डेटा सेंटरों के लिए हार्मोनिक शमन: यूपीएस और आईटी लोड के लिए एएचएफ

सारांश। डेटा सेंटर अनुप्रयोगों के लिए एक सक्रिय हार्मोनिक फ़िल्टर को फ़ैक्टरी इकाई से एक अलग स्वीकृति मानक को पूरा करना होता है: लोड कभी बंद नहीं होता है, आईटी उपयोगिता के साथ हार्मोनिक स्पेक्ट्रम बदलता है, और महत्वपूर्ण पथ को बाधित किए बिना हर घटक को बनाए रखने योग्य होना चाहिए। यह गाइड बताता है कि यूपीएस रेक्टिफायर, सर्वर पावर सप्लाई और कूलिंग ड्राइव कैसे आंशिक लोड पर पीक होने वाले स्पेक्ट्रम का उत्पादन करने के लिए इंटरैक्ट करते हैं, आईटी लोड रेंज में THDi कैसे व्यवहार करता है, और N+1 दर्शन के साथ फ़िल्टर को कैसे आकार और कॉन्फ़िगर किया जाए। इसमें चार-तार तटस्थ हीटिंग, निगरानी और किरायेदार रिपोर्टिंग के लिए प्रति-आदेश लॉगिंग, अतिरेक व्यवस्था और सत्यापन प्रक्रिया शामिल है जो सुविधाओं टीम और उपयोगिता दोनों को संतुष्ट करती है।

डेटा सेंटर हार्मोनिक व्यवहार अलग क्यों है?

एक डेटा हॉल एक लोड मिश्रण प्रस्तुत करता है जो किसी भी औद्योगिक संयंत्र से अलग व्यवहार करता है। डबल-कन्वर्ज़न यूपीएस रेक्टिफायर एक विकृत धारा खींचते हैं जो आंशिक लोड पर प्रतिशत के मामले में सबसे अधिक होती है, सर्वर स्विच-मोड पावर सप्लाई एकल-चरण शाखाओं पर तटस्थ में ट्रिपल हार्मोनिक्स इंजेक्ट करती हैं, और कूलिंग प्लांट ड्राइव ऊपर एक धीमी गति से बदलने वाला पांच-पल्स पैटर्न जोड़ती हैं। आईटी उपयोगिता के चलने के साथ संयुक्त स्पेक्ट्रम लगातार बदलता रहता है, इसलिए डिज़ाइन लोड के लिए सही ढंग से आकार का फ़िल्टर सुबह तीन बजे खराब मेल खा सकता है।

दूसरा अंतर रुकावट का परिणाम है। एक कारखाने में, एक फ़िल्टर आउटेज एक घंटे के लिए उत्पादन की लागत करता है। एक डेटा हॉल में, यह एक किरायेदार आउटेज और एक संविदात्मक दंड का जोखिम उठाता है। यह तीन डिज़ाइन आवश्यकताओं को चलाता है: हॉल के लाइव होने पर फ़िल्टर को बनाए रखने योग्य होना चाहिए, इसे बस को नीचे खींचने के बजाय एक सुरक्षित स्थिति में विफल होना चाहिए, और इसकी क्षमता को 100 प्रतिशत उपयोगिता के बजाय अतिरेक के साथ योजनाबद्ध किया जाना चाहिए।

तीसरा अंतर माप है। डेटा सेंटर को मापा, लॉग और रिपोर्ट किया जाता है। किरायेदार और ऑडिटर पावर क्वालिटी के सबूत मांगते हैं, और तेजी से एक एकल THD आंकड़े के बजाय प्रति-आदेश हार्मोनिक डेटा के लिए। इसलिए लॉगिंग और संचार वाला फ़िल्टर एक ऐड-ऑन नहीं है: यह यूपीएस दक्षता रिकॉर्ड और पीयूई रिपोर्टिंग के साथ अनुपालन साक्ष्य श्रृंखला का हिस्सा बन जाता है।

अंत में, विद्युत टोपोलॉजी जोखिम को केंद्रित करती है। उच्च-घनत्व वाले हॉल बसवे वितरण का उपयोग करते हैं जिसमें यूपीएस आउटपुट और आईटी लोड के बीच न्यूनतम प्रतिबाधा होती है, इसलिए हार्मोनिक धारा जल्दी से फैलती है और तटस्थ कंडक्टर कई एकल-चरण भारों से ट्रिपल योग ले जाते हैं। तटस्थ ओवरसाइज़िंग और चार-तार मुआवजा सामान्य डिज़ाइन अभ्यास है, न कि एक वैकल्पिक शोधन।

