ডেটা সেন্টারের পাওয়ার সিস্টেমে হারমোনিক বিকৃতি: কে-ফ্যাক্টর ট্রান্সফর্মারগুলি কেন গুরুত্বপূর্ণ

ডেটা সেন্টারের পাওয়ার সিস্টেমে হারমোনিক বিকৃতি: কে-ফ্যাক্টর ট্রান্সফর্মারগুলি কেন গুরুত্বপূর্ণ

গত বছর উত্তর ভার্জিনিয়ায় অবস্থিত একটি ডেটা সেন্টার GPU সার্ভারের একটি র‍্যাক সারি যোগ করেছিল, এবং ইলেকট্রিক্যাল ডিজাইনারের প্রথম চিন্তা ছিল ক্ষমতা নয়— হারমোনিকস ছিল। অ-রৈখিক লোড এখন সাধারণ IT লোড প্রোফাইলের প্রধান অংশ হয়ে উঠেছে, এবং একটি k-ফ্যাক্টর ট্রান্সফরমার হলো সেই কারণ যা র‍্যাকগুলি পূর্ণ লোডে পৌঁছানোর আগেই বিতরণ সিস্টেমকে উত্তপ্ত হতে বাধা দেয়। এই পছন্দের পেছনের প্রকৌশলী ব্যাখ্যা এখানে দেওয়া হলো।

ডেটা সেন্টারে হারমোনিকস কোথা থেকে আসে

প্রতিটি সুইচ-মোড পাওয়ার সাপ্লাই, ইউপিএস ইনপুট, ভিএফডি এবং জিপিইউ সার্ভার একটি মসৃণ সাইন তরঙ্গের পরিবর্তে ছোট ছোট পালসে বিদ্যুৎ টানে। এই পালসগুলি মৌলিক ফ্রিক uency এবং তার পূর্ণসংখ্যা গুণিতক—যেমন ৩য়, ৫ম, ৭ম এবং উচ্চতর হারমোনিক্স—দ্বারা গঠিত। হারমোনিক সামগ্রী যত বেশি হয়, বিদ্যুৎ তরঙ্গরূপ তত বেশি বিকৃত হয়, এবং এই বিকৃতিকে মোট হারমোনিক বিকৃতি (টিএইচডি) হিসাবে পরিমাপ করা হয়।

ট্রিপলেন হারমোনিক্স—যেমন ৩য়, ৯ম, ১৫তম—হলো ডেটা সেন্টারের বিশেষ সমস্যা। একটি ওয়াই-সংযুক্ত সিস্টেমে এগুলো নিউট্রালে বাতিল হয় না; বরং যোগ হয়। ২০৮Y/১২০ভি প্যানেলে ভারী লোড থাকলে প্রায়শই দেখা যায় যে নিউট্রাল কারেন্ট ফেজ কারেন্টের চেয়ে বেশি—এটিই সেই অবস্থা যা স্ট্যান্ডার্ড ট্রান্সফরমার এবং নিউট্রাল বাসবারগুলিকে অতিরিক্ত উত্তপ্ত করে। গ্রহণযোগ্য সীমার জন্য ডিজাইন রেফারেন্স হলো IEEE 519 , যা সাধারণ সংযোগ বিন্দুতে টিএইচডি লক্ষ্যমাত্রা নির্ধারণ করে।

হারমোনিক লোডের অধীনে স্ট্যান্ডার্ড ট্রান্সফরমারগুলি কেন অতিরিক্ত উত্তপ্ত হয়

হারমোনিকস ট্রান্সফরমারগুলিকে দুটি উপায়ে ক্ষতিগ্রস্ত করে। প্রথমত, উইন্ডিং এবং গঠনমূলক অংশগুলিতে এডি-কারেন্ট ক্ষতি প্রায় ফ্রিক uয়েন্সির বর্গের সমানুপাতিকভাবে বৃদ্ধি পায় — ৩০০ হার্টজে পঞ্চম হারমোনিক ৬০ হার্টজে একই কারেন্টের তুলনায় প্রায় ২৫ গুণ বেশি এডি-কারেন্ট ক্ষতি সৃষ্টি করে। দ্বিতীয়ত, হারমোনিক কারেন্টগুলি কোর এবং ট্যাঙ্কে অতিরিক্ত তাপ উৎপন্ন করে। মোট প্রভাব: একটি স্ট্যান্ডার্ড ট্রান্সফরমার ১০০% নেমপ্লেট লোডে চালানো হলেও এটি কোনো সুরক্ষা ডিভাইস ট্রিপ না করেই তার নিরাপদ তাপীয় সীমার বাইরে কাজ করছে।

