Решение для UPS-центра обработки данных мощностью 20 МВт в Малайзии: сухие трансформаторы, КРУ и НКУ

Тип проекта: UPS-центр обработки данных
Местоположение: Малайзия
Мощность проекта: 20 МВт
Основные требования: высокая надежность электроснабжения, бесперебойное питание, резервирование и качество электроэнергии
Поставщик оборудования: ZTelec Yuguang
Основное оборудование: КРУ среднего напряжения, сухие трансформаторы, низковольтные распределительные устройства, UPS и сопутствующее электрическое оборудование

1. Обзор проекта

С развитием облачных вычислений, искусственного интеллекта, цифровых сервисов и интернет-инфраструктуры центры обработки данных становятся важнейшей частью современной цифровой инфраструктуры.

Проект в Малайзии представляет собой центр обработки данных мощностью 20 МВт с системой бесперебойного электроснабжения UPS, предназначенный для работы с высоконагруженными IT-системами.

В отличие от обычных коммерческих зданий, дата-центр должен работать практически непрерывно.

Серверы, системы хранения данных, сетевое оборудование и системы охлаждения требуют стабильного электропитания 24/7.

Сбой электроснабжения может привести к:

• остановке серверов;

• прерыванию облачных сервисов;

• отказу сетевых систем;

• нарушению работы приложений;

• повреждению оборудования;

• значительным финансовым потерям.

Поэтому основными требованиями проекта стали:

надежность электроснабжения + качество электроэнергии + резервирование + быстрое отключение неисправностей + безопасность + стабильная длительная эксплуатация.

Для данного проекта ZTelec Yuguang, как производитель электрического оборудования, предлагает комплексное решение, включающее КРУ среднего напряжения, сухие трансформаторы, низковольтные распределительные устройства и другое оборудование системы электроснабжения.

2. Основные особенности электроснабжения дата-центра в Малайзии

Малайзия характеризуется тропическим климатом.

Для местных энергетических объектов характерны:

• высокая температура;

• высокая влажность;

• значительное количество осадков;

• влажный воздух;

• повышенная грозовая активность.

Длительная эксплуатация электрического оборудования в таких условиях требует особого внимания к:

• изоляции;

• защите от конденсации;

• коррозионной стойкости;

• температурному режиму;

• охлаждению оборудования;

• надежности электрических соединений.

Поэтому при выборе КРУ среднего напряжения, сухих трансформаторов и НКУ необходимо учитывать не только номинальные электрические параметры, но и реальные условия эксплуатации объекта.

3. Основные проблемы клиента

Для дата-центра мощностью 20 МВт стоимость оборудования является не единственным фактором.

Главный вопрос клиента:

Может ли система электроснабжения обеспечить непрерывную и надежную работу критической IT-инфраструктуры?

Проблема 1: недопустимость длительного отключения питания

Для обычного офисного здания кратковременное отключение электроэнергии может привести только к временной остановке работы.

Для дата-центра последствия значительно серьезнее.

Отключение питания может повлиять на:

Cloud Services + Network + Applications + Data

Поэтому необходимо использовать многоуровневую систему резервирования электроснабжения.

Проблема 2: высокие требования к качеству электроэнергии

UPS является одним из ключевых элементов системы питания дата-центра.

Перед UPS необходимо обеспечить стабильное электропитание без недопустимых:

• колебаний напряжения;

• коротких замыканий;

• перегрузок;

• переходных процессов;

• других нарушений качества электроэнергии.

Поэтому цепочка:

КРУ СН → трансформатор → НКУ → UPS

должна проектироваться как единая система.

Проблема 3: высокая плотность нагрузки

20-МВт дата-центр имеет значительно более высокую плотность электрической нагрузки по сравнению с обычным коммерческим зданием.

Электроэнергия используется для:

• серверов;

• систем хранения данных;

• сетевого оборудования;

• систем охлаждения;

• UPS;

• освещения;

• противопожарных систем;

• BMS и другого вспомогательного оборудования.

Поэтому распределительная система должна иметь достаточную мощность и высокий уровень надежности.

Проблема 4: необходимость резервирования

В зависимости от уровня надежности дата-центра могут применяться схемы:

N+1

или

2N

либо другие архитектуры резервирования.

Это означает, что необходимо учитывать резервирование:

• трансформаторов;

• UPS;

• распределительных устройств;

• вводов;

• питающих линий;

• отдельных участков системы.

Главная задача:

Даже при отказе одного элемента дата-центр должен продолжать работу.

Проблема 5: обслуживание без остановки критических нагрузок

Для дата-центров техническое обслуживание оборудования желательно выполнять без отключения серверов.

