חדשות - כיצד לבחור עומס שגוי עבור סט גנרטור דיזל במרכז נתונים

בחירת עומס שגוי עבור סט גנרטור דיזל של מרכז נתונים היא קריטית, שכן היא משפיעה ישירות על אמינות מערכת גיבוי החשמל. להלן, אספק מדריך מקיף המכסה עקרונות מרכזיים, פרמטרים מרכזיים, סוגי עומסים, שלבי בחירה ושיטות עבודה מומלצות.

1. עקרונות בחירה מרכזיים

המטרה הבסיסית של עומס כוזב היא לדמות את העומס האמיתי לצורך בדיקה מקיפה ואימות של מערך גנרטור הדיזל, תוך הבטחה שהוא יוכל לקחת על עצמו באופן מיידי את מלוא העומס הקריטי במקרה של הפסקת חשמל ברשת. מטרות ספציפיות כוללות:

שריפת משקעי פחמן: עבודה בעומס נמוך או ללא עומס גורמת לתופעת "הערמה רטובה" במנועי דיזל (דלק ופחמן שלא נשרף מצטברים במערכת הפליטה). עומס שגוי יכול להעלות את הטמפרטורה והלחץ במנוע, ולשרוף לחלוטין את המשקעים הללו.
אימות ביצועים: בדיקה האם הביצועים החשמליים של סט הגנרטור - כגון מתח יציאה, יציבות תדר, עיוות צורת גל (THD) וויסות מתח - נמצאים בגבולות המותרים.
בדיקת קיבולת עומס: אימות שיכולת הגנרטור לפעול ביציבות בהספק המדורג והערכת יכולתו להתמודד עם הפעלת עומס פתאומי ודחייה.
בדיקות אינטגרציה של המערכת: ביצוע הפעלה משותפת עם מערכת ATS (מתג העברה אוטומטי), מערכות מקבילות ומערכות בקרה על מנת להבטיח שהמערכת כולה פועלת יחד בצורה קוהרנטית.

2. פרמטרים ושיקולים מרכזיים

לפני בחירת עומס שגוי, יש להבהיר את הפרמטרים הבאים של סט הגנרטור ודרישות הבדיקה:

הספק מדורג (kW/kVA): סך קיבולת ההספק של העומס השקרי חייבת להיות גדולה או שווה להספק המדורג הכולל של סט הגנרטור. בדרך כלל מומלץ לבחור 110%-125% מההספק המדורג של הסט כדי לאפשר בדיקת יכולת עומס יתר.
מתח ופאזה: חייבים להתאים למתח המוצא של הגנרטור (למשל, 400V/230V) ולפאזה (תלת פאזי וארבעה חוטים).
תדר (הרץ): 50 הרץ או 60 הרץ.
שיטת חיבור: כיצד הוא יתחבר לפלט הגנרטור? בדרך כלל במורד הזרם של מערכת ה-ATS או דרך ארון ממשק בדיקה ייעודי.
שיטת קירור:
- קירור אוויר: מתאים להספק נמוך עד בינוני (בדרך כלל מתחת ל-1000 קילוואט), עלות נמוכה יותר, אך רועש, ויש לרוקן את האוויר החם כראוי מחדר הציוד.
- קירור מים: מתאים להספק בינוני עד גבוה, שקט יותר, יעילות קירור גבוהה יותר, אך דורש מערכת קירור תומכת (מגדל קירור או מצנן יבש), וכתוצאה מכך השקעה ראשונית גבוהה יותר.
רמת בקרה ואוטומציה:
- בקרה בסיסית: טעינה/פריקה ידנית בשלבים.
- בקרה חכמה: עקומות טעינה אוטומטיות ניתנות לתכנות (טעינה רמפתית, טעינה מדורגת), ניטור ורישום בזמן אמת של פרמטרים כמו מתח, זרם, הספק, תדר, לחץ שמן, טמפרטורת מים ויצירת דוחות בדיקה. זה קריטי לתאימות וביקורת של מרכז הנתונים.

3. סוגים עיקריים של עומסים כוזבים

1. עומס התנגדותי (עומס פעיל טהור P)

עיקרון: ממיר אנרגיה חשמלית לחום, המתפזרת על ידי מאווררים או קירור מים.
יתרונות: מבנה פשוט, עלות נמוכה יותר, בקרה קלה, מספק כוח אקטיבי טהור.
חסרונות: ניתן לבדוק רק את ההספק האקטיבי (קילוואט), לא ניתן לבדוק את יכולת ויסות ההספק הריאקטיבי (קוואר) של הגנרטור.
תרחיש יישום: משמש בעיקר לבדיקת חלק המנוע (בעירה, טמפרטורה, לחץ), אך הבדיקה אינה שלמה.

2. עומס ריאקטיבי (עומס ריאקטיבי טהור Q)

עיקרון: משתמש במשרנים כדי לצרוך הספק ריאקטיבי.
יתרונות: יכול לספק עומס ריאקטיבי.
חסרונות: בדרך כלל לא משמש לבד, אלא בשילוב עם עומסים התנגדותיים.

