چرا مراکز داده از ترانسفورماتورهای نوع خشک ترجیح می دهند؟

نقاط انتخاب و برآورد ظرفیت

مراکز داده ترانسفورماتورهای نوع خشک را انتخاب می کنند نه به این دلیل که انواع خشک ارزان تر هستند، بلکه به این دلیل که ترانسفورماتورهای غوطه ور در روغن به سادگی نمی توانند در اکثر مراکز داده نصب شوند - و آنها هرگز از بازرسی آتش عبور نمی کنند. ترانسفورماتورهای نوع خشک حاوی مایع عایق قابل اشتعال نیستند و خطر نشتی ندارند، بنابراین می توان آنها را مستقیماً در اتاق توزیع طبقه یا حتی در کنار اتاق تجهیزات قرار داد. مشکل واقعی «نوع خشک یا نوع روغن» نیست، بلکه نحوه محاسبه ظرفیت، میزان حاشیه افزایش دما، نحوه برخورد با هارمونیک‌ها و نحوه کار ترانسفورماتور و تابلو برق است.

سه محدودیت سخت، همه آنها به جای ترجیحات، شرایط مهندسی هستند

1. پیشگیری از آتش سوزی و بازرسی آتش

نوع غوطه ور در روغن حاوی یک مایع عایق قابل اشتعال در داخل است. یک خطا ممکن است باعث پرتاب روغن و آتش سوزی شود و معمولاً به یک اتاق ترانسفورماتور اختصاصی، دیوارهای آتش نشانی، یک گودال ذخیره روغن یا تأسیسات تخلیه روغن نیاز دارد و باید فواصل جداسازی آتش را برآورده کند. ترانسفورماتورهای نوع خشک از عایق جامد استفاده می کنند - ریخته گری رزین اپوکسی یا اشباع تحت فشار خلاء (VPI) - فاقد مایع قابل اشتعال هستند، بار آتش بسیار کمتری دارند و می توانند در نزدیکی مرکز بار نصب شوند.

2. موقعیت نصب و حمل و نقل

بارهای اصلی یک مرکز داده در طبقه بالا، داخل اتاق تجهیزات است. واحدهای غوطه‌ور در روغن به دلیل وزن روغن، تأسیسات ذخیره‌سازی روغن و شرایط بالا‌کشی محدود می‌شوند و چیدمان آنها در یک طبقه را بسیار دشوار می‌کند. واحدهای نوع خشک سبک‌تر هستند و می‌توان آنها را در بخش‌های مختلف به داخل ساختمان منتقل کرد، بنابراین می‌توان آنها را مستقیماً در اتاق توزیع قرار داد.

3. هزینه O&M

واحدهای غوطه ور در روغن نیاز به تجزیه و تحلیل منظم گاز محلول و بازرسی سطح روغن و نشت دارند. واحدهای نوع خشک اساساً بدون تعمیر و نگهداری مربوط به روغن هستند و فقط به کنترل دما، فن ها و تمیزی نیاز دارند.

سه نقطه کاربردی اصلی ترانسفورماتورهای نوع خشک در مراکز داده

ترانسفورماتورهای نوع خشک عمدتاً در سه سناریو در مراکز داده اعمال می شوند:

• پایین آمدن اصلی سمت ورودی ولتاژ متوسط:حمل کل بار سایت، با بیشترین ظرفیت، معمولاً به صورت 2N یا N+1 پیکربندی می شود.
• UPS قسمت جلویی و توزیع کف:ظرفیت کوچک در هر واحد اما مقدار زیادی که نیاز به عملکرد پایدار و نصب فشرده دارد.
• اسکیدهای پیش ساخته و مراکز داده مدولار:ابعاد خارجی به طور مستقیم اندازه محوطه را تعیین می کند، بنابراین انتخاب ترانسفورماتور باید با ساختار کلی هماهنگ شود.

تقسیم نقش بین ترانسفورماتورهای نوع خشک و غوطه ور در روغن

نکات کلیدی انتخاب برای ترانسفورماتورهای نوع خشک مرکز داده

انتخاب ترانسفورماتور برای یک مرکز داده نمی تواند تنها بر اساس ظرفیت باشد. باید به طور جامع بر اساس سطح بار، معماری افزونگی، محیط عملیاتی و استانداردهای صدور گواهینامه قضاوت شود.

افزونگی بار و معماری N+1 / 2N

معماری اصلی منبع تغذیه برای مراکز داده، افزونگی N+1 یا 2N است. یک ترانسفورماتور نمی تواند به طور مستقیم در برابر بار کامل سرور اندازه گیری شود. افزونگی باید همیشه رزرو شود. به عنوان مثال: اگر کل بار IT به 2000 کیلو ولت آمپر نیاز داشته باشد و یک معماری N+1 اتخاذ شود، سه ترانسفورماتور 1000 کیلوولت آمپر پیکربندی می شوند، به طوری که اگر یکی از آنها خراب شود، دو ترانسفورماتور باقی مانده می توانند کل بار را حمل کنند و محاسبات را بدون وقفه ادامه دهند.

نوع عایق: ترانسفورماتورهای ریخته گری اپوکسی نوع خشک اولین انتخاب هستند

تقریباً همه مراکز داده از ترانسفورماتورهای نوع خشک ریخته گری اپوکسی استفاده می کنند. سیم پیچ ها در رزین اپوکسی مهر و موم شده اند و آنها را ضد رطوبت، ضد آلودگی و مقاوم در برابر ضربه های اتصال کوتاه می کند. در مقایسه با ترانسفورماتورهای خشک نوع باز، آنها در برابر تداخل محیطی مقاوم تر هستند و برای سناریوهای لغزش پیش ساخته مناسب هستند.

