¿Por qué los centros de datos prefieren los transformadores de tipo seco?

Puntos de selección y estimación de capacidad.

Los centros de datos eligen transformadores de tipo seco no porque los tipos secos sean más baratos, sino porque los transformadores sumergidos en aceite simplemente no se pueden instalar en la mayoría de los centros de datos y nunca pasarían la inspección de incendios. Los transformadores de tipo seco no contienen líquido aislante inflamable y no conllevan riesgo de fugas, por lo que pueden colocarse directamente en una sala de distribución en el piso o incluso al lado de la sala de equipos. La verdadera dificultad no es “tipo seco o tipo aceite”, sino cómo calcular la capacidad, cuánto margen de aumento de temperatura permitir, cómo lidiar con los armónicos y cómo deben funcionar juntos el transformador y el tablero.

Tres restricciones estrictas, todas ellas condiciones de ingeniería más que preferencias

1. Prevención de Incendios e Inspección de Incendios

El tipo sumergido en aceite contiene un líquido aislante inflamable en su interior; una falla puede provocar la expulsión de aceite y un incendio y, por lo general, requiere una sala de transformadores dedicada, muros cortafuegos, un pozo de almacenamiento de aceite o instalaciones de drenaje de aceite, y debe satisfacer distancias de separación contra incendios. Los transformadores de tipo seco utilizan aislamiento sólido (fundición de resina epoxi o impregnación de presión al vacío (VPI), no contienen líquidos inflamables, tienen una carga de fuego significativamente menor y pueden instalarse cerca del centro de carga.

2. Posición de instalación y transporte

Las cargas centrales de un centro de datos se encuentran arriba, dentro de la sala de equipos. Las unidades sumergidas en aceite están limitadas por el peso del aceite, las instalaciones de almacenamiento de aceite y las condiciones de elevación, lo que hace que sea muy difícil colocarlas dentro de un piso; Las unidades de tipo seco son más livianas y se pueden trasladar a un edificio en secciones, por lo que se pueden colocar directamente en la sala de distribución.

3. Costo de operación y mantenimiento

Las unidades sumergidas en aceite requieren análisis regulares de gases disueltos e inspección del nivel de aceite y fugas; Las unidades de tipo seco prácticamente no requieren mantenimiento relacionado con el aceite y solo necesitan atención al control de temperatura, los ventiladores y la limpieza.

Tres puntos de aplicación principales de transformadores de tipo seco en centros de datos

Los transformadores de tipo seco se aplican principalmente en tres escenarios en los centros de datos:

• Reductor principal del lado de entrada de media tensión:Transporta toda la carga del sitio, con la mayor capacidad, generalmente configurada como 2N o N+1.
• Distribución frontal y de piso del UPS:Pequeña capacidad por unidad pero gran cantidad, lo que requiere un funcionamiento estable y una instalación compacta.
• Skids prefabricados y centros de datos modulares:Las dimensiones externas determinan directamente el tamaño del gabinete, por lo que la selección del transformador debe sincronizarse con la estructura general.

División de funciones entre transformadores de tipo seco y sumergidos en aceite

Puntos clave de selección para transformadores de tipo seco para centros de datos

La selección de transformadores para un centro de datos no puede basarse únicamente en la capacidad; debe evaluarse de manera integral en función del nivel de carga, la arquitectura de redundancia, el entorno operativo y los estándares de certificación.

Redundancia de carga y arquitectura N+1/2N

La arquitectura de suministro de energía principal para los centros de datos es la redundancia N+1 o 2N. Un transformador no se puede dimensionar directamente para la carga total del servidor; La redundancia siempre debe reservarse. Por ejemplo: si la carga total de TI requiere 2000 kVA y se adopta una arquitectura N+1, se configurarían tres transformadores de 1000 kVA, de modo que si alguno falla, los dos restantes puedan soportar toda la carga y mantener la computación funcionando sin interrupción.

Tipo de aislamiento: Los transformadores de tipo seco moldeados con epoxi son la primera opción

Casi todos los centros de datos utilizan transformadores de tipo seco moldeados con epoxi. Los devanados están sellados con resina epoxi, lo que los hace resistentes a la humedad, a la contaminación y al impacto de cortocircuitos. En comparación con los transformadores secos de tipo abierto, son más resistentes a las interferencias ambientales y se adaptan bien a escenarios de deslizamiento prefabricados.

