安(ān)科瑞電氣股(gǔ)份有(yǒu)限公(gōng)司(sī) 上海嘉(jiā)定(dìng) 201801

摘(zhāi)要：數(shù)據(jù)中(zhōng)心(xīn)行(háng)業在(zài)國民經(jīng)濟中起(qǐ)到了(liǎo)不可替代的(dí)作用,但其繁(fán)多的非綫(xiàn)性電力(lì)負載,如通(tōng)訊係統(tǒng)，大型計(jì)算(suàn)機，網絡(luò)控(kòng)製(zhì)設備(bèi)，變頻(pín)空調，各種(zhǒng)數(shù)碼辦公設備，燈(dēng)光調(tiáo)控係(xì)統，UPS，監控係統等給其供電(diàn)係(xì)統帶(dài)來了(liǎo)嚴重的諧(xié)波(bō)幹(gān)擾,對(duì)大(dà)型(xíng)數(shù)據中心(xīn)的運行安全(quán)造成了(liǎo)較(jiào)大的威脅,為此(cǐ)我們分(fēn)析(xī)研究(jiū)了其諧(xié)波產(chǎn)生(shēng)的(dí)根源及(jí)諧(xié)波(bō)的類(lèi)型和(hé)數(shù)值(zhí),結(jié)合(hé)實例采用(yòng)了(liǎo)係(xì)統(tǒng)的諧波監(jiān)測與(yǔ)治理整體(tǐ)設計方案(àn),取得了(liǎo)良好的效(xiào)果,解決(jué)了數(shù)據(jù)中心行(háng)業的諧波(bō)汙(wū)染問題。

關(guān)鍵詞：數據(jù)中心行(háng)業(yè)；電能質量(liáng)；諧波(bō)幹擾(rǎo)；諧(xié)波治(zhì)理(lǐ)；係統(tǒng)解決(jué)方(fāng)案(àn)

0.引言

數(shù)據(jù)中心行業中(zhōng)使用(yòng)了大(dà)量的現代(dài)化(huà)用(yòng)電設備(bèi)和(hé)裝(zhuāng)置(zhì)，如通(tōng)訊係(xì)統，計(jì)算機，網絡控(kòng)製(zhì)設備(bèi)，各種(zhǒng)數碼辦(bàn)公設(shè)備，燈光(guāng)調(tiáo)控(kòng)係統(tǒng)，消防係統，監(jiān)控係統等(děng)。繁多(duō)的(dí)非(fēi)綫性電(diàn)力負(fù)載，給(gěi)其供(gōng)電(diàn)係統(tǒng)帶來(lái)了(liǎo)嚴(yán)重的諧波(bō)幹擾(rǎo)。惡劣的諧波環(huán)境對保(bǎo)證(zhèng)係統(tǒng)和設(shè)備的(dí)安全正(zhèng)常(cháng)運行造成了(liǎo)很大(dà)的威(wēi)脅，諸如：程序運行錯(cuò)誤，數(shù)據錯(cuò)誤，時間錯誤(wù)，死機(jī)，無故重(zhòng)新啟(qǐ)動，甚至造(zào)成(chéng)用電設(shè)備的(dí)損壞(huài)，給大(dà)型(xíng)的(dí)工作(zuò)造成(chéng)了難以挽(wǎn)回的巨大(dà)損失(shī)。因此，大型(xíng)數(shù)據中心(xīn)的諧波(bō)治(zhì)理(lǐ)已(yǐ)越來越(yuè)引起人們(mén)的(dí)關(guān)注(zhù)。

