データセンターは、最初の実際の停電を待って発電機が機能するかどうかを確かめるわけにはいきません。引き渡し前、そしてその後も定期的に、すべての発電機セットとそれを取り巻く電源システムを負荷のもとで実証する必要があります。IT負荷がまだ設置されていない場合や、IT負荷をリスクにさらせない場合、その負荷はロードバンクによって与えられます。
なぜ負荷をかけて試験するのか
無負荷で始動・運転する発電機は、ほとんど何も証明しません。負荷がかかると、エンジンは運転温度に達し、冷却システムは全熱量を放熱し、排気システムには全流量と背圧がかかり、オルタネーターと電圧調整器は実際の電流に応答します。多くの問題はこうした条件下でしか現れません。容量不足のラジエーター、熱風が再循環する換気経路、排気系の閉塞、負荷投入後にハンチングするガバナーなどです。
非常に低い負荷での運転を繰り返すことは、ディーゼルエンジンにとって有害でもあります。未燃焼燃料やカーボンの堆積物が排気系に蓄積し（ウェットスタッキングと呼ばれることが多い現象）、相応の負荷での定期的な運転がエンジンを健全に保つのに役立ちます。
コミッショニングの段階
データセンターのコミッショニングは通常、個々の機器の工場試験から始まり、現地での据付確認と機能試験を経て、施設全体を実際の事象発生時と同じように運転する統合システム試験へと進みます。ロードバンクはそのすべての段階を支えます。各発電機セットの定格負荷での実証、負荷投入ステップと過渡応答の試験、並列運転と発電機セット間の負荷分担の検証、そして商用電源の停電を模擬する間のIT負荷のシミュレーションです。
抵抗負荷型およびリアクトル負荷型ロードバンク
抵抗負荷型のロードバンクは、力率1で電力を熱に変換するもので、エンジン出力と冷却性能を実証するための最も一般的なツールです。しかし実際の施設負荷は無効電力も消費するため、発電機が実際に受ける力率でオルタネーターと電圧調整を試験するには、抵抗・リアクトル複合型のロードバンクが使用されます。ロードバンクの定格、電圧、制御ステップは、試験対象の発電機セットと試験プログラムに合わせて選定されます。
ロードバンク試験で検証される項目
- 発電機セットがサイト条件で定格出力を発揮すること。
- 負荷投入ステップの後、電圧と周波数が規定の範囲内に回復すること。
- エンジン、オルタネーター、ラジエーターの温度が制限値内で安定すること。
- 全熱負荷のもとで、換気経路と排気経路が設計どおりに機能すること。
- 並列運転される発電機セットが正しく負荷を分担すること。
- 保護機能、警報、切替シーケンスが意図どおりに動作すること。
常設か、仮設か
ロードバンクは、コミッショニングや定期試験のたびに現地へ持ち込むことも、たとえば発電機コンテナや開閉装置構成の一部として常設し、仮設機器を接続することなくスケジュールに従って発電機セットを負荷運転できるようにすることも可能です。どちらが適切かは、発電機セットの台数、試験頻度、利用可能なスペースによって決まります。
まとめ
ロードバンク試験は、データセンターが設計を実証された能力へと変える手段です。引き渡し前からライフサイクル全体を通じて、すべての発電機セットを現実的な負荷のもとで試験することが、必要なときに非常用電源が確実に機能すると知るための最も確実な方法です。AXON Technicは、発電機の試験とコミッショニング向けに、抵抗負荷型および抵抗・リアクトル複合型のダミーロードバンクを供給しています。プロジェクトについては、当社チームにお問い合わせください。
