Трансформаторы центров обработки данных высокой плотности: производительность и безопасность

В эпоху постоянно растущих вычислительных требований, Центры обработки данных, поддерживающие рабочие нагрузки ИИ и майнинга криптовалюты, подталкивают технологию трансформаторов в свои пределы. Эти приложения высокой плотности требуют трансформаторов, которые могут обрабатывать непрерывные токи полной нагрузки, значительные гармонические искажения, строгие тепловые профили и бескомпромиссную надежность. Кроме того, защита от пожара и взрыва стала первостепенной для охраны персонала, оборудования и времени безотказной работы. 

1. Типы трансформаторов и варианты использования

1.1 Нефтяные трансформаторы

• Методы охлаждения: нефть принудительный воздух (OFF), нефть принудительная вода (OFWF)

• Преимущества:

• Отличное устойчивое удаление тепла для непрерывной операции полной нагрузки

• Компактный след при высоких оценках MVA (2–20 мВА+)

• Превосходная аварийная перегрузка (150 % за 1 час, 200 % краткосрочная)

• Идеально подходит для: гиперсекции AI Data Halls, больших горнодобывающих ферм

1.2 Трансформеры сухого типа (лит-резин)

• Методы охлаждения: принудительный воздух, естественная конвекция

• Преимущества:

• Нулевая огня (без легковоспламеняющихся жидкостей)

• Более низкое обслуживание (без мониторинга масла)

• Упрощенная внутренняя установка и соответствие

• Компромиссы: больший размер на KVA и немного ниже рейтинга перегрузки (120 % за 1 час)

• Идеально подходит для: edge colocation, модульных контейнерных ферм

2. Ключевые соображения дизайна

3. Управление гармоникой и качество электроэнергии

Крупные банки питания режима переключения в крипто-буровых установках и серверах ИИ генерируют богатые гармоники (3-й, 9-й, 15-й…). Эффективные стратегии включают:

• Высокие обмотки с рейтингом K: специальная изоляция и расстояние для обработки дополнительного отопления

• Пассивные/активные фильтры: LC или активные фильтры на стороне LV, чтобы ослабить гармоники

• Негабаритные нейтральные проводники: безопасно переносить токи нулевой последовательности

4. Стратегии теплового управления

4.1 НИМЕРЕТИРОВАНИЕ

• Циркуляция принудительного масла через радиаторы и насосы

• Поддерживать намоточный подъем ниже 65 ° C для непрерывной работы

4.2 Единицы сухого типа

• Высокоскоростные воздуходувки и оребят основной дизайн

• Часто дополняется локализованным кондиционером в запечатанных залах

5. Защита от пожара и взрыва

5.1 Особенности танка и корпуса

• Клапаны с давлением: нагруженная пружина или плавкая связка для излива чрезмерного давления

• Взрывные панели: слабый панель секции, направляющие газы разломов

5.2 Устойчивые изоляционные жидкости

• Натуральные эфирные масла: точка огня> 300 ° C, биоразлагаемые

• Синтетические сложные эфиры: повышенная стабильность окисления, COMPANT IEEE/NFPA

5.3 компартментализация

• Брандмауэры: стены с рейтингом ASTM E119 (2–4 часа) отделяющие трансформаторы от критического оборудования

• Танки с двойной стеной: вторичная сдерживание для управления утечками

5.4 Обнаружение и подавление

• Реле DGA & Buchholz: раннее обнаружение разломов

• Системы чистого агента: сопла Novec ™ 1230 или Co₂ для быстрого подавления

• Детекторы дыма/тепла: интегрированы с BMS/SCADA

5.5 Стандарты соответствия

• IEEE C57.12.x Series, IEC 60076-11, NFPA 850, UL 1561/1562

6. Контроль, мониторинг и техническое обслуживание

• Модули цифрового мониторинга: температура в реальном времени, уровень масла, анализ газа

• Управление удаленным нажатием: автоматизированная регулировка напряжения

• Прогнозирующее обслуживание: отбор проб нефти, DGA, инфракрасная термография

• Модульная избыточность: параллельные единицы с автоматической или ручной передачей нагрузки

7. Будущие тенденции

• Интеграция с накоплением энергии: двунаправленная возможность потока для затуходных батарей

• Гибридные модули GIS-трансформатора: контейнеры, газопроизводимый распределительный устройства плюс трансформаторы Skids

• ЭКО-Design Advances: аморфные ядер, утечка, биоразлагаемые жидкости

• Диагностика, управляемая ИИ: прогнозирование неисправности машинного обучения и баланс адаптивной нагрузки

Приложения центров обработки данных высокой плотности-от кластеров AI до фермерских хозяйств криптовалют-трансформаторы предложения, разработанные для непрерывной операции полной нагрузки, надежного гармонического смягчения и строгой защиты от пожара/взрыва. Выбор правильной комбинации нефти-иммерса или сухого типа, усовершенствованного охлаждения, K-рейтинга и мер по соблюдению требований обеспечивает максимальное время безотказной работы, энергоэффективность и безопасность. Оставаясь впереди новых тенденций в тепловом управлении, мониторинге и экологически чистых материалах, операторы объектов могут оптимизировать производительность и защищенную от будущей инфраструктуры.