我(wǒ)國在(zài)“十三(sān)五"期(qī)間提(tí)出了國(guó)內生產(chǎn)總(zǒng)值能耗降(jiàng)低20%左右(yòu)，主(zhǔ)要汙染物排放總量(liáng)減(jiǎn)少(shǎo)10%的約(yuē)束性(xìng)指標。明確指(zhǐ)出了(liǎo)要建設(shè)資源節約型(xíng)，環(huán)境友好型的和(hé)諧社會(huì)。為了響應國(guó)家節(jié)能減排的(dí)號召，大型數(shù)據(jù)中心對(duì)各項節能指(zhǐ)標有嚴格的要求，但由(yóu)於其(qí)使用了大(dà)量變(biàn)頻(pín)節能(néng)設(shè)備，使得(dé)現代化(huà)數(shù)據(jù)中心(xīn)的(dí)諧波畸變率往(wǎng)往(wǎng)很高(gāo)，超(chāo)出(chū)國(guó)家相關(guān)規(guī)定與標準。在消除(chú)大(dà)型數(shù)據中心係統(tǒng)諧波危害(hài)方(fāng)麵(miàn)，以(yǐ)往(wǎng)隻(zhī)是采取一些(xiē)防範措(cuò)施，如根據(jù)負載確定電力(lì)變壓器額(é)定容(róng)量(liáng)時，考(kǎo)慮(lǜ)諧(xié)波(bō)畸(jī)變而留(liú)有裕(yù)量(liáng)；為易受(shòu)幹擾(rǎo)設(shè)備加裝綫(xiàn)路濾(lǜ)波器(qì)等(děng)，但這些(xiē)都無法從(cóng)根本(běn)上消(xiāo)除(chú)諧波(bō)危害(hài)。針對這樣的(dí)背景本文詳細介紹了大型數(shù)據中心(xīn)分層分(fēn)布(bù)式諧(xié)波(bō)治(zhì)理(lǐ)的方(fāng)案設計(jì)，方(fāng)案實施(shī)及效果分(fēn)析。

1.數(shù)據中(zhōng)心(xīn)行業(yè)的(dí)電能(néng)質量(liáng)問(wèn)題來(lái)源(yuán)分析(xī)

數據中心行業設(shè)備的(dí)諧(xié)波電(diàn)流是由各(gè)類(lèi)電力電子設(shè)備整流器輸入電路導(dǎo)致的(dí)。因(yīn)為各(gè)類電(diàn)力(lì)電(diàn)子設備輸(shū)入(rù)端的(dí)整(zhěng)流(liú)電(diàn)路的阻抗不(bù)是(shì)一個定值(zhí)，其阻抗隨(suí)著外(wài)加(jiā)電(diàn)壓的(dí)變(biàn)化發生變(biàn)化，這就(jiù)導致(zhì)整流器從(cóng)電網(wǎng)吸取(qǔ)的(dí)電(diàn)流(liú)不是正弦波電(diàn)流(liú)。其中(zhōng)主要的整流設備有(yǒu)以(yǐ)下(xià)幾(jī)種：

1.1變(biàn)頻(pín)設(shè)備(bèi)

數據中(zhōng)心行業使用(yòng)了大量變頻節能設(shè)備(bèi)，如(rú)：變(biàn)頻(pín)空(kōng)調，變頻電梯，變頻水泵等(děng)。變(biàn)頻(pín)類(lèi)設備內部(bù)工作基(jī)本均(jūn)為(wéi)整流(liú)逆(nì)變(biàn)過程(chéng)，因此會產生(shēng)諧波。所(suǒ)產生(shēng)的(dí)諧波種類與整(zhěng)流器脈數有關，具體關(guān)係(xì)如(rú)下(xià)：

式(shì)中，M為整流器(qì)產生(shēng)的諧波次數，P為整(zhěng)流(liú)器(qì)的脈(mài)衝(chōng)數(shù)，n為自(zì)然數。例(lì)如，對(duì)於(yú)3相(xiāng)6脈(mài)衝整流電(diàn)路，諧(xié)波有5次，7次，11次和(hé)13次(cì)等(děng)。

1.2 UPS電源(yuán)

大(dà)型(xíng)數(shù)據中心對(duì)於(yú)重要機(jī)房的(dí)供電穩定性要(yào)求(qiú)很高，因(yīn)此常(cháng)常(cháng)要應用(yòng)UPS不間斷(duàn)電(diàn)源(yuán)。UPS電源的工(gōng)作(zuò)原(yuán)理與(yǔ)變頻設備(bèi)近似，因此(cǐ)產生(shēng)諧(xié)波的方式(shì)和(hé)種(zhǒng)類也較為相(xiāng)似。一(yī)般來(lái)說(shuō)，6脈衝(chōng)的UPS主要(yào)產生(shēng)5，7次(cì)諧波(bō)，12脈衝的(dí)UPS主要產生(shēng)11，13次(cì)諧(xié)波[3]。