लोड रेंज में स्पेक्ट्रम शिफ्ट।पूर्ण आईटी लोड पर यूपीएस रेक्टिफायर हावी होता है और स्पेक्ट्रम अपेक्षाकृत अच्छी तरह से व्यवहार करता है। कम लोड पर रेक्टिफायर एक अलग चालन मोड में काम कर सकता है जबकि सर्वर पावर सप्लाई अपने विशिष्ट विषम हार्मोनिक्स को खींचती रहती है, इसलिए प्रमुख क्रम 5वें और 7वें से 3रे, 5वें और 9वें तक बदल सकता है। एक ऑपरेटिंग बिंदु के लिए कॉन्फ़िगर किया गया फ़िल्टर दूसरे को उजागर छोड़ सकता है, यही कारण है कि प्रोग्रामेबल ऑर्डर चयन और कई लोड स्तरों पर सत्यापन दोनों वैकल्पिक के बजाय आवश्यक हैं।

डेटा हॉल में हार्मोनिक शमन एक वाणिज्यिक आवश्यकता क्यों है

1. ट्रांसफार्मर और जनरेटर क्षमता जारी की जाती है।हार्मोनिक धारा ट्रांसफार्मर वाइंडिंग को गर्म करती है और प्रयोग करने योग्य क्षमता को कम करती है। वर्तमान विरूपण को कम करने से एक ही ट्रांसफार्मर को अधिक वास्तविक लोड ले जाने की अनुमति मिलती है, अतिरिक्त क्षमता पर पूंजीगत व्यय में देरी होती है - अक्सर फ़िल्टर स्थापित करने के लिए सबसे बड़ा एकल वित्तीय तर्क।

2. तटस्थ और बसवे हीटिंग को नियंत्रित किया जाता है।ट्रिपल हार्मोनिक्स तटस्थ में जुड़ते हैं, और उच्च-घनत्व वाले हॉल में तटस्थ चरण से अधिक धारा ले जा सकता है। एक100A डेटा सेंटर AHFचार-तार मुआवजे के साथ सीधे संबोधित करता है, जबकि तीन-तार इकाई जोखिम को अछूता छोड़ देती है।

3. यूपीएस दक्षता और बैटरी जीवन में सुधार होता है।विकृत इनपुट धारा रेक्टिफायर में नुकसान बढ़ाती है और आंतरिक तापमान बढ़ाती है। क्लीनर इनपुट धारा कैपेसिटर पर थर्मल तनाव को कम करती है, जो यूपीएस एंड-ऑफ-लाइफ का सबसे आम कारण है।

4. उपयोगिता और ग्रिड-कोड अनुपालन ऑडिट योग्य हो जाता है।जहां उपयोगिता सेवा प्रवेश द्वार पर हार्मोनिक उत्सर्जन को मापती है, फ़िल्टर से प्रति-आदेश लॉगिंग अस्थायी विश्लेषक सर्वेक्षण के बिना, समीक्षा के समय आवश्यक साक्ष्य प्रदान करती है।

5. किरायेदार रिपोर्टिंग संतुष्ट है।कोलोकेशन अनुबंध तेजी से पावर क्वालिटी का संदर्भ देते हैं। समय के साथ THDi, PF और तटस्थ धारा को रिकॉर्ड करने वाला फ़िल्टर संविदात्मक दायित्व को एक नियमित रिपोर्ट में बदल देता है।

6. अतिरेक लागत को दोगुना किए बिना प्राप्त किया जा सकता है।मॉड्यूलर फ्रेम मॉड्यूल स्तर पर N+1 की अनुमति देते हैं: चार मॉड्यूल का एक रैक जहां तीन लोड ले जाते हैं, इसका मतलब है कि एक विफल मॉड्यूल को अनुसूचित विंडो के दौरान बिना किसी मुआवजे के नुकसान के बदल दिया जाता है। एकरैक-माउंट मॉड्यूलर APFइस व्यवस्था के लिए सामान्य बिल्डिंग ब्लॉक है।

