I data center operano 24 ore su 24, 7 giorni su 7, rendendo essenziale un'infrastruttura elettrica affidabile. Dalle strutture hyperscale e dai campus di colocation ai data center edge più piccoli, ogni sito richiede un sistema di distribuzione dell'energia stabile, in grado di supportare carichi elevati, ridondanza, espansioni future e apparecchiature IT sensibili.
Un trasformatore per data center è una componente fondamentale di questa infrastruttura. Riduce la tensione in ingresso, proveniente dalla rete elettrica o dalla media tensione, al livello richiesto dalla struttura, contribuendo al contempo a garantire una distribuzione di energia sicura e affidabile.
Per molti progetti di data center nordamericani, i trasformatori a montaggio su basamento rappresentano una soluzione pratica perché combinano elevata capacità, installazione all'esterno, costruzione sicura e configurazione flessibile.
Che cos'è un trasformatore per data center?
Un trasformatore per data center è un trasformatore di potenza progettato o configurato per soddisfare i requisiti elettrici delle strutture dei data center.
A differenza di molti edifici commerciali convenzionali, i data center presentano in genere un'elevata densità di potenza e operano ininterrottamente. La scelta del trasformatore deve quindi tenere conto non solo della capacità nominale, ma anche della crescita del carico, della ridondanza, del raffreddamento, dell'efficienza, dei requisiti di tensione, dell'impedenza, della protezione, del monitoraggio e dell'integrazione con il sistema di distribuzione elettrica complessivo.
A seconda del progetto, i trasformatori possono servire gli allacciamenti alla rete elettrica, le sottostazioni, le singole sale dati, i blocchi di alimentazione modulari, le infrastrutture di raffreddamento o altri carichi critici.
Perché i trasformatori a montaggio su basamento vengono utilizzati nei data center?
I trasformatori a montaggio su basamento sono particolarmente adatti ai campus di data center, dove è necessario distribuire in sicurezza l'energia a media tensione a diversi edifici o zone elettriche.
Poiché il trasformatore e i relativi componenti ad alta e bassa tensione sono alloggiati in un contenitore esterno sicuro, le soluzioni con montaggio a basamento possono ridurre la necessità di uno spazio interno dedicato per il trasformatore.
Nei campus di grandi dimensioni, è possibile installare più trasformatori a basamento come parte di un'architettura di alimentazione modulare. Ciò semplifica l'espansione della capacità elettrica man mano che vengono messe in funzione ulteriori sale dati o carichi IT.
Requisiti chiave per i trasformatori per data center
1. Funzionamento continuo e affidabile
Si prevede che l'infrastruttura dei data center funzioni 24 ore su 24, 7 giorni su 7. L'affidabilità dei trasformatori è pertanto un fattore di primaria importanza.
Il trasformatore deve essere progettato tenendo conto dell'ambiente operativo effettivo, del profilo di carico previsto, della temperatura ambiente, della configurazione del sistema elettrico e della strategia di ridondanza.
Sistemi di protezione affidabili, involucri resistenti, sistemi di isolamento adeguati e test approfonditi in fabbrica possono contribuire all'affidabilità operativa a lungo termine.
2. Capacità di variare i carichi
Il consumo energetico dei data center raramente rimane statico. Nuovi server, cluster di calcolo per l'intelligenza artificiale, apparecchiature di raffreddamento e la futura espansione delle sale dati possono modificare significativamente la domanda di energia della struttura.
La capacità del trasformatore deve pertanto essere selezionata tenendo conto sia dei carichi attuali che di quelli previsti per il futuro.
Le soluzioni personalizzate possono offrire diverse potenze nominali in kVA/MVA, combinazioni di tensione, livelli di impedenza, configurazioni di raffreddamento e altri parametri elettrici per adattarsi al meglio all'architettura di alimentazione del progetto.
3. Raffreddamento flessibile
La capacità di raffreddamento può essere particolarmente importante per i trasformatori utilizzati in applicazioni ad alto carico nei data center.
Il sistema di raffreddamento duale ONAN/ONAF offre maggiore flessibilità. In condizioni normali, il trasformatore può funzionare con raffreddamento ad olio, aria e fluido termovettore. In caso di aumento del carico o della temperatura, è possibile attivare le ventole di raffreddamento ad aria forzata per migliorare la dissipazione del calore e supportare la capacità di raffreddamento prevista per il trasformatore.
Il monitoraggio remoto della temperatura e il controllo delle ventole possono ulteriormente aiutare gli operatori a monitorare le condizioni dei trasformatori e a gestire i sistemi di raffreddamento.
4. Configurazione di alimentazione ad anello
I trasformatori a montaggio su basamento con alimentazione ad anello possono offrire maggiore flessibilità nelle reti di distribuzione di media tensione.
Per un campus di data center con più trasformatori e blocchi di alimentazione, una configurazione di alimentazione ad anello opportunamente progettata può supportare una distribuzione sezionale e contribuire a semplificare la configurazione del sistema. La topologia finale deve essere sempre coordinata con la filosofia di ridondanza e lo schema di protezione della struttura.
5. Monitoraggio e controllo
I moderni operatori di data center necessitano sempre più di visibilità sulle infrastrutture elettriche critiche.