1.3 LED節能燈

節(jié)能(néng)燈電(diàn)子(zǐ)鎮流(liú)器將(jiāng)50Hz電源(yuán)轉換(huàn)成大(dà)約38kHz的高頻，因此它(tā)將(jiāng)電燈閃(shǎn)爍降低到(dào)感受(shòu)不到的(dí)水平。高(gāo)頻電(diàn)子鎮流(liú)器工作時由於非(fēi)綫性負載(zǎi)使(shǐ)得(dé)電(diàn)流波形(xíng)不是正弦波而產生(shēng)諧波。一(yī)般來說，節能燈主要產(chǎn)生3次(cì)諧波(bō)。

2.數(shù)據(jù)中心(xīn)行業的諧波特(tè)點

供電係(xì)統中諧波可分(fēn)為(wéi)電(diàn)網側(cè)諧波(bō)和負(fù)載(zǎi)側(cè)諧波。

2.1電網側諧波(bō)

又(yòu)稱(chēng)低(dī)頻諧波(bō)，通(tōng)常是(shì)指40次以下(xià)的諧(xié)波(bō)，尤以3，5，7，9等次諧波為代表，主(zhǔ)要對供電係統產生(shēng)危害，造成(chéng)電網(wǎng)供(gōng)電效(xiào)率(shuài)下(xià)降(jiàng)，電容(róng)器(qì)發熱(rè)甚至燒(shāo)毀(huǐ)等。

2.2負(fù)載側諧波

又(yòu)稱高頻諧(xié)波(bō)，通常是指40次以上的(dí)諧波(bō)，頻率通(tōng)常(cháng)在2kHz以(yǐ)上(shàng)，主要對用電設(shè)備產生危害，造(zào)成(chéng)工作(zuò)質量(liáng)下(xià)降，死機，損(sǔn)壞，壽命(mìng)下(xià)降等。

大(dà)型(xíng)數據(jù)中(zhōng)心(xīn)的諧波(bō)又有(yǒu)其特點：

存(cún)在集中(zhōng)的(dí)諧波源，諧(xié)波的分布較密集；

UPS下(xià)端的設備(bèi)較(jiào)多(duō)，大(dà)型數據機(jī)房較多(duō)，計算機(jī)類(lèi)設備的分布很廣，需(xū)要對諧波進行治(zhì)理(lǐ)；

諧(xié)波(bō)畸(jī)變率(shuài)很高(gāo)，一般高(gāo)達(dá)40%~50%，遠(yuǎn)遠高(gāo)於國家標準。

表(biǎo)1為(wéi)諧(xié)波(bō)的分(fēn)類(lèi)比較與治(zhì)理(lǐ)。

表2和表(biǎo)3列(liè)舉了數(shù)據(jù)中心(xīn)的主(zhǔ)要負載參數以及(jí)諧波(bō)估算值。

表(biǎo)1諧(xié)波的分類

表(biǎo)2數據(jù)中心(xīn)主要負載參數

表(biǎo)3 數據(jù)中(zhōng)心主要負載(zǎi)諧波估算(suàn)表

3.數(shù)據中心行(háng)業(yè)的諧波危害

大(dà)型(xíng)數據中心(xīn)的設(shè)備是通(tōng)過電(diàn)網阻抗(kàng)對(duì)其(qí)他設備(bèi)形成幹擾的(dí)，這個過(guò)程如下(xià)：

    （1）各(gè)類電(diàn)力電子(zǐ)設備產(chǎn)生(shēng)諧(xié)波電流；

（2）諧波(bō)電流(liú)流過電(diàn)網(wǎng)阻抗時，產(chǎn)生(shēng)了諧波電壓(yā)；

（3）諧波電壓對其(qí)他設(shè)備產(chǎn)生(shēng)了(liǎo)幹(gān)擾。

根據以上機理，我(wǒ)們可以(yǐ)得出以(yǐ)下結(jié)論(lùn)：

判斷(duàn)設(shè)備(bèi)是否(fǒu)受(shòu)到各類(lèi)電力(lì)電子(zǐ)設(shè)備(bèi)諧(xié)波(bō)電流的(dí)影(yǐng)響，需要看諧(xié)波電(diàn)壓(yā)畸變率，一般(bān)超過(guò)5%就(jiù)會(huì)導(dǎo)致設備的誤動作；

