從這個事故案例、可以得到的經(jīng)驗和教訓(xùn)有:(1)對于金融機構(gòu)的數(shù)據(jù)中心而言,理應(yīng)選擇Tier-4級的2N型UPS雙總線輸出供電系統(tǒng)來向它的IT設(shè)備供電。然而,該金融機構(gòu)的外包負(fù)載卻被連接在托管機房Tier-2級的”3+1”UPS冗余供電系統(tǒng)中;(2)對于金融機構(gòu)的數(shù)據(jù)中心而言,一旦出現(xiàn)故障時、所可能造成的負(fù)面影響會很大。因此,應(yīng)盡可能地將維護及升級改造工作安排在夜間進(jìn)行。然而,遺憾的是:卻將升級改造工作安排業(yè)務(wù)交易最繁忙的白天;(3)當(dāng)UPS的輸入電源因故從市電供電轉(zhuǎn)變?yōu)榘l(fā)電機供電的條件下,同高頻機UPS的高達(dá)0.99的輸入功率因數(shù)相比,IT設(shè)備輸入功率因數(shù)不僅絕對值更低。而且,還呈現(xiàn)電容性的運行特性。這樣一來,一旦UPS轉(zhuǎn)交流旁路供電后,發(fā)電機所帶負(fù)載將會UPS轉(zhuǎn)變?yōu)镮T設(shè)備。此時,由于IT設(shè)備輸入功率因數(shù)僅為0.93。在此條件下,發(fā)電機設(shè)計容量配比應(yīng)≧2.45:1,由于設(shè)計時未考慮UPS在維修或損壞時,需轉(zhuǎn)交流旁路的這種運行工況,實際所配的發(fā)電機的“容量配比”只達(dá)到2.33:1,從而導(dǎo)致發(fā)電機供電系統(tǒng)“出故障”。有鑒于此,為了避免在今后的工作中,再出現(xiàn)類似情況,有必要花一定的精力來研討發(fā)電機的帶載特性。
在設(shè)計數(shù)據(jù)中心機房的發(fā)電機供電系統(tǒng)時,應(yīng)在能確保發(fā)電機安全帶載的前提下,盡量地降低發(fā)電機的設(shè)計容量配比。大量的運行實踐顯示:影響發(fā)電機的帶載能力的因素有:(1)用電設(shè)備的輸入功率因數(shù)的絕對值和符號(電感性?電容性?);(2)用電設(shè)備的輸入THDI;(3)發(fā)電機帶“階躍性負(fù)載”的能力;(4)發(fā)電機帶電容性負(fù)載的能力。
在設(shè)計發(fā)電機的容量配比時,我們所面臨的第一個問題是:能否清晰和正確地理解發(fā)電機的額定輸出功率(例:100KVA/80KW,2000KVA/1600KW等)的物理念義? 我們所常見的發(fā)電機的額定輸出功率值[有功輸出功率(KW)/視在輸出功率(KVA)]是在下述檢測條件下所檢測到的的技術(shù)參數(shù):(1)負(fù)載的輸入電流諧波的THDI=0;(2)負(fù)載的相移功率因數(shù)Cosф=0.8(電感性);(3)在后接負(fù)載的加載量(δW)很小的條件下,從零逐漸增大到其額定值時所獲得的KW/KVA。
在設(shè)計時,首先需要做好發(fā)電機的選型工作。目前,可供選擇的發(fā)電機品種有:限時運行功率(LTP)型發(fā)電機和應(yīng)急備用功率(ESP)型發(fā)電機,由于這兩種發(fā)電機均無法滿足持續(xù)運行的要求,因此,為確保重要和關(guān)鍵數(shù)據(jù)中心機房的供電安全,一般不推薦選用,宜優(yōu)選持續(xù)功率(COP)型發(fā)電機和基本功率(PRP)型的發(fā)電機。COP型發(fā)電機和PRP型發(fā)電機之間的運行特性是差異性是:對于COP型發(fā)電機而言,允許長期滿載運行;對于PRP型發(fā)電機而言,不允許長期滿載運行,它的平均帶載率應(yīng)≦70%。
此外,還需要說明的一點是,對于上述發(fā)電機來說,它們的帶載容量一般是指在后接負(fù)荷慢慢增加的情況下,才能獲得的帶載能力。相反,如果發(fā)電機的用電設(shè)備是屬于“突然增大”的階躍性負(fù)載時,則發(fā)電機的帶載能力將會明顯下降。在這里,影響發(fā)電機帶階躍性負(fù)載能力的強弱的技術(shù)參數(shù)是:柴油發(fā)電機中的發(fā)動機的平均有效壓力。下面,將以平均有效壓力=2000KPa的10 KV 2000 KVA/1600KW的發(fā)電機為例來進(jìn)行說明。當(dāng)它的階躍性負(fù)載的每次增加量為50 kW時,發(fā)電機的實際輸出功率可達(dá)1500 kW(93.8%的標(biāo)稱輸出功率);當(dāng)它的階躍性負(fù)載的每次增加量為200 kW時,發(fā)電機的實際輸出功率為1200 KW(75%的標(biāo)稱輸出功率);當(dāng)它的階躍性負(fù)載的每次增加量為450 kW時,發(fā)電機的實際輸出功率僅為900 kW(56.3%的標(biāo)稱輸出功率)。由此可見,發(fā)電機的實際帶載能力與階躍性負(fù)載的每次增加量δW的大小密切相關(guān)。
在考慮到發(fā)電機的后接負(fù)載的相移功率因數(shù)Cosф對它的輸出功率大小的影響之后,所推薦的發(fā)電機“設(shè)計容量配比”為:
1)當(dāng)用電設(shè)備的輸入THDI<5%,輸入功率因數(shù)為電感性(滯后)負(fù)載,發(fā)電機容量與用電設(shè)備的容量配比為1.3~1.4:1。
2)當(dāng)用電設(shè)備的輸入功率因數(shù)為電容性(超前)負(fù)載、用電設(shè)備的輸入THDI為0的情況下,建議按表3來選擇發(fā)電機的容量配比。
表3: 當(dāng)發(fā)電機帶電容性負(fù)載時,推薦的發(fā)電機容量配比
3)推薦的負(fù)載輸入電流諧波THDI的修正值
當(dāng)用電設(shè)備的輸入THDI<5%時,容量配比宜在增加1.04; 當(dāng)用電設(shè)備的輸入THDI<10%時,容量配比宜再增加1.1; 當(dāng)用電設(shè)備的輸入THDI>25%時,容量配比宜再增加1.2~1.3。