Jak dimenzovat transformátor pro datové centrum

Na první pohled velikosttransformátor pro datové centrumzní docela jednoduše.
Stačí sečíst zatížení, vybrat transformátor, hotovo-ne?

Ale v reálném životě? Obvykle ne.

Datové centrum se nechová jako typická kancelářská budova, kde poptávka během dne stoupá a klesá. Servery a napájecí systémy běží dál, chlazení je v podstatě podle plánu 24/7 a spotřeba energie může narůstat rychleji, než byste čekali-zejména při dnešním vytížení AI a nastavení s vysokou-hustotou.

Takdimenzování transformátoruje méně o tom, co potřebujete právě teď, a více o tom, co budete potřebovat později. Na budoucnosti záleží. Mnoho.

Začněte se skutečnou spotřebou energie

Než se vůbec podíváte na výkon transformátoru, zaměřte se na to, co skutečně spotřebovává energii uvnitř zařízení.

Většina datových center má tendenci rozdělit spotřebu energie do několika velkých kbelíků:

• IT vybavení:servery, úložiště, síťová zařízení
• Chladicí systémy
• Podpůrné vybavení:UPS (datové centrumNepřerušitelný zdroj napájení)systémy, osvětlení, monitorování a další pomocná zařízení
•  

Zátěž IT je obvykle nejsnáze získatelné číslo, protože přímo odpovídá zařízení na místě. Chlazení může být trochu horší. V závislosti na konstrukci může být chlazení samotné30 % až 50 % z celkového zatížení IT-a v teplejším podnebí se může plazit výš.

Jednou z běžných chyb (a stává se to více, než si lidé připouštějí) je dimenzování transformátorů pouze na základě aktuálně instalovaného zařízení. To může chvíli fungovat, ale datová centra jen zřídka zůstanou „tak, jak{1}} jsou“ dlouho.

Převeďte zátěž na kapacitu transformátoru

Zde je zvrat: transformátory jsou dimenzovány vkVA, ne

kW.

To znamená, že musíte započítatúčiník.

Základní počáteční výpočet vypadá takto:

• kVA=kW ÷ účiník

Příklad:

• IT vybavení:1 200 kW při 0,95 PF
• Chlazení:800 kW při 0,85 PF
• Pomocné zátěže:200 kW při 0,90 PF

Z toho vychází asi:

• 1 263 kVA pro IT
• 941 kVA pro chlazení
• 222 kVA pro pomocné systémy

Celkový? Zhruba2 426 kVA.

Ale jen velmi málo projektů se zastaví na tomto čistém čísle. Ztráty UPS, plánované přidání racku, neočekávaný nárůst zátěže a provozní rezerva – to vše posouvá konečnou velikost transformátoru na vyšší úroveň. V mnoha případech končí blíž k3 000–3 500 kVA.

Spolehlivost vše mění

Upřímně řečeno, redundance může při výběru transformátoru záležet více než na matematickém výpočtu zatížení.

Menší zařízení může používat jednodušší architekturu napájení, ale větší datová centra to často potřebujíN+1nebo2Nnadbytečnost.

• N+1:jeden extra transformátor je k dispozici, pokud je jiná jednotka vyřazena z provozu
• 2N:dvě zcela nezávislé napájecí cesty, z nichž každá je schopna nést plnou zátěž

U webů úrovně III a úrovně IV není tento druh spolehlivosti „příjemnou funkcí“-, ale o to jde, protože prostoje prostě nejsou přijatelné.

Harmonické lze snadno přehlédnout-Dokud nejsou

Moderní datová centra jsou zatížena nelineárním zařízením. Servery, systémy UPS a pohony s proměnnou rychlostí-vytvářejí harmonické. Tyto harmonické nejen „existují“-, ale vytvářejí dodatečné zahřívání vinutí transformátoru.

A pokud to budete ignorovat příliš dlouho, můžete zaznamenat nižší účinnost a kratší životnost zařízení. Ne skvělé.

ProtoK-hodnocené transformátoryjsou běžné v prostředí datových center. Často uvidíteK-13neboK-20specifikováno, ale skutečná odpověď závisí na harmonické studii a profilu zatížení. (Takže ano,-každý projekt je trochu jiný.)

Suchý-Typ nebo olej-Ponořený?

U vnitřních instalací se mnoho operátorů přiklání klité transformátory suchého-typu. Důvody jsou docela praktické:

• lepší požární bezpečnost
• minimální údržba
• žádné obavy z úniku oleje
• jednoduššíinstalace uvnitř budov
•  

Olejové-jednotky mají stále smysl v některých venkovních aplikacích a rozvodnách,-zejména tam, kde je potřeba vyšší kapacita. Bohužel neexistuje žádná-velikost-velikost-všechny. Záleží na lokalitě a požadavcích projektu.

Nechte prostor pro růst

Další věc, kterou se týmy datových center rychle naučí: poptávka roste rychleji, než se očekávalo.

Objevují se nové servery. Hustota stojanu se zvyšuje. Rozšiřují se zátěže AI.

Transformátor, který se dnes cítí pohodlně předimenzovaný, může za pět let vypadat poddimenzovaný.

Mnoho projektantů proto do původního plánu zabudovává volnou kapacitu. Dodatečná investice předem je často levnější než pozdější výměna infrastruktury (což nikdo nechce dělat).

Závěrečné myšlenky

Neexistuje jediný dokonalý vzorec pro dimenzování transformátoru, který by fungoval pro každé datové centrum.

Ano, výpočty zatížení jsou důležité. Musíte však také počítat s redundancí, harmonickým výkonem, potřebami chlazení, cíli účinnosti a dlouhodobými-plány rozšíření.

Jako obecný příklad: zařízení s okolím2 MW zátěže ITmůže skončit používánímdva transformátory o výkonu kolem 3 000–3 500 kVA každýv anN+1nastavení. Přesné specifikace se budou lišit podle projektu, ale základní princip zůstává stejný:

Dimenzujte transformátor nejen pro dnešní zatížení, ale také pro místa, kde bude pravděpodobně několik let po silnici.