7. जनरेटर और ATS संचालन पर विचार किया जाना चाहिए।डेटा हॉल उपयोगिता आउटेज के दौरान जनरेटर पर चलते हैं, और जनरेटर में उपयोगिता आपूर्ति की तुलना में बहुत अधिक स्रोत प्रतिबाधा होती है। हार्मोनिक धारा जो उपयोगिता शक्ति पर स्वीकार्य थी, जनरेटर पर अस्वीकार्य वोल्टेज विरूपण उत्पन्न कर सकती है, जिससे यूपीएस इनपुट अस्थिरता हो सकती है। फ़िल्टर लाभ और आदेश चयन के लिए आमतौर पर जनरेटर संचालन के लिए एक अलग पैरामीटर सेट की आवश्यकता होती है, और परिवर्तन तर्क को इसे स्वचालित रूप से सक्रिय करना चाहिए।

डेटा हॉल में AHF को कैसे निर्दिष्ट और तैनात करें

चरण 1 - तीन लोड स्तरों पर सर्वेक्षण करें।30, 60 और 90 प्रतिशत आईटी लोड पर स्पेक्ट्रम कैप्चर करें। डेटा सेंटर स्पेक्ट्रा उपयोगिता के साथ आकार बदलते हैं, और एक एकल स्नैपशॉट पर आकार देना अन्य ऑपरेटिंग बिंदुओं पर वर्तमान को गलत बताता है।

चरण 2 - हेडरूम के साथ अधिकतम मांग पर आकार दें।किसी भी औद्योगिक परियोजना के समान RMS विधि का उपयोग करें, लेकिन अतिरेक भत्ते को स्पष्ट रूप से जोड़ें: यदि N+1 की आवश्यकता है, तो स्थापित क्षमता को एक मॉड्यूल के सेवा से बाहर होने पर लक्ष्य को पूरा करना चाहिए।

चरण 3 - माउंटिंग एनवेलप को जल्दी चुनें।रैक मॉड्यूल यूपीएस रूम या एक समर्पित पावर क्वालिटी कैबिनेट में जाते हैं; फ्लोर कैबिनेट मुख्य एलवी स्विचबोर्ड के लिए उपयुक्त हैं। कमरे के निर्माण से पहले फ्रंट एक्सेस, केबल एंट्री और एयरफ्लो की पुष्टि करें, क्योंकि एक तैयार डेटा हॉल में कूलिंग को रेट्रोफिट करना फ़िल्टर से कहीं अधिक महंगा है। एक75A फ्लोर-स्टैंडिंग कैबिनेटकेंद्रीय स्थापना के लिए उपयुक्त है; रैक मॉड्यूल बसवे फीड में बेहतर वितरित होते हैं।

चरण 4 - ऑर्डर चयन को रूढ़िवादी रूप से कॉन्फ़िगर करें।आक्रामक लाभ के साथ हर आदेश को सक्षम करना कई कन्वर्टर्स वाले हॉल में एक सामान्य कमीशनिंग गलती है। मापा प्रमुख आदेशों के साथ शुरू करें, यूपीएस नियंत्रण लूप के खिलाफ स्थिरता सत्यापित करें, फिर अवशिष्ट THDi इसे उचित ठहराता है तो सीमा का विस्तार करें।

चरण 5 - बीएमएस के साथ निगरानी को एकीकृत करें।RS485 या ईथरनेट पर प्रति-मॉड्यूल वर्तमान, तापमान, स्थिति और अलार्म को उजागर करें, और स्थापना से पहले बीएमएस इंटीग्रेटर के साथ प्रोटोकॉल की पुष्टि करें। एक फ़िल्टर जो केवल एक हरी बत्ती की रिपोर्ट करता है, एक निगरानी सुविधा में कोई परिचालन मूल्य प्रदान नहीं करता है।

चरण 6 - प्रलेखित रिपोर्ट के साथ लोड के तहत सत्यापित करें।समान आईटी लोड पर पहले और बाद में मापें, चरण और तटस्थ मान रिकॉर्ड करें, और ट्रेस को कमीशनिंग दस्तावेजों के साथ स्टोर करें। यह रिपोर्ट वह है जो सुविधा टीम प्रस्तुत करती है जब कोई किरायेदार पूछता है कि पावर क्वालिटी अनुबंध को पूरा करती है या नहीं।