এখানেই কে-ফ্যাক্টরের ভূমিকা আসে। কে হলো একটি রেটিং যা বর্ণনা করে যে কোনো ট্রান্সফরমার তার তাপোত্থান সীমার মধ্যে থাকার জন্য কতটুকু হারমোনিক কারেন্ট সহ্য করতে পারে। কে-১ মানে শুধুমাত্র সাইন-ওয়েভ লোড; ডেটা সেন্টার এবং শিল্প ড্রাইভগুলির জন্য সাধারণত কে-১৩ এবং কে-২০ ব্যবহার করা হয়। এই রেটিংগুলির পিছনে থাকা ডিরেটিং পদ্ধতি ANSI C57.110-এ সংজ্ঞায়িত করা হয়েছে, যা ডিজাইনারকে সঠিকভাবে বলে দেয় যে কোনো নির্দিষ্ট ডিজাইন কোনো নির্দিষ্ট হারমোনিক স্পেকট্রামে কতটুকু লোড বহন করতে পারবে।

এখানে সবচেয়ে বেশি ক্রেতা যে অংশটি মিস করেন: কে-রেটেড নির্মাণ শুধুমাত্র ঘন তার নয়। এটি অর্থ দেয় উইন্ডিংগুলিতে কম প্রবাহিত বর্তমান ক্ষয়, একটি বড় বা বিশেষ নিউট্রাল উইন্ডিং এবং প্রায়শই কম ডিজাইন তাপমাত্রা বৃদ্ধি—সাধারণত ১৫০°সে বৃদ্ধি শ্রেণি বা তার চেয়ে ভালো—যাতে লোড খারাপ হলেও ইউনিটটি ঠান্ডা থাকে।

কে-ফ্যাক্টর বনাম ডেল্টা-ওয়াই: হারমোনিকস পরিচালনা করার দুটি উপায়

ফ্যাক্টর	K-রেটেড ট্রান্সফরমার	ডেল্টা-ওয়াই সংযোগ
ট্রিপলেন (৩য়/৯ম) হারমোনিকস	হারমোনিকস বহন করার জন্য রেটেড	প্রাইমারি পাশ থেকে অবরুদ্ধ
নিউট্রাল কন্ডাক্টর	হারমোনিক কারেন্টের জন্য আকার নির্ধারিত	মানক আকার
খরচ বাড়ন্ত	মাঝারি (৫–১৫%)	ছোট
সেরা ম্যাচ	আইটি, ইউপিএস, ভিএফডি লোড	মিশ্র লোড, ফিডার বিচ্ছিন্নতা
UL লিস্টিং	UL 1561 সহ K রেটিং	UL 1561 মানক ডিজাইন

দুটি পদ্ধতি ভিন্ন সমস্যার সমাধান করে। ডেল্টা-ওয়াই ট্রান্সফরমার ট্রিপলেন হারমোনিকসগুলিকে উচ্চতর স্তরের উৎসে ফিরে যাওয়া থেকে রোধ করে; একটি K-রেটেড ইউনিট লোডে ইতিমধ্যে বিদ্যমান হারমোনিকস সহ্য করতে পারে। গুরুতর ডেটা সেন্টার নির্মাণের ক্ষেত্রে, ডিজাইনাররা প্রায়শই উভয় পদ্ধতি ব্যবহার করেন — সার্ভিস এন্ট্রান্সে ডেল্টা-ওয়াই এবং র‍্যাক সারিতে K-রেটেড ইউনিট। কোনোটিই অপরটির প্রতিস্থাপন নয়।

