1. Ventilkontrollerad förseglad bly-syra batteriladdningsstrategi UPS på marknaden använder mikroprocessorstyrningsteknologi för att kombinera fördelarna med flera laddningsmetoder och realisera multifodhantering av ventilstyrda förseglade bly-syrabatterier. När batteriet är fulladdat under normal drift kommer batteriet in i det flytande laddningssteget och transformatorn kan ignorera laddningsbelastningen just nu; I urladdningsläget laddar inte transformatorn UPS; Och när UPS släpps ut och återställs till normalt laddas UPS första laddningar med konstant ström och sedan konstant spänning tills batteriet är fulladdat och återgår till flytande laddning. När du beräknar och väljertransformatorBelastning, hur mycket laddningsbelastning som ska reserveras för batteriladdningssteget är fokus för detta papper.
2. Analys av påverkan av batteriladdningsprocess på transformatorer 2.1 -modell baserad på analys Modellen som fastställts i detta dokument är baserad på nationella standarder och tekniska designkrav och integrerar driftsdata för faktiska datacentra. Modellen analyserar i detalj systemets beroende av miljöförhållanden och utrustningsparametrar, enligt följande: (1) Användningsförhållanden: Höjden överstiger inte 1 0 0 0m, den årliga genomsnittliga omgivningstemperaturen för transformatorrummet och UPS -rummet är 28 grader, batteriet är 20 grader, och alla rum är lika med flygtemperaturer. (2) Transformator: Använd torrtyptransformator med isoleringsgrad 155 (f), kapacitet på 2500 kVa, spänning på 10/0,4 kV och lindningstidskonstant på 90 minuter. (3) UPS: Använd tre-input och tre-utgångar högfrekventa IGBT-likriktareenhet, med en enda kapacitet på 500 kVA och en utgångseffektfaktor på 1. Varje transformator är ansluten till 6 UPS, och den maximala belastningshastigheten överstiger inte 83,33%. Batteriutjämningsströmmen är inställd på 0,2C10. (4) Batteri: Använd ventilreglerat tätat bly-syrabatteri med en säkerhetskopieringstid på 15 minuter. Varje UPS är utrustad med 4 uppsättningar 456V/135AH -batterier. Under utformningen av strömförsörjnings- och distributionssystemet kan transformatorn ha cirka 2379 kW elektronisk informationsutrustning, och ingen batteriladdningsbelastning är reserverad. När de dubbla kraftkällorna för datacentret är utan ström på samma gång, startas reservdieselgeneratorn. När en transformator eller den övre linjen i 2N -systemet misslyckas kommer den andra transformatorn att bära alla laster, inklusive batteriladdningsbelastningen. Denna situation är det mest ogynnsamma arbetsvillkoret i transformatorns maximala belastningshastighet, som är i fokus för detta dokument. Belastningsberäkningen av transformatorn under nödbelastning
För närvarande når transformatorns maximala belastningshastighet 129%, vilket inte överskrider den 150% -gräns som anges av den nationella standarden. Detta är bara en övergående process. Påverkan och skada som orsakas av transformatorns nödbelastningsoperation manifesteras huvudsakligen i två aspekter: en är att den slingrande temperaturökningen är för hög, vilket orsakar mekanisk skada; Den andra är att det kommer att påskynda åldrandet och påverka transformatorns livslängd. Med tanke på ovanstående två aspekter är man att specifikt analysera om den heta fläcktemperaturen för transformatorns lindning når sin maximala gräns när transformatorn är i nödbelastning (för torrtyptransformatorer med en värmemotståndsklass på 155 (f) i sitt isoleringssystem är gränsen 180 grader); Den andra är att beräkna det förlorade livet under transformatorns nödbelastningsoperation för att utvärdera om designmodellen är rimlig.