設(shè)備(bèi)距離各類電力電子(zǐ)設備越(yuè)近(jìn)，諧波電壓(yā)越(yuè)高，越容(róng)易(yì)受到(dào)各(gè)類(lèi)電(diàn)力電子設備(bèi)諧波電(diàn)流的幹擾；

電源越弱(ruò)，例(lì)如小(xiǎo)容(róng)量變壓器，發(fā)電機(jī)，UPS等，各類(lèi)電(diàn)力電(diàn)子設備的(dí)諧波(bō)電(diàn)流幹(gān)擾越強(qiáng)；

設備(bèi)與變壓(yā)器之間(jiān)的(dí)電(diàn)纜(lǎn)越長，設(shè)備(bèi)越容易受(shòu)到(dào)各類(lèi)電力電子設(shè)備(bèi)諧(xié)波電(diàn)流(liú)的幹(gān)擾。

諧(xié)波電(diàn)流(liú)流(liú)過電源內阻(zǔ)時(shí)產生的(dí)典(diǎn)型(xíng)電壓畸變是電壓波形(xíng)平頂。這種(zhǒng)平頂電(diàn)壓除了對電(diàn)子設備產(chǎn)生(shēng)直接幹(gān)擾(rǎo)外，還對電(diàn)子(zǐ)設(shè)備有隱(yǐn)性的危害(hài)和(hé)影響(xiǎng)，這包(bāo)括：

縮短設備(bèi)壽(shòu)命

大部分電(diàn)子設備(bèi)的輸(shū)入端是(shì)開(kāi)關(guān)電源，而開(kāi)關(guān)電源的(dí)直流(liú)母綫電(diàn)壓(yā)由交流(liú)電(diàn)的(dí)峰值電壓決(jué)定(dìng)，而不是由(yóu)有效值決定(dìng)。每(měi)半個周(zhōu)期(qī)，平滑(huá)電(diàn)容上(shàng)的電壓被(bèi)充電(diàn)到(dào)交(jiāo)流(liú)電的峰值電壓(yā)，當交(jiāo)流電的峰值過(guò)後，由(yóu)電(diàn)容放(fàng)電來(lái)維(wéi)持電子設備的(dí)工作，因此直流(liú)母(mǔ)綫上(shàng)的(dí)電(diàn)壓會有小的紋波。當交流電發生(shēng)平頂時，直流(liú)母(mǔ)綫(xiàn)的電(diàn)壓降(jiàng)低，這(zhè)時開關電源為(wéi)了維(wéi)持同樣(yàng)的(dí)功率(shuài)，吸(xī)取更(gēng)大(dà)的電(diàn)流(liú)，這(zhè)會(huì)增加內部發(fā)熱(rè)。

降低設備(bèi)抗(kàng)電壓跌落(là)性(xìng)能(néng)

電(diàn)子設(shè)備的一(yī)項重要指標是(shì)抗電壓跌(diē)落特性，也就(jiù)是，當電(diàn)壓(yā)出(chū)現短暫(zàn)跌落時，設(shè)備(bèi)要(yào)能夠(gòu)保持正常(cháng)的工作(zuò)。設(shè)備是依靠(kào)內(nèi)部電容(róng)存(cún)儲的能量(liáng)來(lái)實現(xiàn)這個功能(néng)的。電容所儲存的能(néng)量越大，設備(bèi)在外部供電缺失的(dí)情況(kuàng)下能夠維持的(dí)時間越長(cháng)。對於電(diàn)容量為(wéi)C的電容器(qì)，它所儲存(cún)的(dí)能(néng)量(liáng)是UC/2，其中(zhōng)U是電容上(shàng)的(dí)電(diàn)壓，等(děng)於(yú)交(jiāo)流電的(dí)峰值。

平(píng)頂畸(jī)變(biàn)的電(diàn)壓(yā)意味著交流電的(dí)電(diàn)壓峰(fēng)值降低，反映在電(diàn)容(róng)上(shàng)就(jiù)是電容所儲存的能量減少(shǎo)，這時，設備就不(bù)能再具有所設計的抗(kàng)電壓(yā)跌(diē)落(là)特性了。

