Tại sao các trung tâm dữ liệu ưa chuộng máy biến áp loại khô?

Điểm lựa chọn và ước tính năng lực

Các trung tâm dữ liệu chọn máy biến áp loại khô không phải vì loại khô rẻ hơn mà vì đơn giản là máy biến áp ngâm trong dầu không thể lắp đặt ở hầu hết các trung tâm dữ liệu — và chúng sẽ không bao giờ vượt qua được quá trình kiểm tra hỏa hoạn. Máy biến áp loại khô không chứa chất lỏng cách điện dễ cháy và không có nguy cơ rò rỉ, vì vậy chúng có thể được đặt trực tiếp trong phòng phân phối trên sàn hoặc thậm chí cạnh phòng thiết bị. Khó khăn thực sự không phải là “loại khô hay loại dầu”, mà là cách tính công suất, biên độ tăng nhiệt độ cho phép là bao nhiêu, cách xử lý sóng hài và cách thức hoạt động của máy biến áp và thiết bị đóng cắt.

Ba ràng buộc cứng, tất cả đều là điều kiện kỹ thuật thay vì sở thích

1. Phòng chống cháy nổ và kiểm tra cháy nổ

Loại ngâm trong dầu chứa chất lỏng cách điện dễ cháy bên trong; sự cố có thể gây ra hiện tượng phun dầu và cháy và thường cần có phòng máy biến áp chuyên dụng, tường ngăn cháy, hố chứa dầu hoặc phương tiện thoát dầu và phải đáp ứng khoảng cách ngăn cháy. Máy biến áp loại khô sử dụng cách điện rắn - đúc nhựa epoxy hoặc ngâm tẩm áp suất chân không (VPI) - không chứa chất lỏng dễ cháy, có tải trọng cháy thấp hơn đáng kể và có thể được lắp đặt gần trung tâm phụ tải.

2. Vị trí lắp đặt và vận chuyển

Tải cốt lõi của trung tâm dữ liệu nằm ở tầng trên, bên trong phòng thiết bị. Các thiết bị ngâm trong dầu bị hạn chế bởi trọng lượng dầu, phương tiện lưu trữ dầu và điều kiện nâng, khiến chúng rất khó bố trí trong một tầng; các thiết bị loại khô nhẹ hơn và có thể được di chuyển vào tòa nhà theo từng phần, do đó chúng có thể được đặt trực tiếp vào phòng phân phối.

3. Chi phí vận hành & bảo trì

Các thiết bị ngâm trong dầu yêu cầu phân tích khí hòa tan thường xuyên và kiểm tra mức dầu cũng như rò rỉ; các thiết bị loại khô về cơ bản không cần bảo trì liên quan đến dầu và chỉ cần chú ý đến việc kiểm soát nhiệt độ, quạt và độ sạch.

Ba điểm ứng dụng chính của máy biến áp loại khô trong trung tâm dữ liệu

Máy biến áp loại khô chủ yếu được áp dụng trong ba kịch bản trong trung tâm dữ liệu:

• Bước xuống chính phía đầu vào trung áp:Chịu tải toàn bộ site, với dung lượng lớn nhất, thường được cấu hình là 2N hoặc N+1.
• Phân phối mặt trước và sàn của UPS:Công suất trên một thiết bị nhỏ nhưng số lượng lớn, yêu cầu vận hành ổn định và lắp đặt gọn nhẹ.
• Trung tâm dữ liệu mô-đun và ván trượt đúc sẵn:Kích thước bên ngoài xác định trực tiếp kích thước vỏ máy nên việc lựa chọn máy biến áp phải đồng bộ với kết cấu tổng thể.

Phân chia vai trò giữa máy biến áp loại khô và máy biến áp ngâm trong dầu

Các điểm lựa chọn chính cho máy biến áp loại khô của trung tâm dữ liệu

Việc lựa chọn máy biến áp cho trung tâm dữ liệu không thể chỉ dựa vào công suất; nó phải được đánh giá một cách toàn diện dựa trên mức tải, kiến ​​trúc dự phòng, môi trường vận hành và các tiêu chuẩn chứng nhận.

Dự phòng tải và kiến ​​trúc N+1/2N

Kiến trúc cung cấp điện chủ đạo cho các trung tâm dữ liệu là dự phòng N+1 hoặc 2N. Máy biến áp không thể được điều chỉnh kích thước trực tiếp theo toàn bộ tải của máy chủ; sự dư thừa phải luôn được dự trữ. Ví dụ: nếu tổng tải CNTT yêu cầu 2000 kVA và sử dụng kiến ​​trúc N+1 thì ba máy biến áp 1000 kVA sẽ được cấu hình để nếu có một máy biến áp bị hỏng thì hai máy còn lại có thể chịu toàn bộ tải và duy trì hoạt động tính toán mà không bị gián đoạn.

Loại cách điện: Máy biến áp loại khô Epoxy Cast là lựa chọn hàng đầu

Hầu hết tất cả các trung tâm dữ liệu đều sử dụng máy biến áp loại khô đúc epoxy. Các cuộn dây được bịt kín bằng nhựa epoxy, giúp chúng chống ẩm, chống nhiễm bẩn và chống lại tác động ngắn mạch. So với máy biến áp khô kiểu hở, chúng có khả năng chống chịu ảnh hưởng của môi trường tốt hơn và rất phù hợp với các tình huống trượt đúc sẵn.

