التخفيف التوافقي لمراكز البيانات: مرشحات التوافقي النشطة (AHF) لأحمال UPS وتكنولوجيا المعلومات

خلاصة.فلتر هارموني نشط لتطبيقات مركز البيانات يجب أن يستوفي معايير قبول مختلفة عن وحدة المصنع: الحمل لا يطفئ أبدا، وتتغير الطيف الهارموني مع استخدام تكنولوجيا المعلومات،وكل مكون يجب أن تكون قابلة للحفاظ دون مقاطعة المسار الحرجيشرح هذا الدليل كيفية تفاعل محولات UPS ومصادر الطاقة للخادم ومحركات التبريد لإنتاج طيف يصل إلى ذروته عند الحمل الجزئي ، وكيف يتصرف THDi عبر نطاق حمولة تكنولوجيا المعلومات ،وكيفية قياس وتكوين المرشحات مع فلسفة N + 1ويشمل ذلك التدفئة المحايدة بأربعة أسلاك، ومراقبة وتسجيل كل طلب لتقارير المستأجرين، وترتيبات الإعفاء،وإجراء التحقق الذي يرضي كل من فريق المرافق والمرافق.

ما الذي يجعل سلوك مركز البيانات المتناغم مختلف؟

يقدم قاعة البيانات مزيجًا من الأحمال الذي يتصرف على عكس أي مصنع صناعي.إمدادات الطاقة ذات الوضع المفتاحي للخادم حقن الهارمونيات الثلاثية في المحايد على فروع الفاز الواحد، ومحركات محركات التبريد تضيف نمطًا متغيرًا بطيئًا من خمس نبضات في الأعلى. يتغير الطيف المشترك باستمرار مع تقدم استخدام تكنولوجيا المعلومات.لذا فإن المرشح الذي يتم تحديده بشكل صحيح لحمل التصميم قد يكون متطابقة بشكل سيء في الثالثة صباحا.

الفرق الثاني هو نتيجة الاختلال. في المصنع ، يكلف انقطاع المرشح الإنتاج لمدة ساعة. في قاعة البيانات ، فإنه يخاطر بانقطاع المستأجر والعقوبة التعاقدية.هذا يدفع ثلاثة متطلبات التصميم: يجب أن تكون المرشح قابلة للحفاظ عليها في حين أن القاعة تعمل، يجب أن تتوقف عن حالة آمنة بدلا من سحب الحافلة إلى أسفل،و يجب أن يتم تخطيط قدرتها مع الازدحام بدلاً من الاستخدام بنسبة 100٪.

والفرق الثالث هو القياس. يتم قياس مراكز البيانات وتسجيلها وتقديم التقارير. المستأجرين والمراجعين يطلبون دليل على جودة الطاقة،وبشكل متزايد للبيانات الهارمونية لكل أمر بدلا من رقم THD واحدلذلك فإن المرشح مع تسجيل الاتصالات والاتصالات ليس إضافية: فإنه يصبح جزءا من سلسلة دليل الامتثال، جنبا إلى جنب مع سجلات كفاءة UPS وتقارير PUE.

وأخيراً، تركز الطوبولوجيا الكهربائية على المخاطر. تستخدم قاعات الكثافة العالية توزيع الطرق الحافلة مع الحد الأدنى من العائق بين مخرج UPS وحمل تكنولوجيا المعلومات.لذا التيار الهارموني ينتشر بسرعة والموصلات المحايدة تحمل مجموعات ثلاثية من العديد من الأحمال أحادية المرحلةالحد الأقصى من الحجم المحايد وتعويض الأربعة أسلاك هي ممارسات تصميم عادية، وليس اختياري.

تحويل الطيف عبر نطاق الحملعند الحمل الكامل لجهاز تكنولوجيا المعلومات يهيمن مُصحح UPS ويتصرف الطيف بشكل جيد نسبيًا.عند الحمل المنخفض يمكن أن يعمل المُستقيم في وضع توصيل مختلف بينما تواصل مصادر الطاقة للخادم رسم هارمونياتهم الغريبة المميزة، لذلك يمكن أن يتغير الترتيب المهيمن من 5 و 7 إلى 3 و 5 و 9. يمكن أن يترك المرشح الذي تم تكوينه لنقطة تشغيل واحدة أخرى مكشوفة ،وهذا هو السبب في اختيار الطلب البرمجي والتحقق من مستويات الحمل المتعددة مطلوبة بدلا من اختيارية.

