Proč datová centra upřednostňují suché transformátory?

Výběrové body a odhad kapacity

Datová centra si nevybírají suché transformátory ne proto, že suché typy jsou levnější, ale protože olejové transformátory jednoduše nelze nainstalovat do většiny datových center – a nikdy by neprošly požární kontrolou. Suché transformátory neobsahují žádnou hořlavou izolační kapalinu a nenesou žádné riziko úniku, takže je lze umístit přímo do podlahové rozvodny nebo dokonce vedle místnosti se zařízením. Skutečným problémem není „suchý typ nebo typ oleje“, ale jak vypočítat kapacitu, jak velkou rezervu pro zvýšení teploty povolit, jak se vypořádat s harmonickými a jak by měl transformátor a rozváděč spolupracovat.

Tři tvrdá omezení, všechna spíše technické podmínky než preference

1. Požární prevence a požární inspekce

Typ ponořený do oleje obsahuje uvnitř hořlavou izolační kapalinu; porucha může způsobit únik oleje a požár, a to obvykle vyžaduje vyhrazenou transformátorovou místnost, protipožární stěny, jímku pro skladování oleje nebo zařízení na odvod oleje a musí splňovat požárně oddělené vzdálenosti. Suché transformátory používají pevnou izolaci – odlévání epoxidovou pryskyřicí nebo vakuovou tlakovou impregnaci (VPI) – neobsahují žádnou hořlavou kapalinu, mají výrazně nižší požární zatížení a lze je instalovat v blízkosti těžiště.

2. Montážní poloha a přeprava

Hlavní zátěž datového centra je nahoře, uvnitř místnosti s vybavením. Jednotky ponořené do oleje jsou omezeny hmotností oleje, zařízeními pro skladování oleje a podmínkami zvedání, takže je velmi obtížné je umístit na podlahu; suché jednotky jsou lehčí a lze je do budovy přemístit po částech, takže je lze umístit přímo do rozvodny.

3. Náklady na provoz a údržbu

Jednotky ponořené do oleje vyžadují pravidelnou analýzu rozpuštěných plynů a kontrolu hladiny oleje a úniků; Jednotky suchého typu v podstatě nevyžadují údržbu související s olejem a je třeba věnovat pozornost pouze kontrole teploty, ventilátorům a čistotě.

Tři hlavní aplikační body suchých transformátorů v datových centrech

Suché transformátory se v datových centrech používají hlavně ve třech scénářích:

• Hlavní snížení na vstupní straně vysokého napětí:Přenášení celého zatížení staveniště, s největší kapacitou, obvykle konfigurováno jako 2N nebo N+1.
• Přední a podlahové rozvody UPS:Malá kapacita na jednotku, ale velké množství, vyžadující stabilní provoz a kompaktní instalaci.
• Prefabrikované lyžiny a modulární datová centra:Vnější rozměry přímo určují velikost skříně, takže výběr transformátoru musí být synchronizován s celkovou konstrukcí.

Rozdělení rolí mezi transformátory suchého typu a transformátory ponořené do oleje

Klíčové body výběru pro suché transformátory datového centra

Výběr transformátoru pro datové centrum nemůže být založen pouze na kapacitě; musí být posouzeno komplexně s ohledem na úroveň zátěže, architekturu redundance, provozní prostředí a certifikační standardy.

Redundance zátěže a architektura N+1 / 2N

Hlavní architektura napájecího zdroje pro datová centra je redundance N+1 nebo 2N. Transformátor nelze dimenzovat přímo proti plnému zatížení serveru; redundance musí být vždy vyhrazena. Například: pokud celková IT zátěž vyžaduje 2000 kVA a je přijata architektura N+1, budou nakonfigurovány tři 1000 kVA transformátory, takže pokud některý z nich selže, zbývající dva mohou přenést celou zátěž a udržet výpočetní výkon bez přerušení.

Typ izolace: Epoxidové lité suché transformátory jsou první volbou

Téměř všechna datová centra používají epoxidové lité transformátory suchého typu. Vinutí jsou utěsněna v epoxidové pryskyřici, díky čemuž jsou odolná proti vlhkosti, znečištění a odolná proti nárazu nakrátko. Ve srovnání se suchými transformátory otevřeného typu jsou odolnější vůči vlivům okolního prostředí a jsou vhodné pro prefabrikované scénáře smyku.

