Noticias - Cómo seleccionar una carga falsa para un grupo electrógeno diésel de un centro de datos

La selección de una carga falsa para el grupo electrógeno diésel de un centro de datos es crucial, ya que afecta directamente la confiabilidad del sistema de energía de respaldo. A continuación, se presenta una guía completa que abarca los principios básicos, los parámetros clave, los tipos de carga, los pasos de selección y las mejores prácticas.

1. Principios básicos de selección

El propósito fundamental de una carga falsa es simular la carga real para realizar pruebas y validaciones exhaustivas del grupo electrógeno diésel, garantizando así que pueda asumir de inmediato toda la carga crítica en caso de un fallo de la red eléctrica. Los objetivos específicos incluyen:

Quema de depósitos de carbón: El funcionamiento a baja carga o sin carga provoca un fenómeno de acumulación de carbón en los motores diésel (el combustible no quemado y el carbón se acumulan en el sistema de escape). Una carga incorrecta puede elevar la temperatura y la presión del motor, quemando completamente estos depósitos.
Verificación del rendimiento: prueba si el rendimiento eléctrico del grupo electrógeno (como voltaje de salida, estabilidad de frecuencia, distorsión de la forma de onda (THD) y regulación de voltaje) está dentro de los límites permitidos.
Prueba de capacidad de carga: verificar que el grupo electrógeno pueda funcionar de manera estable a la potencia nominal y evaluar su capacidad para soportar la aplicación y el rechazo de cargas repentinas.
Pruebas de integración del sistema: realización de puesta en servicio conjunta con el ATS (interruptor de transferencia automática), sistemas en paralelo y sistemas de control para garantizar que todo el sistema funcione en conjunto de manera cohesiva.

2. Parámetros y consideraciones clave

Antes de seleccionar una carga falsa, se deben aclarar los siguientes parámetros del grupo electrógeno y los requisitos de prueba:

Potencia nominal (kW/kVA): La capacidad de potencia total de la carga falsa debe ser mayor o igual a la potencia nominal total del grupo electrógeno. Generalmente, se recomienda seleccionar entre el 110 % y el 125 % de la potencia nominal del grupo para permitir la prueba de capacidad de sobrecarga.
Voltaje y fase: debe coincidir con el voltaje de salida del generador (por ejemplo, 400 V/230 V) y la fase (trifásica de cuatro cables).
Frecuencia (Hz): 50Hz o 60Hz.
Método de conexión: ¿Cómo se conectará a la salida del generador? Generalmente, aguas abajo del ATS o mediante un gabinete de interfaz de prueba dedicado.
Método de enfriamiento:
- Refrigeración por aire: Adecuado para potencias bajas a medias (normalmente por debajo de 1000 kW), de menor coste, pero ruidoso, y el aire caliente debe evacuarse adecuadamente de la sala de equipos.
- Refrigeración por agua: Adecuado para potencia media a alta, más silencioso, mayor eficiencia de enfriamiento, pero requiere un sistema de agua de enfriamiento de apoyo (torre de enfriamiento o enfriador seco), lo que resulta en una mayor inversión inicial.
Nivel de Control y Automatización:
- Control básico: Carga y descarga manual por pasos.
- Control Inteligente: Curvas de carga automáticas programables (carga por rampa, carga por pasos), monitoreo y registro en tiempo real de parámetros como voltaje, corriente, potencia, frecuencia, presión de aceite y temperatura del agua, y generación de informes de pruebas. Esto es crucial para el cumplimiento normativo y la auditoría de los centros de datos.

3. Principales tipos de cargas falsas

1. Carga resistiva (carga puramente activa P)

Principio: Convierte la energía eléctrica en calor, disipado mediante ventiladores o refrigeración por agua.
Ventajas: Estructura simple, menor costo, fácil control, proporciona potencia activa pura.
Desventajas: Solo puede probar la potencia activa (kW), no puede probar la capacidad de regulación de la potencia reactiva (kvar) del generador.
Escenario de aplicación: Se utiliza principalmente para probar la parte del motor (combustión, temperatura, presión), pero la prueba es incompleta.

2. Carga reactiva (carga puramente reactiva Q)

Principio: Utiliza inductores para consumir potencia reactiva.
Ventajas: Puede proporcionar carga reactiva.
Desventajas: Normalmente no se utiliza solo, sino combinado con cargas resistivas.