Поэтому система электроснабжения может предусматривать:

• двойные вводы;

• секционирование шин;

• резервные устройства;

• байпасные цепи;

• возможность безопасного отключения оборудования;

• селективную защиту.

Это предъявляет повышенные требования к конструкции КРУ и НКУ, а также к системе защиты и управления.

4. Комплексное решение ZTelec Yuguang

Для дата-центра мощностью 20 МВт ZTelec Yuguang предлагает архитектуру:

среднее напряжение → трансформатор → низкое напряжение → UPS → критическая нагрузка.

Типовая схема:

Энергосистема

↓

КРУ среднего напряжения

↓

Сухой трансформатор

↓

Главное НКУ

↓

UPS

↓

STS / PDU

↓

IT-нагрузка

Для некритических нагрузок предусматривается отдельная низковольтная система:

НКУ

↓

Система охлаждения

↓

HVAC / Mechanical Load

↓

Освещение и вспомогательные системы

Таким образом формируется комплексная система:

Среднее напряжение → трансформатор → низковольтное распределение → UPS → IT-нагрузка.

5. Основное электрическое оборудование проекта

В типовой архитектуре дата-центра могут использоваться следующие основные виды оборудования:

Ключевыми продуктами ZTelec Yuguang в рамках данного решения являются:

КРУ среднего напряжения + сухие трансформаторы + низковольтные распределительные устройства.

6. КРУ среднего напряжения — входная часть системы электроснабжения

Функции КРУ среднего напряжения

После поступления электроэнергии от внешней сети она проходит через систему среднего напряжения.

КРУ обеспечивает:

• ввод питания;

• распределение электроэнергии;

• управление выключателями;

• защиту от коротких замыканий;

• защиту от перегрузки;

• защиту от замыканий на землю;

• измерение электрических параметров;

• секционирование шин.

Типовая схема:

Энергосистема

↓

КРУ СН

↓

Трансформатор

↓

НКУ

Почему надежность КРУ особенно важна для дата-центра?

КРУ среднего напряжения является одним из ключевых элементов защиты входной части системы.

При возникновении неисправности выключатель должен быстро отключить поврежденный участок, предотвращая распространение аварии на другие части системы.

Поэтому при выборе КРУ необходимо учитывать:

отключающую способность + изоляцию + механическую надежность + селективность защиты + конструкцию шин.

7. Сухие трансформаторы — ключевой элемент между СН и НН

Функция сухого трансформатора

Большинство серверного и вспомогательного оборудования дата-центра работает на низком напряжении.

Поэтому электроэнергия среднего напряжения должна быть преобразована:

Среднее напряжение → Низкое напряжение

Например:

11 кВ → 0,4 кВ

или в соответствии с требованиями конкретного проекта.

Почему в дата-центрах применяются сухие трансформаторы?

1. Повышенная пожарная безопасность

Сухие трансформаторы не используют трансформаторное масло, что является преимуществом при размещении оборудования внутри зданий.

2. Удобство обслуживания

Отсутствует необходимость обслуживания трансформаторного масла.

3. Гибкость установки

Оборудование может размещаться в специально предусмотренном помещении электрооборудования.

4. Подходят для длительной эксплуатации

При правильном выборе мощности и системы охлаждения сухой трансформатор может обеспечивать стабильную работу при длительной нагрузке.

8. Что необходимо учитывать при выборе сухого трансформатора?

Для дата-центра в Малайзии необходимо учитывать:

• температуру окружающей среды;

• влажность;

• класс изоляции;

• допустимое превышение температуры;

• систему охлаждения;

• степень защиты;

• уровень шума;

• условия установки;

• коэффициент нагрузки.

Важно отметить, что мощность дата-центра 20 МВт не означает автоматически, что необходимо устанавливать трансформаторы общей мощностью 20 МВА.

Количество и мощность трансформаторов определяются на основании:

IT Load + Cooling Load + Auxiliary Load + Redundancy

9. Низковольтное распределительное устройство — связь между трансформатором и нагрузками

После понижения напряжения сухим трансформатором электроэнергия поступает в систему низкого напряжения.

НКУ обеспечивает:

• главный ввод;

• распределение по секциям шин;

• питание UPS;

• питание систем охлаждения;

• питание противопожарных систем;

• освещение;

• вспомогательные нагрузки;

• другие низковольтные потребители.

Типовая схема:

Сухой трансформатор

↓

Главное НКУ

↓

UPS / Cooling / Auxiliary Loads

10. UPS — система бесперебойного питания критической нагрузки

В дата-центре мощностью 20 МВт не все потребители обязательно должны питаться через UPS.

Обычно нагрузки разделяются на:

Critical Load

и

Non-Critical Load.

Критические нагрузки

Например:

• серверы;

• системы хранения;

• сетевое оборудование;

• критические IT-системы.

