Як визначити розмір трансформатора для центру обробки даних

На перший погляд розміритрансформатор для ЦОДзвучить досить просто.
Просто складіть навантаження, виберіть трансформатор, і все готово-правильно?

Але в реальному житті? Не зазвичай.

Центр обробки даних не веде себе як звичайна офісна будівля, де попит то зростає, то падає протягом дня. Сервери та системи живлення продовжують працювати, охолодження відбувається за розкладом цілодобово, без вихідних, а попит на електроенергію може зростати швидше, ніж ви очікували-особливо з урахуванням сучасного робочого навантаження ШІ та високої-щільності налаштувань.

Отжерозмір трансформатораменше про те, що вам потрібно зараз, а більше про те, що вам знадобиться пізніше. Майбутнє має значення. багато.

Почніть з фактичної потреби в потужності

Перш ніж дивитися на характеристики трансформаторів, зосередьтеся на тому, що насправді споживає електроенергію всередині об’єкта.

Більшість центрів обробки даних прагнуть розбити енергоспоживання на кілька великих сегментів:

• IT обладнання:сервери, сховище, мережеве обладнання
• Системи охолодження
• Допоміжне обладнання:UPS (центр обробки данихДжерело безперебійного живлення)системи, освітлення, моніторинг та інші допоміжні засоби
•  

ІТ-навантаження зазвичай найпростіше отримати, оскільки воно безпосередньо відповідає обладнанню на місці. Охолодження може бути трохи складнішим. Залежно від конструкції може бути лише охолодженняВід 30% до 50% від загального навантаження ІТ-і в спекотніших кліматичних умовах він може повзти вище.

Однією поширеною помилкою (і це трапляється частіше, ніж люди визнають) є визначення розмірів трансформаторів лише на основі поточного встановленого обладнання. Якийсь час це може спрацювати, але центри обробки даних рідко довго залишаються «як-є».

Перетворення навантаження в потужність трансформатора

Ось така особливість: трансформатори оцінюються вкВА, ні

кВт.

Це означає, що ви повинні враховуватикоефіцієнт потужності.

Базовий початковий розрахунок виглядає так:

• кВА=кВт ÷ коефіцієнт потужності

приклад:

• IT обладнання:1200 кВт при 0,95 PF
• Охолодження:800 кВт при 0,85 PF
• Допоміжні навантаження:200 кВт при 0,90 PF

Це виходить приблизно:

• 1263 кВА для ІТ
• 941 кВА для охолодження
• 222 кВА для допоміжних систем

Всього? Приблизно2426 кВА.

Але дуже мало проектів зупиняються на цьому акуратному, чистому числі. Втрати ДБЖ, заплановане додавання стійок, неочікуване зростання навантаження та робочий резерв – усе це збільшує кінцевий розмір трансформатора. У багатьох випадках це закінчується ближче до3000–3500 кВА.

Надійність змінює все

Чесно кажучи, резервування може мати більше значення, ніж математика навантаження при виборі трансформатора.

Менший заклад може використовувати простішу архітектуру живлення, але більші центри обробки даних часто потребуютьN+1або2Nнадмірність.

• N+1:один додатковий трансформатор доступний, якщо інший блок виводиться з експлуатації
• 2N:два повністю незалежних шляхи живлення, кожен з яких може витримувати повне навантаження

Для сайтів Tier III і Tier IV така надійність не є «приємною особливістю»-це вся суть, оскільки простої просто неприйнятні.

Гармоніки легко не помітити-Поки це не так

Сучасні центри обробки даних завантажені нелінійним обладнанням. Сервери, системи ДБЖ і-приводи із змінною швидкістю генерують гармоніки. Ці гармоніки не просто «існують»-вони створюють додаткове нагрівання в обмотках трансформатора.

І якщо ви ігноруєте це надто довго, ви можете спостерігати зниження ефективності та скорочення терміну служби обладнання. Не чудово.

Ось чомуТрансформатори з рейтингом K-поширені в середовищах центрів обробки даних. Ви часто побачитеK-13абоK-20задано, але справжня відповідь залежить від гармонічного дослідження та профілю навантаження. (Отже, так-кожен проект трохи відрізняється.)

Сухий-тип чи масляний-занурений?

Багато операторів схиляються до установки всередині приміщеньтрансформатори сухого типу з литої смоли-. Причини досить практичні:

• краща пожежна безпека
• мінімальне обслуговування
• відсутність проблем з витоком масла
• легшевстановлення всередині будівель
•  

Масляні-блоки все ще мають сенс у деяких зовнішніх застосуваннях і підстанціях-особливо, коли потрібна більша потужність. На жаль, немає-однозначної-відповіді-для всіх. Це залежить від місця та вимог проекту.

Залиште місце для зростання

Ось ще одна річ, яку швидко засвоюють команди центрів обробки даних: попит, як правило, зростає швидше, ніж очікувалося.

З’являються нові сервери. Збільшується щільність стелажа. Робочі навантаження ШІ збільшуються.

Трансформер, який сьогодні здається завеликим, через п’ять років може виглядати заниженим.

Ось чому багато дизайнерів вбудовують резервні потужності в початковий план. Додаткові інвестиції наперед часто дешевші, ніж заміна інфраструктури пізніше (чого ніхто не хоче робити).

Заключні думки

Немає єдиної ідеальної формули для визначення розміру трансформатора, яка б підходила для кожного центру обробки даних.

Так, розрахунки навантаження важливі. Але ви також повинні враховувати резервування, гармонічну продуктивність, потреби в охолодженні, цілі ефективності та довгострокові-плани розширення.

Як загальний приклад: об’єкт із навколо2 МВт ІТ навантаженняможе закінчитися використаннямдва трансформатори потужністю близько 3000–3500 кВА коженв анN+1налаштування. Точні характеристики залежать від проекту, але основний принцип залишається незмінним:

Вибирайте розмір трансформатора не лише для сьогоднішнього навантаження, але й для того, де об’єкт, ймовірно, буде через кілька років.