उन हॉल के लिए जिनमें प्रतिक्रियाशील शक्ति का जोखिम भी होता है, प्रतिक्रियाशील क्षमता वाला AHF एक अलग कैपेसिटर बैंक के बिना इनकमर पर पावर फैक्टर बनाए रख सकता है, जिससे उस कमरे से एक रखरखाव आइटम हटा दिया जाता है जिसमें इसके लिए जगह नहीं है। जहां हॉल को कई ट्रांसफार्मर से फीड किया जाता है, वहां केंद्रीय के बजाय प्रति ट्रांसफार्मर मुआवजा रखें, ताकि ट्रांसफार्मर आउटेज शेष फीडर को अप्रभावित न छोड़े। पूर्णAHF रेंजदीवार, रैक और कैबिनेट प्रारूपों को कवर करता है, और छोटे हॉल एक30A मॉड्यूलसे शुरू कर सकते हैं और घनत्व बढ़ने के साथ विस्तार कर सकते हैं।

बसवे वितरण और प्रति-मंजिल मुआवजा।उच्च-घनत्व वाले हॉल में ट्रांसफार्मर एक बसवे राइजर को फीड करता है जिसमें प्रति मंजिल या प्रति हॉल टैप-ऑफ बॉक्स होते हैं। राइजर पर मुआवजा पूरे भवन को एक लोड के रूप में मानता है; प्रति टैप-ऑफ मुआवजा सर्वर के सबसे करीब धारा को सबसे साफ रखता है और बसवे नुकसान को कम करता है। व्यावहारिक समझौता राइजर पर आधारभूत विरूपण के लिए एक केंद्रीय इकाई है, साथ ही भारी लोड वाले टैप-ऑफ पर छोटे मॉड्यूल हैं, यह स्वीकार करते हुए कि प्रत्येक स्थापना बिंदु को अपने सीटी व्यवस्था और निगरानी बस पर पते की आवश्यकता होती है।

डेटा हॉल परियोजनाओं में सामान्य नुकसान।चार बार-बार दिखाई देते हैं: 20 प्रतिशत लोड पर लिए गए कमीशनिंग सर्वेक्षण से आकार देना; तीन-तार फ़िल्टर स्थापित करना क्योंकि यूपीएस आउटपुट तीन-तार है जबकि आईटी वितरण चार-तार है; कमीशनिंग लाभ बहुत आक्रामक रूप से और यूपीएस इनपुट को अस्थिर करना; और बीएमएस एकीकरण सूची से फ़िल्टर को छोड़ना, इसलिए संचालन टीम कभी भी इसके अलार्म नहीं देखती है। प्रत्येक को डिजाइन चरण में रोकना सस्ता है और एक लाइव हॉल में ठीक करना महंगा है।

फ़िल्टर से पहले ट्रांसफार्मर का आकलन करें।हार्मोनिक हीटिंग एक ट्रांसफार्मर को एक कारक से डीरेट करता है जो एडी-करंट हानि घटक पर निर्भर करता है, न कि केवल THDi पर। समान फ़िल्टर और समान THDi वाले दो हॉल में बहुत अलग वाइंडिंग तापमान हो सकता है यदि एक ट्रांसफार्मर को K-रेटिंग के साथ निर्दिष्ट किया गया था और दूसरा नहीं था। जहां मौजूदा ट्रांसफार्मर में कोई हार्मोनिक रेटिंग नहीं है, फ़िल्टर को अनुपालन लक्ष्य से अधिक गहरा मुआवजा देने की आवश्यकता हो सकती है, बस पीक समर लोड के दौरान वाइंडिंग को उसके इन्सुलेशन वर्ग के अंदर रखने के लिए।

डिजाइन चरण में कमीशनिंग विंडो की योजना बनाएं।यहां तक कि हॉट-स्वैप मॉड्यूल को भी प्रारंभिक ऊर्जाकरण की आवश्यकता होती है, और ऊर्जाकरण के लिए एक संक्षिप्त विंडो की आवश्यकता होती है जिसमें फीडर को अलग किया जाता है। एक लाइव हॉल पर वह विंडो महीनों पहले बातचीत की जाती है। इसे डिजाइन कार्यक्रम के हिस्से के रूप में प्रलेखित करने से परिचित स्थिति से बचा जाता है जहां एक पूर्ण फ़िल्टर अपने क्रेट में बैठा रहता है क्योंकि कोई आउटेज सुरक्षित नहीं किया जा सका था, जबकि उपयोगिता अनुपालन समय सीमा नजदीक आ रही है।

आधार रेखा का दस्तावेजीकरण।पूर्व-स्थापना सर्वेक्षण को उपकरण वर्ग, अंशांकन तिथि, माप बिंदु और आईटी लोड प्रतिशत के साथ एक नियंत्रित दस्तावेज के रूप में रखें। जब उपयोगिता या एक किरायेदार अठारह महीने बाद परिणाम को चुनौती देता है, तो वह दस्तावेज प्लस कमीशनिंग रिपोर्ट संपूर्ण साक्ष्य श्रृंखला है। इसके बिना, फ़िल्टर के अपने लॉग सुधार दिखाते हैं लेकिन प्रारंभिक स्थिति को साबित नहीं कर सकते हैं, और तर्क माप के बजाय विश्वसनीयता का हो जाता है।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

डेटा हॉल हल्के ढंग से लोड होने पर THDi अधिक क्यों होता है?