پارامترهای ولتاژ افزایش دما و امپدانس

• کلاس افزایش دما:کلاس F (155 ℃) و کلاس H (180 ℃) معمولا استفاده می شود. مراکز داده کلاس H را به دلیل قابلیت اضافه بار قوی تر ترجیح می دهند.
• ولتاژ امپدانس:به طور معمول 4٪ - 6٪. مقدار امپدانس بر جریان اتصال کوتاه تأثیر می‌گذارد و باید با دستگاه‌های حفاظتی تابلو برق بالادست مطابقت داده شود تا ضربه اتصال کوتاه به بارهای حساس فناوری اطلاعات آسیب نرساند.

روش خنک کننده: AF/AN

یک خنک کننده هوای طبیعی برای بارهای معمولی مناسب است. خنک کننده هوای اجباری AF می تواند ظرفیت را برای مدت کوتاهی (معمولاً 30٪ تا 50٪) افزایش دهد تا بتواند بار اضافی کوتاه مدت ناشی از گسترش محاسبات را کنترل کند - قابلیتی که مراکز داده ارزش بالایی دارند.

صدور گواهینامه و انطباق

برای پروژه های خارج از کشور، استانداردهای IEC باید تایید شده و گواهینامه CE ارائه شود. برخی از مناطق به گزارش های آزمایشی اضافی نیاز دارند. همچنین باید به رتبه بندی حفاظت از نفوذ IP20/IP30 توجه کرد - IP30 برای محفظه هایی با گرد و غبار شدید توصیه می شود.

قابلیت تحمل هارمونیک

سرورها و سیستم های UPS بارهای غیر خطی هستند و هارمونیک های قابل توجهی تولید می کنند. در طول انتخاب، باید به قابلیت مقاومت هارمونیک ترانسفورماتور توجه شود. طرح‌ها یا محصولات با سیم‌پیچ‌های محافظ می‌توانند برای کاهش گرمایش هارمونیک و جلوگیری از افزایش غیرعادی دما و پیری ترانسفورماتور انتخاب شوند.

روش تخمین ظرفیت برای ترانسفورماتورهای نوع خشک مرکز داده

تخمین ظرفیت مبنایی برای پیشنهادهای اولیه پروژه و طراحی طرح است. هنگام معامله با مشتریان EPC در تجارت خارجی، از این منطق می توان برای محاسبات سریع استفاده کرد.

فرمول پایه:
ظرفیت نامی ترانسفورماتور (kVA) = توان اکتیو کل محاسبه شده (کیلووات) ÷ ضریب توان ÷ ضریب تصادف

مراحل تخمین

1. مجموع برق مصرفی تجهیزات IT + بارهای اتاق کمکی (تهویه مطبوع، روشنایی، حفاظت در برابر آتش و غیره) را جمع کنید تا کل توان فعال را بدست آورید.
2. ضریب توان بار برای مراکز داده معمولاً 0.9 در نظر گرفته می شود.
3. عامل تصادفی: همه سرورها با بار کامل به طور همزمان اجرا نمی شوند، معمولاً 0.8-0.9 در نظر گرفته می شوند.
4. افزونگی رزرو: ظرفیت اضافی اضافی را طبق معماری N+1/2N رزرو کنید.
5. ملاحظات کاهش: در سناریوهای با دمای بالا و ارتفاع بالا، ترانسفورماتورهای نوع خشک باید کاهش داشته باشند، بنابراین در برآورد ظرفیت حاشیه باقی بگذارید.

توجه:برآورد ظرفیت تنها یک مرجع اولیه برای طرح است. مدل نهایی باید توسط موسسه طراحی با در نظر گرفتن جریان اتصال کوتاه، هارمونیک ها و کدهای الکتریکی محلی تایید شود.

نتیجه گیری

مراکز داده طرفدار ترانسفورماتورهای نوع خشک هستند، زیرا این انتخاب اساساً به ایمنی، O&M ساده و مناسب بودن برای یکپارچه سازی اسکید پیش ساخته مربوط می شود. در پس زمینه انفجار در پروژه های محاسباتی هوش مصنوعی، خرید EPC در خارج از کشور دیگر تنها بر قیمت متمرکز نیست - طراحی افزونگی، قابلیت مقاومت هارمونیک، سازگاری محیطی و گواهینامه IEC/CE اهمیت بیشتری دارند. تخمین ظرفیت باید بار فناوری اطلاعات، ضریب تصادف و معماری افزونگی را ترکیب کند. برای پروژه های مرکز داده در خاورمیانه و آسیای جنوب شرقی، درجه بندی ناشی از محیط های با دمای بالا و گرد و غبار بالا نیز باید در نظر گرفته شود.

درباره شرکت Zhejiang Deyan Electric Co., Ltd.

شرکت ژجیانگ دیان الکتریک، با مسئولیت محدوددر Yueqing، ژجیانگ، "پایتخت لوازم برقی چین" واقع شده است و محصولات آن تابلو برق فشار قوی، واحدهای اصلی حلقه، تابلو برق عایق گاز، پست های جعبه ای و کابینت های اتصال به شبکه فتوولتائیک را پوشش می دهد. اگر پروژه مرکز داده شما نیاز به پشتیبانی انتخاب بسته بندی و محاسبه ظرفیت برای ترانسفورماتورهای نوع خشک به همراه تابلو برق، واحدهای اصلی حلقه و پست های نوع جعبه دارد، نمودار تک خطی و لیست بار فناوری اطلاعات خود را برای ما ارسال کنید و ما توصیه های انتخاب و ارزیابی تحویل را ارائه خواهیم کرد.