Блок распределения питания для центра обработки данных: Руководство по PDU и трансформатору

A блок распределения питания для центра обработки данных— это одно из тех устройств, которое может выглядеть довольно простым, пока вы не начнете учитывать фактические требования к питанию. Центр обработки данных может иметь сотни или тысячи серверов, систем ИБП, охлаждающего оборудования, трансформаторов и распределительных цепей, работающих непрерывно. PDU должен вписываться во всю электрическую цепь, а не работать как изолированный компонент.

Для владельцев центров обработки данных, подрядчиков EPC, инженеров-электриков и групп по закупкам оборудования выбор PDU обычно сводится к нескольким практическим вопросам: какая мощность требуется? Какое напряжение должно распределяться? Насколько необходимо резервирование? И смогут ли вышестоящий трансформатор и электрическая система обеспечить дальнейшее расширение?

Что такое блок распределения питания для центра обработки данных?

Блок распределения питания, или PDU, получает электроэнергию от вышестоящего источника и распределяет ее по нижестоящим нагрузкам.

Упрощенная схема электропитания центра обработки данных может выглядеть так:

Коммунальная сеть → Распределительное устройство среднего напряжения → Трансформатор → Распределительное устройство низкого напряжения → ИБП → PDU → Стоечный PDU → Серверы

Конкретное расположение зависит от объекта. В крупных центрах обработки данных также могут использоваться шинопроводы, удаленные силовые панели, статические переключатели резерва или другое распределительное оборудование.

На уровне стойки PDU может обеспечить несколько розеток для серверов, оборудования хранения, сетевых коммутаторов и другого ИТ-оборудования. Более крупные распределительные устройства могут также включать в себя автоматические выключатели, функции измерения, мониторинга, сигнализации и связи.

Таким образом, хотя PDU является в первую очередь распределительным устройством, он также играет важную роль вмониторинг и управление питанием.

Почему выбор PDU центра обработки данных имеет значение

Центры обработки данных обычно не могут позволить себе роскошь относиться к распределению электроэнергии как к второстепенной задаче. ИТ-оборудование работает непрерывно, а электросистема должна выдерживать как нормальную нагрузку, так и плановое обслуживание.

Подходящийблок распределения питания для центра обработки данныхприложения могут помочь в управлении нагрузкой, защите цепей, мониторинге энергопотребления и резервировании.

Это становится еще более важным по мере увеличения удельной мощности стойки.

Традиционные серверные стойки могут работать при относительно умеренных уровнях мощности. Современным системам на базе искусственного интеллекта и графических процессоров-на стойку может потребоваться значительно больше энергии. Это одновременно меняет требования к PDU, шинопроводу, ИБП, трансформатору, кабелям и системе охлаждения.

Другими словами, увеличение мощности стойки – это не только проблема-на уровне стойки. Это влияет на всю электрическую инфраструктуру.

Распространенные типы PDU центров обработки данных

Не каждому объекту требуется один и тот же тип PDU.

Базового PDU может быть достаточно для небольшой установки. Гипермасштабному объекту или объекту с высокой-плотностью может потребоваться интеллектуальный мониторинг и более совершенное управление питанием.

Важным моментом является соответствие PDU реальной электрической архитектуре, а не выбор оборудования, основанного только на количестве розеток.

PDU и преобразователь центра обработки данных: как они работают вместе?

Отношения междутрансформатор центра обработки данныхи на PDU стоит обратить внимание.

Трансформатор меняет уровень напряжения. PDU распределяет эту электроэнергию по нижестоящим цепям. У них разные должности, но их возможности необходимо согласовывать.

Например, объект может получать электроэнергию от электросети среднего-напряжения. Затем трансформатор понижает это напряжение до низкого-уровня напряжения, используемого в распределительной системе объекта. Оттуда распределительное устройство и оборудование ИБП подают питание на PDU, который распределяет мощность по ИТ-нагрузке.

Поэтому трансформатор необходимо выбирать в соответствии с общими требованиями объекта, а не просто с номиналом одного PDU.

Расчет базовой нагрузки может начаться с:

Общая потребность в электроэнергии=ИТ-нагрузка + нагрузка на охлаждение + вспомогательные нагрузки + электрические потери + будущая мощность

Фактический инженерный расчет более подробен, но это дает командам по закупкам полезную отправную точку.

Какая мощность трансформатора нужна дата-центру?

Не существует единого размера трансформатора, подходящего для каждого центра обработки данных.

Рассмотрим упрощенный пример. Если на объекте 100 стоек со средней ИТ-нагрузкой 30 кВт на стойку:

100 × 30 кВт=3,000 кВт

Это примерно 3 МВт только ИТ-нагрузки.

Объекту по-прежнему требуется электроэнергия для охлаждения, насосов, вентиляторов, освещения, противопожарных систем, безопасности, потерь ИБП и другой инфраструктуры. Также необходимо учитывать будущее расширение.

