Centros de Dados de IA e Seleção de Transformadores: Porque é que as Soluções Montadas em Plataforma e de Tipo Seco São Importantes

A inteligência artificial está a mudar a escala e o momento da procura de energia dos centros de dados. O Departamento de Energia dos EUA relatou que os centros de dados utilizaram cerca de 4,4% da eletricidade dos EUA em 2023 e poderão representar aproximadamente 6,7% a 12% até 2028. Para promotores, empresas de serviços públicos e empreiteiros EPC, este crescimento faz do pacote de transformadores uma decisão crítica desde o início, em vez de um item de aquisição tardio.

Um sistema elétrico de um centro de dados pode incluir transformadores de serviço público, aparelhagem de média tensão, geradores, equipamentos de transferência, transformadores de distribuição, quadros de baixa tensão e unidades de distribuição de energia. A solução correta de transformadores depende do local onde o equipamento se insere nessa arquitetura, da transformação de tensão necessária, da estratégia de redundância, da corrente de defeito disponível, das condições do local e das normas aplicáveis.

Porque é que as Cargas de IA Alteram o Planeamento de Transformadores

Os clusters de computação de IA podem concentrar grandes cargas elétricas numa área limitada. Os prazos dos projetos também estão a acelerar, enquanto os prazos de entrega de transformadores e equipamentos de comutação continuam a ser uma restrição importante no planeamento. A capacidade, por si só, não é, portanto, suficiente. Os engenheiros devem coordenar a impedância, a regulação de tensão, a corrente de inrush, a proteção, o arrefecimento, o encaminhamento de cabos e a expansão futura antes de aprovarem o projeto final do transformador.

A investigação do DOE também identifica os centros de dados como um motor do crescimento da procura de transformadores de distribuição. Isto reforça a necessidade de iniciar precocemente a seleção dos equipamentos, confirmar os requisitos da concessionária e reservar capacidade de fabrico antes de os layouts civis e elétricos serem fixados.

Onde se inserem os transformadores montados em plataforma

Atransformador montado em plataforma é habitualmente utilizado para distribuição exterior de média tensão, onde cabos primários subterrâneos servem um edifício ou um campus. A sua construção fechada e resistente à violação combina o transformador e compartimentos de cabos acessíveis num conjunto montado ao nível do solo.

Para campus de centros de dados, as unidades montadas em plataforma podem suportar blocos de construção modulares, expansão faseada e salas elétricas distribuídas. O projeto pode utilizar disposições de alimentação radial ou em anel, dependendo do sistema da concessionária e dos requisitos de continuidade. A configuração final deve ser coordenada com a concessionária, o equipamento de comutação de média tensão, a plataforma de betão, as entradas de cabos e o equipamento a jusante de 480 V.

Questões-chave sobre transformadores montados em plataforma

• Quais são as tensões primária e secundária e as ligações dos enrolamentos?
• Que classificação em kVA é necessária para a carga atual e para a expansão planeada?
• Que impedância é necessária para a coordenação da corrente de defeito e da proteção?
• É necessária alimentação radial ou alimentação em anel?
• Que líquido isolante, acabamento do invólucro e opções ambientais se aplicam?
• Que fusíveis, interruptores, para-raios, indicadores e acessórios de monitorização são necessários?
• Que restrições dimensionais se aplicam à plataforma, à abertura para cabos e às distâncias de segurança do local?

Onde se inserem os transformadores de tipo seco

Atransformador seco é frequentemente selecionado para salas elétricas interiores, salas de dados e outros locais onde a contenção de líquidos, as considerações de incêndio e a proximidade às cargas influenciam a escolha do equipamento. As construções VPI e de resina fundida atendem a requisitos ambientais e de desempenho diferentes, pelo que a especificação deve identificar as condições de instalação em vez de tratar todos os transformadores de tipo seco como intercambiáveis.

O equipamento de tipo seco para aplicações em centros de dados deve ser coordenado com a ventilação, a temperatura ambiente, a carga harmónica, os requisitos do invólucro, os limites de ruído e os dispositivos de proteção a montante e a jusante. Os engenheiros devem também confirmar a eficiência exigida, o sistema de isolamento, o material do enrolamento, as derivações, a elevação de temperatura e a documentação de ensaios.

Montado em plataforma ou de tipo seco: é normalmente uma decisão de sistema

Muitos projetos de centros de dados utilizam ambos os tipos. Os transformadores exteriores montados em base podem receber energia da rede elétrica de média tensão e distribuí-la pelos edifícios, enquanto os transformadores secos interiores servem cargas localizadas ou transformações de tensão específicas. A abordagem mais fiável é avaliar o diagrama unifilar como um sistema completo.

A comparação deve incluir a localização, as restrições de incêndio e ambientais, o acesso para manutenção, a avaliação de perdas, a redundância, a estratégia de substituição e o custo total instalado. Selecionar equipamentos de forma independente pode criar conflitos evitáveis em termos de corrente de defeito, dimensionamento de cabos, definições de proteção e interfaces físicas.

Informações a fornecer antes de solicitar um orçamento

Uma consulta útil sobre transformadores deve incluir o diagrama unifilar, o quadro de cargas, a tensão primária e secundária, a frequência, o número de fases, a ligação dos enrolamentos, a impedância alvo, o material dos enrolamentos, o ambiente de instalação, o grau de proteção do invólucro, o método de arrefecimento, as normas aplicáveis, os acessórios, a quantidade, o destino e a data de entrega exigida. Os projetos de centros de dados devem também identificar o conceito de redundância e qualquer plano de capacidade faseada.

A Qinghe Electric fabrica transformadores de base, imersos em óleo, de tipo seco VPI e de resina moldada para projetos internacionais de distribuição de energia. A nossa equipa de engenharia pode analisar as especificações do projeto e coordenar as interfaces dos transformadores com os quadros de média e baixa tensão. Contacte a Qinghe Electric para discutir um requisito de transformador para centro de dados.

Fontes

Departamento de Energia dos Estados Unidos, Relatório de 2024 sobre o Consumo de Energia dos Centros de Dados nos Estados Unidos; Gabinete de Eletricidade do Departamento de Energia dos Estados Unidos, investigação sobre a Procura de Transformadores de Distribuição.