ข่าวสาร - วิธีการเลือกโหลดเท็จสำหรับชุดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซลของศูนย์ข้อมูล

การเลือกโหลดเทียมสำหรับชุดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซลของศูนย์ข้อมูลเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่ง เพราะส่งผลโดยตรงต่อความน่าเชื่อถือของระบบไฟฟ้าสำรอง ต่อไปนี้ ผมจะให้คำแนะนำที่ครอบคลุม ครอบคลุมหลักการพื้นฐาน พารามิเตอร์สำคัญ ประเภทของโหลด ขั้นตอนการเลือก และแนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุด

1. หลักการคัดเลือกหลัก

วัตถุประสงค์พื้นฐานของโหลดเทียมคือการจำลองโหลดจริงเพื่อการทดสอบและการตรวจสอบความถูกต้องของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซลอย่างครอบคลุม เพื่อให้มั่นใจว่าเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซลสามารถรับภาระสำคัญทั้งหมดได้ทันทีในกรณีที่ไฟฟ้าดับ เป้าหมายเฉพาะประกอบด้วย:

การเผาไหม้คราบคาร์บอน: การทำงานที่โหลดต่ำหรือไม่มีโหลดจะทำให้เกิดปรากฏการณ์ “wet stacking” ในเครื่องยนต์ดีเซล (เชื้อเพลิงและคาร์บอนที่ไม่ถูกเผาไหม้จะสะสมอยู่ในระบบไอเสีย) การโหลดที่ผิดพลาดสามารถเพิ่มอุณหภูมิและแรงดันของเครื่องยนต์ ทำให้คราบคาร์บอนเหล่านี้ถูกเผาไหม้จนหมด
การตรวจสอบประสิทธิภาพ: การทดสอบว่าประสิทธิภาพทางไฟฟ้าของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า เช่น แรงดันเอาต์พุต เสถียรภาพความถี่ ความผิดเพี้ยนของรูปคลื่น (THD) และการควบคุมแรงดันไฟฟ้า อยู่ในขีดจำกัดที่อนุญาตหรือไม่
การทดสอบความสามารถในการรับน้ำหนักโหลด: การตรวจสอบว่าเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสามารถทำงานได้อย่างเสถียรที่กำลังไฟที่กำหนด และประเมินความสามารถในการจัดการกับการใช้โหลดฉับพลันและการปฏิเสธ
การทดสอบการรวมระบบ: ดำเนินการทดสอบการทำงานร่วมกับ ATS (สวิตช์ถ่ายโอนอัตโนมัติ) ระบบขนาน และระบบควบคุมเพื่อให้แน่ใจว่าระบบทั้งหมดทำงานร่วมกันอย่างสอดประสานกัน

2. พารามิเตอร์หลักและข้อควรพิจารณา

ก่อนที่จะเลือกโหลดเท็จ จะต้องชี้แจงพารามิเตอร์ข้อกำหนดการทดสอบและชุดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าต่อไปนี้:

กำลังไฟฟ้าที่กำหนด (kW/kVA): กำลังไฟฟ้ารวมของโหลดปลอมต้องมากกว่าหรือเท่ากับกำลังไฟฟ้าที่กำหนดทั้งหมดของชุดเครื่องกำเนิดไฟฟ้า โดยทั่วไปแนะนำให้เลือก 110%-125% ของกำลังไฟฟ้าที่กำหนดของชุดเครื่องกำเนิดไฟฟ้า เพื่อให้สามารถทดสอบความสามารถในการรับน้ำหนักเกินได้
แรงดันไฟฟ้าและเฟส: จะต้องตรงกับแรงดันไฟฟ้าเอาต์พุตของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า (เช่น 400V/230V) และเฟส (สามเฟส สี่สาย)
ความถี่ (Hz): 50Hz หรือ 60Hz.
วิธีการเชื่อมต่อ: จะเชื่อมต่อกับเอาต์พุตของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าได้อย่างไร? โดยทั่วไปจะอยู่ที่ปลายน้ำของ ATS หรือผ่านตู้อินเทอร์เฟซทดสอบเฉพาะ
วิธีการทำความเย็น:
- การระบายความร้อนด้วยอากาศ: เหมาะสำหรับพลังงานต่ำถึงปานกลาง (โดยทั่วไปต่ำกว่า 1,000 กิโลวัตต์) ต้นทุนต่ำ แต่มีเสียงดัง และจะต้องระบายอากาศร้อนออกจากห้องอุปกรณ์อย่างเหมาะสม
- การระบายความร้อนด้วยน้ำ: เหมาะสำหรับกำลังปานกลางถึงสูง เสียงเงียบ ประสิทธิภาพการระบายความร้อนสูงกว่า แต่ต้องมีระบบระบายความร้อนด้วยน้ำเสริม (หอคอยระบายความร้อนหรือเครื่องทำความเย็นแบบแห้ง) ส่งผลให้การลงทุนเริ่มต้นสูงขึ้น
ระดับการควบคุมและอัตโนมัติ:
- การควบคุมพื้นฐาน: การโหลด/ขนถ่ายแบบขั้นตอนด้วยตนเอง
- การควบคุมอัจฉริยะ: กราฟแสดงการโหลดอัตโนมัติที่ตั้งโปรแกรมได้ (การโหลดแบบแรมป์ การโหลดแบบสเต็ป) การตรวจสอบและบันทึกพารามิเตอร์ต่างๆ แบบเรียลไทม์ เช่น แรงดันไฟฟ้า กระแสไฟฟ้า กำลังไฟฟ้า ความถี่ แรงดันน้ำมัน อุณหภูมิน้ำ และการสร้างรายงานการทดสอบ ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งต่อการปฏิบัติตามข้อกำหนดและการตรวจสอบของศูนย์ข้อมูล

