Dlaczego centra danych preferują transformatory suche?

Punkty selekcji i szacowanie wydajności

Centra danych wybierają transformatory suche nie dlatego, że typy suche są tańsze, ale dlatego, że transformatorów zanurzonych w oleju po prostu nie da się zainstalować w większości centrów danych – i nigdy nie przejdą kontroli przeciwpożarowej. Transformatory suche nie zawierają łatwopalnej cieczy izolacyjnej i nie niosą ze sobą ryzyka wycieku, dlatego można je umieścić bezpośrednio w pomieszczeniu rozdzielczym na podłodze lub nawet obok pomieszczenia ze sprzętem. Prawdziwą trudnością nie jest „typ suchy czy rodzaj oleju”, ale sposób obliczenia wydajności, dopuszczalny margines wzrostu temperatury, radzenie sobie z harmonicznymi oraz to, jak transformator i rozdzielnica powinny ze sobą współpracować.

Trzy twarde ograniczenia, wszystkie z nich to warunki inżynieryjne, a nie preferencje

1. Zapobieganie pożarom i kontrola przeciwpożarowa

Wersja zanurzona w oleju zawiera wewnątrz łatwopalną ciecz izolacyjną; usterka może spowodować wyrzut oleju i pożar i zwykle wymaga wydzielonego pomieszczenia transformatora, ścian przeciwpożarowych, magazynu oleju lub urządzeń do usuwania oleju i musi spełniać wymagania odległości oddzielenia od ognia. W transformatorach typu suchego zastosowano izolację stałą — odlew z żywicy epoksydowej lub impregnację podciśnieniową (VPI) — nie zawierają łatwopalnej cieczy, mają znacznie niższe obciążenie ogniowe i można je instalować blisko środka obciążenia.

2. Pozycja montażowa i transport

Podstawowe obciążenia centrum danych znajdują się na górze, w pomieszczeniu ze sprzętem. Jednostki zanurzone w oleju są ograniczone masą oleju, możliwościami przechowywania oleju i warunkami podnoszenia, co sprawia, że ​​bardzo trudno jest je ustawić na podłodze; Jednostki typu suchego są lżejsze i można je przenosić do budynku w sekcjach, dzięki czemu można je umieścić bezpośrednio w pomieszczeniu dystrybucyjnym.

3. Koszt obsługi i konserwacji

Jednostki zanurzone w oleju wymagają regularnej analizy rozpuszczonego gazu oraz kontroli poziomu oleju i wycieków; Jednostki typu suchego zasadniczo nie wymagają konserwacji związanej z olejem i wymagają jedynie kontroli temperatury, wentylatorów i czystości.

Trzy główne punkty zastosowania transformatorów suchych w centrach danych

Transformatory suche są stosowane głównie w trzech scenariuszach w centrach danych:

• Główny stopień obniżający średniego napięcia po stronie wejściowej:Przenoszenie obciążenia całego obiektu, przy największym udźwigu, zwykle skonfigurowanym jako 2N lub N+1.
• Dystrybucja czołowa i podłogowa UPS:Mała wydajność na jednostkę, ale duża ilość, wymagająca stabilnej pracy i kompaktowej instalacji.
• Prefabrykowane płozy i modułowe centra danych:Wymiary zewnętrzne bezpośrednio determinują rozmiar obudowy, dlatego dobór transformatora musi być zsynchronizowany z ogólną konstrukcją.

Podział ról pomiędzy transformatorami suchymi i olejowymi

Kluczowe punkty wyboru transformatorów suchych do centrów danych

Wybór transformatora do centrum danych nie może opierać się wyłącznie na wydajności; należy go oceniać kompleksowo pod kątem poziomu obciążenia, architektury redundancji, środowiska operacyjnego i standardów certyfikacji.

Redundancja obciążenia i architektura N+1/2N

Główną architekturą zasilania centrów danych jest redundancja N+1 lub 2N. Transformatora nie można dobrać bezpośrednio do pełnego obciążenia serwera; Zawsze należy zachować rezerwę redundancji. Na przykład: jeśli całkowite obciążenie IT wymaga 2000 kVA i zostanie przyjęta architektura N+1, zostaną skonfigurowane trzy transformatory o mocy 1000 kVA, tak aby w przypadku awarii jednego z nich pozostałe dwa mogły wytrzymać całe obciążenie i zapewnić nieprzerwaną pracę obliczeniową.

Typ izolacji: Transformatory suche odlewane z żywicy epoksydowej to pierwszy wybór

Prawie wszystkie centra danych wykorzystują transformatory suche odlewane z żywicy epoksydowej. Uzwojenia są uszczelnione żywicą epoksydową, dzięki czemu są odporne na wilgoć, zanieczyszczenia i uderzenia zwarciowe. W porównaniu z transformatorami suchymi typu otwartego są one bardziej odporne na zakłócenia środowiskowe i dobrze nadają się do prefabrykowanych scenariuszy poślizgowych.