影響電源切(qiē)換

設備使用(yòng)應急(jí)電源（其(qí)內阻較大(dà)）會(huì)產(chǎn)生更(gēng)大的諧波(bō)電壓(yā)畸變(biàn)率，這時(shí)會(huì)出(chū)現下(xià)述(shù)問(wèn)題。當外(wài)部供電恢復(fù)時，應(yīng)急(jí)電源產生的(dí)較高的(dí)電(diàn)壓畸(jī)變率(shuài)會影響供電(diàn)從應急電(diàn)源向外(wài)部(bù)電源切(qiē)換。因為較高的(dí)畸(jī)變率會影(yǐng)響應急(jí)電(diàn)源與(yǔ)外部電(diàn)源的同步，沒有(yǒu)同步，兩(liǎng)個(gè)電(diàn)源(yuán)不能並聯起來。為了實現同步(bù)，減小(xiǎo)負載(zǎi)，幫助電(diàn)源(yuán)切換(huàn)。

4.數據(jù)中(zhōng)心(xīn)行業的(dí)電(diàn)能質量監測(cè)和(hé)治(zhì)理解決(jué)方案

4.1解(jiě)決方案(àn)

數據(jù)中(zhōng)心行(háng)業從開始的幾百(bǎi)平(píng)方米的建設(shè)規(guī)模(mó)到目(mù)前(qián)幾萬平方(fāng)米的大(dà)型項(xiàng)目規模。UPS的(dí)設計(jì)容量也從開始(shǐ)的(dí)幾(jī)十KVA增(zēng)長(cháng)到幾千甚(shèn)至(zhì)幾萬(wàn)KVA。當(dāng)幾(jī)百(bǎi)KVA UPS的總(zǒng)諧波(bō)電(diàn)流含(hán)量(liáng)為15%時，其諧(xié)波(bō)電流值(zhí)也僅(jǐn)為(wéi)幾十A，相(xiāng)對於整個(gè)建築(zhù)的(dí)幾千(qiān)A 總(zǒng)用電電(diàn)流(liú)，影(yǐng)響微不足道。但一旦UPS容量(liáng)變大，就是(shì)另外(wài)一種情況。因為現在(zài)大多數大型數據中心都是獨立建築，整個(gè)建築(zhù)的主(zhǔ)要用電(diàn)負荷(hé)就是(shì)UPS。相比UPS 容(róng)量(liáng)，其餘動(dòng)力(lì)照(zhào)明的負(fù)荷連一半也(yě)不到。比(bǐ)如(rú) 2010 年(nián)蘇(sū)州的一個數據(jù)中(zhōng)心項目UPS的設(shè)計容量就(jiù)達到2萬(wàn)KVA。假(jiǎ)設總諧波(bō)電(diàn)流含(hán)量(liáng)按(àn)照(zhào)15%來計算(suàn)，則滿載時總諧波電(diàn)流達到(dào)1825A。這是非常(cháng)糟(zāo)糕的(dí)數(shù)值(zhí)，如(rú)不對其治(zhì)理，對電網(wǎng)側(cè)的(dí)幹(gān)擾(rǎo)會(huì)非(fēi)常明(míng)顯，且加大配(pèi)電容(róng)量以(yǐ)及導致(zhì)綫纜(lǎn)發熱，零綫(xiàn)帶電(diàn)等(děng)一係列嚴(yán)重(zhòng)後(hòu)果。

傳(chuán)統(tǒng)的諧波保護(hù)解(jiě)決方(fāng)案隻(zhī)是(shì)從單一(yī)的設備(bèi)入(rù)手，針對(duì)狹(xiá)窄的(dí)諧(xié)波頻率，無(wú)法(fǎ)從(cóng)根本(běn)上(shàng)解(jiě)決(jué)問題。為(wéi)解決這(zhè)一(yī)問題，安科(kē)瑞結合(hé)數據中心的實際(jì)情況，提出電能(néng)質量(liáng)監測(cè)和(hé)治理的係統(tǒng)解決方案(àn)，該方案為數(shù)據(jù)中心(xīn)提(tí)供一站(zhàn)式(shì)的(dí)整體(tǐ)解(jiě)決方案，從產(chǎn)品，係統，服(fú)務等不同方麵來(lái)滿(mǎn)足用戶(hù)的需要，為用(yòng)戶(hù)創(chuàng)造價值(zhí)。

