如何构建数据中心电能质量监测网络？

劣质电能的危害性有哪些？

从技术上看，影响数据中心电能质量的因素主要有以下三方面：

自然现象，包括：雷击线路等；

数据中心的电力设备及装置的正常使用和自动保护，包括：电容器正常投运，系统接线等；

数据中心用电设备的非线性负荷和冲击性负荷的大量使用，包括：变频、整流设备等。

在确定需要监测的电能质量指标前，应仔细分析一些由电能质量问题所引起的现象。

一般劣质电能质量的危害性有以下一些表现：

a电压偏差超标会使用电设备的损耗增加、寿命缩短、工作不正常，会破坏系统同步运行的稳定性、电压的稳定性以及数据中心的经济运行。

b电压的波动和闪变主要由波动性负荷引起，其超标会危害与其连接在配电系统上的其他设备，如使照明灯闪烁、电机转速不均匀和服务器、存储设备工作不正常等。

c谐波由谐波源注入系统，会损坏系统设备，威胁系统的安全运行，增加系统的功率损耗，增大测量仪表的误差，干扰通讯等。

d三相不平衡会使发电机工作不正常，增加变压器的附加损耗造成其局部过热，继电保护及自动装置误动，变流器产生非特征谐波，增加中性线电流产生电噪声干扰，增加输电线损耗，干扰通讯等。

e电力系统稳定运行时，全系统有相同的频率。在允许的频率偏差范围内，主要是引起设备的效率问题；当偏差超过范围，则会危及设备的安全，严重时甚至造成系统瓦解崩溃。

f暂时过电压和瞬态过电压，以及电压跌落和短时供电中断的问题，一般由系统或数据中心内部的电气短路故障引起，会直接影响甚至中断数据中心正常的用电，造成服务器的宕机并引发严重的经济损失。

如何构建数据中心电能质量检测网络

由于劣质电能质量会给数据中心带来很大的危害，我们必须对其有一个正确的认识，通过对上述几个电能质量指标的实时监测，从而来了解它、掌握它、治理它。综合IEC和国标关于电能质量方面的内容，结合实际情况，确定具体要监测的重点。一般而言电压、频率合格率向来比较被电力系统重视，基本上符合国家标准，所以义哥认为数据中心的电能质量主要研究的是电压骤降（voltagedip）、瞬态过电压（transientover-voltage）、谐波畸变（harmonic distortion）和闪变（flicker）四种现象。其中前两种属于短期暂态现象，后二种属于持久性事件。

测量点的选择

测量点的正确选择与否，直接关系到其测量准确度问题。还有一些测量点由于变电所二次回路没有中性点引入，实际测量的谐波电压为线电压，所以不能有效的反映电压谐波畸变率。当然在实际测量中往往会碰到很多问题，系统往往并不是处于理想的测量环境，如系统运行方式、二次测量回路、互感器的频率响应、接地电阻的大小等等。这就需要结合实际情况来分析，为进一步的治理工作提供正确的依据。

监测仪器的选型

随着数字信号处理（DSP）技术和网络技术的不断发展，在线监测技术的不断提高，国内相关厂商正在积极研制开发在线监测装置，目前技术和产品比较成熟的电能质量专业监测仪表有PMAC8660、PMAC780等。根据主要研究方向，来确定监测仪器所要达到的测量指标和性能指标。一般而言，为了获得有关电能质量的信息，往往需要对三相电压、三相电流、中线电流和中线对地电压等信号进行同时采样、计算及存储；由于扰动电能质量的频率范围十分广泛，而由雷电冲击引起的脉冲暂态的频率高达数MHz，因此这些数据必须以足够高的采样速率进行测量并存储；某些监测仪器安装现场条件易受干扰，所以装置必须有较高的共模抑制比。过电压和电压跌落为突发性的小概率事件，要求监测仪能长时间可靠纪录。

一般我们选择安装在数据中心的10kV母线的监测仪器，除了必须满足电能质量国家标准中关于测量仪器的要求和规定外，还应能有效监测电能质量国家标准的所有指标（电网频率、电压偏差、三相不平衡度、谐波、电压波动和闪变），以及具备暂时过电压、瞬态过电压（已报批电能质量国标）、电压和短时供电中断（正在立项中）的测量功能，其它指标最好能和国际标准接轨,可以选择PMAC8660高端电能质量监测仪。而安装在数据中心低压配电网的监测仪器，则可以根据具体情况适当减少对其考核的电能质量指标数量，可以选择功能较简单的电能质量,如PMAC780。

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