لماذا التخفيف الهرموني هو شرط تجاري في قاعات البيانات

1لقد تم إطلاق طاقة المحول والمولدالتيار الهارموني يسخن طيات المحولات ويقلل من السعة المستخدمة. تقليل تشويه التيار يسمح لنفس المحول أن يحمل المزيد من الحمل الحقيقي،تأجيل النفقات الرأسمالية على القدرة الإضافية غالباً ما تكون أكبر حجة مالية لتركيب المرشحات.

2. الحرارة المحايدة و الحرارة في الحافلة مسيطرةتضيف الهارمونيات الثلاثية في المحايد، وفي القاعات عالية الكثافة يمكن أن يحمل المحايد تيارًا أكثر من المرحلة.مركز البيانات 100A AHFمع تعويض أربعة أسلاك يعالج هذا مباشرة، في حين أن وحدة ثلاثة أسلاك يترك المخاطر دون لمس.

3تحسين كفاءة ومدة عمر البطارية.التيار المدخل المشوّه يزيد من الخسائر في المُستقيم و يرفع درجات الحرارة الداخلية. التيار المدخل النظيف يقلل من الإجهاد الحراري على المكثفات،والتي هي السبب الأكثر شيوعًا في نهاية عمر UPS.

4. التوافق مع قواعد الخدمات العامة والشبكة يصبح قابل للتدقيق.عندما تقيس شركة الخدمات الإنتاجية الانبعاثات الهارمونية في مدخل الخدمة، فإن تسجيل كل طلب من المرشح يوفر الأدلة اللازمة في المراجعة، دون مسح مؤقت للمحلل.

5تقارير المستأجر راضيةتعاقدات التوزيع تستند بشكل متزايد إلى جودة الطاقة. الفلتر الذي يسجل THDi و PF والتيار المحايد بمرور الوقت يحول التزام تعاقدي إلى تقرير روتيني.

6يمكن تحقيق الاضافات دون مضاعفة التكلفة.تسمح الإطارات المكونة من وحدات N + 1 على مستوى الوحدة: رف من أربع وحدات حيث تحمل ثلاثة الحمل يعني أن الوحدة الفاشلة يتم استبدالها خلال نافذة محددة دون خسارة.أيه بي إف (APF) وحدات قابلة للتركيب على الرفهي الحجر الأساسي المعتاد لهذا الترتيب

7يجب النظر في تشغيل مولد الطاقة وتشغيل نظام الطيران.قاعات البيانات تعمل على مولد خلال انقطاع الخدمات العامة، ومولد لديه عائق مصدر أعلى بكثير من إمدادات الخدمة العامة.التيار الهرموني الذي كان مقبولًا على الطاقة العامة يمكن أن ينتج تشويهًا غير مقبول للجهد على المولد، مما يسبب عدم استقرار مدخل UPS. عادةً ما يتطلب تحديد فائدة المرشح واختيار النظام تعيين معايير منفصلة لتشغيل المولد ، ويجب أن ينشئها منطق التبديل تلقائيًا.

كيفية تحديد ونشر AHF في قاعة البيانات

الخطوة الأولى: مسح على ثلاثة مستويات حمولة.التقاط الطيف عند 30، 60 و 90 في المئة من حمولة تكنولوجيا المعلومات. تتغير أشكال طيف مركز البيانات مع الاستخدام، وتحويل الحجم إلى لقطة واحدة يخطئ التيار في نقاط التشغيل الأخرى.

الخطوة الثانية: الحجم حسب الحد الأقصى للطلب مع مساحة الرأس.استخدم نفس طريقة RMS مثل أي مشروع صناعي ، ولكن أضف مخصصات الازدحام صراحة: إذا كانت هناك حاجة إلى N + 1 ، يجب أن تلبي القدرة المثبتة الهدف مع وحدة واحدة خارج الخدمة.

الخطوة الثالثة: اختر غلاف التثبيت في وقت مبكر.وحدات الرف تذهب إلى غرفة UPS أو خزانة خاصة بجودة الطاقة؛ الخزانات الأرضية تناسب لوحة التوزيع الرئيسية LV. تأكيد الوصول الأمامي وإدخال الكابلات وتدفق الهواء قبل بناء الغرفة،لأن إعادة تجهيز التبريد في قاعة البيانات المنتهية أكثر تكلفة بكثير من المرشح نفسه. أالخزانة القائمة على الأرض 75Aيتناسب مع التثبيت المركزي؛ وتوزيع وحدات الرف بشكل أفضل عبر تغذية الطريق.

