AI 데이터 센터는 전력 인프라에 대한 요구 사항을 변화시키고 있습니다. 서버의 전력 밀도 증가, 대규모 GPU 도입, 그리고 AI 컴퓨팅의 급속한 확대로 인해 안정적이고 대용량의 전력 시스템에 대한 수요가 증가하고 있습니다.
국제에너지기구(IEA)에 따르면, 전 세계 데이터센터의 전력 소비량은 2030년까지 약 950 TWh에 달할 것으로 예상되며, 이는 2025년 수준에 비해 거의 두 배에 달하는 수치다. 특히 AI 전용 데이터센터의 성장 속도는 더욱 빠르다.
데이터 센터 개발자에게 있어, 적합한 것을 선택하는 것은 AI 데이터 센터 변압기 이는 신뢰성, 효율성 및 장기적인 운영 비용 측면에서 필수적입니다.
AI 데이터 센터에는 어떤 트랜스포머가 사용되나요?
현대식 데이터 센터에서는 전력 배전 시스템의 여러 단계에서 다양한 유형의 변압기를 사용할 수 있습니다.
일반적인 용도로는 다음과 같은 것들이 있습니다:
- 전력 변압기 – 고압 전력망 및 변전소 연결용
- 배전 변압기 – 중전압에서 저전압 배전용
- 건식 변압기 – 건물 내부 및 전기실 등에서 흔히 사용됨
- 패드 장착형 변압기 – 실외용 중전압 배전용
- 단위 변전소 변압기 – 통합 전력 배전 시스템용
정확한 구성은 전력 공급 전압, 시설 용량, 이중화 요구 사항 및 전력 배전 구조에 따라 달라집니다.
데이터 센터 변압기에는 어떤 용량이 필요할까요?
변압기 용량은 IT 부하만 고려하기보다는 총 전기 부하를 기준으로 선정해야 합니다.
데이터 센터의 전력 수요에는 다음이 포함될 수 있습니다:
- AI 서버 및 GPU
- 네트워킹 장비
- UPS 시스템
- 냉각 시스템
- 펌프 및 냉동기
- 조명
- 건축 설비
- 배터리 충전 및 보조 시스템
대규모 AI 시설의 경우, 총 전력 수요는 수백 메가와트에 달할 수 있습니다. 국제에너지기구(IEA)는 하이퍼스케일 AI 데이터 센터의 전력 수요가 100MW를 초과할 수 있으며, 서버 랙 수준의 전력 밀도도 급속히 증가하고 있다고 지적합니다.
따라서 변압기 용량은 단일 대형 변압기에 의존하기보다는 여러 대의 변압기에 분산시켜야 할 수도 있습니다.
어떤 전압 레벨이 사용되나요?
전압 구성은 해당 지역의 전력 공급업체와 데이터 센터 설계에 따라 달라집니다.
일반적인 전원 경로는 다음과 같을 수 있습니다:
고압 송전망 → 변전소 변압기 → 중압 배전 → 배전 변압기 → 저압 설비
예를 들어, 전력망에서 공급되는 전력은 중전압 또는 고전압 상태로 부지에 유입된 후, 시설 내 배전 및 IT 부하를 위해 전압이 강압될 수 있습니다.
장거리 송전 시 배전 전압을 높게 유지하면 전류와 전기 손실을 줄일 수 있습니다. 미국 에너지부는 에너지 효율이 높은 데이터 센터를 설계할 때 배전 전압을 신중하게 고려할 것을 권장합니다.
랙 수준에서도 업계는 고전압 DC 아키텍처로 전환하고 있습니다. 오픈 컴퓨트 프로젝트(Open Compute Project) 참여사들은 차세대 AI 인프라를 위한 800 VDC 전원 아키텍처 구축을 위해 노력하고 있습니다.
데이터 센터에는 건식 변압기를 사용할까, 유중식 변압기를 사용할까?
설치 조건에 따라 두 기술 모두 적합할 수 있습니다.
건식 변압기
건식 변압기는 절연유를 사용하지 않기 때문에, 화재 안전과 실내 설치가 중요한 경우 실용적인 해결책을 제공할 수 있어 실내 전기실 설치 시 자주 고려됩니다.