2.2 Analys av påverkan av transformatorns nödbelastningsdrift på dess lindningstemperatur stiger batteriutjämningsladdningssteget tar cirka 104 minuter. Från den 105: e minuten kommer batteriet in i det flytande laddningssteget. Därefter körs transformatorn länge med en lasthastighet på 100%, det vill säga den faktiska Transformer nödlastningstiden är 104 minuter. Den högsta belastningshastigheten för transformatorn sker vid den 53: e minuten, men den högsta temperaturen på transformatorlindningen sker i den 87: e minuten. Därefter minskar temperaturen på transformatorlindningen långsamt, vilket indikerar att temperaturökningsprocessen för transformatorlindningen är relativt långsam, och dess temperaturökningshastighet är lägre än förändringshastigheten för transformatorns belastningsökning. Den högsta lindningstemperaturen under hela laddningsprocessen är 170 grader, vilket inte överskrider dess gränsvärde på 180 grader. Ovanstående visar att batteriladdningsprocessen kommer att ha en viss inverkan på temperaturökningen av transformatorlindningen, men denna påverkan kommer inte direkt att orsaka mekanisk skada på transformatorn. Nyckeln ligger i hur man begränsar temperaturökningen för lindningen för att inte överskrida dess maximala gräns.
2.3 Analys av påverkan av nödbelastningsoperationen för transformatorn på dess livslängd Transformatorn körs för 2 timmar under batteriladdningssteget. Transformatorns åldringshastighet beräknas med en granularitet per minut och området under åldringsfrekvenskurvan beräknas. Det kan erhållas att livsförlusten orsakad av drift av transformatorn i dessa 2H är 14,71 timmar. Schematiskt diagram över transformator 2H Aging Rate Curve När dubbel strömförsörjning av datacenter är utan strömmen samtidigt
Faktum är att sannolikheten för avbrott med dubbla strömförsörjningar samtidigt är mycket låg. Detta papper använder strömförsörjningsförhållandet för klass III -elnätet som modell (dvs i genomsnitt 4,5 strömavbrott per månad, och en genomsnittlig feltid på 8 timmar varje gång) för att beräkna transformatorns totala livscykel, och antar att den dubbla strömförsörjningen har återställts, har transformatorn för 2N -systemet normalt vid samma tid (dvs, all utrustning och dess linjer har helt till återvinning har återställts, transformatorn för 2N -systemet fungerar normalt vid samma tid (IE, all utrustning och dess linjer har helt till återvinning inom det normala operationen). Efter att elnätet har återställts är transformatorns livsförlusthastighet mycket långsam, och dess livsförlust efter 24 timmars drift är 36,5 0 H, vilket innebär 0,02% av den totala livslängden för transformatorn 180, 000 h. Den årliga livsförlusten av transformatorn som beräknas under tre-klassens elnätförhållanden är 1971.15H, vilket innebär att 1,22% av den totala livslängden för transformatorn 180, 000 h. Transformator årlig livsförlustberäkningstabell
Omfattande analys visar att under de tre klassens elnätförhållanden kan transformatorns teoretiska livslängd i 2N-systemet nå 91,32H, främst för att transformatorn arbetar med en lasthastighet på högst 50% under lång tid, och livsförlusten är liten. Även om de dubbla kraftkällorna är utan makt samtidigt kan det teoretiska livet fortfarande nå 13.51h. Även om faktorer som dagliga underhåll och kortslutningar också kommer att påverka livet, är effekterna av batteriladdning på transformatorns livslängd i allmänhet kontrollerbar och inom ett acceptabelt intervall.
3. Slutsats Denna artikel upprättar en analytisk modell för det typiska konfigurationsschemat för ett klass A -datacenter, med fokus på påverkan av batteriladdning på temperaturökningen och livsförlusten för transformatorlindningar. Studier har visat att i datacenter med 2N -systemkonfiguration finns det inget behov av att överväga batteriladdningsbelastningen vid beräkning av transformatorbelastningen. Denna metod är tillämplig på alla typer av strömförsörjning och distributionssystem. När du väljer en transformator, var uppmärksam på följande 4 punkter: ① Håll en låg omgivningstemperatur för att styra den heta fläckens temperatur för transformatorlindningen; ② Vid bud på torrtyptransformatorer krävs att lindningstidskonstanten är inte mindre än 90 min; ③ Föredrar stora kapaciteter och batterier för att minska antalet parallella grupper och minska laddningsbelastningen; ④ Mot bakgrund av instabil strömförsörjning bör åtgärder som justering av rumstemperaturen och minska batteriladdningsströmmen tas för att säkerställa att transformatorlindningstemperaturen och livsförlusten styrs inom ett säkert intervall.