3. ประเภทหลักของโหลดเทียม

1. โหลดต้านทาน (โหลดแอคทีฟบริสุทธิ์ P)

หลักการ: แปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นความร้อนที่ระบายออกไปโดยพัดลมหรือระบบระบายความร้อนด้วยน้ำ
ข้อดี: โครงสร้างเรียบง่าย ต้นทุนต่ำกว่า ควบคุมง่าย ให้พลังงานแอคทีฟบริสุทธิ์
ข้อเสีย: สามารถทดสอบได้เฉพาะกำลังไฟฟ้าจริง (kW) เท่านั้น ไม่สามารถทดสอบความสามารถในการควบคุมกำลังไฟฟ้าปฏิกิริยา (kvar) ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าได้
สถานการณ์การใช้งาน: ส่วนใหญ่ใช้สำหรับทดสอบชิ้นส่วนเครื่องยนต์ (การเผาไหม้ อุณหภูมิ แรงดัน) แต่การทดสอบยังไม่สมบูรณ์

2. โหลดปฏิกิริยา (โหลดปฏิกิริยา Q ล้วนๆ)

หลักการ: ใช้ตัวเหนี่ยวนำเพื่อกินพลังงานปฏิกิริยา
ข้อดี: สามารถให้โหลดปฏิกิริยาได้
ข้อเสีย: โดยปกติจะไม่ใช้เพียงอย่างเดียว แต่จะใช้คู่กับโหลดต้านทาน

3. โหลดต้านทาน/ปฏิกิริยาผสม (โหลด R+L ให้ P และ Q)

หลักการ: รวมธนาคารตัวต้านทานและธนาคารปฏิกิริยาเข้าด้วยกัน ช่วยให้สามารถควบคุมโหลดที่ใช้งานและโหลดปฏิกิริยาแบบอิสระหรือรวมกันได้
ข้อดี: โซลูชันที่ศูนย์ข้อมูลแนะนำ สามารถจำลองโหลดแบบผสมจริง ทดสอบประสิทธิภาพโดยรวมของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าได้อย่างครอบคลุม รวมถึงระบบ AVR (ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าอัตโนมัติ) และระบบควบคุมแรงดันไฟฟ้า
ข้อเสีย: ต้นทุนสูงกว่าโหลดต้านทานแบบบริสุทธิ์
หมายเหตุการเลือก: ให้ความสนใจกับช่วงค่าปัจจัยกำลัง (PF) ที่ปรับได้ โดยทั่วไปจะต้องปรับได้ตั้งแต่ 0.8 ล่าช้า (เหนี่ยวนำ) ถึง 1.0 เพื่อจำลองลักษณะโหลดที่แตกต่างกัน

4. โหลดอิเล็กทรอนิกส์

หลักการ: ใช้เทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์กำลังเพื่อใช้พลังงานหรือป้อนกลับเข้าสู่กริด
ข้อดี: ความแม่นยำสูง, การควบคุมที่ยืดหยุ่น, ศักยภาพในการสร้างพลังงานใหม่ (ประหยัดพลังงาน)
ข้อเสีย: มีราคาแพงมาก ต้องใช้บุคลากรบำรุงรักษาที่มีทักษะสูง และต้องพิจารณาความน่าเชื่อถือด้วย
สถานการณ์การใช้งาน: เหมาะสำหรับห้องปฏิบัติการหรือโรงงานผลิตมากกว่าการทดสอบการบำรุงรักษาในสถานที่ในศูนย์ข้อมูล

บทสรุป: สำหรับศูนย์ข้อมูล ควรเลือก "โหลดเทียมแบบต้านทาน/ปฏิกิริยาผสม (R+L)" ที่มีระบบควบคุมอัตโนมัติอัจฉริยะ