Parámetros de voltaje de impedancia y aumento de temperatura

• Clase de aumento de temperatura:Se utilizan comúnmente clase F (155 ℃) y clase H (180 ℃); Los centros de datos prefieren la clase H por su mayor capacidad de sobrecarga.
• Tensión de impedancia:Normalmente entre 4% y 6%; el valor de impedancia afecta la corriente de cortocircuito y debe coincidir con los dispositivos de protección de la aparamenta aguas arriba, de modo que el impacto del cortocircuito no dañe las cargas de TI sensibles.

Método de enfriamiento: AF/AN

Una refrigeración por aire natural se adapta a cargas normales; La refrigeración por aire forzado AF puede aumentar la capacidad durante un período corto (normalmente entre un 30% y un 50%) para manejar la sobrecarga a corto plazo causada por la expansión informática, una capacidad que los centros de datos valoran mucho.

Certificación y Cumplimiento

Para proyectos en el extranjero, se deben confirmar los estándares IEC y proporcionar la certificación CE; algunas regiones requieren informes de prueba adicionales. También se debe prestar atención a la clasificación de protección de ingreso IP20/IP30: se recomienda IP30 para gabinetes con mucho polvo.

Capacidad de resistencia armónica

Los servidores y los sistemas UPS son cargas no lineales y generan armónicos sustanciales. Durante la selección, se debe prestar atención a la capacidad de resistencia armónica del transformador; Se pueden elegir diseños reducidos o productos con devanados blindados para reducir el calentamiento armónico y evitar un aumento anormal de temperatura y el envejecimiento del transformador.

Método de estimación de capacidad para transformadores de tipo seco de centros de datos

La estimación de capacidad es la base para las cotizaciones preliminares de proyectos y el diseño del esquema; Cuando se trata de clientes de EPC en comercio exterior, esta lógica se puede utilizar para cálculos rápidos.

Fórmula básica:
Capacidad nominal del transformador (kVA) = Potencia activa total calculada (kW) ÷ Factor de potencia ÷ Factor de coincidencia

Pasos de estimación

1. Sume el consumo eléctrico total de los equipos informáticos + las cargas auxiliares de la sala (climatización, iluminación, protección contra incendios, etc.) para obtener la potencia activa total.
2. El factor de potencia de carga para los centros de datos generalmente se considera 0,9.
3. Factor de coincidencia: no todos los servidores funcionan a plena carga simultáneamente, generalmente entre 0,8 y 0,9.
4. Reserva de redundancia: reserva de capacidad redundante adicional según la arquitectura N+1/2N.
5. Consideraciones de reducción de potencia: en escenarios de alta temperatura y gran altitud, los transformadores de tipo seco deben reducirse, por lo tanto, deje margen en la estimación de capacidad.

Nota:La estimación de la capacidad es sólo una referencia preliminar para el plan; El modelo final debe ser confirmado por el instituto de diseño teniendo en cuenta la corriente de cortocircuito, los armónicos y los códigos eléctricos locales.

Conclusión

Los centros de datos prefieren los transformadores de tipo seco porque la elección se centra fundamentalmente en la seguridad, la operación y el mantenimiento simplificados y la idoneidad para la integración de patines prefabricados. En el contexto de una explosión en los proyectos de computación de IA, las adquisiciones de EPC en el extranjero ya no se centran únicamente en el precio: el diseño de redundancia, la capacidad de resistencia a armónicos, la adaptabilidad ambiental y la certificación IEC/CE son más importantes. La estimación de capacidad debe combinar la carga de TI, el factor de coincidencia y la arquitectura de redundancia; Para proyectos de centros de datos en Medio Oriente y el sudeste asiático, también se debe tener en cuenta la reducción de potencia causada por entornos de alta temperatura y mucho polvo.

Acerca de Zhejiang Deyan Electric Co., Ltd.

Zhejiang Deyan Electric Co., Ltd.está ubicada en Yueqing, Zhejiang, la "capital de los electrodomésticos de China", y sus productos cubren aparamenta de alto voltaje, unidades principales en anillo, aparamenta aislada en gas, subestaciones tipo caja y gabinetes de conexión a red fotovoltaica. Si su proyecto de centro de datos necesita soporte de selección de paquete y cálculo de capacidad para transformadores de tipo seco junto con aparamenta, unidades principales de anillo y subestaciones tipo caja, envíenos su diagrama unifilar y su lista de carga de TI, y le brindaremos recomendaciones de selección y una evaluación de entrega.