الخطوة الرابعة: إعداد اختيار الترتيب بحذر.تمكين كل طلب مع مكاسب عدوانية هو خطأ تشغيل شائع في القاعات مع عدة محولات.ثم توسيع النطاق إذا كان THDi المتبقي يبرر ذلك.

الخطوة الخامسة: دمج المراقبة مع نظام BMS.تعرض التيار والحرارة والحالة والأنذار لكل وحدة عبر RS485 أو Ethernet ، وتأكيد البروتوكول مع المدمج BMS قبل التثبيت.المرشح الذي يبلغ الضوء الأخضر فقط لا يوفر أي قيمة تشغيلية في المنشأة المراقبة.

الخطوة 6 التحقق تحت الحمل مع تقرير موثق.قياس قبل وبعد ذلك عند نفس الحمل التكنولوجي، وقياس المرحلة والقيم المحايدة، وتخزين البصمة مع وثائق التشغيل.هذا التقرير هو ما يقدمه فريق المرافق عندما يسأل المستأجر ما إذا كانت جودة الطاقة تلبي العقد.

بالنسبة للقاعات التي لديها أيضا تعرض للطاقة التفاعلية ، يمكن أن تحتفظ AHF مع القدرة التفاعلية بمعامل الطاقة في المدخل دون بنك مكثف منفصل ،إزالة عنصر صيانة من غرفة لا يوجد فيها مكانعندما يتم تغذية القاعة من عدة محولات، وضع تعويض لكل محول بدلا من مركزيا حتى انقطاع المحول لا يترك المغذية المتبقية غير مكافأة.نطاق AHFتغطي الحائط، الدرج والخزانات، والقاعات الصغيرة يمكن أن تبدأوحدة 30Aوتتوسع مع زيادة الكثافة.

توزيع الحافلات وتعويضات الطابق الواحد.في القاعات ذات الكثافة العالية، يقوم المحول بإمداد مرفق إرتفاع الحافلات مع صناديق إغلاق في كل طابق أو في كل قاعة. التعويض في المرفق يعامل المبنى بأكمله كحمل واحد.تعويض لكل استنفاذ يبقي النظيفة الحالية أقرب إلى الخوادم ويقلل من خسائر الطريقالتسوية العملية هي وحدة مركزية في الارتفاع لتشويه الخط الأساسي بالإضافة إلى وحدات صغيرة في المقاطع ذات الحمولة الكبيرة.قبول أن كل نقطة تثبيت تحتاج إلى ترتيب CT الخاص بها وعنوانها على حافلة المراقبة.

الفخاخ الشائعة في مشاريع قاعات البياناتأربعة تظهر مراراً وتكراراً: قياس من مسح التشغيل الذي تم إجراؤه عند حمولة 20 في المائة؛ تثبيت مرشح ثلاثي الأسلاك لأن مخرج UPS هو ثلاثي الأسلاك بينما توزيع IT هو أربعة أسلاك؛مكاسب تشغيل عدوانية للغاية وزعزعة استقرار مدخل UPS؛ وإقصاء المرشح من قائمة تكامل BMS، بحيث لا يرى فريق العمليات أذوناته. كل من رخيص لمنع في مرحلة التصميم ومكلفة لتصحيح في قاعة حية.

قم بتقييم المحول قبل الفلترالتسخين الهارموني يقلل من قوة المحول بمعامل يعتمد على مكون خسارة الدوران، وليس فقط على THDi.يمكن أن يكون لثنائي قاعات ذات مرشحات متطابقة وTHDi متطابقة درجات حرارة تلف مختلفة جدا إذا تم تحديد أحد المحولات مع تصنيف K والآخر لم يكنعندما يكون المحول الحالي لا يحتوي على تصنيف هارموني، قد يحتاج المرشح إلى تعويض أعمق مما يبرر هدف الامتثال،ببساطة للحفاظ على التلفيف داخل فئة العزل خلال ذروة الحمل الصيفي.