Для них используется UPS.

Некритические нагрузки

Например:

• часть систем охлаждения;

• освещение;

• некоторые вспомогательные системы;

• другие строительные нагрузки.

Они могут получать питание через отдельную низковольтную распределительную систему.

Такой подход позволяет повысить надежность и одновременно оптимизировать стоимость системы.

11. Как UPS взаимодействует с трансформаторами и КРУ?

Полная цепочка электроснабжения может выглядеть следующим образом:

Энергосистема

↓

КРУ среднего напряжения

↓

Сухой трансформатор

↓

НКУ

↓

UPS

↓

Аккумуляторная система

↓

PDU

↓

Серверы

При нормальном электроснабжении:

Электроэнергия от внешней сети через КРУ, трансформатор и НКУ поступает на UPS.

При кратковременном отключении:

UPS мгновенно переключается на аккумуляторную систему и продолжает питать критическую нагрузку.

При длительном отключении:

Дизель-генератор запускается, а ATS автоматически переключает нагрузку на резервный источник.

В результате формируется многоуровневая система:

Grid + UPS + Battery + Generator

12. Как ZTelec Yuguang решает задачи проекта?

Основная ценность ZTelec Yuguang заключается не только в поставке отдельного трансформатора или одной панели КРУ.

Компания рассматривает оборудование как часть единой системы электроснабжения.

1. Согласование системы среднего напряжения

В зависимости от параметров проекта определяются:

• номинальное напряжение;

• номинальный ток;

• ток короткого замыкания;

• параметры выключателя;

• схема защиты;

• конфигурация шин.

2. Согласование мощности трансформаторов

Мощность трансформаторов определяется с учетом:

IT Load + Cooling Load + Auxiliary Load

и требований к резервированию:

N+1 / 2N

3. Согласование низковольтной системы

На основании мощности трансформаторов определяются:

• главное НКУ;

• вводные автоматические выключатели;

• ток шин;

• отходящие линии;

• линии питания UPS;

• линии питания систем охлаждения.

Таким образом обеспечивается согласование:

Transformer → LV Switchgear → Load.

13. ZTelec Yuguang — производитель электрического оборудования

Для международных дата-центров важно понимать, кто отвечает за производство оборудования.

ZTelec Yuguang выступает как производитель электрического оборудования, а не только как торговый посредник.

Основные направления продукции включают:

• сухие трансформаторы;

• масляные трансформаторы;

• КРУ среднего напряжения;

• низковольтные распределительные устройства;

• силовые трансформаторы;

• другое электрическое оборудование для энергетических объектов.

Это позволяет использовать несколько категорий оборудования в рамках одного проекта и упростить техническую координацию между различными поставщиками.

14. Техническое взаимодействие с заказчиком

На этапе проектирования ZTelec Yuguang может работать с документацией заказчика, EPC-подрядчика и проектной организации.

Для технического согласования могут использоваться:

• Single Line Diagram;

• Load List;

• Technical Specification;

• Transformer Datasheet;

• Switchgear Datasheet;

• Voltage Level;

• UPS Capacity;

• Redundancy Requirement;

• требования к условиям окружающей среды.

На основании этих данных согласовываются технические параметры оборудования.

15. Адаптация оборудования к условиям Малайзии

Для проекта в Малайзии необходимо учитывать:

высокую температуру + высокую влажность + влажный воздух + грозовую активность.

Поэтому при выборе оборудования необходимо оценивать:

• рабочую температуру;

• влажность;

• теплоотдачу;

• вентиляцию;

• изоляцию;

• защиту от конденсации;

• степень защиты корпуса;

• коррозионную стойкость.

Таким образом, оборудование выбирается не только по номинальной мощности, но и с учетом фактических условий эксплуатации.

16. Заводское производство и испытания

После согласования технических параметров оборудование производится на заводе ZTelec Yuguang.

Перед поставкой выполняются соответствующие заводские испытания.

Испытания сухих трансформаторов

В зависимости от технической спецификации могут выполняться:

• измерение сопротивления обмоток;

• испытание коэффициента трансформации;

• проверка изоляции;

• испытание холостого хода;

• высоковольтное испытание;

• другие необходимые проверки.

Испытания КРУ среднего напряжения

Могут включать:

• испытание изоляции;

• измерение сопротивления главной цепи;

• проверку механической работы;

• проверку защит;

• проверку блокировок;

• проверку электрических цепей.

Испытания НКУ

Могут включать:

• проверку электрических соединений;

• испытание изоляции;

• функциональные испытания;

• проверку защит;

• финальную инспекцию.

Конкретный перечень испытаний определяется типом оборудования, применимыми стандартами и техническими требованиями заказчика.

