Análisis de la calidad de la energía en un centro de cómputos

Analysis of power quality on data center

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 THDI 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.

INTRODUCCIÓN

El uso cada vez más frecuente de cargas no lineales, tanto residenciales como industriales, ha provocado en los últimos años especial atención entre los investigadores de la ingeniería eléctrica a la problemática de la calidad de la energía y específicamente a la distorsión de la onda de tensión en los sistemas de distribución.

Muchas de estas cargas utilizan fuentes convertidoras, que en esencia consisten en diodos rectificadores de onda completa, que alimentan un capacitor en paralelo con el receptor. La continua carga y descarga del capacitor causa distorsiones en la forma de onda de la corriente provocando la aparición de crestas pronunciadas.