3. Carga resistiva/reactiva combinada (carga R+L, proporciona P y Q)

Principio: Integra bancos de resistencias y bancos de reactores, permitiendo el control independiente o combinado de la carga activa y reactiva.
Ventajas: La solución preferida para centros de datos. Permite simular cargas mixtas reales, lo que permite probar exhaustivamente el rendimiento general del grupo electrógeno, incluyendo el regulador automático de voltaje (AVR) y el sistema de regulación.
Desventajas: Mayor coste que las cargas resistivas puras.
Nota de selección: Preste atención a su rango de factor de potencia (PF) ajustable, que normalmente debe ajustarse de 0,8 en retraso (inductivo) a 1,0 para simular diferentes naturalezas de carga.

4. Carga electrónica

Principio: Utiliza tecnología de electrónica de potencia para consumir energía o devolverla a la red.
Ventajas: Alta precisión, control flexible, potencial de regeneración de energía (ahorro de energía).
Desventajas: Es extremadamente costoso, requiere personal de mantenimiento altamente calificado y hay que tener en cuenta su propia confiabilidad.
Escenario de aplicación: Más adecuado para laboratorios o plantas de fabricación que para pruebas de mantenimiento in situ en centros de datos.

Conclusión: Para los centros de datos, se debe seleccionar una «Carga falsa resistiva/reactiva combinada (R+L)» con control automático inteligente.

4. Resumen de los pasos de selección

Determinar los requisitos de la prueba: ¿Se trata solo de pruebas de combustión o se requiere una certificación de rendimiento a plena carga? ¿Se requieren informes de pruebas automatizados?
Recopilar parámetros del grupo electrógeno: Enumere la potencia total, el voltaje, la frecuencia y la ubicación de la interfaz de todos los generadores.
Determinar el tipo de carga falsa: seleccione una carga falsa refrigerada por agua, inteligente y R+L (a menos que la potencia sea muy pequeña y el presupuesto sea limitado).
Calcular la capacidad de potencia: Capacidad total de carga falsa = Potencia máxima de la unidad individual × 1,1 (o 1,25). Si se prueba un sistema en paralelo, la capacidad debe ser ≥ a la potencia total en paralelo.
Seleccionar método de enfriamiento:
- Alta potencia (>800kW), espacio limitado en la sala de equipos, sensibilidad al ruido: elija refrigeración por agua.
- Bajo consumo, presupuesto limitado, suficiente espacio de ventilación: se puede considerar la refrigeración por aire.
Evaluar el sistema de control:
- Debe admitir la carga escalonada automática para simular el acoplamiento de carga real.
- Debe poder registrar y generar informes de pruebas estándar, incluidas curvas de todos los parámetros clave.
- ¿La interfaz admite la integración con sistemas de gestión de edificios o de gestión de infraestructura de centros de datos (DCIM)?
Considere la instalación móvil frente a la fija:
- Instalación fija: Se instala en una sala o contenedor dedicado, como parte de la infraestructura. Cableado fijo, pruebas sencillas y diseño elegante. La opción preferida para grandes centros de datos.
- Móvil montado en remolque: Montado en un remolque, puede dar servicio a múltiples centros de datos o unidades. El costo inicial es menor, pero la implementación es engorrosa y requiere espacio de almacenamiento y operaciones de conexión.

5. Mejores prácticas y recomendaciones

Plan para interfaces de prueba: Prediseñar gabinetes de interfaz de prueba de carga falsa en el sistema de distribución de energía para que las conexiones de prueba sean seguras, simples y estandarizadas.
Solución de enfriamiento: si se enfría con agua, asegúrese de que el sistema de agua de enfriamiento sea confiable; si se enfría con aire, se deben diseñar conductos de escape adecuados para evitar que el aire caliente recircule en la sala de equipos o afecte el medio ambiente.
La seguridad es lo primero: Las cargas falsas generan temperaturas extremadamente altas. Deben estar equipadas con medidas de seguridad como protección contra sobrecalentamiento y botones de parada de emergencia. Los operadores requieren capacitación profesional.
Pruebas periódicas: Según el Uptime Institute, los estándares Tier o las recomendaciones del fabricante suelen ejecutarse mensualmente con una carga nominal mínima del 30 % y realizar una prueba de carga completa anualmente. La carga falsa es clave para cumplir con este requisito.

Recomendación final:
Para los centros de datos que buscan alta disponibilidad, no se debe ahorrar en costos de carga falsa. Invertir en un sistema de carga falsa fijo, de tamaño adecuado, con control de derivación (R+L), inteligente y refrigerado por agua es una inversión necesaria para garantizar la confiabilidad del sistema de energía crítico. Ayuda a identificar problemas, prevenir fallas y cumple con los requisitos de operación, mantenimiento y auditoría mediante informes de pruebas completos.