Khi lựa chọn nguồn điện dự phòng cho trung tâm dữ liệu (Data Center), phần lớn sai sót trong quá trình mua sắm đều bắt nguồn từ việc không phân biệt được kW và kVA. Chọn sai công suất có thể khiến máy phát không đủ khả năng mang tải, thường xuyên bị nhảy bảo vệ (trip), đe dọa đến sự vận hành ổn định của hệ thống máy chủ. Vì vậy, hiểu rõ sự khác biệt giữa hai đại lượng này và quy tắc quy đổi tiêu chuẩn là nền tảng của thiết kế hệ thống phân phối điện trong phòng máy.
kW là công suất tác dụng (Active Power), thể hiện lượng điện năng thực tế mà các thiết bị CNTT như máy chủ, UPS, điều hòa chính xác… tiêu thụ để thực hiện công việc. Khi chủ đầu tư thống kê tổng phụ tải điện của trung tâm dữ liệu, giá trị được đưa ra thường là kW.
Trong khi đó, kVA là công suất biểu kiến (Apparent Power), cũng là công suất định mức được ghi trên nhãn của máy phát điện diesel. Đại lượng này biểu thị khả năng chịu dòng điện tối đa của cuộn dây máy phát.
Hai đại lượng này liên hệ với nhau thông qua hệ số công suất (Power Factor – PF). Theo tiêu chuẩn của ngành, máy phát điện diesel sử dụng PF = 0,8 làm hệ số quy đổi cố định.
Công thức quy đổi cơ bản:
- kW = kVA × 0,8
- kVA = Tổng phụ tải (kW) ÷ 0,8
Ví dụ:
Nếu tổng phụ tải của trung tâm dữ liệu khi vận hành đầy tải là 1.600 kW:
1.600 ÷ 0,8 = 2.000 kVA
Như vậy, tổng công suất định mức của máy phát điện cần lựa chọn tối thiểu là 2.000 kVA.
Tuy nhiên, đối với trung tâm dữ liệu, cần dự phòng thêm 20% công suất để đáp ứng các tình huống như dòng khởi động tức thời của thiết bị, tổn hao do sóng hài và nhu cầu mở rộng hệ thống trong tương lai.
Công thức lựa chọn đầy đủ:
Tổng công suất máy phát yêu cầu (kVA) = (Tổng phụ tải kW × 1,2) ÷ 0,8
Tiếp tục với ví dụ trên:
(1.600 × 1,2) ÷ 0,8 = 2.400 kVA
Do đó, tổng công suất máy phát được mua không được thấp hơn 2.400 kVA.
Ngoài việc tính toán công suất, cần phân biệt đúng loại công suất định mức của máy phát:
- Trung tâm dữ liệu cấp A (Tier A) chỉ được sử dụng máy phát có công suất COP (Continuous Operating Power), có khả năng vận hành liên tục 24 giờ ở tải định mức.
- Không được sử dụng máy phát có công suất ESP (Emergency Standby Power) làm nguồn vận hành cho trung tâm dữ liệu.
Bên cạnh đó, các trung tâm dữ liệu thường áp dụng kiến trúc dự phòng N+1 hoặc 2N. Vì vậy, công suất của từng máy phát và số lượng máy chạy song song cần được phân bổ hợp lý dựa trên tổng công suất kVA đã tính toán, nhằm tránh tình trạng quá tải từng máy hoặc thiếu mức dự phòng cần thiết.
Chỉ khi hiểu đúng mối quan hệ giữa kW và kVA, đồng thời áp dụng đầy đủ công thức tính toán công suất, mới có thể đảm bảo máy phát điện duy trì ổn định toàn bộ phụ tải quan trọng của trung tâm dữ liệu trong trường hợp mất điện.