대표적인 적용 분야는 다음과 같습니다:
- 데이터 센터
- 전기실
- 상업용 건물
- 산업 시설
오일 침지형 변압기
유입식 변압기는 대용량 실외 설비 및 변전소에 널리 사용됩니다.
다음과 같은 경우에 적합할 수 있습니다:
- 유틸리티 변전소
- 야외 데이터 센터 변전소
- 대용량 전력 분배
- 대규모 산업 시설
선정 시에는 용량, 설치 장소, 화재 방지, 효율성, 유지보수 및 현지 기준을 고려해야 합니다.
AI 데이터 센터용 변압기의 주요 사양
데이터 센터용 변압기를 선정할 때, 구매 담당자는 정격 kVA나 MVA뿐만 아니라 그 외의 요소들도 고려해야 합니다.
주요 사양은 다음과 같습니다:
- 정격 용량
- 1차 및 2차 전압
- 빈도
- 벡터 그룹
- 임피던스
- 무부하 손실 및 부하 손실
- 냉각 방법
- 기온 상승
- 단열 수준
- 탭 체인저 및 탭 범위
- 단락 내성
- 설치 및 장착 요건
- 중복 구성
- 적용 기준
AI 시설의 경우, 변압기는 지속적으로 작동하며 다수의 전력 전자 부하에 전력을 공급할 수 있기 때문에 변압기의 효율과 부하 특성이 특히 중요합니다.
데이터 센터를 위한 트랜스포머 중복 구성
신뢰성은 데이터 센터 전력 시스템에 있어 가장 중요한 요구 사항 중 하나입니다.
시설의 설계에 따라 변압기는 다음과 같은 방식으로 배치될 수 있습니다:
- N+1
- 2N
- 분산형 이중화 시스템
- 여러 개의 독립적인 전원 경로
적절한 구성은 필요한 가동 시간, 중요 부하, 유지보수 전략 및 프로젝트 예산에 따라 달라집니다.
AI 데이터 센터 트랜스포머를 선택하는 방법
실용적인 선발 과정은 다음과 같습니다:
1. 시설의 총 부하를 산정한다
IT 장비, 냉각 시스템, UPS 및 보조 부하를 포함하십시오.
2. 유틸리티 전압 정의하기
입력 전압과 사용 가능한 계통 연결 상태를 확인하십시오.
3. 배포 아키텍처 결정
중전압, 저전압 및 직류(DC) 배전 요구 사항을 파악한다.
4. 변압기 용량 선택
현재 부하, 향후 확장 계획 및 중복성을 고려하십시오.
5. 변압기 기술 선택
설치 환경 및 프로젝트 요구 사항에 따라 건식형 또는 유침식을 선택하십시오.
6. 효율성 최적화
무부하 손실, 부하 손실 및 전체 수명 주기 비용을 비교해 보십시오.
7. 표준 및 시험 확인
변압기가 필요한 IEC, IEEE 또는 현지 표준을 충족하는지 확인하십시오.
더 보기: 3상 변압기: 작동 원리, 종류, 용도 및 선정 가이드
데이터 센터를 위한 EverNew 트랜스포머 솔루션
EverNew Transformer는 다양한 종류의 전력 변압기, 배전 변압기, 건식 변압기, 패드 장착형 변압기 및 변전소용 변압기 산업 및 인프라 분야에 적용됩니다.
트랜스포머 솔루션은 다음 사항에 따라 맞춤 설정할 수 있습니다:
- 전압
- 용량
- 벡터 그룹
- 임피던스
- 냉각 방법
- 단열 수준
- 탭 체인저
- 설치 환경
- 적용 기준
새로운 AI 데이터 센터 프로젝트를 위해 필요한 용량, 전압 수준, 설치 조건 및 프로젝트 표준을 제시해 주십시오. EverNew는 해당 적용 사례를 평가하여 적합한 변압기 구성을 제안해 드릴 수 있습니다.
데이터 센터 프로젝트에 변압기가 필요하신가요? 기술 상담 및 견적을 원하시면 EverNew Transformer에 문의해 주십시오.
