Pourquoi les centres de données privilégient les transformateurs de type sec ?

Points de sélection et estimation de la capacité

Les centres de données choisissent les transformateurs de type sec non pas parce que les types secs sont moins chers, mais parce que les transformateurs immergés dans l'huile ne peuvent tout simplement pas être installés dans la plupart des centres de données et qu'ils ne passeront jamais l'inspection incendie. Les transformateurs secs ne contiennent aucun liquide isolant inflammable et ne présentent aucun risque de fuite, ils peuvent donc être placés directement dans une salle de distribution au sol ou même à côté du local technique. La vraie difficulté n’est pas « le type sec ou le type huile », mais comment calculer la capacité, quelle marge d’augmentation de température permettre, comment gérer les harmoniques et comment le transformateur et l’appareillage doivent fonctionner ensemble.

Trois contraintes strictes, toutes des conditions d'ingénierie plutôt que des préférences

1. Prévention des incendies et inspection des incendies

Le type immergé dans l’huile contient un liquide isolant inflammable à l’intérieur ; un défaut peut provoquer une éjection d'huile et un incendie, et nécessite généralement une salle de transformateur dédiée, des murs coupe-feu, une fosse de stockage d'huile ou des installations de drainage d'huile, et doit respecter les distances de séparation coupe-feu. Les transformateurs de type sec utilisent une isolation solide – moulage de résine époxy ou imprégnation sous vide sous pression (VPI) – ne contiennent aucun liquide inflammable, ont une charge calorifique nettement inférieure et peuvent être installés à proximité du centre de distribution.

2. Position d'installation et transport

Les principales charges d'un centre de données se trouvent à l'étage, à l'intérieur de la salle technique. Les unités immergées dans le pétrole sont limitées par le poids du pétrole, les installations de stockage du pétrole et les conditions de levage, ce qui les rend très difficiles à disposer dans un étage ; Les unités de type sec sont plus légères et peuvent être déplacées dans un bâtiment par sections, de sorte qu'elles peuvent être placées directement dans la salle de distribution.

3. Coût d'exploitation et d'entretien

Les unités immergées dans l'huile nécessitent une analyse régulière des gaz dissous et une inspection du niveau d'huile et des fuites ; Les unités de type sec sont essentiellement exemptes d'entretien lié à l'huile et ne nécessitent qu'une attention particulière au contrôle de la température, aux ventilateurs et à la propreté.

Trois principaux points d'application des transformateurs de type sec dans les centres de données

Les transformateurs de type sec sont principalement utilisés dans trois scénarios dans les centres de données :

• Abaisseur principal côté arrivée moyenne tension :Transportant toute la charge du site, avec la plus grande capacité, généralement configurée en 2N ou N+1.
• Distribution UPS front-end et étage :Petite capacité par unité mais grande quantité, nécessitant un fonctionnement stable et une installation compacte.
• Skids préfabriqués et datacenters modulaires :Les dimensions extérieures déterminent directement la taille du boîtier, la sélection du transformateur doit donc être synchronisée avec la structure globale.

Répartition des rôles entre les transformateurs secs et immergés dans l'huile

Points de sélection clés pour les transformateurs de type sec pour centres de données

La sélection du transformateur pour un centre de données ne peut pas être basée uniquement sur la capacité ; il doit être évalué de manière globale par rapport au niveau de charge, à l'architecture de redondance, à l'environnement d'exploitation et aux normes de certification.

Redondance de charge et architecture N+1/2N

L’architecture d’alimentation électrique dominante pour les centres de données est la redondance N+1 ou 2N. Un transformateur ne peut pas être dimensionné directement en fonction de la charge complète du serveur ; la redondance doit toujours être réservée. Par exemple : si la charge informatique totale nécessite 2 000 kVA et qu'une architecture N+1 est adoptée, trois transformateurs de 1 000 kVA seront configurés, de sorte qu'en cas de panne de l'un d'entre eux, les deux restants puissent supporter la totalité de la charge et maintenir le fonctionnement informatique sans interruption.

Type d'isolation : les transformateurs de type sec en fonte époxy sont le premier choix

Presque tous les centres de données utilisent des transformateurs de type sec en fonte époxy. Les enroulements sont scellés dans de la résine époxy, ce qui les rend résistants à l'humidité, à la contamination et aux chocs de court-circuit. Comparés aux transformateurs secs de type ouvert, ils sont plus résistants aux interférences environnementales et sont bien adaptés aux scénarios de dérapage préfabriqués.

