Trung tâm dữ liệu trí tuệ nhân tạo và lựa chọn máy biến áp: Vì sao thiết kế kiểu đặt trên bệ và kiểu khô lại quan trọng

Trí tuệ nhân tạo đang thay đổi quy mô và thời điểm của nhu cầu điện cho trung tâm dữ liệu. Bộ Năng lượng Hoa Kỳ báo cáo rằng các trung tâm dữ liệu đã sử dụng khoảng 4,4% lượng điện của Hoa Kỳ vào năm 2023 và có thể chiếm khoảng 6,7% đến 12% vào năm 2028. Đối với các nhà phát triển, các công ty điện lực và các nhà thầu kỹ thuật, mua sắm và xây dựng, sự tăng trưởng này khiến gói máy biến áp trở thành một quyết định sớm mang tính then chốt thay vì một hạng mục mua sắm muộn.

Hệ thống điện của một trung tâm dữ liệu có thể bao gồm máy biến áp cấp điện của công ty điện lực, thiết bị đóng cắt trung thế, máy phát điện, thiết bị chuyển nguồn, máy biến áp phân phối, tủ điện hạ thế và bộ phân phối điện. Giải pháp máy biến áp đúng đắn phụ thuộc vào vị trí của thiết bị trong kiến trúc đó, yêu cầu biến đổi điện áp, chiến lược dự phòng, dòng sự cố khả dụng, điều kiện hiện trường và các tiêu chuẩn áp dụng.

Vì sao các phụ tải trí tuệ nhân tạo thay đổi việc quy hoạch máy biến áp

Các cụm máy tính AI có thể tập trung tải điện lớn trong một diện tích hạn chế. Tiến độ dự án cũng đang tăng tốc trong khi thời gian giao hàng máy biến áp và thiết bị đóng cắt vẫn là một ràng buộc quan trọng trong lập kế hoạch. Do đó, chỉ riêng công suất là không đủ. Các kỹ sư nên phối hợp về trở kháng, điều chỉnh điện áp, dòng khởi động, bảo vệ, làm mát, định tuyến cáp và mở rộng trong tương lai trước khi phê duyệt thiết kế máy biến áp cuối cùng.

Nghiên cứu của DOE cũng xác định các trung tâm dữ liệu là động lực thúc đẩy nhu cầu máy biến áp phân phối ngày càng tăng. Điều này củng cố sự cần thiết phải bắt đầu lựa chọn thiết bị sớm, xác nhận các yêu cầu của đơn vị điện lực và đặt trước năng lực sản xuất trước khi chốt bố trí xây dựng và điện.

Vị trí phù hợp của máy biến áp kiểu đặt trên bệ

MỘTmáy biến áp kiểu đặt trên bệ thường được sử dụng cho phân phối trung áp ngoài trời, nơi cáp sơ cấp đi ngầm phục vụ một tòa nhà hoặc khuôn viên. Kết cấu kín, chống can thiệp của nó kết hợp máy biến áp và các ngăn cáp có thể tiếp cận trong một gói đặt trên mặt đất.

Đối với các khuôn viên trung tâm dữ liệu, các thiết bị kiểu đặt trên bệ có thể hỗ trợ các khối xây dựng mô-đun, mở rộng theo giai đoạn và các phòng điện phân tán. Thiết kế có thể sử dụng bố trí cấp điện hình tia hoặc mạch vòng tùy thuộc vào hệ thống điện lực và yêu cầu về tính liên tục. Cấu hình cuối cùng phải phối hợp với đơn vị điện lực, tủ đóng cắt trung thế, bệ bê tông, lối vào cáp và thiết bị 480 V phía hạ nguồn.

Các câu hỏi chính về máy biến áp kiểu đặt trên bệ

• Điện áp sơ cấp và thứ cấp cũng như các kiểu đấu dây cuộn dây là gì?
• Cần định mức kVA nào cho tải hiện tại và kế hoạch mở rộng?
• Cần tổng trở nào để phối hợp dòng sự cố và bảo vệ?
• Có yêu cầu cấp điện hình tia hay cấp điện mạch vòng?
• Áp dụng loại chất lỏng cách điện, lớp hoàn thiện vỏ và các tùy chọn môi trường nào?
• Cần những cầu chì, dao cách ly, chống sét van, đồng hồ đo và phụ kiện giám sát nào?
• Có những giới hạn kích thước nào áp dụng cho bệ, lỗ mở cáp và khoảng cách an toàn tại công trường?

