósága is figyelembe veendő.
• Alkalmazási forgatókönyv: Alkalmasabb laboratóriumok vagy gyártóüzemek számára, mint helyszíni karbantartási tesztelésre adatközpontokban.

Következtetés: Adatközpontok esetében intelligens automatikus vezérléssel ellátott «Kombinált ohmos/reaktív (R+L) hibaterhelést» kell választani.

4. A kiválasztási lépések összefoglalása

1. Határozza meg a vizsgálati követelményeket: Csak égésvizsgálatra vonatkozik, vagy teljes terheléses teljesítménytanúsítványra is szükség van? Szükségesek-e automatizált vizsgálati jelentések?
2. Generátorkészlet paramétereinek gyűjtése: Sorolja fel az összes generátor teljes teljesítményét, feszültségét, frekvenciáját és interfészének helyét.
3. Hibás terhelés típusának meghatározása: Válasszon egy R+L, intelligens, vízhűtéses hibaterhelést (kivéve, ha a teljesítmény nagyon kicsi, és a költségvetés korlátozott).
4. Teljesítménykapacitás kiszámítása: Teljes téves terhelhetőség = Legnagyobb egyedi egység teljesítménye × 1,1 (vagy 1,25). Párhuzamosan kapcsolt rendszer tesztelésekor a kapacitásnak ≥ a teljes párhuzamosított teljesítménynek kell lennie.
5. Hűtési mód kiválasztása:
   • Nagy teljesítmény (>800 kW), korlátozott hely a gépházban, zajérzékenység: Válasszon vízhűtést.
   • Alacsony fogyasztás, korlátozott költségvetés, elegendő szellőzőhely: Léghűtéses megoldás is szóba jöhet.
6. Értékelje az ellenőrző rendszert:
   • Támogatnia kell az automatikus lépcsőzetes terhelést a valós terheléskapcsolás szimulálásához.
   • Képesnek kell lennie szabványos tesztjelentések rögzítésére és kimenetére, beleértve az összes kulcsfontosságú paraméter görbéit.
   • Támogatja a felület az épületfelügyeleti vagy az adatközpont-infrastruktúra-felügyeleti (DCIM) rendszerekkel való integrációt?
7. Vegye figyelembe a mobil és a fix telepítést:
   • Fix telepítés: Egy erre a célra kijelölt helyiségben vagy konténerben telepítve, az infrastruktúra részeként. Fix kábelezés, egyszerű tesztelés, esztétikus megjelenés. Az előnyben részesített választás nagy adatközpontok számára.
   • Mobil, pótkocsira szerelt: Pótkocsira szerelve több adatközpontot vagy több egységet is kiszolgálhat. Alacsonyabb kezdeti költség, de a telepítés nehézkes, és tárhelyet, valamint csatlakozási műveleteket igényel.

5. Bevált gyakorlatok és ajánlások

• Tesztinterfészek tervezése: Tervezze meg előre a hamis terheléses tesztinterfész-szekrényeket az energiaelosztó rendszerben, hogy a tesztcsatlakozások biztonságosak, egyszerűek és szabványosítottak legyenek.
• Hűtési megoldás: Vízhűtés esetén gondoskodni kell a hűtővíz-rendszer megbízhatóságáról; léghűtés esetén megfelelő elszívócsatornákat kell kialakítani, hogy megakadályozzák a forró levegő visszakeringését a gépházba, illetve a környezet károsítását.
• Biztonság mindenekelőtt: A hibás terhelések rendkívül magas hőmérsékletet generálnak. Ezeket biztonsági intézkedésekkel, például túlmelegedés elleni védelemmel és vészleállító gombokkal kell felszerelni. A kezelőknek szakmai képzésre van szükségük.
• Rendszeres tesztelés: Az Uptime Institute, a Tier szabványok, vagyis a gyártói ajánlások szerint jellemzően havonta legalább 30%-os névleges terheléssel kell lefuttatni a rendszert, és évente teljes terheléses tesztet kell végezni. A hamis terhelés kulcsfontosságú eszköz ennek a követelménynek a teljesítéséhez.

Végső ajánlás:
A magas rendelkezésre állásra törekvő adatközpontok számára nem szabad a téves terhelésen spórolni. Egy fix, megfelelő méretű, R+L, intelligens, vízhűtéses téves terhelés elleni rendszerbe való befektetés szükséges beruházás a kritikus energiaellátó rendszer megbízhatóságának biztosításához. Segít a problémák azonosításában, a hibák megelőzésében, és átfogó tesztjelentéseken keresztül megfelel az üzemeltetési, karbantartási és auditkövetelményeknek.