U savremenoj digitalnoj eri, podatkovni centri služe kao okosnica globalne informativne infrastrukture, napajajući sve od Cloud Computing do Big - analitike podataka. Kako se potražnja za preradom podataka i skladištenja i dalje napadaju, tako i potrošnja energije ovih objekata. Jedan kritični aspekt osiguranja efikasnog i pouzdanog rada podataka je upravljanje električnom energijom, posebno rukovanje javom energijom. U ovom blogu dijelit ću uvid u onoliko kompenzacija reaktivne snage reaktivne snage u podatkovnim centrima, koristeći moje iskustvo kao dobavljača kompenzacije reaktivne snage shunt reaktivnom napajanjem.
Razumijevanje reaktivne snage
Prije nego što se obnašate u šantnu reaktivnu kompenzaciju snage, ključno je shvatiti koja je reaktivna snaga. U AC električnom sustavu napajanje se može podijeliti u dvije komponente: stvarna snaga (P) i reaktivne snage (Q). Prava snaga je snaga koja zapravo obavlja koristan rad, kao što su serveri za uključivanje, rashladni sustavi i druge opreme u podatkovnom centru. Mjeri se u kilovatama (kW) i ono što obično plaćamo na našim računima za struju.
Sigurnosna snaga, s druge strane, snaga je koja oscilira između izvora i tereta zbog prisutnosti induktivnih ili kapacitivnih elemenata u električnom krugu. Induktivna opterećenja, poput motora i transformatora, zahtijevaju magnetno polje za rad, što uzrokuje da struja zaostaje iza napona. Kapacitivna opterećenja, poput nekih vrsta elektronskih krugova, uzrokuju da struja vodi napon. Reaktivna snaga se mjeri u Kilovoltu - Amperes Reactive (Kvar).
Iako reaktivna moć ne obavlja koristan rad direktno, potrebno je za rad mnogih električnih uređaja. Međutim, pretjerana reaktivna moć može dovesti do nekoliko problema u podatkovnom centru, uključujući povećane gubitke energije, smanjeni faktor snage, preopterećenje električne opreme i nestabilnost napona.
Faktor snage i njen značaj u podatkovnim centrima
Faktor snage (PF) je mjera kako se u sistemu koristi efikasno električna energija. Definisana je kao omjer stvarne moći za prividnu snagu, gdje je prividna snaga vektorski zbroj stvarne i reaktivne snage, mjereno u Kilovoltu - ampere (KVA). Faktor snage kreće se od 0 do 1, s vrijednošću 1 što označava da se sva isporučena snaga koristi za koristan rad (tj. Nema reaktivne snage).
U podatkovnim centrima, malim faktorom snage može imati značajne posljedice. Prvo, povećava količinu struje koja prolazi kroz električni sustav za određenu količinu stvarne snage. To rezultira većim otpornima gubicima (i²R gubici) u provodnicima, transformatorima i drugoj opremi, što dovodi do povećane potrošnje energije i veće račune za energiju. Drugo, mali faktor snage može prouzrokovati pad napona u električnom sustavu, koji mogu utjecati na performanse i pouzdanost opreme za podatkovne centre. Mnoge komunalne kompanije također naplaćuju kazne za male faktora snage, dodatno povećavajući operativne troškove podatkovnog centra.
Kako funkcionira kompenzaciju reaktivne snage shunt
Kompenzacija reaktivne snage je tehnika koja se koristi za poboljšanje faktora snage električnog sustava instaliranjem uređaja za kompenzaciju reaktivne snage paralelno (shunt) sa opterećenjem. Osnovni princip iza kompenzacije reaktivne snage je uvođenje kompenzacijske reaktivne snage koja otkazuje reaktivnu snagu nacrtati teretom, čime se smanji ukupna reaktivna snaga u sustavu i poboljšavajući faktor snage.
Postoje dvije glavne vrste uređaja za kompenzaciju reaktivnog napajanja: kondenzatori i induktori. Kondenzatori se koriste za opskrbu vodećim jamktivnoj snazi, što može suzbiti zaostale jalove snage nacrtati induktivnim opterećenjima. Induktori, s druge strane, koriste se za opskrbu zaostajanjem jalove snage kako bi se nadoknadila vodeća reaktivna moć koju je nacrtao kapacitivnim opterećenjima. U većini podataka, gdje se većina tereta induktivna (npr. Poslužitelji, ventilatori za hlađenje i UPS sustavi), kondenzatori su najčešće korišteni uređaji za kompenzaciju reaktivnog kompenzacije snage SHUnt.
Kada je kondenzator paralelno povezan s induktivnim opterećenjem, on crta vodeću struju koja je izvan faze sa zaostalim strujom nacrtanim opterećenjem. Kombinacija struje kondenzatora i struje opterećenja rezultira ukupnom strujom koja je bliža fazi s naponom, na taj način poboljšavajući faktor snage. Količina kapaciteta potrebna za naknadu ovisi o veličini reaktivne snage koju je nacrtao opterećenje i željenom poboljšanju faktora snage.
Kompenzacija reaktivne snage u podacima u centrima
U podatkovnom centru kompenzacija reaktivne snage mogu se implementirati na različitim nivoima, od pojedine razine opreme do objekta - širok nivo.
Oprema - kompenzacija nivoa
Na nivou opreme, kompenzacija reaktivne snage shunt može se integrirati izravno u električni dizajn pojedinih uređaja, poput servera i uPS sistema. Neki moderni serveri opremljeni su krugovima korekcije faktora snage (PFC), koji su u osnovi oblik kompenzacije reaktivne snage. Ti krugovi koriste elektroničke komponente za podešavanje ulaznog struje valnog oblika da bude u fazi ulaznog napona, na taj način poboljšavajući faktor snage poslužitelja.