Paramètres d'augmentation de température et de tension d'impédance

• Classe d'échauffement :La classe F (155 ℃) et la classe H (180 ℃) sont couramment utilisées ; les centres de données préfèrent la classe H en raison de sa plus grande capacité de surcharge.
• Tension d'impédance :Normalement 4 à 6 % ; la valeur d'impédance affecte le courant de court-circuit et doit être adaptée aux dispositifs de protection de l'appareillage en amont, afin que l'impact d'un court-circuit n'endommage pas les charges informatiques sensibles.

Méthode de refroidissement : AF/AN

Un refroidissement naturel par air convient aux charges normales ; Le refroidissement par air forcé AF peut augmenter la capacité pendant une courte période (généralement de 30 à 50 %) pour gérer la surcharge à court terme causée par l'expansion informatique – une capacité que les centres de données apprécient grandement.

Certification et conformité

Pour les projets à l'étranger, les normes CEI doivent être confirmées et la certification CE fournie ; certaines régions exigent des rapports de tests supplémentaires. Il convient également de prêter attention à l'indice de protection IP20/IP30 — IP30 est recommandé pour les boîtiers très poussiéreux.

Capacité de tenue aux harmoniques

Les serveurs et les systèmes UPS sont des charges non linéaires et génèrent des harmoniques importantes. Lors de la sélection, il convient de prêter attention à la capacité de tenue aux harmoniques du transformateur ; des conceptions déclassées ou des produits avec des enroulements de blindage peuvent être choisis pour réduire l'échauffement harmonique et empêcher une augmentation anormale de la température et un vieillissement du transformateur.

Méthode d'estimation de la capacité des transformateurs de type sec des centres de données

L'estimation de la capacité constitue la base des devis préliminaires de projets et de la conception des projets ; lorsqu'il s'agit de clients EPC dans le commerce extérieur, cette logique peut être utilisée pour des calculs rapides.

Formule de base :
Capacité nominale du transformateur (kVA) = Puissance active totale calculée (kW) ÷ Facteur de puissance ÷ Facteur de coïncidence

Étapes d'estimation

1. Additionnez la consommation électrique totale des équipements informatiques + les charges auxiliaires des locaux (climatisation, éclairage, protection incendie, etc.) pour obtenir la puissance active totale.
2. Le facteur de puissance de charge des centres de données est généralement fixé à 0,9.
3. Facteur de coïncidence : les serveurs ne fonctionnent pas tous simultanément à pleine charge, généralement compris entre 0,8 et 0,9.
4. Redondance de réserve : réservez une capacité redondante supplémentaire selon l'architecture N+1/2N.
5. Considérations de déclassement : dans les scénarios à haute température et à haute altitude, les transformateurs de type sec doivent être déclassés, laissez donc une marge dans l'estimation de la capacité.

Note:L'estimation de la capacité n'est qu'une référence préliminaire pour le projet ; le modèle final doit être confirmé par l'institut de conception en tenant compte du courant de court-circuit, des harmoniques et des codes électriques locaux.

Conclusion

Les centres de données privilégient les transformateurs de type sec, car le choix porte fondamentalement sur la sécurité, l'exploitation et la maintenance simplifiées et l'adéquation à l'intégration de skids préfabriqués. Dans un contexte d'explosion des projets informatiques d'IA, les achats d'EPC à l'étranger ne se concentrent plus uniquement sur le prix : la conception redondante, la capacité de tenue aux harmoniques, l'adaptabilité environnementale et la certification CEI/CE comptent davantage. L'estimation de la capacité doit combiner la charge informatique, le facteur de coïncidence et l'architecture de redondance ; pour les projets de centres de données au Moyen-Orient et en Asie du Sud-Est, le déclassement provoqué par des environnements à haute température et très poussiéreux doit également être pris en compte.

À propos de Zhejiang Deyan Electric Co., Ltd.

Zhejiang Deyan Électrique Co., Ltd.est située à Yueqing, Zhejiang, la « capitale des appareils électriques de Chine », et ses produits couvrent les appareillages à haute tension, les unités principales en anneau, les appareillages à isolation gazeuse, les sous-stations de type boîtier et les armoires de connexion au réseau photovoltaïque. Si votre projet de centre de données nécessite une assistance globale à la sélection et au calcul de la capacité des transformateurs de type sec ainsi que des appareillages de commutation, des unités principales en anneau et des sous-stations de type boîte, envoyez-nous votre schéma unifilaire et votre liste de charges informatiques, et nous vous fournirons des recommandations de sélection et une évaluation de livraison.