Parametry wzrostu temperatury i napięcia impedancyjnego

• Klasa wzrostu temperatury:Powszechnie stosowane są klasy F (155 ℃) i klasy H (180 ℃); centra danych preferują klasę H ze względu na większą odporność na przeciążenia.
• Napięcie impedancyjne:Zwykle 4–6%; wartość impedancji wpływa na prąd zwarciowy i musi być dopasowana do urządzeń zabezpieczających rozdzielnicę znajdującą się przed nią, tak aby uderzenie zwarciowe nie uszkodziło wrażliwych obciążeń IT.

Metoda chłodzenia: AF/AN

Naturalne chłodzenie powietrzem odpowiada normalnym obciążeniom; Wymuszone chłodzenie powietrzem AF może zwiększyć wydajność na krótki okres (zwykle o 30–50%), aby poradzić sobie z krótkotrwałym przeciążeniem spowodowanym ekspansją mocy obliczeniowej – jest to zdolność, którą centra danych cenią bardzo wysoko.

Certyfikacja i zgodność

W przypadku projektów zagranicznych należy potwierdzić standardy IEC i zapewnić certyfikat CE; w niektórych regionach wymagane są dodatkowe raporty z testów. Należy również zwrócić uwagę na stopień ochrony IP20/IP30 – IP30 jest zalecany do obudów o dużym zapyleniu.

Wytrzymałość harmoniczna

Serwery i systemy UPS są obciążeniami nieliniowymi i generują znaczne harmoniczne. Podczas doboru należy zwrócić uwagę na odporność transformatora na harmoniczne; Można wybrać konstrukcje o obniżonych wartościach znamionowych lub produkty z uzwojeniami ekranującymi, aby zredukować nagrzewanie harmoniczne i zapobiec nieprawidłowemu wzrostowi temperatury i starzeniu się transformatora.

Metoda szacowania wydajności transformatorów suchych w centrach danych

Oszacowanie wydajności jest podstawą do wstępnej wyceny projektu i projektu planu; w kontaktach z klientami EPC w handlu zagranicznym tę logikę można wykorzystać do szybkich obliczeń.

Podstawowa formuła:
Moc znamionowa transformatora (kVA) = Całkowita obliczona moc czynna (kW) ─ Współczynnik mocy ─ Współczynnik zbieżności

Kroki szacowania

1. Dodaj całkowity pobór mocy sprzętu IT + obciążenia pomieszczeń pomocniczych (klimatyzacja, oświetlenie, ochrona przeciwpożarowa itp.), aby otrzymać całkowitą moc czynną.
2. Współczynnik mocy obciążenia dla centrów danych przyjmuje się zwykle jako 0,9.
3. Czynnik zbiegu okoliczności: nie wszystkie serwery działają jednocześnie przy pełnym obciążeniu, zwykle przyjmowanym jako 0,8–0,9.
4. Rezerwa redundancji: zarezerwuj dodatkową redundancję zgodnie z architekturą N+1/2N.
5. Uwagi dotyczące obniżania wartości znamionowych: w scenariuszach charakteryzujących się wysoką temperaturą i dużą wysokością transformatory suche muszą zostać obniżone, dlatego należy pozostawić margines w szacunkowej wydajności.

Notatka:Oszacowanie wydajności stanowi jedynie wstępne odniesienie dla programu; ostateczny model musi zostać zatwierdzony przez instytut projektowy, biorąc pod uwagę prąd zwarciowy, harmoniczne i lokalne przepisy elektryczne.

Wniosek

Centra danych preferują transformatory suche, ponieważ wybór przede wszystkim opiera się na bezpieczeństwie, uproszczonej obsłudze i konserwacji oraz przydatności do integracji z prefabrykowanymi płozami. W kontekście eksplozji projektów obliczeniowych AI zagraniczne zamówienia EPC nie skupiają się już wyłącznie na cenie – ważniejsze są projekt redundancji, odporność na harmoniczne, możliwość dostosowania do środowiska i certyfikacja IEC/CE. Oszacowanie wydajności musi uwzględniać obciążenie IT, współczynnik koincydencji i architekturę redundancji; w przypadku projektów centrów danych na Bliskim Wschodzie i w Azji Południowo-Wschodniej należy również wziąć pod uwagę obniżenie parametrów znamionowych spowodowane środowiskami o wysokiej temperaturze i dużym zapyleniu.

O Zhejiang Deyan Electric Co., Ltd.

Zhejiang Deyan Electric Co., Ltd.ma swoją siedzibę w Yueqing, w prowincji Zhejiang, „Stolicy Chin, Urządzenia Elektryczne”, a jej produkty obejmują rozdzielnice wysokiego napięcia, jednostki główne pierścieniowe, rozdzielnice w izolacji gazowej, podstacje skrzynkowe i szafy przyłączeniowe do sieci fotowoltaicznej. Jeśli Twój projekt centrum danych wymaga kompleksowego wsparcia w zakresie wyboru i obliczenia wydajności transformatorów suchych wraz z rozdzielnicą, jednostkami głównymi pierścieniowymi i podstacjami skrzynkowymi, prześlij nam swój schemat jednokreskowy i listę obciążeń IT, a my przedstawimy zalecenia dotyczące wyboru i ocenę dostawy.