UPS sistemi također igraju ključnu ulogu u opremi - kompenzaciju reaktivne snage na nivou. Mnogi UPS sistemi dizajnirani su sa izgrađenim - u mogućnosti PFC-a kako bi se osiguralo da izvlače u blizini - jedinstvenog faktora snage iz komunalne mreže. To ne samo da smanjuje potrebu reaktivne snage na mreži, već poboljšava ukupnu efikasnost sistema za distribuciju elektroenergetskog centra podataka.
Objekt - široka naknada
Pored opreme - kompenzacija nivoa, postrojenje - široka kompenzacija reaktivne snage reaktivne snage često je potrebna za rješavanje potrebe reaktivne snage cijelog centra podataka. To se obično postiže ugradnjom velikih uređaja za kompenzaciju reaktivnog napajanja, kao što su kondenzatorske banke, na strateškim lokacijama u električnom distributivnom distribuciji podataka.
Banke kondenzatora mogu se instalirati na glavnoj trafostanici, distributivnim pločama ili u blizini velikih induktivnih tereta. Obično se kontroliraju kontroler faktora snage, koji kontinuirano nadgleda faktor snage električnog sistema i prilagođava kapacitet banke kondenzatora u skladu s tim. Kada faktor snage padne ispod određene zadane vrijednosti, regulator faktora snage prebacuje se u dodatne kondenzatore za opskrbu vodećim jamkim napajanjem i poboljšanju faktora snage. Suprotno tome, kada je faktor snage previsok (ukazuje na prekoračenje), kontroler uključuje neke od kondenzatora.
Prednosti kompenzacije reaktivne snage u podatkovnim centrima
Implementacija kompenzacije reaktivne snage reaktivne snage u podatkovnim centrima nudi nekoliko prednosti:
Ušteda energije
Poboljšanjem faktora snage, kompenzacija reaktivne snage smanjuje količinu struje koja teče kroz električni sustav, koji zauzvrat smanjuje otporne gubitke u provodnicima, transformatorima i drugoj opremi. To rezultira značajnim uštedom energije, koje se mogu pretvoriti u niže račune za električnu energiju za operatera podataka.
Smanjena stres opreme
Niži protok struje zbog poboljšanog faktora snage znači manje stres na električnoj opremi, poput transformatora, rasklopnih uređaja i kablova. To može proširiti životni vijek opreme i smanjiti vjerojatnost kvarova i zastoja opreme.
Poboljšana stabilnost napona
Naknada za reaktivnu snagu shunt pomaže u održavanju stabilnijeg nivoa napona u električnom sustavu podatkovnog centra. Smanjenjem padova napona uzrokovanih jalom energijom, osigurava da oprema prima dosljednu i pouzdanu opskrbu energije, što je od suštinskog značaja za pravilan rad podatkovnog centra.
Izbjegavanje komunalnih kazna
Mnogo komunalnih društava naplaćuju kazne za male faktora snage. Provedbam kompenzacije reaktivne snage i poboljšanju faktora snage, podatkovni centri mogu izbjeći ove kazne i smanjiti sveukupne troškove rada.
Naša rješenja kao dobavljač kompenzacije reaktivne snage
Kao dobavljač kompenzacije reaktivnog napajanja s močvarom nudimo širok spektar rješenja prilagođenih specifičnim potrebama podataka. NašKompenzator reaktivne snageDizajniran je za pružanje efikasne i pouzdane kompenzacije reaktivne snage za male i velike - razmjere podataka. Sadrži napredne upravljačke algoritme i visoke komponente za kvalitet kako bi se osigurala tačna i stabilna korekcija faktora snage.
Mi takođe nudimoDinamična reaktivna kompenzacijaRješenja koja mogu brzo odgovoriti na promjene u potražnji opterećenja i reaktivne snage. Ova su rješenja posebno korisne u podatkovnim centrima s promjenjivim opterećenjima, poput onih s velikim udjelom servera koji su podložni čestim uključenim biciklizmom.
Pored toga, naše10kV reaktivni kabinet za kompenzacijuje cijena - efikasno rješenje za srednje - naponske aplikacije u podatkovnim centrima. Lako je instalirati i održavati, a može se prilagoditi za ispunjavanje specifičnih zahtjeva svakog centra podataka.
Zaključak
Kompenzacija reaktivne snage shunt je kritična tehnologija za osiguranje efikasnog i pouzdanog rada podataka. Poboljšanjem faktora snage, smanjenjem gubitaka energije i poboljšanja stabilnosti napona, pomaže centrima podataka da smanje njihove operativne troškove, proširuju životni vijek svoje opreme i poboljšavaju cjelokupni učinak njihovih električnih sustava.
Ako ste operater podatkovnog centra koji želi optimizirati potrošnju energije i poboljšati faktor snage vašeg električnog sustava, pozivamo vas da nas kontaktirate za savjetovanje. Naš tim stručnjaka će sa vama sarađivati na dizajniranju i implementaciji prilagođenog rješenja za kompenzaciju reaktivne snage koje ispunjava vaše specifične potrebe i budžet. Radimo zajedno na izgradnji više energije - efikasnog i održivog budućnosti centra podataka.
Reference
- Dugan, RC, McGranaghan, MF, & Beaty, HW (2003). Kvaliteta elektroenergetskog sistema. McGraw - Hill.
- IEEE STD 1459 - 2010, IEEE standardne definicije za mjerenje količina električne energije pod sinusoidnim, nesinusoidnim, uravnoteženim ili neuravnoteženim uvjetima.