Thông số điện áp tăng nhiệt độ và trở kháng

• Lớp tăng nhiệt độ:Loại F (155oC) và loại H (180oC) thường được sử dụng; trung tâm dữ liệu thích lớp H hơn vì khả năng quá tải mạnh hơn.
• Điện áp trở kháng:Thông thường 4%–6%; giá trị trở kháng ảnh hưởng đến dòng điện ngắn mạch và phải phù hợp với các thiết bị bảo vệ thiết bị đóng cắt ngược dòng để tác động ngắn mạch không làm hỏng các tải CNTT nhạy cảm.

Phương pháp làm mát: AF/AN

Làm mát không khí tự nhiên phù hợp với tải trọng bình thường; Làm mát không khí cưỡng bức AF có thể tăng công suất trong thời gian ngắn (thường là 30%–50%) để xử lý tình trạng quá tải ngắn hạn do mở rộng điện toán gây ra — một khả năng mà các trung tâm dữ liệu đánh giá cao.

Chứng nhận và tuân thủ

Đối với các dự án ở nước ngoài, các tiêu chuẩn IEC phải được xác nhận và cung cấp chứng nhận CE; một số khu vực yêu cầu báo cáo thử nghiệm bổ sung. Cũng cần chú ý đến xếp hạng bảo vệ chống xâm nhập IP20/IP30 - IP30 được khuyến nghị cho các vỏ có nhiều bụi.

Khả năng chịu được sóng hài

Máy chủ và hệ thống UPS là những tải phi tuyến tính và tạo ra sóng hài đáng kể. Trong quá trình lựa chọn cần chú ý đến khả năng chịu sóng hài của máy biến áp; có thể chọn các thiết kế giảm công suất hoặc các sản phẩm có cuộn dây che chắn để giảm sự gia nhiệt hài hòa và ngăn chặn sự tăng nhiệt độ bất thường và lão hóa của máy biến áp.

Phương pháp ước tính công suất cho máy biến áp loại khô của trung tâm dữ liệu

Dự toán công suất là cơ sở để báo giá sơ bộ dự án và thiết kế sơ đồ; khi giao dịch với khách hàng EPC trong lĩnh vực ngoại thương, logic này có thể được sử dụng để tính toán nhanh chóng.

Công thức cơ bản:
Công suất định mức máy biến áp (kVA) = Tổng công suất tác dụng tính toán (kW) `Hệ số công suất `Hệ số trùng khớp

Các bước ước tính

1. Cộng tổng công suất tiêu thụ của thiết bị CNTT + phụ tải phòng phụ (điều hòa, chiếu sáng, phòng cháy chữa cháy, v.v.) để có tổng công suất tác dụng.
2. Hệ số công suất tải cho trung tâm dữ liệu thường được lấy là 0,9.
3. Hệ số trùng hợp: không phải tất cả các máy chủ đều chạy đồng thời ở mức tải tối đa, thường được lấy là 0,8–0,9.
4. Dự trữ dự phòng: dự trữ bổ sung công suất dự phòng theo kiến ​​trúc N+1/2N.
5. Các cân nhắc về việc giảm công suất: trong các kịch bản nhiệt độ cao và độ cao lớn, máy biến áp loại khô phải bị giảm công suất, do đó hãy chừa lại biên độ trong ước tính công suất.

Ghi chú:Ước tính công suất chỉ mang tính tham khảo sơ bộ cho Đề án; mô hình cuối cùng phải được viện thiết kế xác nhận có tính đến dòng điện ngắn mạch, sóng hài và mã điện cục bộ.

Phần kết luận

Các trung tâm dữ liệu ưa chuộng máy biến áp loại khô vì sự lựa chọn về cơ bản là ưu tiên an toàn, vận hành và bảo trì đơn giản hóa và sự phù hợp cho việc tích hợp khung trượt đúc sẵn. Trong bối cảnh bùng nổ các dự án điện toán AI, hoạt động mua sắm EPC ở nước ngoài không còn chỉ tập trung vào giá cả - thiết kế dự phòng, khả năng chịu sóng hài, khả năng thích ứng với môi trường và chứng nhận IEC/CE còn quan trọng hơn. Việc ước tính công suất phải kết hợp tải trọng CNTT, hệ số trùng khớp và kiến ​​trúc dự phòng; đối với các dự án trung tâm dữ liệu ở Trung Đông và Đông Nam Á cũng phải tính đến việc giảm tải do môi trường nhiệt độ cao, nhiều bụi.

Giới thiệu về Công ty TNHH Điện lực Chiết Giang Deyan

Chiết Giang Deyan Electric Co., Ltd.được đặt tại Nhạc Thanh, Chiết Giang, “Thủ đô của các thiết bị điện của Trung Quốc” và các sản phẩm của công ty bao gồm thiết bị đóng cắt điện áp cao, thiết bị chính vòng, thiết bị đóng cắt cách điện bằng khí, trạm biến áp kiểu hộp và tủ kết nối lưới quang điện. Nếu dự án trung tâm dữ liệu của bạn cần hỗ trợ lựa chọn trọn gói và tính toán công suất cho máy biến áp loại khô cùng với thiết bị đóng cắt, thiết bị mạch vòng và trạm biến áp kiểu hộp, hãy gửi cho chúng tôi sơ đồ đường đơn và danh sách phụ tải CNTT của bạn, chúng tôi sẽ đưa ra các đề xuất lựa chọn và đánh giá bàn giao.