Alimentazione combinata con generatore diesel e UPS per data center: fare attenzione a questi comuni guasti ad alta frequenza

Introduzione

L’uso di gruppi elettrogeni diesel abbinati a sistemi UPS per l’alimentazione di riserva rappresenta una soluzione energetica consolidata per i data center. Tuttavia, le caratteristiche di carico non allineate tra i due dispositivi possono facilmente causare diversi inconvenienti complessi sul campo. Nella maggior parte dei casi, né il gruppo elettrogeno né l’UPS sono difettosi; il problema risiede in questioni di compatibilità. Questo articolo elenca i sintomi di guasto più frequenti riscontrati sul campo e fornisce semplici indicazioni per la risoluzione.

Guasto 1: Fluttuazione della tensione, sovratensione e bruciatura dell’AVR quando il gruppo elettrogeno alimenta l’UPS

Sintomi : Quando il generatore è a vuoto o leggermente caricato con un UPS, la tensione di uscita oscilla verso l’alto e verso il basso, con letture instabili sul voltmetro. Nei casi più gravi, il regolatore automatico di tensione (AVR) si brucia direttamente. Causa : Un UPS leggermente caricato genera una potenza reattiva capacitiva in anticipo. Un AVR standard è progettato per carichi induttivi. Di fronte a una potenza reattiva capacitiva in anticipo, la regolazione dell’eccitazione perde il controllo. SOLUZIONI : Evitare di collegare l’UPS al generatore a vuoto; collegare prima carichi induttivi, come condizionatori d’aria; utilizzare un AVR dotato di capacità anti-carico capacitivo; aumentare la potenza del generatore a 1,5–2 volte quella del carico.

Guasto 2: L’UPS passa frequentemente alla modalità batteria mentre il generatore è in funzione

Sintomi : Il generatore diesel avvia e fornisce energia normalmente, ma l’UPS segnala ripetutamente un guasto dell’alimentazione in ingresso e passa continuamente alla modalità batteria, causando un forte scaricamento della batteria. Causa : L'UPS rileva una forma d'onda distorta o una leggera fluttuazione di frequenza dal generatore e giudica l'alimentazione in ingresso non conforme. L'interferenza armonica attiverà anch'essa la protezione. SOLUZIONI : Aumentare la potenza nominale del generatore; installare un reattore in ingresso; ispezionare la scheda del regolatore per stabilizzare la frequenza del generatore.

Guasto 3: Surriscaldamento del generatore senza allarme di sovraccarico

Sintomi : Il carico di potenza attiva effettivo è basso, ma la temperatura del generatore aumenta bruscamente e gli avvolgimenti si surriscaldano. Causa : Il raddrizzatore dell'UPS genera una corrente armonica massiccia. Le armoniche non producono potenza attiva, ma aumentano notevolmente le perdite di rame nello statore, causando un riscaldamento intenso del generatore. SOLUZIONI : Non selezionare il generatore esclusivamente in base alla potenza attiva; installare reattori o filtri; evitare che l'UPS funzioni a carico estremamente basso per lunghi periodi.

Guasto 4: Il generatore scatta immediatamente all'inserimento quando collegato all'UPS

Sintomi : Il generatore funziona normalmente in autonomia. Non appena viene chiuso l'interruttore di ingresso dell'UPS, l'unità scatta istantaneamente a causa della protezione da sovracorrente. Causa : Nel momento dell'accensione dell'UPS, il condensatore del filtro di ingresso genera una corrente di spunto elevatissima, causando un sovraccarico istantaneo. SOLUZIONI : Passare l'UPS in modalità by-pass o adottare un inserimento graduale dei carichi; evitare di accendere contemporaneamente più unità UPS; aumentare la potenza del gruppo elettrogeno.

Guasto 6: Oscillazione anomala dopo il ripristino e il passaggio alla rete elettrica

Sintomi : La tensione appare normale, ma la frequenza subisce continue deriva, attivando l'allarme di fuori limite della frequenza dell'UPS. Causa : La scheda regolatrice del motore diesel non riesce a rispondere con sufficiente rapidità ai repentini cambiamenti di carichi non lineari. Le fluttuazioni del carico dell'UPS provocano un ritardo nell'adeguamento della velocità del motore diesel. SOLUZIONI : Eseguire manutenzione sulla scheda regolatrice e sull'attuatore; evitare brusche variazioni improvvise di carico; impostare un inserimento graduale delle unità UPS.

Guasto 6: Oscillazione anomala dopo il ripristino e il passaggio alla rete elettrica

Sintomi : Dopo il ripristino dell'alimentazione di rete e il ritorno del sistema alla rete, si verifica una breve perturbazione della tensione e alcuni dispositivi si riavviano inaspettatamente. Causa : Una sequenza temporale impropria di commutazione dell'ATS causa un conflitto logico tra generatore, UPS e rete elettrica, generando una corrente circolante temporanea. SOLUZIONI : Regolare il ritardo di commutazione dell'ATS in modo da adeguarlo alla modalità operativa dell'UPS e prevenire la corrente circolante temporanea.

Riepilogo pratico

La maggior parte dei guasti del sistema generatore + UPS nei data center non è dovuta a danni hardware, bensì a problemi di compatibilità. Ricordare questi tre principi pratici:

• Non risparmiare sulla capacità. Si raccomanda che la capacità del generatore sia pari a 1,5–2 volte la capacità totale dell'UPS.
• Evitare il funzionamento prolungato dell'UPS con un tasso di carico inferiore al 40%.
• Sequenza di accensione: collegare innanzitutto i carichi induttivi al generatore, quindi attivare l'UPS. Non collegare mai l'UPS direttamente a un generatore a vuoto.

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Anne