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Calidad de la energía del centro de datos: Mitigación de armónicos Estudio de caso
Los centros de datos modernos dependen en gran medida de equipos electrónicos sensibles. Los servidores, las unidades de almacenamiento y los equipos de red utilizan fuentes de alimentación no lineales. Estos componentes generan una importante distorsión armónica en el sistema eléctrico. Los altos niveles de armónicos provocan sobrecalentamiento de los equipos y tiempos de inactividad inesperados.
Una importante instalación experimentó recientemente graves problemas de calidad de energía durante su operación. El equipo de ingeniería in situ informó que los bancos de condensadores fallaban con frecuencia. Observaron abombamientos físicos en los condensadores y contactores quemados. Estos síntomas indicaban alta resonancia armónica y distorsión excesiva de la tensión.
Las mediciones iniciales en el sitio revelaron niveles críticos de distorsión en el sistema. La distorsión armónica total de voltaje ($THD_u$) alcanzó el 5,9 %. Esto superó el límite del 5 % establecido por las normas nacionales para una operación segura. Una alta distorsión de voltaje puede causar errores de datos y fallos de hardware.
La distorsión armónica total de corriente ($THD_i$) se registró en 23,5 %. Los principales responsables fueron los de tercer y quinto orden. Armónicos. El tercer armónico es particularmente peligroso en muchos centros de datos. Se acumula en el conductor neutro y supone un riesgo de incendio.
| Parámetro | Valor de pre-mitigación | Límite estándar | Estado |
| Distorsión de voltaje ($THD_u$) | 5,9% | < 5,0% | Fallar |
| Distorsión de corriente ($THD_i$) | 23,5% | < 10,0% | Fallar |
| Armónicos primarios | 3º, 5º | N / A | Alto |
Para resolver estos problemas, la instalación instaló un gabinete de Filtro Activo de Potencia (APF) de 300 A. El APF funciona monitoreando la corriente de carga en tiempo real. Posteriormente, inyecta una corriente de compensación igual y opuesta. Este proceso cancela eficazmente los armónicos y limpia la red.
El APF de 300 A se integró en la sala de distribución principal. Este enfoque centralizado protege todos los racks de servidores y el hardware posteriores. El dispositivo cuenta con procesamiento digital de alta velocidad para una respuesta rápida. Puede gestionar cargas dinámicas comunes en entornos de computación en la nube.
Tras la puesta en marcha del APF, la calidad de la energía mejoró inmediatamente. La distorsión de tensión se redujo del 5,9 % a un 4,2 % estable. Esto permitió que el sistema volviera a cumplir con las normas nacionales. El entorno eléctrico se estabilizó para las cargas informáticas sensibles.
La distorsión de corriente experimentó la mejora más drástica en las instalaciones. La THD_i se desplomó del 23,5 % a tan solo el 2,0 % tras el tratamiento. La forma de onda de la corriente, previamente irregular, se convirtió en una onda sinusoidal limpia. Esta reducción disminuyó significativamente la tensión térmica en cables y transformadores.
| Parámetro | Valor posterior a la mitigación | Mejora % |
| Distorsión de voltaje (THD_u) | 4,2% | 28,8% |
| Distorsión de corriente (THD_i) | 2.0% | 91,5% |
| Factor de potencia (FP) | ~1.00 | Optimizado |
La instalación solucionó los problemas de fallas de hardware del cliente. Los bancos de condensadores ahora funcionan a temperaturas normales sin abultarse. Los costos de mantenimiento han disminuido, ya que los contactores ya no se queman. El centro de datos ahora goza de mayor confiabilidad y menor riesgo operativo.
Recomendamos filtros de potencia activos para todos los centros de datos de nivel III y IV. Los filtros pasivos suelen carecer de la velocidad necesaria para las cargas de los servidores modernos. Las unidades APF ofrecen la flexibilidad necesaria para gestionar órdenes armónicas específicas. Esto garantiza una red troncal de energía limpia para servicios digitales críticos.
Las auditorías periódicas de la calidad de la energía también son esenciales para el buen funcionamiento a largo plazo. Los perfiles de carga cambian a medida que se añaden más servidores a los racks. Monitorear los niveles de THD ayuda a prevenir futuros daños en los equipos. Un enfoque proactivo en la calidad de la energía garantiza un funcionamiento continuo de sus instalaciones.
compatible con la red ipv6