4.2方案(àn)特(tè)點(diǎn)

（1）電(diàn)能(néng)質(zhì)量(liáng)監測與(yǔ)治理(lǐ)係統即(jí)可通(tōng)過(guò)本(běn)地(dì)設備為用戶提供電(diàn)能質量監(jiān)測，治(zhì)理(lǐ)與設(shè)備運(yùn)維等功(gōng)能，亦可通過(guò)接入AcrelEMS-IDC數(shù)據中(zhōng)心(xīn)綜合能效(xiào)管(guǎn)理平台，為用戶(hù)提供遠程(chéng)在綫(xiàn)服務；

（2）符(fú)合GB/T17626.30-2012中準確度(dù)測量方(fāng)法(fǎ)，適(shì)用於要(yào)求準確測(cè)量電能(néng)質量指(zhǐ)標參數(shù)的場合；

（3）專業化的(dí)電能(néng)質(zhì)量監測(cè)：電能質量實(shí)時(shí)在綫監測，測(cè)量精度高，測得準，符合IEC61000-4-30標(biāo)準；

（4）電能質量監(jiān)測與(yǔ)治(zhì)理(lǐ)裝(zhuāng)置(zhì)信(xìn)息互(hù)聯，通過統(tǒng)一(yī)平台管理，方(fāng)便用戶(hù)同時(shí)監測電網電(diàn)能質量以(yǐ)及治理數(shù)據；

（5）采(cǎi)用(yòng)三(sān)電(diàn)平電力(lì)電子驅動(dòng)器(qì)件，通過(guò)更多的(dí)電(diàn)平輸出更高品(pǐn)質的(dí)治理(lǐ)波形。

4.3方(fāng)案效果

（1）對電網電能(néng)質量高精度的實(shí)時監控，包括電(diàn)壓(yā)偏差，頻率偏(piān)差(chà)，諧波(bō)，電(diàn)壓波(bō)動，閃變，三(sān)相(xiāng)電壓(yā)不平衡(héng)等。同時(shí)可(kě)對故(gù)障事件進(jìn)行(háng)記錄(lù)，對(duì)監測點負(fù)荷曲綫及電(diàn)壓電流，電(diàn)壓偏(piān)差，不(bù)平衡度，閃變等進(jìn)行(háng)趨勢分析，用(yòng)戶(hù)可(kě)以通(tōng)過係(xì)統查看發生告警(jǐng)的(dí)事件波形，趨勢分析，亦(yì)可根據監測(cè)點(diǎn)的(dí)電(diàn)能質量(liáng)情(qíng)況統計分析(xī)生成電(diàn)能質(zhì)量診(zhěn)斷(duàn)報(bào)告。

（2）通(tōng)過(guò)集(jí)中(zhōng)補(bǔ)償+就地(dì)補償的治(zhì)理(lǐ)策(cè)略，更好的補償整(zhěng)個(gè)數(shù)據(jù)中心(xīn)的無(wú)功和諧波(bō)，提高(gāo)數(shù)據(jù)中心(xīn)內(nèi)係(xì)統電(diàn)能(néng)質(zhì)量，用(yòng)電設(shè)備(bèi)供(gōng)電效(xiào)率(shuài)，大(dà)幅(fú)度(dù)降低(dī)設(shè)備(bèi)故障率，達到(dào)數據中心內(nèi)自動化設(shè)備對電(diàn)源質(zhì)量的要求，可有(yǒu)效解決(jué)諧波的(dí)幹擾(rǎo)及誤(wù)跳(tiào)閘問(wèn)題(tí)。

（3）係統(tǒng)提(tí)供多(duō)維(wéi)度的(dí)用(yòng)電指(zhǐ)標統計與電(diàn)能數據(jù)分析(xī)工(gōng)具(jù)，為配(pèi)電(diàn)係統運行(háng)管理(lǐ)優化和節(jié)能(néng)損耗(hào)提(tí)供(gōng)指導。

5.安(ān)科(kē)瑞電能質(zhì)量(liáng)監(jiān)測與(yǔ)治(zhì)理產品選型

5.1集中治理(lǐ)

