Центры обработки данных работают круглосуточно, поэтому надежная электроэнергетическая инфраструктура имеет первостепенное значение. От гипермасштабных центров и кампусов совместного размещения оборудования до небольших периферийных центров обработки данных — каждому объекту необходима стабильная система распределения электроэнергии, способная выдерживать высокие нагрузки, обеспечивать резервирование, возможность будущего расширения и работу чувствительного ИТ-оборудования.
Трансформатор в центре обработки данных является важнейшей частью этой инфраструктуры. Он понижает напряжение поступающей электроэнергии из сети или сети среднего напряжения до уровня, необходимого для работы объекта, обеспечивая при этом безопасное и надежное распределение электроэнергии.
Для многих проектов центров обработки данных в Северной Америке трансформаторы, устанавливаемые на площадках, представляют собой практичное решение, поскольку сочетают в себе высокую мощность, возможность наружной установки, безопасную конструкцию и гибкую конфигурацию.
Что такое трансформатор для центра обработки данных?
Трансформатор для центров обработки данных — это силовой трансформатор, разработанный или сконфигурированный для удовлетворения электрических потребностей объектов центров обработки данных.
В отличие от многих обычных коммерческих зданий, центры обработки данных, как правило, обладают высокой удельной мощностью и работают непрерывно. Поэтому при выборе трансформатора необходимо учитывать не только номинальную мощность, но и рост нагрузки, резервирование, охлаждение, эффективность, требования к напряжению, импеданс, защиту, мониторинг и интеграцию с общей системой распределения электроэнергии.
В зависимости от проекта, трансформаторы могут обслуживать вводы электросетей, подстанции, отдельные серверные залы, модульные силовые блоки, системы охлаждения или другие критически важные нагрузки.
Почему в центрах обработки данных используются трансформаторы, устанавливаемые на опорных площадках?
Трансформаторы, устанавливаемые на опорах, широко подходят для центров обработки данных, где необходимо безопасно распределять электроэнергию среднего напряжения по различным зданиям или электрическим зонам.
Поскольку трансформатор и связанные с ним высоковольтные и низковольтные компоненты размещаются в надежном наружном корпусе, конструкции с установкой на площадке позволяют уменьшить потребность в специально отведенном месте для трансформатора внутри помещения.
Для крупных кампусов в рамках модульной архитектуры электроснабжения также можно использовать несколько трансформаторов, установленных на площадках. Это упрощает расширение электрической мощности по мере ввода в эксплуатацию дополнительных серверных помещений или ИТ-оборудования.
Основные требования к трансформаторам для центров обработки данных
1. Непрерывная и надежная работа
Предполагается, что инфраструктура центров обработки данных будет работать круглосуточно. Поэтому надежность трансформаторов является важнейшим фактором.
Конструкция трансформатора должна быть разработана с учетом реальных условий эксплуатации, ожидаемого профиля нагрузки, температуры окружающей среды, конфигурации электрической системы и стратегии резервирования.
Надежные защитные узлы, прочные корпуса, соответствующие системы изоляции и тщательные заводские испытания — все это способствует обеспечению долгосрочной надежности работы.
2. Способность к изменению нагрузки
Потребление электроэнергии в центрах обработки данных редко бывает статичным. Новые серверы, кластеры для вычислений с использованием ИИ, системы охлаждения и будущее расширение серверных залов могут существенно изменить потребности объекта.
Поэтому мощность трансформатора следует выбирать с учетом как текущих, так и ожидаемых будущих нагрузок.
В индивидуальных проектах можно предусмотреть различные номинальные мощности в кВА/МВА, комбинации напряжений, уровни импеданса, конфигурации охлаждения и другие электрические параметры для более точного соответствия энергетической архитектуре проекта.
3. Гибкое охлаждение
Возможности охлаждения могут быть особенно важны для трансформаторов, используемых в центрах обработки данных с высокой нагрузкой.
Двухзонная система охлаждения ONAN/ONAF обеспечивает дополнительную гибкость. В нормальных условиях трансформатор может работать с использованием естественного охлаждения маслом и воздухом. При увеличении нагрузки или температуры могут быть включены вентиляторы принудительного воздушного охлаждения для улучшения рассеивания тепла и поддержки расчетной мощности охлаждения трансформатора.
Дистанционный мониторинг температуры и управление вентиляторами могут дополнительно помочь операторам контролировать состояние трансформаторов и управлять системами охлаждения.
4. Конфигурация с петлевой подачей питания
Трансформаторы с петлевым питанием, устанавливаемые на площадке, могут обеспечить дополнительную гибкость в распределительных сетях среднего напряжения.
Для дата-центра с множеством трансформаторов и блоков питания правильно спроектированная схема кольцевого питания может обеспечить секционное распределение и упростить конфигурацию системы. Окончательная топология всегда должна быть согласована с принципами резервирования и схемой защиты объекта.
5. Мониторинг и контроль
Современные операторы центров обработки данных все чаще требуют прозрачности в отношении критически важной электрической инфраструктуры.
