構建數據中心電能質量監測網絡

發布日期：2017-07-11 作者：點擊：

如何構建數據中心電能質量監測網絡

從技術上看，影響數據中心電能質量的因素主要有以下三方面：

自然現象，包括：雷擊線路等；

數據中心的電力設備及裝置的正常使用和自動保護，包括：電容器正常投運，系統接線等；

數據中心用電設備的非線性負荷和沖擊性負荷的大量使用，包括：變頻、整流設備等。

在確定需要監測的電能質量指標前，應仔細分析一些由電能質量問題所引起的現象。

一般劣質電能質量的危害性有以下一些表現：

a、電壓偏差超標會使用電設備的損耗增加、壽命縮短、工作不正常，會破壞系統同步運行的穩定性、電壓的穩定性以及數據中心的經濟運行。

b、電壓的波動和閃變主要由波動性負荷引起，其超標會危害與其連接在配電系統上的其他設備，如使照明燈閃爍、電機轉速不均勻和服務器、存儲設備工作不正常等。

c、諧波由諧波源注入系統，會損壞系統設備，威脅系統的運行，增加系統的功率損耗，增大測量儀表的誤差，干擾通訊等。

d、三相不平衡會使發電機工作不正常，增加變壓器的附加損耗造成其局部過熱，繼電保護及自動裝置誤動，變流器產生非特征諧波，增加中性線電流產生電噪聲干擾，增加輸電線損耗，干擾通訊等。

e、電力系統穩定運行時，全系統有相同的頻率。在允許的頻率偏差范圍內，主要是引起設備的效率問題；當偏差超過范圍，則會危及設備，嚴重時甚至造成系統瓦解崩潰。

f、暫時過電壓和瞬態過電壓，以及電壓跌落和短時供電中斷的問題，一般由系統或數據中心內部的電氣短路故障引起，會直接影響甚至中斷數據中心正常的用電，造成服務器的宕機并引發嚴重的經濟損失。

如何構建數據中心電能質量檢測網絡

由于劣質電能質量會給數據中心帶來很大的危害，我們必須對其有一個正確的認識，通過對上述幾個電能質量指標的實時監測，從而來了解它、掌握它、治理它。綜合IEC和國標關于電能質量方面的內容，結合實際情況，確定具體要監測的重點。一般而言電壓、頻率合格率向來比較被電力系統重視，基本上符合國家標準，所以數據中心的電能質量監測網絡基本測量的是電網頻率；電壓、電流有效值；總的有功、無功功率、功率因數等，基本監測的指標有三相基波電壓、電流有效值，基波功率、功率因數、相位等；電壓偏差；頻率偏差；三相電壓不平衡度、三相電流不平衡度、負序電壓、電流；諧波（2～63次，包括電壓、電流的總諧波畸變率、各次諧波含有率、幅值、相位，各次諧波的有功、無功功率）等；電壓波動、閃變；高級監測指有間諧波；電壓驟升、驟降、短時中斷等等。其中又可分為短期暫態現象，和持久性事件。

測量點的選擇

測量點的正確選擇與否，直接關系到其測量準確度問題。還有一些測量點由于變電所二次回路沒有中性點引入，實際測量的諧波電壓為線電壓，所以不能有效的反映電壓諧波畸變率。當然在實際測量中往往會碰到很多問題，系統往往并不是處于理想的測量環境，如系統運行方式、二次測量回路、互感器的頻率響應、接地電阻的大小等等。這就需要結合實際情況來分析，為進一步的治理工作提供正確的依據。

監測儀器的選型

隨著數字信號處理（DSP）技術和網絡技術的不斷發展，在線監測技術的不斷提高，在線監測設備日趨成熟目前比較常用的電能質量在線監測裝置有KN-613、KN-512等。根據主要研究方向，來確定監測儀器所要達到的測量指標和性能指標。一般而言，為了獲得有關電能質量的信息，往往需要對三相電壓、三相電流、頻率信號進行同時采樣、計算分析及存儲；由于擾動電能質量的頻率范圍十分廣泛，例如雷電沖擊引起的脈沖暫態的頻率高達數MHz，因此這些數據必須以足夠高的采樣速率進行測量并存儲；某些電能質量在線監測裝置安裝現場條件易受干擾，所以裝置必須有較高的抗干擾能力；電壓驟升、驟降等突發性的小概率事件，要求監測裝置能長時間可靠紀錄。

一般我們選擇電能質量在線監測裝置，除了必須滿足電能質量國家標準中關于測量儀器的要求和規定外，還應能有效監測電能質量國家標準的所有指標（電網頻率、電壓偏差、三相不平衡度、諧波、電壓波動和閃變等），以及具備暫時過電壓、瞬態過電壓、和短時供電中斷等測量功能，其它指標能和國際標準接軌。另外網絡的建設離不開數據的傳輸與通訊，數據管理中心與電能質量監測終端的通訊方式、通訊協議，通訊接口以及數據的傳輸格式和對時等都是選擇電能質量在線監測裝置的重要指標。高端電能質量監測裝置可以選擇KN-613可以滿足所有電能質量監測指標及精度，擁有所有現下先進的技術和輔助功能。如果對監測裝置輔助功能要求不多，可以選擇功能較簡單的電能質量監測裝置KN-512。