تخطيط نافذة التشغيل في مرحلة التصميمحتى الوحدات التي يمكن استبدالها بالحر تحتاج إلى طاقة أولية، والطاقة تتطلب نافذة قصيرة يتم فيها عزل جهاز التغذية. في قاعة حية يتم التفاوض على هذه النافذة قبل أشهر.توثيقه كجزء من برنامج التصميم يتجنب الوضع المألوف حيث يجلس المرشح المكتمل في صندوقه لأنه لا يمكن تأمين انقطاع، في حين اقترب الموعد النهائي لامتثال الخدمات العامة.

توثيق الخط الأساسي.يجب الاحتفاظ بالمسح قبل التثبيت كوثيقة خاضعة للرقابة مع فئة الأداة وتاريخ المعايرة ونقطة القياس ونسبة حمولة تكنولوجيا المعلومات.عندما يطعن المستخدم أو المستأجر على النتيجة بعد ثمانية عشر شهراً، هذه الوثيقة بالإضافة إلى تقرير التشغيل هي سلسلة الأدلة بأكملها. بدونها سجلات المرشح نفسه تظهر التحسن ولكن لا يمكن أن تثبت حالة البداية،والحجة تصبح واحدة من المصداقية بدلا من القياس.

الأسئلة الشائعة

لماذا يكون THDi أعلى عندما قاعة البيانات مشحونة قليلا؟

THDi هو نسبة التيار الهارموني إلى التيار الأساسي. عند الحمل الخفيف للجهاز، ينخفض التيار الأساسي بشكل أسرع من المحتوى الهارموني من UPS ومصادر الطاقة،لذا فإن النسبة المئوية ترتفع على الرغم من أن التيار الهارموني المطلق أقلالحجم على التيار وليس على النسبة المئوية

هل أحتاج إلى مرشح أربعة أسلاك في قاعة بيانات ثلاثية المراحل؟

عادة نعم، لأن رفوف الخادم يتم تغذيتها من فروع أحادية المراحل والهارمونيات الثلاثية تضيف في المحايد. قياس التيار المحايد في الذروة قبل اتخاذ قرار؛إذا اقترب أو تجاوز تيار المرحلة، تعويض أربعة أسلاك مطلوبة.

هل يمكن صيانة المرشح دون إغلاق القاعة؟

مع التصميم الموحد للتبديل الساخن والقدرة N + 1، نعم. استبدال وحدة يستغرق دقائق ولا يقاطع حمولة تكنولوجيا المعلومات. الوحدات الأحادية تتطلب انقطاع،والتي عادة ما تكون غير مقبولة في قاعة البيانات المباشرة.

أين يجب تركيب أجهزة التصوير المقطعي؟

على جانب الحمل من المرشح، قياس التيار الذي تستقطبه القاعة في الواقع.الذي ينتج التذبذب وتقليل الأداء الظاهر.

هل تتداخل (إيه إتش إف) مع تشغيل (إيه بي إس) ؟

ليس مع التشغيل المحافظ، الفلتر يستجيب لتيار الحمل بينما نظام التوصيل اللاسلكي ينظم الجهد، لذلك تعمل الحلقة على كميات مختلفة.إعدادات مكاسب عدوانية يمكن أن تنتج التفاعل، ولهذا السبب يتم تحديد اختيار الطلب والكسب على أساس البيانات المقاسة.

كيف يدعم المرشح تقارير PUE أو الكفاءة؟

من خلال الحد من الخسائر الهارمونية في المحولات والكابلات ومعديات UPS، وتوفير بيانات جودة الطاقة المسجلة.والسجل يدعم شرط الإبلاغ بدلا من استبداله.

الاستنتاج

التخفيف الهارموني لمركز البيانات هو مشكلة إضافية وأدلة بقدر ما هي مشكلة كهربائيةاختيار منصة وحدات أربعة أسلاك مع الوصول الأمامي، تشغيل بحفظ ضد حلقة UPS، وتوثيق قبل وبعد القيم.يحمي المحايد ويعطي فريق المرافق تقريرا يمكنهم تسليمه للمستأجر أو المراجع.

التخطيط لجودة الطاقة في قاعة جديدة أو إصلاح؟أرسل لنا مخطط خط واحد، تصنيفات UPS و ملف تحميل تكنولوجيا المعلومات، وسوف نقترح ترتيب الإطار مع الاضافات، نقاط المراقبة ونموذج تقرير تشغيل.اتصل بفريق مركز البيانات لدينا للحصول على اقتراح.