Vị trí phù hợp của máy biến áp khô

MỘTmáy biến áp khôthường được lựa chọn cho các phòng điện trong nhà, phòng dữ liệu và các vị trí khác nơi việc ngăn chứa chất lỏng, các yếu tố về phòng cháy và khoảng cách đến tải ảnh hưởng đến việc lựa chọn thiết bị. Kết cấu VPI và đúc nhựa đáp ứng các yêu cầu về môi trường và hiệu suất khác nhau, vì vậy đặc tính kỹ thuật cần xác định rõ điều kiện lắp đặt thay vì coi tất cả máy biến áp khô là có thể thay thế cho nhau.

Thiết bị khô cho các ứng dụng trung tâm dữ liệu cần được phối hợp với hệ thống thông gió, nhiệt độ môi trường, tải hài, yêu cầu về vỏ bọc, giới hạn tiếng ồn và các thiết bị bảo vệ phía thượng nguồn và hạ nguồn. Các kỹ sư cũng cần xác nhận hiệu suất yêu cầu, hệ thống cách điện, vật liệu dây quấn, đầu phân áp, độ tăng nhiệt và tài liệu thử nghiệm.

Kiểu đặt trên bệ hay kiểu khô: Thường là quyết định của cả hệ thống

Nhiều dự án trung tâm dữ liệu sử dụng cả hai loại. Máy biến áp kiểu đặt trên bệ ngoài trời có thể nhận điện trung áp từ lưới điện và phân phối đến các tòa nhà, trong khi máy biến áp khô trong nhà phục vụ các tải cục bộ hoặc các biến đổi điện áp cụ thể. Cách tiếp cận đáng tin cậy nhất là đánh giá sơ đồ một đường như một hệ thống hoàn chỉnh.

Việc so sánh nên bao gồm vị trí, các ràng buộc về phòng cháy chữa cháy và môi trường, khả năng tiếp cận để bảo trì, đánh giá tổn thất, dự phòng, chiến lược thay thế và tổng chi phí lắp đặt. Lựa chọn thiết bị một cách độc lập có thể tạo ra những xung đột có thể tránh được về dòng điện sự cố, kích cỡ cáp, cài đặt bảo vệ và các giao diện vật lý.

Thông tin cần cung cấp trước khi yêu cầu báo giá

Một yêu cầu máy biến áp hữu ích nên bao gồm sơ đồ một dây, bảng phụ tải, điện áp sơ cấp và thứ cấp, tần số, pha, cách đấu dây cuộn dây, tổng trở mục tiêu, vật liệu cuộn dây, môi trường lắp đặt, cấp bảo vệ vỏ, phương pháp làm mát, tiêu chuẩn áp dụng, phụ kiện, số lượng, điểm đến và ngày giao hàng yêu cầu. Các dự án trung tâm dữ liệu cũng nên xác định khái niệm dự phòng và bất kỳ kế hoạch công suất theo giai đoạn nào.

Qinghe Electric sản xuất máy biến áp kiểu gắn trên bệ, ngâm dầu, khô kiểu VPI và đúc nhựa cho các dự án phân phối điện quốc tế. Đội ngũ kỹ thuật của chúng tôi có thể xem xét thông số kỹ thuật dự án và phối hợp giao diện máy biến áp với tủ đóng cắt trung thế và hạ thế. Liên hệ với Qinghe Electric để thảo luận về yêu cầu máy biến áp cho trung tâm dữ liệu.

Nguồn tham khảo

Bộ Năng lượng Hoa Kỳ, Báo cáo năm 2024 về Sử dụng Năng lượng của Trung tâm Dữ liệu Hoa Kỳ; Văn phòng Điện lực thuộc Bộ Năng lượng Hoa Kỳ, Nghiên cứu Nhu cầu Máy biến áp Phân phối.