Ingeniare: Revista Chilena de Ingeniería (Apr 2013)
Análisis de la calidad de la energía en un centro de cómputos Analysis of power quality on data center
Abstract
Este trabajo analiza el impacto que provoca, sobre los índices de calidad de la energía eléctrica, un número importante de cargas no lineales pertenecientes a un centro de cómputos y conectadas a una red trifásica. Se presenta una metodología computacional simple que puede ser utilizada para analizar los efectos provocados por cargas con índices importantes de distorsión. Distintos modelos de computadoras personales (PCs), monitores e impresoras fueron ensayados en laboratorio a los efectos de registrar las señales de corriente y sus principales parámetros eléctricos. Con estos resultados y con la asistencia del programa ATP (Alternative Transient Program) se simularon modelos equivalentes de los equipos para evaluar los diferentes fenómenos que provocan los componentes armónicos de corriente. Los efectos de atenuación y diversidad son analizados considerando distintos escenarios: modelos de PCs idénticas pero en distintos regímenes de funcionamiento, PCs combinadas con monitores e impresoras. Se demuestra en las simulaciones que una importante mitigación natural de armónicos se produce debido a las variaciones en los índices de distorsión armónica de corrientes de los aparatos estudiados y a la propia impedancia de la línea de alimentación. Se han registrado en determinadas combinaciones de equipos reducciones del THD I del 14% y de un 40% en función de la relación reactancia inductiva-resistencia de la línea de alimentación. Los resultados simulados fueron contrastados con mediciones en el centro de cómputos de una empresa de servicios públicos, con 120 PCs distribuidas en una red trifásica. El seguimiento se realizó con un analizador de redes a lo largo de una semana, registrando corrientes de líneas, índices de distorsión de corrientes y tensiones con sus correspondientes componentes armónicos.This paper analyzes the impact it causes on the rates of electric power quality, a significant number of nonlinear loads belonging to a computer center and connected to a three-phase. A simple computational method is presented that can be used to analyze the effects caused by loads with a high level of distortion. Different models of personal computers (PCs), monitors and printers were tested in laboratory for the purpose of recording the current signals and the main electrical parameters. With these results and ATP (Alternative Transient Program) program assistance equivalent models of equipment were simulated to evaluate the different phenomena that cause the current harmonic components. The effects of attenuation and diversity are analyzed considering different scenarios: models of PCs identical but on different operating systems, PCs, monitors and printers combined. Simulations showed that a major natural harmonic mitigation occurs due to changes in rates of current harmonic distortion of the devices studied, and the impedance of the power line. For any combination of equipment there is a reduction THD I14% and 40% depending on the inductive reactance-resistance ratio of the power line. The simulated results were compared with measurements in the data center of a utility company with 120 PCs distributed in a three-phase network. The monitoring was performed using a network analyzer over a week, recording line currents, rates of current and voltage distortion with their harmonic components.