По этой причине трансформатор, рассчитанный на расчетную нагрузку ИТ, может не обеспечить достаточную мощность для всего объекта.

Для более крупных проектов инженеры обычно оценивают профиль нагрузки, коэффициент мощности, схему резервирования, полное сопротивление трансформатора, метод охлаждения, условия эксплуатации и ожидаемое расширение, прежде чем окончательно определить номинал трансформатора.

Блок распределения питания для центров обработки данных с искусственным интеллектом-высокой плотности

Центры обработки данных искусственного интеллекта меняют подход к распределению электроэнергии.

Серверы с графическим процессором могут создавать концентрированные электрические нагрузки-высокой плотности. По мере увеличения мощности стойки может потребоваться перепроектирование традиционных подходов к распределению.

Высокая-плотностьблок распределения питания для центра обработки данныхприложениям может потребоваться:

Более высокая токовая мощность

Трех-распределение фаз

Подробный мониторинг мощности

Поэтапная-балансировка нагрузки

Удаленные сигналы тревоги

Гибкие конфигурации цепей

Координация с ИБП и трансформаторными системами

Управление температурным режимом является еще одним соображением. Электрооборудование, пропускающее большой ток, выделяет тепло, поэтому распределительная система требует соответствующих условий установки и вентиляции.

Именно здесь электрическое и механическое проектирование все чаще пересекаются. Увеличение ИТ-мощности обычно означает и увеличение потребности в охлаждении.

Резервированная архитектура PDU

В критически важных центрах обработки данных обычно используются резервные электрические пути.

Упрощенная схема может быть следующей:

Сеть / Генератор A → Трансформатор A → ИБП A → PDU A → Источник питания сервера A

Сеть / Генератор B → Трансформатор B → ИБП B → PDU B → Источник питания сервера B

Сервер с двумя источниками питания может подключаться к обоим путям.

В конкретном проекте может использоваться N+1, 2N или другая стратегия резервирования в зависимости от требований к доступности проекта. Важно то, что необходимо учитывать резервирование по всей электрической цепи.

Установка только двух PDU не создает автоматически резервную систему, если оба в конечном итоге зависят от одного и того же входного трансформатора или распределительной цепи.

Ключевые характеристики при выборе PDU для центра обработки данных

Прежде чем приобретать PDU, инженеры и специалисты по закупкам должны оценить не только номинальную мощность.

Также важно учитывать номинальную мощность короткого-замыкания PDU и его координацию с вышестоящим защитным оборудованием в соответствии с применимыми стандартами проекта.

Почему выбор трансформатора следует начинать заранее

В проекте нового центра обработки данных выбор трансформатора не следует оставлять до заключительного этапа закупок электрооборудования.

Трансформатор влияет на нисходящее распределительное напряжение, характеристики тока повреждения-, доступную мощность, занимаемую площадь, требования к охлаждению и общую конфигурацию системы.

Ранняя координация междуТрансформатор центра обработки данных, распределительное устройство, ИБП, PDU и стоечная распределительная системаможет уменьшить количество изменений в проекте на более поздних стадиях проекта.

Для EPC-подрядчиков и разработчиков центров обработки данных это особенно полезно, когда объект планируется поэтапно расширять. Проектирование электрической инфраструктуры с учетом будущих мощностей позволит избежать дорогостоящих модификаций в будущем.

Трансформаторы для центров обработки данных от Yawei

Цзянсу Явэй Трансформатор Ко., Лтд.производит трансформаторы для систем распределения электроэнергии и может предоставить индивидуальные решения для проектов центров обработки данных.

Спецификации трансформатора могут быть разработаны в соответствии с уровнем напряжения, мощностью, частотой, требованиями к изоляции, методом охлаждения, условиями установки, сопротивлением и применимыми стандартами проекта.

Для полной электрической системы центра обработки данных команда инженеров Yawei может опираться на технические требования проекта и помочь определить подходящую конфигурацию трансформатора.

Заключительные мысли

A блок распределения питания для центра обработки данныхявляется важным связующим звеном между ИБП и ИТ-нагрузкой, но его производительность зависит от всей электрической системы вокруг него.

По мере того как центры обработки данных переходят к более высокой плотности стоек и рабочим нагрузкам искусственного интеллекта, емкость PDU, мониторинг, резервирование и координация трансформаторов становятся все более важными. Надежная конструкция начинается с верхнего уровня и рассматривает трансформатор, распределительное устройство, ИБП, PDU, распределительную стойку и ИТ-оборудование как одну подключенную систему.

Для разработчиков центров обработки данных, EPC-подрядчиков и групп по закупкам электрооборудования, которые ищутпоставщик трансформаторов для центров обработки данныхКомпания Yawei Transformer может предоставить индивидуальные трансформаторные решения с учетом-конкретных электрических требований проекта.

Нужен трансформатор для вашего проекта центра обработки данных? Свяжитесь с Yawei Transformer, чтобы обсудить напряжение, мощность, резервирование и технические требования.

Свяжитесь сейчас