1. La estrategia de carga de batería de plomo-ácido sellada con válvula en el mercado utiliza tecnología de control de microprocesadores para combinar las ventajas de múltiples métodos de carga y realizar la gestión de modo múltiple de las baterías de plomo selladas con válvula. Cuando la batería está completamente cargada durante el funcionamiento normal, la batería ingresa a la etapa de carga flotante, y el transformador puede ignorar la carga de carga en este momento; En el modo de descarga, el transformador no carga el UPS; Y cuando el UPS se descarga y se restaura a la normalidad, los UPS primero se cargan con corriente constante y luego un voltaje constante hasta que la batería esté completamente cargada y regrese a la carga flotante. Al calcular y seleccionar eltransformadorCarga, cuánta carga de carga debe reservarse para la etapa de carga de la batería es el foco de este documento.
2. Análisis del impacto del proceso de carga de la batería en el modelo Transformers 2.1 basado en el análisis El modelo establecido en este documento se basa en los estándares nacionales y los requisitos de diseño de ingeniería, e integra los datos operativos de los centros de datos reales. El modelo analiza en detalle la dependencia del sistema en las condiciones ambientales y los parámetros del equipo, de la siguiente manera: (1) Condiciones de uso: La altitud no excede 1 0 0 0m, la temperatura ambiente promedio anual de la sala de transformadores es de 28 grados, la sala de baterías es de 20 grados, y todas las habitaciones están equipadas con los aires acondicionados por el sistema UPS UPS. (2) Transformador: Use transformador de tipo seco con aislamiento Grado 155 (f), capacidad de 2500kVA, voltaje de 10/0.4kV y tiempo de devanado constante de 90 minutos. (3) UPS: Use una unidad de rectificador IGBT de alta frecuencia de tres entradas y tres salidas, con una sola capacidad de 500kVA y un factor de potencia de salida de 1. Cada transformador está conectado a 6 UPSS, y la tasa de carga máxima no excede el 83.33%. La corriente de ecualización de la batería se establece en 0.2C10. (4) Batería: Use la batería de cido sellado regulada por la válvula con un tiempo de respaldo de 15 minutos. Cada UPS está equipado con 4 conjuntos de baterías de 456V/135Ah. Bajo el diseño de la fuente de alimentación y el sistema de distribución, el transformador puede transportar alrededor de 2379kW de equipos de información electrónica, y no se reserva una carga de carga de batería. Cuando las fuentes de doble potencia del centro de datos están sin energía al mismo tiempo, se inicia el generador de diesel de respaldo. Cuando falla un transformador o la línea superior en el sistema 2N, el otro transformador llevará todas las cargas, incluida la carga de carga de la batería. Esta situación es la condición de trabajo más desfavorable de la tasa de carga máxima del transformador, que es el foco de este documento. El cálculo de la carga del transformador durante la operación de carga de emergencia
En este momento, la tasa de carga máxima del transformador alcanza el 129%, lo que no excede el límite del 150% especificado por el estándar nacional. Este es solo un proceso transitorio. El impacto y el daño causados por la operación de carga de emergencia del transformador se manifiestan principalmente en dos aspectos: uno es que el aumento de la temperatura del devanado es demasiado alto, causando daños mecánicos; El otro es que acelerará el envejecimiento y afectará la vida útil del transformador. En vista de los dos aspectos anteriores, uno es analizar específicamente si la temperatura del punto caliente del devanado del transformador alcanza su límite máximo cuando el transformador está en funcionamiento de carga de emergencia (para transformadores de tipo seco con un grado de resistencia al calor de 155 (f) en su sistema de aislamiento, el límite es 180 grados); El segundo es calcular la vida perdida durante la operación de carga de emergencia del transformador para evaluar si el modelo de diseño es razonable.
