Cách định cỡ máy biến áp cho trung tâm dữ liệu

Thoạt nhìn, kích thướcmáy biến áp cho trung tâm dữ liệunghe có vẻ khá đơn giản.
Chỉ cần cộng các tải, chọn máy biến áp là xong-phải không?

Nhưng trong cuộc sống thực? Không thường xuyên.

Trung tâm dữ liệu không hoạt động giống như một tòa nhà văn phòng điển hình, nơi nhu cầu tăng giảm trong ngày. Máy chủ và hệ thống điện tiếp tục hoạt động, về cơ bản việc làm mát diễn ra theo lịch trình 24/7 và nhu cầu điện năng có thể tăng nhanh hơn bạn mong đợi-đặc biệt là với khối lượng công việc AI ngày nay và các thiết lập mật độ-cao.

Vì thếkích thước máy biến ápít hơn về những gì bạn cần ngay bây giờ và nhiều hơn về những gì bạn sẽ cần sau này. Tương lai quan trọng. Nhiều.

Bắt đầu với nhu cầu năng lượng thực tế

Trước khi bạn xem xét xếp hạng máy biến áp, hãy tập trung vào những gì thực sự tiêu thụ điện năng bên trong cơ sở.

Hầu hết các trung tâm dữ liệu có xu hướng chia việc sử dụng năng lượng thành một số nhóm lớn:

• Thiết bị CNTT:máy chủ, lưu trữ, thiết bị mạng
• Hệ thống làm mát
• Thiết bị hỗ trợ:UPS(trung tâm dữ liệuNguồn điện liên tục)hệ thống, chiếu sáng, giám sát và các thiết bị phụ trợ khác
•  

Tải CNTT thường là con số dễ dàng nhận được nhất vì nó phù hợp trực tiếp với thiết bị tại chỗ. Việc làm mát có thể rắc rối hơn một chút. Tùy thuộc vào thiết kế, chỉ riêng việc làm mát có thể được thực hiện30% đến 50% tổng khối lượng công việc CNTT-và ở những vùng có khí hậu nóng hơn, nó có thể leo cao hơn.

Một sai lầm phổ biến (và nó xảy ra nhiều hơn những gì mọi người thừa nhận) là định cỡ máy biến áp chỉ dựa trên thiết bị được lắp đặt hiện tại. Điều đó có thể hiệu quả trong một thời gian nhưng các trung tâm dữ liệu hiếm khi tồn tại ở trạng thái "nguyên trạng" lâu.

Chuyển tải thành công suất máy biến áp

Đây là điểm mấu chốt: máy biến áp được đánh giá ởkVA, không

kW.

Điều đó có nghĩa là bạn phải tính đến yếu tốhệ số công suất.

Một phép tính bắt đầu cơ bản trông như thế này:

• kVA=kW `Hệ số công suất

Ví dụ:

• Thiết bị CNTT:1.200 kW ở 0,95 PF
• Làm mát:800 kW ở 0,85 PF
• Tải phụ trợ:200 kW ở mức 0,90 PF

Điều đó dẫn đến khoảng:

• 1.263 kVA cho CNTT
• 941 kVA để làm mát
• 222 kVA cho hệ thống phụ trợ

Tổng cộng? đại khái2.426 kVA.

Nhưng rất ít dự án dừng lại ở con số gọn gàng, sạch sẽ đó. Tổn thất của UPS, việc bổ sung giá đỡ theo kế hoạch, tải tăng đột ngột và dự trữ vận hành đều đẩy kích thước máy biến áp cuối cùng lên cao hơn. Trong nhiều trường hợp, nó kết thúc gần hơn với3.000–3.500 kVA.

Độ tin cậy thay đổi mọi thứ

Thành thật mà nói, dự phòng có thể quan trọng hơn việc tính toán tải trong việc lựa chọn máy biến áp.

Cơ sở nhỏ hơn có thể sử dụng kiến ​​trúc nguồn đơn giản hơn nhưng các trung tâm dữ liệu lớn hơn thường cầnN+1hoặc2Ndư thừa.