Parametry nárůstu teploty a impedance

• Třída nárůstu teploty:Běžně se používá třída F (155 ℃) a třída H (180 ℃); datová centra preferují třídu H pro její silnější schopnost přetížení.
• Impedanční napětí:Normálně 4–6 %; hodnota impedance ovlivňuje zkratový proud a musí být sladěna s předřazenými ochrannými zařízeními rozváděče, aby zkratový náraz nepoškodil citlivé IT zátěže.

Způsob chlazení: AF/AN

Přirozené chlazení vzduchem vyhovuje normální zátěži; Vynucené chlazení vzduchem AF může krátkodobě zvýšit kapacitu (typicky o 30 %–50 %), aby zvládlo krátkodobé přetížení způsobené expanzí výpočetní techniky – což je schopnost datových center vysoce ceněná.

Certifikace a shoda

U zahraničních projektů musí být potvrzeny normy IEC a poskytnuta certifikace CE; některé regiony vyžadují další zkušební protokoly. Pozornost je třeba věnovat také stupni krytí IP20/IP30 — IP30 se doporučuje pro skříně se silnou prašností.

Harmonická odolnost

Servery a systémy UPS jsou nelineární zátěže a generují podstatné harmonické. Při výběru je třeba věnovat pozornost harmonické odolnosti transformátoru; Pro snížení harmonického zahřívání a zabránění abnormálnímu nárůstu teploty a stárnutí transformátoru lze zvolit odlehčené konstrukce nebo produkty se stínícím vinutím.

Metoda odhadu kapacity pro suché transformátory datového centra

Odhad kapacity je základem pro předběžné nabídky projektu a návrh schématu; při jednání se zákazníky EPC v zahraničním obchodě lze tuto logiku využít pro rychlé výpočty.

Základní vzorec:
Jmenovitý výkon transformátoru (kVA) = Celkový vypočtený činný výkon (kW) ÷ Účiník ÷ Koincidenční faktor

Kroky odhadu

1. Sečtěte celkovou spotřebu IT zařízení + zátěže pomocných místností (klimatizace, osvětlení, požární ochrana atd.), abyste získali celkový činný výkon.
2. Účiník zátěže pro datová centra se obecně považuje za 0,9.
3. Koincidenční faktor: všechny servery neběží při plné zátěži současně, obecně se to bere jako 0,8–0,9.
4. Rezervovat redundanci: rezervovat dodatečnou redundantní kapacitu podle architektury N+1/2N.
5. Úvahy o snížení výkonu: ve scénářích s vysokou teplotou a vysokou nadmořskou výškou musí být transformátory suchého typu sníženy, takže v odhadu kapacity ponechte rezervu.

Poznámka:Odhad kapacity je pouze předběžnou referencí pro schéma; konečný model musí být potvrzen konstrukčním ústavem s ohledem na zkratový proud, harmonické a místní elektrické předpisy.

Závěr

Datová centra upřednostňují transformátory suchého typu, protože volba je v zásadě založena na bezpečnosti, zjednodušené O&M a vhodnosti pro integraci prefabrikovaných lyžin. Na pozadí exploze počítačových projektů s umělou inteligencí se nákupy EPC v zámoří již nezaměřují pouze na cenu – více záleží na redundantním designu, harmonické odolnosti, přizpůsobivosti prostředí a certifikaci IEC/CE. Odhad kapacity musí kombinovat zatížení IT, faktor koincidence a architekturu redundance; u projektů datových center na Středním východě a v jihovýchodní Asii je třeba vzít v úvahu také snížení výkonu způsobené prostředím s vysokou teplotou a vysokou prašností.

O společnosti Zhejiang Deyan Electric Co., Ltd.

Zhejiang Deyan Electric Co., Ltd.se nachází v Yueqing, Zhejiang, „hlavním městě čínských elektrických spotřebičů“, a její produkty zahrnují vysokonapěťové rozváděče, kruhové hlavní jednotky, plynem izolované rozvodny, rozvodny skříňového typu a fotovoltaické rozvodné skříně. Pokud váš projekt datového centra potřebuje podporu při výběru a výpočet kapacity pro suché transformátory spolu s rozváděči, okruhovými hlavními jednotkami a skříňovými rozvodnami, zašlete nám svůj jednolinkový diagram a seznam zatížení IT a my vám poskytneme doporučení pro výběr a posouzení dodávky.