Tinkamo transformatoriaus pasirinkimas duomenų centre: galios tankis ir naudingumo koeficientas

Tinkamo transformatoriaus pasirinkimas duomenų centre: galios tankis ir naudingumo koeficientas

Dirbtinio intelekto darbo apkrovos per mažiau nei penkerius metus padidino stočių galios naudojimą nuo 10 kW iki 50 kW ir daugiau. Kai viena stočių vienetai suvartoja daugiau srovės nei mažas butų pastatas, duomenų centro transformatorius tiekiantis ją nustoja būti paprastu prekių sąrašo elementu – jis tampa pagrindine elektros architektūros sprendimo dalimi. Mes tiekėme sausosios rūšies transformatorius duomenų centrų projektams Šiaurės Amerikoje ir Pietryčių Azijoje, o klausimai, kuriuos gavome, buvo vienodi: kokia maksimali galia yra įmanoma pasiekti, kokia turi būti efektyvumo norma ir kokio dydžio transformatorius iš tikrųjų reikalingas?

Ši instrukcija atsako į šiuos tris klausimus skaičiais, kuriais mūsų inžinieriai remiasi vertindami objektą: apkrovos charakteristikos, tankumo ir efektyvumo kompromisas, matmenų apskaičiavimai, įtampų architektūra bei sertifikatai, reikalaujami JAV projektuose.

Kas daro duomenų centro transformatorių kitokį

Duomenų centro apkrova beveik nieko bendro neturi su komercinio pastato apkrova. Švytimo režimu veikiantys maitinimo šaltiniai ir UPS sistemos srovę ima trumpais impulsais, o ne tolygiais sinusoidiniais bangomis, todėl harmonikų iškraipymas žymiai viršija tai, ką numatyta standartiniam skirstomajam transformatoriui. Todėl inžinieriai nurodo K-klasės vienetus – K-13 arba K-20 – kurie suprojektuoti taip, kad ištvertų papildomą šilumą, kurią sukelia netiesinės apkrovos.

Darbo ciklas – dar vienas skirtumas. Duomenų centras veikia aukšta apkrova visą parą, o ne tik aštuonias valandas per dieną, todėl šiluminis projektavimas ir izoliacijos klasė turi didesnę reikšmę nei bet kokioje kitos rūšies pastatų aplikacijoje. Be to, 99,999 % prieinamumo tikslai reiškia, kad transformatorius retai gali būti vienintelis verslo nutrūkimo taškas – todėl naudojama N+1 atsarginė sistema, kur kiekvienas vienetas yra suprojektuotas taip, kad galėtų priimti visą objekto apkrovą, jei jo porinis vienetas sugenda.

Galia / tankis prieš efektyvumą: tikroji kompromiso situacija

Duomenų centro grindų plotas kainuoja daugiau už kvadratinį metrą nei beveik bet kurio kito pramoninio pastato, todėl projektavimo sprendimai linksta į aukštesnius galia per vienetinę plotą : daugiau kVA už kvadratinį pėdą, kartais naudojant kompaktiškus vidinius liejimo dėžės transformatorius su lietuoju rezinu. Tačiau tankis ir naudingumo koeficientas veikia priešingomis kryptimis — labai susuktas, didelio tankio vynias įkaista stipriau, o karštesni vyniai ilgainiui praranda naudingumo koeficientą.

Naudingumo koeficiento skaičiai turi reikšmės mastu. Pavyzdžiui, 2 500 kVA sausosios tipų transformatoriams duomenų centrams tarnavimo režimu: esant 98,5 % naudingumo koeficientui, išsiskiria 37,5 kW šilumos; esant 99 % — tai sumažėja iki 25 kW. Per visus metus veikiant nuolat, 24 valandos per parą, skirtumas sudaro apytiksliai 110 MWh — šiluma, kurią taip pat turi pašalinti aušinimo sistema. Todėl JAV energijos departamento (DOE) naudingumo lygiai, įskaitant dabar galiojančius pataisytus standartus skirties transformatoriams, turėtų būti laikomi minimaliu reikalavimu, o ne tikslu. Paprašykite tiekėjo pateikti išmatuotus tuščiosios eigos ir apkrovos nuostolius iš įprastų bandymų, o ne katalogo vidurkius.

Transformatoriaus parinkimas: nuo stočių kW iki kVA

The duomenų centro transformatorius matavimo pratimas prasideda nuo IT apkrovos, o ne nuo vardinės kVA reikšmės. Veikti atbuline tvarka: stočių skaičius × vidutinė stočių galia = bendra IT apkrova; taikyti apkrovos koeficientą (0,8–0,9 yra tipiška mišriai kolokacijos apkrovai); tada padalyti iš galios koeficiento, kad gautumėte kVA.