В зависимости от конструкции трансформатора, варианты мониторинга могут включать индикацию температуры обмоток или жидкости, контроль давления, индикацию уровня жидкости, контакты сигнализации, управление вентилятором и интерфейсы дистанционного мониторинга.
Эти функции могут помочь специалистам по обслуживанию объектов выявлять нештатные ситуации на ранних стадиях и интегрировать информацию о трансформаторах в более широкие системы мониторинга электрооборудования или зданий.
Варианты жидкостей на основе сложных эфиров FR3 для центров обработки данных
Для проектов со специфическими требованиями пожарной безопасности, охраны окружающей среды или к условиям эксплуатации, в качестве альтернативы обычному минеральному маслу может рассматриваться жидкий состав на основе натуральных эфиров FR3 .
Природные сложные эфиры обычно выбираются в качестве изоляционных жидкостей из-за их высокой температуры воспламенения и благоприятных экологических характеристик. Однако выбор подходящей изоляционной жидкости должен определяться в зависимости от условий установки, конструкции трансформатора, применимых норм, требований пожарной безопасности и проектной документации.
Производители должны иметь возможность предлагать как традиционные конфигурации с минеральным маслом, так и с эфирными жидкостями по мере необходимости.
Технические характеристики трансформаторов для центров обработки данных, изготовленных на заказ.
В проектах центров обработки данных редко используется единый стандарт спецификации трансформатора. Поэтому индивидуальная настройка может быть важна, особенно для крупных кампусов и проектов, реализуемых по схеме EPC (проектирование, закупка и строительство).
Типичные варианты настройки могут включать:
- Первичное и вторичное напряжение
- Мощность трансформатора
- Материал намотки
- полное сопротивление
- Система охлаждения ONAN или ONAN/ONAF
- Конфигурация с петлевой или радиальной подачей
- Минеральное масло или эфирная жидкость FR3
- Контроль температуры
- Управление вентилятором
- Защитные узлы
- Приборы и принадлежности
- Конфигурация корпуса
- Способы оконечивания кабеля
Эти параметры должны быть окончательно определены в соответствии с однолинейной схемой проекта, расчетами нагрузок, требованиями к инженерным сетям, применимыми стандартами и техническими условиями EPC.
Требования IEEE и UL
В проектах центров обработки данных в Северной Америке соответствие трансформаторов требованиям и наличие соответствующей документации являются важными факторами при квалификации поставщиков.
В зависимости от типа трансформатора и требований проекта, на этапе проектирования следует учитывать применимые стандарты IEEE, требования UL, спецификации энергоснабжающей компании и местные электротехнические нормы .
Покупателям также следует запросить соответствующую техническую документацию и протоколы заводских испытаний. Типичная проектная документация может включать чертежи, информацию на заводской табличке, технические паспорта, протоколы плановых испытаний, информацию о принадлежностях и другие документы, требуемые подрядчиком EPC или заказчиком проекта.
Как выбрать трансформатор для центра обработки данных
Выбор трансформатора следует начинать с анализа его электрической схемы, а не просто с выбора номинальной мощности в кВА.
Важная информация, которую необходимо предоставить производителю трансформаторов, включает в себя требуемую мощность, первичное и вторичное напряжение, частоту, фазы, импеданс, профиль нагрузки, требования к охлаждению, условия установки, предпочтительный изоляционный материал, конфигурацию питания, требования к мониторингу и применимые стандарты.
В проектах с запланированным расширением покупателям следует также обсудить будущие потребности в мощностях на ранних этапах проектирования.
Применение трансформаторов в центрах обработки данных
Трансформаторы, устанавливаемые на специальные площадки, могут быть разработаны для различных типов центров обработки данных, включая гипермасштабные центры обработки данных, центры размещения оборудования, корпоративные центры обработки данных, центры искусственного интеллекта и высокопроизводительных вычислений, кампусы облачной инфраструктуры и периферийные центры обработки данных.
Выбор оптимального трансформатора зависит от масштаба объекта, электрической топологии, требований к резервированию, условий на площадке и ожидаемого будущего расширения.
Индивидуальные решения для трансформаторов, устанавливаемых на опорных площадках, для центров обработки данных.
Для разработчиков центров обработки данных, подрядчиков по проектированию, закупкам и строительству (EPC), инженеров-электриков и интеграторов оборудования закупка трансформатора включает в себя гораздо больше, чем просто приобретение стандартного электрооборудования. Трансформатор должен вписываться в общую энергетическую архитектуру объекта, отвечая при этом техническим требованиям, требованиям безопасности, документации и срокам поставки.
Компания QXG TECHNOLOGY предлагает настраиваемые трансформаторные решения для установки на площадках в центрах обработки данных, с возможностью выбора напряжения, мощности, импеданса, материала обмотки, системы охлаждения, мониторинга, аксессуаров и изоляционной жидкости. Также может быть подготовлена техническая документация и протоколы испытаний в соответствии с требованиями проекта.
Для получения коммерческого предложения на трансформатор для центра обработки данных или для обсуждения технических вопросов, вы можете отправить свои спецификации, однолинейную схему или требования к проекту по адресу info@gxgelec.com.