采用配電房集(jí)中治理的方(fāng)式，可(kě)針對數據中(zhōng)心(xīn)行(háng)業(yè)配電係統中涉及(jí)到眾(zhòng)多數(shù)據(jù)機房中計算機，空(kōng)調(tiáo)等(děng)電(diàn)器設備產生的(dí)諧波問題對電網(wǎng)側(cè)的危害和影(yǐng)響(xiǎng)，同時確保無(wú)功功率因數達到國(guó)標(biāo)要求(qiú)值，避(bì)免罰款，同時(shí)也(yě)可(kě)對(duì)整(zhěng)個(gè)低壓供(gōng)配電(diàn)係統進行電能(néng)質量(liáng)在綫監測(cè)，其(qí)中包(bāo)含諧(xié)波分(fēn)析，波形采樣，電壓(yā)暫(zàn)降/暫升/中(zhōng)斷，閃變監(jiān)測(cè)等(děng)，其集中治理(lǐ)的產(chǎn)品(pǐn)選型見(jiàn)表2。

表(biǎo)4電能質(zhì)量(liáng)監(jiān)測(cè)及(jí)集(jí)中治理產品(pǐn)選型表

5.2就地(dì)治理(lǐ)

數據(jù)中(zhōng)心行(háng)業(yè)由(yóu)於UPS下(xià)端的設(shè)備較多，變(biàn)頻設備(bèi)大量使(shǐ)用等(děng)原因，運行(háng)過(guò)程中不可(kě)避免的(dí)在(zài)配電(diàn)末端產(chǎn)生電流畸(jī)變率(shuài)40%-50%的諧(xié)波(bō)汙(wū)染。同(tóng)時數(shù)據中(zhōng)心(xīn)行(háng)業在(zài)數(shù)據(jù)機(jī)房大量安裝節(jié)能燈(dēng)電(diàn)子鎮流器(qì)，一(yī)般來說，節能(néng)燈(dēng)主(zhǔ)要產生3次諧(xié)波，3次(cì)諧(xié)波由於各(gè)相的(dí)相位一(yī)致，因此會在中性(xìng)綫上(shàng)疊(dié)加，導致正(zhèng)常(cháng)情(qíng)況(kuàng)下沒有電(diàn)流流過的(dí)N綫電(diàn)流過大，引起火災。

針(zhēn)對以(yǐ)上負(fù)載情況(kuàng)，建(jiàn)議在各重(zhòng)要設(shè)備(bèi)的配電箱(xiāng)增加電能質(zhì)量(liáng)補償設(shè)備進行就(jiù)地(dì)治理(lǐ)，達到終端(duān)治(zhì)理諧(xié)波(bō)的目(mù)的(dí)，避免(miǎn)諧(xié)波影響(xiǎng)到整個配電係(xì)統和其(qí)他用(yòng)電設(shè)備。

表5 就地(dì)治(zhì)理的(dí)產品(pǐn)選(xuǎn)型

6.上海某(mǒu)銀行數(shù)據中心(xīn)項目電能質量治(zhì)理項(xiàng)目案(àn)例(lì)

6.1項目背景(jǐng)

上海某(mǒu)銀行數據中(zhōng)心包括大型(xíng)數據機(jī)房(fáng)，對電能質量(liáng)要(yào)求非常高;為(wéi)了(liǎo)提高供電可靠度，采(cǎi)用大量 UPS作(zuò)為設備電(diàn)源，機房(fáng)內(nèi)還包含空調(tiáo)設備，照(zhào)明設備(bèi)等。此類(lèi)電(diàn)力(lì)電(diàn)子設(shè)備皆(jiē)屬於(yú)非綫(xiàn)性(xìng)負載，在(zài)使用過程(chéng)中會(huì)產生大量(liáng)諧波並(bìng)注(zhù)入(rù)係(xì)統中(zhōng)，主要(yào)以(yǐ)5次，7次為主;如(rú)果(guǒ)不進行諧波(bō)治理(lǐ)，對電(diàn)網(wǎng)造(zào)成(chéng)嚴重的汙染(rǎn)，也影(yǐng)響(xiǎng)機房(fáng)中其(qí)他敏感設備，比(bǐ)如(rú)導致通信數(shù)據(jù)傳(chuán)輸(shū)錯(cuò)誤(wù)，甚至癱癱(huàn)，中斷，降(jiàng)低了(liǎo)配(pèi)電係(xì)統的安全(quán)性，可靠(kào)性。表4，5展(zhǎn)示(shì)了該(gāi)數據(jù)中心(xīn)主(zhǔ)要(yào)負載參數(shù)以(yǐ)及諧波估算值。

