Datacenters werken 24 uur per dag, 7 dagen per week, waardoor een betrouwbare elektrische infrastructuur essentieel is. Van hyperscale-faciliteiten en colocatiecampussen tot kleinere edge-datacenters: elke locatie vereist een stabiel stroomdistributiesysteem dat hoge belastingen, redundantie, toekomstige uitbreiding en gevoelige IT-apparatuur aankan.
Een transformator in een datacenter is een cruciaal onderdeel van deze infrastructuur. Hij zet de binnenkomende netspanning of middenspanning om naar de spanning die de faciliteit nodig heeft, en draagt zo bij aan een veilige en betrouwbare stroomvoorziening.
Voor veel datacentrumprojecten in Noord-Amerika bieden transformatoren op funderingen een praktische oplossing, omdat ze een hoge capaciteit, installatie in de buitenlucht, een veilige constructie en een flexibele configuratie combineren.
Wat is een datacentertransformator?
Een datacentertransformator is een stroomtransformator die is ontworpen of geconfigureerd om te voldoen aan de elektrische eisen van datacenters.
In tegenstelling tot veel conventionele commerciële gebouwen hebben datacenters doorgaans een hoge vermogensdichtheid en werken ze continu. Bij de selectie van een transformator moet daarom niet alleen rekening worden gehouden met het nominale vermogen, maar ook met de verwachte belastinggroei, redundantie, koeling, efficiëntie, spanningsvereisten, impedantie, beveiliging, bewaking en integratie met het algehele elektriciteitsdistributiesysteem.
Afhankelijk van het project kunnen transformatoren stroom leveren aan nutsvoorzieningen, onderstations, individuele datacenters, modulaire energieblokken, koelinstallaties of andere kritieke belastingen.
Waarom worden transformatoren op funderingen gebruikt in datacenters?
Op een sokkel gemonteerde transformatoren zijn zeer geschikt voor datacenters waar middenspanningsstroom veilig moet worden verdeeld over verschillende gebouwen of elektrische zones.
Doordat de transformator en de bijbehorende hoog- en laagspanningscomponenten in een veilige buitenbehuizing zijn ondergebracht, kan een funderingsconstructie de behoefte aan een aparte binnenruimte voor de transformator verminderen.
Voor grote campussen kunnen ook meerdere op funderingen gemonteerde transformatoren worden ingezet als onderdeel van een modulaire stroomvoorzieningsarchitectuur. Dit maakt het eenvoudiger om de elektrische capaciteit uit te breiden naarmate er extra datacenters of IT-apparatuur in gebruik worden genomen.
Belangrijkste vereisten voor datacentrumtransformatoren
1. Continue en betrouwbare werking
De infrastructuur van datacenters moet 24/7 operationeel zijn. De betrouwbaarheid van transformatoren is daarom een belangrijke factor.
De transformator moet worden ontworpen met het oog op de feitelijke bedrijfsomgeving, het verwachte belastingsprofiel, de omgevingstemperatuur, de configuratie van het elektrische systeem en de redundantiestrategie.
Betrouwbare beveiligingssystemen, duurzame behuizingen, geschikte isolatiesystemen en grondige fabriekstests kunnen allemaal bijdragen aan een betrouwbare werking op lange termijn.
2. Capaciteit voor wisselende belastingen
Het energieverbruik van datacenters is zelden constant. Nieuwe servers, AI-computerclusters, koelapparatuur en toekomstige uitbreidingen van de datahal kunnen de vraag naar energie aanzienlijk veranderen.
De capaciteit van de transformator moet daarom worden gekozen met zowel de huidige als de verwachte toekomstige belasting in gedachten.
Ontwerpen op maat kunnen verschillende kVA/MVA-waarden, spanningscombinaties, impedantieniveaus, koelconfiguraties en andere elektrische parameters bieden om beter aan te sluiten op de stroomvoorzieningsarchitectuur van het project.
3. Flexibele koeling
Koelvermogen kan met name belangrijk zijn voor transformatoren die worden gebruikt in datacenters met een hoge belasting.
Een ONAN/ONAF-dubbelkoelingssysteem biedt extra flexibiliteit. Onder normale omstandigheden kan de transformator werken met olie-luchtkoeling. Bij toenemende belasting of temperatuur kunnen geforceerde luchtkoelventilatoren worden geactiveerd om de warmteafvoer te verbeteren en de ontworpen koelcapaciteit van de transformator te ondersteunen.
Temperatuurbewaking op afstand en ventilatorregeling kunnen operators verder helpen bij het bewaken van de conditie van transformatoren en het beheren van koelsystemen.
4. Loop-feed configuratie
Op een fundering gemonteerde transformatoren met lusvoeding kunnen extra flexibiliteit bieden in middenspanningsdistributienetwerken.
Voor een datacentercomplex met meerdere transformatoren en voedingsblokken kan een goed ontworpen lusvoeding zorgen voor een gesegmenteerde distributie en de systeemconfiguratie vereenvoudigen. De uiteindelijke topologie moet altijd afgestemd zijn op de redundantiefilosofie en het beveiligingsschema van de faciliteit.
5. Bewaking en controle
Moderne datacenterbeheerders hebben steeds vaker behoefte aan inzicht in hun kritieke elektrische infrastructuur.