আপনার পরবর্তী নির্মাণের জন্য K-রেটেড ট্রান্সফরমার কীভাবে নির্দিষ্ট করবেন

প্রথমে লোড থেকে K স্তরের আনুমানিক মান নির্ধারণ করুন, বিপরীত পদ্ধতিতে নয়। সাধারণ অফিস ও মিশ্র বাণিজ্যিক লোডের জন্য K-4; ডেটা সেন্টার, চিকিৎসা চিত্রায়ন ও ভারী UPS সমৃদ্ধ লোডের জন্য K-13; VFD-প্রধান শিল্প কারখানা বা উচ্চ-ঘনত্বের GPU সারির জন্য K-20 প্রয়োজন হতে পারে। যদি লোড প্রোফাইল অজানা হয়, তবে চূড়ান্ত সিদ্ধান্ত নেওয়ার আগে তুলনামূলক বিদ্যমান সুবিধার বর্তমান স্পেকট্রাম পরিমাপ করুন।

তারপর kVA এর সাথে মাথার উপরের স্থান (হেডরুম) মিলিয়ে নিন। K-13 রেটেড ডেটা সেন্টারের জন্য শুষ্ক-প্রকারের ট্রান্সফরমার দায়িত্ব সাধারণত লোডের হারমোনিক উপাদানের জন্য তাপীয় মার্জিন রাখার জন্য নেমপ্লেটের ৮০–৮৫% এ নির্দিষ্ট করা হয়। নিশ্চিত করুন যে, UL তালিকাভুক্ত ট্রান্সফরমার সরবরাহকারী উল ১৫৬১ এর অধীনে কে-রেটিং ডকুমেন্ট করতে পারে এবং সেই নির্দিষ্ট ডিজাইনের জন্য পরীক্ষা প্রতিবেদন আপনাকে দেখাতে পারে — ডেটাশিটে উল্লেখিত কে-রেটিং পরীক্ষা ঘরে প্রমাণিত কে-রেটিং-এর সমতুল্য নয়।

কে-রেটেড ইউনিট শিপ করার আগে আমরা যা পরীক্ষা করি

আমাদের কারখানায়, একটি কে-রেটেড ইউনিট স্ট্যান্ডার্ড বিল্ডের মতোই একই ক্রমে পরীক্ষা করা হয় — টার্নস রেশিও, নো-লোড এবং লোড লস, ডাই-ইলেকট্রিক — এবং হারমোনিকসের জন্য দুটি বিশেষ পরীক্ষা যোগ করা হয়। তাপমাত্রা বৃদ্ধির পরীক্ষা কে-রেটেড কারেন্ট প্রোফাইলে চালানো হয়, এবং নিউট্রাল ওয়াইন্ডিং নেমপ্লেট অনুযায়ী নয়, বরং এর নির্ধারিত হারমোনিক কারেন্টে যাচাই করা হয়। পরিমাপকৃত সংখ্যাগুলি ইউনিটের সাথে যে পরীক্ষা প্রতিবেদন পাঠানো হয় তাতে অন্তর্ভুক্ত করা হয়।

একটি উদাহরণ আমাদের মনে থেকে যায়: একটি দক্ষিণ-পূর্ব এশীয় কোলোকেশন অপারেটর ২.৪ মেগাওয়াট বিল্ডের জন্য কে-১৩ ইউনিট নির্দিষ্ট করেছিলেন। আমরা ১১২.৫ কেভিএ ইউনিট সরবরাহ করেছিলাম, যার নিউট্রাল টার্মিনালগুলি অতিরিক্ত বড় ছিল, হারমোনিক প্রোফাইল তাপমাত্রা বৃদ্ধি পরীক্ষা চালানো হয়েছিল, এবং কমিশনিং ইঞ্জিনিয়ার কয়েলের তাপমাত্রা প্রতিবেদনের সঙ্গে কয়েক ডিগ্রির মধ্যে মিল পেয়েছিলেন। এটাই হওয়া উচিত একটি k-ফ্যাক্টর ট্রান্সফরমার ক্রয়ের অনুভূতি — লোড-আপের সময় কোনো অপ্রত্যাশিত ঘটনা হবে না।

ডেটা সেন্টার বা উচ্চ-ঘনত্বের আইটি বিল্ড পরিকল্পনা করছেন? আমাদের কাছে আপনার লোড প্রোফাইল এবং হারমোনিক অনুমান পাঠান, আমরা কে-লেভেল নিশ্চিত করব, কেভিএ সাইজ করব এবং ইউএল-তালিকাভুক্ত প্রযুক্তিগত উদ্ধৃতি ফেরত দেব। বিনামূল্যে প্রযুক্তিগত উদ্ধৃতি পান আমাদের যোগাযোগ পৃষ্ঠা থেকে।