2.2 Análisis del impacto de la operación de carga de emergencia del transformador en su aumento de temperatura de devanado La etapa de carga de ecualización de la batería lleva aproximadamente 104 minutos. Desde el minuto 105, la batería ingresa a la etapa de carga flotante. Después de eso, el transformador funciona durante mucho tiempo a una velocidad de carga del 100%, es decir, el tiempo de operación de carga de emergencia del transformador real es de 104 minutos. La tasa de carga más alta del transformador ocurre en el minuto 53, pero la temperatura más alta del devanado del transformador ocurre en el minuto 87. Después de eso, la temperatura del devanado del transformador disminuye lentamente, lo que indica que el proceso de aumento de la temperatura del devanado del transformador es relativamente lenta, y su velocidad de aumento de la temperatura es menor que la velocidad de cambio del aumento de la carga del transformador. La temperatura de devanado más alta durante todo el proceso de carga es de 170 grados, lo que no excede su valor límite de 180 grados. Lo anterior muestra que el proceso de carga de la batería tendrá un cierto impacto en el aumento de la temperatura del devanado del transformador, pero este impacto no causará daños mecánicos directamente al transformador. La clave radica en cómo limitar el aumento de la temperatura del devanado para no exceder su límite máximo.
2.3 Análisis del impacto de la operación de carga de emergencia del transformador en su vida El transformador se ejecuta durante 2 h durante la etapa de carga de ecualización de la batería. La tasa de envejecimiento del transformador se calcula con una granularidad de por minuto, y se calcula el área bajo la curva de velocidad de envejecimiento. Se puede obtener que la pérdida de vida causada por la operación del transformador en estos 2H es 14.71H. Diagrama esquemático de la curva de velocidad de envejecimiento del transformador 2H cuando la fuente de alimentación dual del centro de datos está fuera de la energía al mismo tiempo
De hecho, la probabilidad de apagón dual de alimentación al mismo tiempo es muy baja. Este documento utiliza la condición de la fuente de alimentación de la red de clase III como modelo (es decir, un promedio de 4.5 cortes de energía por mes, y un tiempo de falla promedio de 8 h cada vez) para calcular el ciclo de vida general del transformador, y supone que después de que la suministro de alimentación dual se restablece, el transformador del sistema 2N opera normalmente al mismo tiempo (IE, todos los equipos y sus líneas se han recuperado por completo en la operación normal dentro de la falla de 8h). Después de que se restaura la red eléctrica, la tasa de pérdida de vida del transformador es muy lenta, y su pérdida de vida después de 24 h de operación es 36.5 0 H, lo que significa 0.02% de la vida total del transformador de 180, 000 H. La pérdida de vida anual del transformador calculado en las condiciones de la fuente de alimentación de la red de tres clases es 1971.15h, lo que significa 1.22% de la vida total del transformador de 180, 000 H. Tabla de cálculo anual de cálculo de pérdida de vida del transformador
El análisis exhaustivo muestra que bajo las condiciones de la red eléctrica de tres clases, la vida teórica del transformador en el sistema 2N puede alcanzar las 91.32 h, principalmente porque el transformador funciona a una tasa de carga de no más del 50% durante mucho tiempo, y la pérdida de vida es pequeña. Incluso si las fuentes de doble potencia están fuera del poder al mismo tiempo, la vida teórica aún puede alcanzar las 13.51h. Aunque factores como el mantenimiento diario y los cortocircuitos también afectarán la vida, el impacto de la carga de la batería en la vida útil del transformador es generalmente controlable y dentro de un rango aceptable.
3. Conclusión Este documento establece un modelo analítico para el esquema de configuración típico de un centro de datos de Clase A, centrándose en el impacto de la carga de la batería en el aumento de la temperatura y la pérdida de vida de los devanados del transformador. Los estudios han demostrado que en los centros de datos con configuración del sistema 2N, no es necesario considerar la carga de carga de la batería al calcular la carga del transformador. Este método es aplicable a todos los tipos de suministro de energía y sistemas de distribución. Al seleccionar un transformador, preste atención a los siguientes 4 puntos: ① Mantenga una baja temperatura ambiente para controlar la temperatura del punto caliente del devanado del transformador; ② Al ofertar por transformadores de tipo seco, se requiere que la constante de tiempo de devanado sea no menos de 90 minutos; ③ Prefiera los altibajos y baterías de gran capacidad para reducir el número de grupos paralelos y reducir la carga de carga; ④ Ante la fuente de alimentación inestable, se deben tomar medidas como ajustar la temperatura ambiente y reducir la corriente de carga de la batería para garantizar que la temperatura del devanado del transformador y la pérdida de vida se controlen dentro de un rango seguro.