Afhankelijk van het transformatorontwerp kunnen de bewakingsopties onder andere bestaan uit indicatie van de wikkelings- of vloeistoftemperatuur, drukbewaking, vloeistofniveau-indicatie, alarmcontacten, ventilatorregeling en interfaces voor bewaking op afstand.
Deze functies kunnen facilityteams helpen om abnormale omstandigheden eerder te herkennen en transformatorinformatie te integreren in bredere elektrische of gebouwbewakingssystemen.
FR3-estervloeistofopties voor datacenters
Voor projecten met specifieke eisen op het gebied van brandveiligheid, milieu of locatie, kan FR3-natuurlijke estervloeistof worden overwogen als alternatief voor conventionele minerale olie.
Natuurlijke estervloeistoffen worden vaak gekozen vanwege hun hoge vlamtemperatuur en gunstige milieueigenschappen. De juiste isolatievloeistof moet echter worden bepaald aan de hand van de installatieomgeving, het transformatorontwerp, de geldende voorschriften, de brandveiligheidseisen en de projectspecificaties.
Fabrikanten moeten, indien nodig, zowel conventionele minerale olie- als estervloeistofconfiguraties kunnen leveren.
Specificaties voor aangepaste datacentertransformatoren
Datacenterprojecten volgen zelden één standaard transformatorspecificatie. Maatwerk kan daarom belangrijk zijn, met name voor grote campussen en EPC-projecten.
Typische aanpassingsmogelijkheden zijn onder andere:
- Primaire en secundaire spanning
- Transformatorcapaciteit
- Opwindmateriaal
- Impedantie
- ONAN- of ONAN/ONAF-koeling
- Lusvormige of radiale voedingsconfiguratie
- Minerale olie of FR3-estervloeistof
- Temperatuurcontrole
- Ventilator controle
- Beschermingssystemen
- Meters en accessoires
- Behuizingsconfiguratie
- Kabelafsluitingssystemen
Deze parameters moeten worden vastgesteld op basis van het enkellijndiagram van het project, de belastingberekeningen, de eisen van de nutsbedrijven, de toepasselijke normen en de EPC-specificaties.
IEEE- en UL-vereisten
Voor datacentrumprojecten in Noord-Amerika zijn de naleving van transformatornormen en de bijbehorende documentatie belangrijke overwegingen tijdens de leverancierskwalificatie.
Afhankelijk van het type transformator en de projectvereisten, dienen de toepasselijke IEEE-normen, UL-vereisten, specificaties van de nutsbedrijven en lokale elektrische voorschriften tijdens de ontwerpfase te worden geraadpleegd.
Kopers dienen ook relevante technische documenten en fabriekstestrapporten op te vragen. Typische projectdocumentatie kan bestaan uit tekeningen, typeplaatjes, technische gegevensbladen, routinematige testrapporten, informatie over accessoires en andere documenten die vereist zijn door de EPC-aannemer of projecteigenaar.
Hoe kies je een transformator voor een datacenter?
Bij de keuze van een transformator moet men beginnen met het daadwerkelijke elektrische ontwerp, in plaats van simpelweg een kVA-waarde te kiezen.
Belangrijke informatie die aan de transformatorfabrikant moet worden verstrekt, omvat het vereiste vermogen, de primaire en secundaire spanning, de frequentie, het aantal fasen, de impedantie, het belastingsprofiel, de koelingsvereisten, de installatieomgeving, de voorkeur voor isolatievloeistof, de voedingsconfiguratie, de bewakingsvereisten en de toepasselijke normen.
Bij projecten met geplande uitbreidingen dienen kopers ook vroegtijdig in het engineeringproces de toekomstige capaciteitsbehoeften te bespreken.
Toepassingen voor datacentrumtransformatoren
Op maat gemaakte, op een sokkel gemonteerde transformatoren kunnen worden ontworpen voor diverse datacenteromgevingen, waaronder hyperscale datacenters, colocatiecentra, bedrijfsdatacenters, AI- en high-performance computing-faciliteiten, cloudinfrastructuurcampussen en edge-datacenters.
Het juiste transformatorontwerp hangt af van de schaal van de installatie, de elektrische topologie, de redundantievereisten, de locatieomstandigheden en de verwachte toekomstige uitbreiding.
Oplossingen met op maat gemaakte, op funderingen gemonteerde transformatoren voor datacenters.
Voor ontwikkelaars van datacenters, EPC-aannemers, elektrotechnici en apparatuurintegratoren omvat de aanschaf van transformatoren veel meer dan alleen het kopen van standaard elektrische apparatuur. De transformator moet passen in de algehele stroomvoorzieningsarchitectuur van de faciliteit en tegelijkertijd voldoen aan technische, veiligheids-, documentatie- en leveringseisen.
QXG TECHNOLOGY levert aanpasbare, op een sokkel gemonteerde transformatoroplossingen voor datacenters, met opties voor spanning, capaciteit, impedantie, wikkelmateriaal, koeling, bewaking, accessoires en isolatievloeistofconfiguraties. Technische documentatie en testrapporten kunnen ook worden opgesteld volgens de projectvereisten.
Voor een offerte of technisch advies over datacentrumtransformatoren kunt u uw specificaties, een schematische weergave of projectvereisten sturen naar info@gxgelec.com.