Com dimensionar un transformador per a un centre de dades

A primera vista, midaun transformador per a un centre de dadessona bastant senzill.
Només cal sumar les càrregues, triar un transformador, fet-no?

Però a la vida real? Normalment no.

Un centre de dades no es comporta com un típic edifici d'oficines on la demanda augmenta i baixa durant el dia. Els servidors i els sistemes d'alimentació continuen funcionant, la refrigeració és bàsicament programada les 24 hores del dia, els 7 dies del dia, i la demanda d'energia pot augmentar més ràpidament del que esperaríeu-especialment amb les càrregues de treball d'IA actuals i les configuracions d'alta-densitat.

Així quemida del transformadorés menys sobre el que necessites ara i més sobre el que necessitaràs més endavant. El futur importa. Molts.

Comenceu amb la demanda d'energia real

Abans de mirar les classificacions dels transformadors, centreu-vos en el que realment consumeix energia dins de la instal·lació.

La majoria dels centres de dades solen dividir l'ús d'energia en uns quants grans cubs:

• Equips informàtics:servidors, emmagatzematge, equips de xarxa
• Sistemes de refrigeració
• Equip de suport:UPS (centre de dadesFont d'alimentació ininterrompuda)sistemes, il·luminació, monitorització i altres auxiliars
•  

La càrrega informàtica sol ser el número més fàcil d'obtenir perquè coincideix directament amb l'equip del lloc. La refrigeració pot ser una mica més desordenada. Depenent del disseny, només es pot refredarEntre el 30% i el 50% de la càrrega informàtica total-i en climes més càlids, pot augmentar.

Un error comú (i passa més del que la gent admet) és dimensionar els transformadors basant-se només en l'equip instal·lat actual. Això pot funcionar durant un temps, però els centres de dades poques vegades es queden "tal com-" durant molt de temps.

Converteix la càrrega en la capacitat del transformador

Aquí teniu el gir: els transformadors estan classificatskVA, no

kW.

Això vol dir que has de tenir en comptefactor de potència.

Un càlcul inicial bàsic és el següent:

• kVA=kW ÷ Factor de potència

Exemple:

• Equips informàtics:1.200 kW a 0,95 PF
• Refrigeració:800 kW a 0,85 PF
• Càrregues auxiliars:200 kW a 0,90 PF

Això surt a aproximadament:

• 1.263 kVA per a IT
• 941 kVA per refrigeració
• 222 kVA per a sistemes auxiliars

Total? Aproximadament2.426 kVA.

Però molt pocs projectes s'aturen en aquest nombre net i net. Les pèrdues del SAI, les addicions de bastidors previstes, el creixement inesperat de la càrrega i una reserva operativa fan que la mida final del transformador sigui més alta. En molts casos, s'acaba més a prop3.000–3.500 kVA.

La fiabilitat ho canvia tot

Sincerament, la redundància pot importar més que les matemàtiques de càrrega en la selecció del transformador.

Una instal·lació més petita pot utilitzar una arquitectura de potència més senzilla, però els centres de dades més grans sovint ho necessitenN+1o2Nredundància.

• N+1:un transformador addicional disponible si una altra unitat es deixa fora de servei
• 2N:dues vies d'alimentació totalment independents, cadascuna capaç de suportar la càrrega completa

Per als llocs de nivell III i de nivell IV, aquest tipus de fiabilitat no és una "funció agradable"-és la qüestió principal, perquè el temps d'inactivitat no és acceptable.

Els harmònics són fàcils de passar per alt-fins que no ho són

Els centres de dades moderns estan carregats d'equips no lineals. Els servidors, els sistemes UPS i les unitats de velocitat-variables generen harmònics. Aquests harmònics no només "existeixen"-creen un escalfament addicional als bobinatges del transformador.

I si ho ignoreu massa temps, podeu veure una menor eficiència i una vida útil reduïda de l'equip. No genial.

Per aixòTransformadors de classificació K-són habituals en entorns de centres de dades. Sovint ho veuràsK-13oK-20especificat, però la resposta real depèn de l'estudi harmònic i del perfil de càrrega. (Per tant, sí-cada projecte és lleugerament diferent.)

Sec-Tipus o oli-Summers?

Per a les instal·lacions interiors, molts operadors s'inclinen captransformadors de tipus sec-de resina fosa. Els motius són força pràctics:

• millor seguretat contra incendis
• manteniment mínim
• sense problemes de fuites d'oli
• més fàcilinstal·lació a l'interior d'edificis
•  

Les unitats-immerses en petroli encara tenen sentit en algunes aplicacions exteriors i subestacions de serveis públics-especialment quan es necessiten capacitats més altes. Malauradament, no hi ha una resposta-de mida-per a tots-. Depèn dels requisits del lloc i del projecte.

Deixa espai per al creixement

Aquí hi ha una altra cosa que els equips del centre de dades aprenen ràpidament: la demanda tendeix a créixer més ràpidament del que s'esperava.

Apareixen nous servidors. La densitat del bastidor augmenta. Les càrregues de treball d'IA s'amplien.

Un transformador que avui se sent còmodament sobredimensionat podria semblar poc dimensionat d'aquí a cinc anys.

És per això que molts dissenyadors incorporen capacitat excedent al pla original. La inversió addicional per endavant és sovint més barata que substituir la infraestructura més tard (cosa que ningú vol fer).

Pensaments finals

No hi ha una fórmula perfecta per a la mida del transformador que funcioni per a tots els centres de dades.

Sí, els càlculs de càrrega són importants. Però també heu de tenir en compte la redundància, el rendiment harmònic, les necessitats de refrigeració, els objectius d'eficiència i els plans d'expansió-a llarg termini.

Com a exemple general: una instal·lació amb al voltant2 MW de càrrega informàticapodria acabar utilitzantdos transformadors d'uns 3.000-3.500 kVA cadascunen unN+1configuració. Les especificacions exactes variaran segons el projecte, però el principi bàsic segueix sent el mateix:

Mideu el transformador no només per a la càrrega actual, sinó també per a on és probable que el lloc es trobi uns anys més endavant.