Inžinierių naudojamas pavyzdys: 500 stočių po 20 kW kiekvienai sudaro 10 MW IT apkrovos. Su 0,85 apkrovos koeficientu tai sudaro 8,5 MW, o su 0,9 galios koeficientu gaunama maždaug 9,4 MVA – ką paprastai konfigūruotume kaip du 5 MVA vienetus N+1 schemoje, o ne vieną 10 MVA vienetą. Perdidesnių transformatorių parinkimas yra dažniausia klaida, kurią pastebime: perdidelis transformatorius veikia žemo apkrovos koeficiento sąlygomis, kurio efektyvumas staigiai krenta, o tuščiosios eigos nuostoliai kiekvieną dienos valandą „sudegina“ pinigus.

Įtampų architektūros pasirinkimai

Dauguma objektų žemina įtampą du kartus: vidutinės įtampos lygio į 480 V transformatoriuje, tada 480 V į 208 V pDU lygyje stočių maitinimui. Jūsų pasirinktas transformatorius yra 480 V maitinimo linija – a sausosios tipų transformatoriams duomenų centrams projektai Šiaurės Amerikoje numatyti kaip numatytieji, nes vidaus įrengimo ir gaisrinės saugos taisyklės neleidžia naudoti alyva užpildytų transformatorių pastato viduje.

Vidutinės įtamos įėjimas priklauso nuo elektros tiekėjo teritorijos: JAV dažniausiai naudojama 12,47 kV ir 13,8 kV įtampa, didesniems kampusiems – 34,5 kV, Pietryčių Azijoje – 22 kV. Aukštosios įtampos nuolatinės srovės (HVDC) skirstymas vis labiau įsitvirtina dirbtinio intelekto optimizuotose patalpose, tačiau 480 V kintamosios srovės (AC) lygmuo – ir jam priskirtas transformatorius – išlieka praktiškiausias daugelio kolokacijos centrų statybos sprendimas šiandien.

Sertifikavimas ir atitiktis JAV duomenų centrų reikalavimams

JAV projektams transformatorius turi turėti UL sertifikuoto transformatoriaus žymėjimą pagal UL 1561 , kurioje nustatyti sausieji skirstomieji transformatoriai, o korpuso konstrukcija ir bandymai atitinka IEEE C57.12.00 projektavimo taisykles. Kanados objektuose pridedama CSA C22.2; cULus sertifikatas apima abi rinkas vienoje gamybos linijoje.

DOE atitikties tikrinimas reikalauja atskiro patikrinimo: DOE pakeitė skirstomųjų transformatorių standartus nustatykite ryšio nuostolių ribas vienetams, parduodamiems JAV, o naudingumo įjungimo peržiūra reikalauja efektyvumo dokumentacijos. Saugokite bandymų ataskaitą kartu su techninės plokštelės duomenimis — tai sutaupo savaitę atgalinio ryšio darbų paleidimo metu.

Kodėl Ryan Electric duomenų centrų projektams

Ryan Electric gamina tiek liejamas dėžutes, tiek VPI sausosios tipo transformatorius toje pačioje gamykloje, todėl duomenų centro kūrėjas gauna vieną inžinerinę komandą ir vieną garantinės aptarnavimo diskusiją nepriklausomai nuo to, kurią technologiją projektas numato. Nuo 2023 m. esdami Eaton bendradarbiavimo partneriai, dirbame sertifikuoto komponentų tiekimo grandinėje, o mūsų UL, CSA ir IEC 60076 sertifikavimo bylos apima produktų eilutes, kurios reikalingos JAV projektams.

Neseniai vykdytame Pietryčių Azijos projekte vienam kolokacijų operatoriui prireikė dvylikos 2500 kVA VPI vienetų su K-13 harmonikų klasifikacija ir 22 kV pirminiu įtampos lygiu, pristatytų vienu kroviniu. Visas partijos vienetai sėkmingai išlaikė įprastą visavertį bandymą pilna apkrova — įtampos santykio, impedanso, tuščiosios eigos ir apkrovos nuostolių, dielektrinio bandymo — ir buvo pristatyti sutartyje nustatytu laikotarpiu. Kiekvienas duomenų centro transformatorius mūsų išsiunčiamas vienetas turi tą patį visavertį bandymų ataskaitą, nes būtent šie dokumentai yra tikrinami tiek jūsų paleidimo inžinieriaus, tiek jūsų auditoriaus.

Dešinė duomenų centro transformatorius jūsų projektui pasirenkamas transformatorius, kuris optimaliai derina tankumą, naudingumo koeficientą ir sertifikavimą su faktine jūsų apkrovos charakteristika — o ne su ta, kurią numato pardavimų lapas. Išsiųskite mums savo stovų skaičių, vidutinę stovo galios apkrovą ir tinklo įtampą, ir mūsų inžinieriai per 48 valandas pateiks jums parinkties rekomendaciją bei nemokamą techninę kainą.