4. สรุปขั้นตอนการคัดเลือก

กำหนดข้อกำหนดการทดสอบ: เฉพาะการทดสอบการเผาไหม้เท่านั้นหรือต้องมีใบรับรองประสิทธิภาพการโหลดเต็ม? จำเป็นต้องมีรายงานการทดสอบอัตโนมัติหรือไม่?
รวบรวมพารามิเตอร์เครื่องกำเนิดไฟฟ้า: แสดงรายการพลังงานรวม แรงดันไฟฟ้า ความถี่ และตำแหน่งอินเทอร์เฟซสำหรับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าทั้งหมด
กำหนดประเภทโหลดเท็จ: เลือกโหลดเท็จอัจฉริยะ R+L ระบายความร้อนด้วยน้ำ (ยกเว้นว่าพลังงานจะน้อยมากและงบประมาณจำกัด)
คำนวณความจุพลังงาน: ความจุโหลดเท็จทั้งหมด = กำลังไฟฟ้าหน่วยเดียวสูงสุด × 1.1 (หรือ 1.25) หากทดสอบระบบขนาน ความจุจะต้อง ≥ กำลังไฟฟ้าขนานทั้งหมด
เลือกวิธีการทำความเย็น:
- กำลังไฟฟ้าสูง (>800kW) พื้นที่ห้องอุปกรณ์จำกัด ไวต่อเสียง: เลือกระบบระบายความร้อนด้วยน้ำ
- กำลังไฟต่ำ งบประมาณจำกัด พื้นที่ระบายอากาศเพียงพอ: สามารถพิจารณาการระบายความร้อนด้วยอากาศได้
ประเมินระบบควบคุม:
- จะต้องรองรับการโหลดแบบอัตโนมัติเพื่อจำลองการรับน้ำหนักจริง
- จะต้องสามารถบันทึกและส่งออกรายงานการทดสอบมาตรฐาน รวมถึงเส้นโค้งของพารามิเตอร์ที่สำคัญทั้งหมด
- อินเทอร์เฟซรองรับการบูรณาการกับระบบการจัดการอาคารหรือระบบการจัดการโครงสร้างพื้นฐานศูนย์ข้อมูล (DCIM) หรือไม่
พิจารณาการติดตั้งแบบเคลื่อนที่เทียบกับแบบติดตั้งถาวร:
- การติดตั้งแบบถาวร: ติดตั้งในห้องเฉพาะหรือคอนเทนเนอร์ ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของโครงสร้างพื้นฐาน เดินสายแบบคงที่ ทดสอบง่าย รูปลักษณ์สวยงาม เป็นตัวเลือกที่เหมาะสมสำหรับศูนย์ข้อมูลขนาดใหญ่
- ติดตั้งบนรถพ่วงเคลื่อนที่: ติดตั้งบนรถพ่วง สามารถรองรับศูนย์ข้อมูลหรือหน่วยข้อมูลได้หลายหน่วย ต้นทุนเริ่มต้นต่ำกว่า แต่การติดตั้งค่อนข้างยุ่งยาก และต้องใช้พื้นที่จัดเก็บข้อมูลและการเชื่อมต่อ

5. แนวทางปฏิบัติและคำแนะนำที่ดีที่สุด

แผนสำหรับอินเทอร์เฟซการทดสอบ: ออกแบบตู้อินเทอร์เฟซการทดสอบโหลดเท็จล่วงหน้าในระบบจ่ายไฟฟ้าเพื่อให้การเชื่อมต่อการทดสอบมีความปลอดภัย ง่ายดาย และมีมาตรฐาน
โซลูชันการระบายความร้อน: หากระบายความร้อนด้วยน้ำ ให้แน่ใจว่าระบบระบายความร้อนด้วยน้ำมีความน่าเชื่อถือ หากระบายความร้อนด้วยอากาศ จะต้องออกแบบท่อระบายอากาศที่เหมาะสมเพื่อป้องกันไม่ให้อากาศร้อนหมุนเวียนเข้าไปในห้องอุปกรณ์หรือส่งผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม
ความปลอดภัยต้องมาก่อน: โหลดเทียมก่อให้เกิดอุณหภูมิสูงมาก ต้องมีมาตรการความปลอดภัย เช่น ระบบป้องกันอุณหภูมิสูงเกิน และปุ่มหยุดฉุกเฉิน ผู้ปฏิบัติงานจำเป็นต้องได้รับการฝึกอบรมอย่างมืออาชีพ
การทดสอบตามปกติ: ตามมาตรฐานของ Uptime Institute, Tier Standards หรือคำแนะนำของผู้ผลิต โดยทั่วไปแล้วจะดำเนินการทดสอบโหลดเต็มพิกัดอย่างน้อย 30% ต่อเดือน และทำการทดสอบโหลดเต็มพิกัดทุกปี โหลดปลอมเป็นเครื่องมือสำคัญในการตอบสนองข้อกำหนดนี้

คำแนะนำสุดท้าย:
สำหรับศูนย์ข้อมูลที่ต้องการความพร้อมใช้งานสูง ไม่ควรประหยัดต้นทุนจากภาระโหลดหลอก การลงทุนในระบบภาระโหลดหลอกอัจฉริยะแบบคงที่ มีขนาดเหมาะสม ระบายความร้อนด้วยน้ำ และ R+L ถือเป็นการลงทุนที่จำเป็นเพื่อให้มั่นใจถึงความน่าเชื่อถือของระบบไฟฟ้าที่สำคัญ ระบบนี้ช่วยระบุปัญหา ป้องกันความล้มเหลว และตอบสนองข้อกำหนดด้านการดำเนินงาน การบำรุงรักษา และการตรวจสอบผ่านรายงานการทดสอบที่ครอบคลุม