A seconda della progettazione del trasformatore, le opzioni di monitoraggio possono includere l'indicazione della temperatura dell'avvolgimento o del liquido, il monitoraggio della pressione, l'indicazione del livello del liquido, i contatti di allarme, i controlli delle ventole e le interfacce di monitoraggio remoto.
Queste funzionalità possono aiutare i team addetti alla manutenzione a identificare tempestivamente le anomalie e a integrare le informazioni sui trasformatori in sistemi di monitoraggio elettrico o degli edifici più ampi.
Opzioni di fluidi FR3 estere per data center
Per progetti con requisiti specifici in materia di sicurezza antincendio, ambiente o caratteristiche del sito, il fluido FR3 a base di estere naturale può essere considerato un'alternativa all'olio minerale convenzionale.
I fluidi a base di esteri naturali vengono comunemente scelti per il loro elevato punto di infiammabilità e le caratteristiche ambientali. Tuttavia, il fluido isolante appropriato deve essere determinato in base all'ambiente di installazione, alla progettazione del trasformatore, alle normative applicabili, ai requisiti di sicurezza antincendio e alle specifiche del progetto.
I produttori dovrebbero essere in grado di fornire, a seconda delle necessità, sia configurazioni convenzionali a base di olio minerale che a base di fluidi esterei.
Specifiche personalizzate per trasformatori per data center
I progetti per data center raramente seguono un'unica specifica standard per i trasformatori. La personalizzazione può quindi essere importante, soprattutto per i grandi campus e i progetti EPC (Engineering, Procurement and Construction).
Le opzioni di personalizzazione tipiche possono includere:
- Tensione primaria e secondaria
- Capacità del trasformatore
- Materiale di avvolgimento
- Impedenza
- Raffreddamento ONAN o ONAN/ONAF
- Configurazione di alimentazione ad anello o radiale
- Olio minerale o fluido estere FR3
- Monitoraggio della temperatura
- Controllo della ventola
- Gruppi di protezione
- Indicatori e accessori
- Configurazione dell'involucro
- Disposizione dei terminali dei cavi
Questi parametri devono essere definiti in base allo schema unifilare del progetto, ai calcoli di carico, ai requisiti delle utenze, alle norme applicabili e alle specifiche EPC.
Requisiti IEEE e UL
Per i progetti di data center nordamericani, la conformità e la documentazione dei trasformatori sono aspetti importanti da considerare durante la fase di qualificazione dei fornitori.
A seconda del tipo di trasformatore e dei requisiti del progetto, durante la fase di progettazione è necessario esaminare gli standard IEEE applicabili, i requisiti UL, le specifiche delle aziende di servizi pubblici e i codici elettrici locali .
Gli acquirenti dovrebbero inoltre richiedere la documentazione tecnica pertinente e i rapporti di collaudo di fabbrica. La documentazione tipica di un progetto può includere disegni, informazioni di targa, schede tecniche, rapporti di collaudo di routine, informazioni sugli accessori e altri documenti richiesti dall'appaltatore EPC o dal committente del progetto.
Come scegliere un trasformatore per un data center
La scelta di un trasformatore dovrebbe partire dalla progettazione elettrica vera e propria, piuttosto che limitarsi a selezionare un valore nominale in kVA.
Le informazioni importanti da fornire al produttore del trasformatore includono la capacità richiesta, la tensione primaria e secondaria, la frequenza, le fasi, l'impedenza, il profilo di carico, i requisiti di raffreddamento, l'ambiente di installazione, la preferenza per il fluido isolante, la configurazione di alimentazione, i requisiti di monitoraggio e le norme applicabili.
Per i progetti con espansione pianificata, gli acquirenti dovrebbero discutere anche i requisiti di capacità futuri fin dalle prime fasi del processo di progettazione.
Applicazioni di trasformazione per data center
È possibile progettare trasformatori personalizzati per montaggio su basamento adatti a una varietà di ambienti di data center, tra cui data center hyperscale, strutture di colocation, data center aziendali, strutture per l'intelligenza artificiale e il calcolo ad alte prestazioni, campus di infrastrutture cloud e data center edge.
La progettazione appropriata del trasformatore dipende dalle dimensioni dell'impianto, dalla topologia elettrica, dai requisiti di ridondanza, dalle condizioni del sito e dalle previste espansioni future.
Soluzioni personalizzate di trasformatori a montaggio su basamento per data center.
Per gli sviluppatori di data center, gli appaltatori EPC, gli ingegneri elettrici e gli integratori di apparecchiature, l'approvvigionamento di trasformatori implica molto più del semplice acquisto di apparecchiature elettriche standard. Il trasformatore deve integrarsi nell'architettura di alimentazione complessiva dell'impianto, soddisfacendo al contempo i requisiti tecnici, di sicurezza, di documentazione e di consegna.
QXG TECHNOLOGY offre soluzioni personalizzabili di trasformatori per montaggio a basamento per applicazioni in data center, con opzioni per tensione, capacità, impedenza, materiale degli avvolgimenti, raffreddamento, monitoraggio, accessori e configurazioni del fluido isolante. È inoltre possibile predisporre documentazione tecnica e rapporti di prova in base alle esigenze del progetto.
Per un preventivo o una consulenza tecnica sui trasformatori per data center, potete inviare le vostre specifiche, lo schema unifilare o i requisiti del progetto a info@qxgelec.com.