6.2治理方案

根據以(yǐ)往測量經驗(yàn)進行(háng)諧(xié)波分析(xī)與估(gū)算，諧波主(zhǔ)要由UPS和一(yī)些非綫性(xìng)負(fù)載(zǎi)產(chǎn)生(shēng)，供(gōng)電係統由(yóu)2台(tái)800kVA變(biàn)壓器及(jí)其一(yī)台(tái)800kW發(fā)電機組成(chéng)，采用(yòng)集中(zhōng)治理+就地治理的方案。

集(jí)中治(zhì)理：該銀行(háng)數據中心(xīn)的大(dà)型數據(jù)機房較多(duō)，計算機類設備的分布很廣，因此在每台(tái)變(biàn)壓器下加(jiā)裝(zhuāng)300A有源諧波治理係統裝(zhuāng)置，由(yóu)兩台(tái)150A模(mó)塊(kuài)並機實現，型號(hào)為(wéi)AnSin-300-M Ⅰ型，自動(dòng)跟(gēn)蹤補償負(fù)載產生(shēng)的諧波電(diàn)流，保(bǎo)證供(gōng)電係統(tǒng)安全可靠(kào)運(yùn)行(háng)。

就地治理(lǐ)：因(yīn)為(wéi)UPS是(shì)該(gāi)中(zhōng)心惡(è)性的負載，因此需要在(zài)配電(diàn)末端(duān)對其(qí)產(chǎn)生(shēng)的諧(xié)波(bō)電(diàn)流(liú)進(jìn)行治(zhì)理(lǐ)，避免幹擾(rǎo)其(qí)他(tā)用電設(shè)備(bèi)，因此在(zài)使用(yòng)UPS的配(pèi)電間(jiān)安裝壁掛式(shì)的AnSin-300-B Ⅰ型有源濾(lǜ)波治(zhì)理係(xì)統(tǒng)，就(jiù)地治理(lǐ)UPS產生(shēng)的諧波(bō)汙染。

圖(tú)1 數(shù)據(jù)中心(xīn)

6.3治理效(xiào)果(guǒ)

選(xuǎn)取(qǔ)該中(zhōng)心(xīn)UPS出綫端對(duì)前(qián)後(hòu)波形(xíng)數(shù)據進行(háng)對(duì)比，通(tōng)過裝設(shè)AnSin-300-B Ⅰ型(xíng)有源濾(lǜ)波治理係(xì)統(tǒng)後(hòu)，電(diàn)壓(yā)畸(jī)變率從6.32%降值(zhí)2.05%，電(diàn)流(liú)畸(jī)變(biàn)率從28.94%降值(zhí)5.67%，提(tí)升了電網(wǎng)波(bō)形(xíng)質(zhì)量(liáng)，具(jù)體效果及參數(shù)如下(xià)表(biǎo)所示。

表6 治(zhì)理前(qián)後(hòu)波形(xíng)數(shù)據對(duì)比(bǐ)

7.結論

就(jiù)目(mù)前(qián)市(shì)場而(ér)言，諧波治(zhì)理產品種類(lèi)繁(fán)多，但更多的為單(dān)一(yī)產品，這些(xiē)產品無法(fǎ)滿足數(shù)據中心所需要(yào)的(dí)治(zhì)理效(xiào)果。因(yīn)此，安(ān)科瑞為數據中心行業(yè)提供(gōng)了一套完整(zhěng)的電(diàn)能(néng)治理監(jiān)測與治(zhì)理的係(xì)統(tǒng)解(jiě)決(jué)方案，使數據(jù)中心的電能(néng)質(zhì)量問題得到了有效(xiào)的(dí)治理(lǐ)。從成(chéng)本(běn)，性(xìng)能(néng)，可靠性等(děng)角(jiǎo)度(dù)綜(zōng)合考慮，該(gāi)方(fāng)法具有(yǒu)較高(gāo)的性價(jià)比(bǐ)。

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