17. Предварительная конфигурация оборудования для дата-центра 20 МВт

На этапе концептуального проектирования может рассматриваться следующая структура:

Оборудование	Конфигурация	Назначение
КРУ среднего напряжения	Несколько ячеек	Ввод и распределение СН
Сухие трансформаторы	Несколько единиц	Понижение напряжения
НКУ	Несколько панелей	Главное НН распределение
UPS	По критической нагрузке	Бесперебойное питание
STS	По архитектуре системы	Переключение источников
PDU	По конфигурации IT-залов	Конечное распределение
Дизель-генераторы	По требованиям резервирования	Резервное питание
ATS	В соответствии с генераторами	Автоматическое переключение
Аккумуляторные системы	Для UPS	Резервное питание

Примечание: 20 МВт — это общая мощность проекта и не обязательно означает, что вся мощность должна проходить через UPS. Окончательные мощности и количество трансформаторов, КРУ и НКУ определяются на основании IT-нагрузки, нагрузки систем охлаждения, вспомогательных нагрузок и выбранной архитектуры резервирования.

18. Этапы реализации проекта

ZTelec Yuguang может участвовать в проекте от технического согласования до поставки оборудования.

Этап 1 — Project Requirement

Определение:

20 МВт + напряжение + нагрузка + резервирование + условия эксплуатации

↓

Этап 2 — Technical Discussion

Согласование требований с EPC, проектировщиками и заказчиком.

↓

Этап 3 — Equipment Selection

Выбор:

КРУ СН + трансформаторы + НКУ

↓

Этап 4 — Engineering

Подготовка:

• Technical Datasheet;

• General Arrangement Drawing;

• Single Line Diagram;

• Electrical Drawings;

• Interface Documents.

↓

Этап 5 — Manufacturing

Производство оборудования на заводе.

↓

Этап 6 — Factory Testing

Проведение необходимых заводских испытаний.

↓

Этап 7 — Inspection & Packing

Финальная инспекция и экспортная упаковка.

↓

Этап 8 — Shipment

Отправка оборудования на объект в Малайзии.

19. Основные результаты решения

Комплексная система электроснабжения позволяет обеспечить:

Высокую надежность

Многоуровневая система распределения и резервирования снижает риск единой точки отказа.

Защиту критической IT-нагрузки

UPS обеспечивает бесперебойное питание серверов и другого критического оборудования.

Повышенную безопасность

Использование сухих трансформаторов снижает риски, связанные с наличием трансформаторного масла внутри здания.

Удобство обслуживания

Правильное секционирование распределительной системы упрощает техническое обслуживание.

Учет климатических условий

При выборе оборудования учитываются особенности тропического климата Малайзии.

Упрощение закупки

Производитель электрического оборудования может обеспечить техническую координацию между КРУ, трансформаторами и НКУ.

20. Почему стоит выбрать ZTelec Yuguang?

Для дата-центра мощностью 20 МВт заказчику необходим не отдельный продукт, а надежная система электроснабжения.

ZTelec Yuguang может участвовать в проекте на различных этапах:

Medium Voltage

↓

Transformer

↓

Low Voltage

↓

UPS Interface

Компания предоставляет соответствующее электрическое оборудование и техническую поддержку в рамках проекта.

Основные преимущества:

Производитель

Собственное производство трансформаторов и распределительного оборудования.

Проектная адаптация

Параметры оборудования согласуются с требованиями конкретного проекта.

Комплексная поставка

Несколько категорий электрического оборудования могут быть объединены в единую поставку.

Заводские испытания

Оборудование проходит необходимые проверки перед отправкой.

Международная поставка

Оборудование может поставляться для международных EPC-проектов.

21. Заключение

Для UPS-дата-центра мощностью 20 МВт в Малайзии основная задача заключается не просто в поставке отдельных сухих трансформаторов, КРУ или НКУ.

Необходимо создать надежную систему, способную обеспечить:

высокую надежность + непрерывность питания + качество электроэнергии + резервирование + безопасную эксплуатацию.

Основная электрическая цепочка проекта может быть представлена следующим образом:

КРУ среднего напряжения

↓

Сухие трансформаторы

↓

Низковольтные распределительные устройства

↓

UPS

↓

STS / PDU

↓

Критическая IT-нагрузка

Дополнительно система может включать:

дизель-генераторы + ATS + аккумуляторные системы + системы защиты и управления.

Как производитель электрического оборудования, ZTelec Yuguang может предоставить сухие трансформаторы, КРУ среднего напряжения, НКУ и другое оборудование для проектов центров обработки данных, а также участвовать в техническом согласовании, производстве, заводских испытаниях и поставке оборудования.

ZTelec Yuguang — надежный производитель трансформаторов и электрического оборудования для международных энергетических и инфраструктурных проектов.