• N+1:một máy biến áp bổ sung có sẵn nếu một thiết bị khác không hoạt động
• 2N:hai đường dẫn điện hoàn toàn độc lập, mỗi đường có thể mang toàn bộ tải

Đối với các trang web Cấp III và Cấp IV, loại độ tin cậy đó không phải là một "tính năng hay"-đó mới là vấn đề vì thời gian ngừng hoạt động là không thể chấp nhận được.

Sóng hài rất dễ bị bỏ qua-Cho đến khi không như vậy

Các trung tâm dữ liệu hiện đại được trang bị các thiết bị phi tuyến. Máy chủ, hệ thống UPS và các bộ điều khiển tốc độ-có thể thay đổi đều tạo ra sóng hài. Những sóng hài đó không chỉ "tồn tại"-mà còn tạo thêm nhiệt trong cuộn dây máy biến áp.

Và nếu bạn bỏ qua điều đó quá lâu, bạn có thể thấy hiệu suất thấp hơn và tuổi thọ thiết bị giảm. Không tuyệt lắm.

Đó là lý do tại saoMáy biến áp định mức K{0}}phổ biến trong môi trường trung tâm dữ liệu. Bạn sẽ thường xuyên thấyK-13hoặcK-20được chỉ định, nhưng câu trả lời thực sự phụ thuộc vào nghiên cứu sóng hài và đặc tính tải. (Vì vậy, vâng-mọi dự án đều có chút khác biệt.)

Ngâm-Loại khô hay Dầu-Ngâm?

Để lắp đặt trong nhà, nhiều nhà khai thác nghiêng về phíamáy biến áp khô{0}}bằng nhựa đúc. Những lý do khá thực tế:

• an toàn cháy nổ tốt hơn
• bảo trì tối thiểu
• không có mối lo ngại rò rỉ dầu
• dễ dàng hơnlắp đặt bên trong các tòa nhà
•  

-Bộ ngâm dầu vẫn có ý nghĩa trong một số ứng dụng ngoài trời và trạm biến áp tiện ích-đặc biệt khi cần công suất cao hơn. Thật không may, không có câu trả lời-kích thước-phù hợp-cho tất cả mọi người. Nó phụ thuộc vào yêu cầu của trang web và dự án.

Để lại chỗ cho sự tăng trưởng

Đây là một điều nữa mà các nhóm trung tâm dữ liệu sẽ nhanh chóng học hỏi: nhu cầu có xu hướng tăng nhanh hơn dự kiến.

Máy chủ mới xuất hiện. Mật độ giá tăng. Khối lượng công việc AI mở rộng.

Một máy biến áp ngày nay có cảm giác quá khổ một cách thoải mái có thể trông có kích thước nhỏ hơn trong 5 năm tới.

Đó là lý do vì sao nhiều nhà thiết kế xây dựng công suất dự phòng vào kế hoạch ban đầu. Việc đầu tư thêm trước thường rẻ hơn việc thay thế cơ sở hạ tầng sau này (điều không ai muốn làm).

suy nghĩ cuối cùng

Không có một công thức hoàn hảo nào về kích thước máy biến áp phù hợp với mọi trung tâm dữ liệu.

Có, tính toán tải rất quan trọng. Tuy nhiên, bạn cũng phải tính đến sự dư thừa, hiệu suất hài hòa, nhu cầu làm mát, mục tiêu hiệu quả và kế hoạch mở rộng dài hạn.

Như một ví dụ chung: một cơ sở có khoảngTải CNTT 2 MWcuối cùng có thể sử dụnghai máy biến áp có công suất định mức khoảng 3.000–3.500 kVA mỗi máytrong mộtN+1cài đặt. Thông số kỹ thuật chính xác sẽ thay đổi tùy theo dự án, nhưng nguyên tắc cốt lõi vẫn giữ nguyên:

Kích thước máy biến áp không chỉ phù hợp với tải ngày nay mà còn phù hợp với vị trí mà địa điểm có thể sẽ được xây dựng trong vài năm tới.