3. עומס התנגדותי/ריאקטיבי משולב (עומס R+L, מספק P ו-Q)

עיקרון: משלב בנקי נגדים ובנקי ריאקטורים, ומאפשר בקרה עצמאית או משולבת של עומס פעיל וריאקטיבי.
יתרונות: הפתרון המועדף עבור מרכזי נתונים. יכול לדמות עומסים מעורבים אמיתיים, ולבדוק באופן מקיף את הביצועים הכוללים של מערך הגנרטורים, כולל AVR (ווסת מתח אוטומטי) ומערכת הווסת.
חסרונות: עלות גבוהה יותר מאשר עומסים התנגדותיים טהורים.
הערת בחירה: שימו לב לטווח מקדם הספק (PF) המתכוונן שלו, שבדרך כלל צריך להיות מתכוונן מ-0.8 בפיגור (אינדוקטיבי) עד 1.0 כדי לדמות אופי עומס שונה.

4. עומס אלקטרוני

עיקרון: שימוש בטכנולוגיית אלקטרוניקה להספק כדי לצרוך אנרגיה או להחזיר אותה לרשת.
יתרונות: דיוק גבוה, בקרה גמישה, פוטנציאל לחידוש אנרגיה (חיסכון באנרגיה).
חסרונות: יקר ביותר, דורש צוות תחזוקה מיומן ביותר, ואמינותו עצמה דורשת התחשבות.
תרחיש יישום: מתאים יותר למעבדות או מפעלי ייצור מאשר לבדיקות תחזוקה באתר במרכזי נתונים.

סיכום: עבור מרכזי נתונים, יש לבחור ב-«עומס רזיסטי/ריאקטיבי משולב (R+L) כוזב» עם בקרה אוטומטית חכמה.

4. סיכום שלבי הבחירה

קביעת דרישות הבדיקה: האם מדובר רק בבדיקת בעירה, או שנדרש אישור ביצועים בעומס מלא? האם נדרשים דוחות בדיקה אוטומטיים?
איסוף פרמטרים של סט גנרטורים: רשום את ההספק הכולל, המתח, התדר ומיקום הממשק עבור כל הגנרטורים.
קביעת סוג עומס כוזב: בחר עומס כוזב חכם, מקורר במים, R+L (אלא אם כן ההספק קטן מאוד והתקציב מוגבל).
חשב את קיבולת ההספק: קיבולת עומס כוזבת כוללת = ההספק הגדול ביותר של יחידה בודדת × 1.1 (או 1.25). אם בודקים מערכת מקבילית, ההספק חייב להיות ≥ ההספק הכולל במקביל.
בחר שיטת קירור:
- הספק גבוה (מעל 800 קילוואט), שטח מוגבל בחדר הציוד, רגישות לרעש: בחרו קירור מים.
- צריכת חשמל נמוכה, תקציב מוגבל, שטח אוורור מספיק: ניתן לשקול קירור אוויר.
הערכת מערכת בקרה:
- חייב לתמוך בטעינת שלבים אוטומטית כדי לדמות אינטראקציה אמיתית עם עומס.
- חובה להיות מסוגלת לרשום ולהפיק דוחות בדיקה סטנדרטיים, כולל עקומות של כל הפרמטרים המרכזיים.
- האם הממשק תומך באינטגרציה עם מערכות ניהול מבנים או ניהול תשתיות מרכזי נתונים (DCIM)?
שקלו התקנה ניידת לעומת התקנה קבועה:
- התקנה קבועה: מותקן בחדר או במיכל ייעודי, כחלק מהתשתית. חיווט קבוע, בדיקה קלה, מראה מסודר. הבחירה המועדפת עבור מרכזי נתונים גדולים.
- נייד רכוב על גרור: רכוב על גרור, יכול לשרת מספר מרכזי נתונים או מספר יחידות. עלות ראשונית נמוכה יותר, אך הפריסה מסורבלת, ונדרשים שטח אחסון ופעולות חיבור.

5. שיטות עבודה מומלצות והמלצות

תכנון ממשקי בדיקה: תכננו מראש ארונות ממשק לבדיקת עומס שגוי במערכת חלוקת החשמל כדי להפוך את חיבורי הבדיקה לבטוחים, פשוטים וסטנדרטיים.
פתרון קירור: אם מקורר במים, יש לוודא שמערכת מי הקירור אמינה; אם מקורר באוויר, יש לתכנן צינורות פליטה מתאימים כדי למנוע מאוויר חם לחזור לחדר הציוד או להשפיע על הסביבה.
בטיחות במקום הראשון: מטענים כוזבים מייצרים טמפרטורות גבוהות במיוחד. עליהם להיות מצוידים באמצעי בטיחות כמו הגנה מפני טמפרטורה גבוהה מדי וכפתורי עצירת חירום. מפעילים זקוקים להכשרה מקצועית.
בדיקות תקופתיות: בהתאם לתקני Uptime Institute, Tier או המלצות היצרן, יש לבצע בדיקות חודשיות עם עומס מדורג של לא פחות מ-30%, ולבצע בדיקת עומס מלא מדי שנה. עומס שווא הוא כלי מפתח למילוי דרישה זו.

המלצה סופית:
עבור מרכזי נתונים השואפים לזמינות גבוהה, אין לחסוך בעלויות על עומס כוזב. השקעה במערכת עומס כוזב קבועה, בגודל מתאים, R+L, חכמה וקוררת מים היא השקעה הכרחית כדי להבטיח את אמינות מערכת החשמל הקריטית. היא מסייעת בזיהוי בעיות, מניעת תקלות ועומדת בדרישות תפעול, תחזוקה וביקורת באמצעות דוחות בדיקה מקיפים.