THDi मौलिक धारा के लिए हार्मोनिक धारा का अनुपात है। हल्के आईटी लोड पर मौलिक यूपीएस और पावर सप्लाई से हार्मोनिक सामग्री की तुलना में तेजी से गिरता है, इसलिए पूर्ण हार्मोनिक धारा कम होने पर भी प्रतिशत बढ़ जाता है। वर्तमान पर आकार दें, प्रतिशत पर नहीं।

क्या मुझे तीन-चरण डेटा हॉल में चार-तार फ़िल्टर की आवश्यकता है?

आमतौर पर हाँ, क्योंकि सर्वर रैक एकल-चरण शाखाओं से फीड होते हैं और ट्रिपल हार्मोनिक्स तटस्थ में जुड़ते हैं। निर्णय लेने से पहले तटस्थ धारा को पीक पर मापें; यदि यह चरण धारा के बराबर या उससे अधिक हो जाता है, तो चार-तार मुआवजे की आवश्यकता होती है।

क्या फ़िल्टर को हॉल को बंद किए बिना बनाए रखा जा सकता है?

मॉड्यूलर हॉट-स्वैप डिजाइन और N+1 क्षमता के साथ, हाँ। एक मॉड्यूल को बदलने में मिनट लगते हैं और आईटी लोड को बाधित नहीं करता है। मोनोलिथिक इकाइयों के लिए आउटेज की आवश्यकता होती है, जो आमतौर पर एक लाइव डेटा हॉल में अस्वीकार्य है।

CTs कहाँ स्थापित किए जाने चाहिए?

फ़िल्टर के लोड साइड पर, उस धारा को मापते हैं जिसे हॉल वास्तव में खींचता है। फ़िल्टर के नीचे की ओर प्लेसमेंट नियंत्रक को अपने आउटपुट को विनियमित करने का कारण बनता है, जो दोलन और स्पष्ट अंडर-परफॉरमेंस उत्पन्न करता है।

क्या AHF यूपीएस ऑपरेशन में हस्तक्षेप करता है?

रूढ़िवादी कमीशनिंग के साथ नहीं। फ़िल्टर लोड करंट पर प्रतिक्रिया करता है जबकि यूपीएस वोल्टेज को नियंत्रित करता है, इसलिए दो लूप विभिन्न मात्राओं पर कार्य करते हैं। आक्रामक लाभ सेटिंग्स इंटरैक्शन उत्पन्न कर सकती हैं, यही कारण है कि ऑर्डर चयन और लाभ को मापा डेटा के खिलाफ सेट किया जाता है।

फ़िल्टर PUE या दक्षता रिपोर्टिंग का समर्थन कैसे करता है?

ट्रांसफार्मर, केबलिंग और यूपीएस रेक्टिफायर में हार्मोनिक नुकसान को कम करके, और लॉग पावर क्वालिटी डेटा प्रदान करके। बचत कम वितरण नुकसान के रूप में दिखाई देती है, और लॉग रिपोर्टिंग आवश्यकता का समर्थन करता है न कि उसे प्रतिस्थापित करता है।

निष्कर्ष

डेटा सेंटर हार्मोनिक शमन विद्युत समस्या के साथ-साथ अतिरेक और साक्ष्य की समस्या है। तीन लोड स्तरों पर सर्वेक्षण करें, N+1 भत्ते के साथ वर्तमान पर आकार दें, फ्रंट एक्सेस के साथ चार-तार मॉड्यूलर प्लेटफॉर्म चुनें, यूपीएस लूप के खिलाफ रूढ़िवादी रूप से कमीशन करें, और पहले और बाद के मूल्यों का दस्तावेजीकरण करें। इस तरह से किया गया, फ़िल्टर ट्रांसफार्मर क्षमता जारी करता है, तटस्थ की रक्षा करता है और सुविधा टीम को एक रिपोर्ट देता है जिसे वे किसी किरायेदार या ऑडिटर को सौंप सकते हैं।

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