Các trung tâm dữ liệu AI đang thay đổi các yêu cầu đối với cơ sở hạ tầng điện. Mật độ công suất máy chủ cao hơn, việc triển khai GPU trên quy mô lớn và sự mở rộng nhanh chóng của lĩnh vực tính toán AI đang làm gia tăng nhu cầu về các hệ thống điện đáng tin cậy và có công suất lớn.
Theo Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA), mức tiêu thụ điện của các trung tâm dữ liệu trên toàn cầu dự kiến sẽ đạt khoảng 950 TWh vào năm 2030, gần gấp đôi so với mức của năm 2025. Các trung tâm dữ liệu tập trung vào trí tuệ nhân tạo (AI) đang phát triển với tốc độ còn nhanh hơn nữa.
Đối với các nhà phát triển trung tâm dữ liệu, việc lựa chọn đúng Biến áp cho trung tâm dữ liệu AI là yếu tố thiết yếu đối với độ tin cậy, hiệu quả và chi phí vận hành lâu dài.
Các loại biến áp nào được sử dụng trong các trung tâm dữ liệu AI?
Một trung tâm dữ liệu hiện đại có thể sử dụng nhiều loại máy biến áp ở các giai đoạn khác nhau của hệ thống phân phối điện.
Các ứng dụng phổ biến bao gồm:
- Máy biến áp điện – dành cho các kết nối với lưới điện cao áp và trạm biến áp
- Máy biến áp phân phối – dành cho hệ thống phân phối điện từ trung áp đến hạ áp
- Máy biến áp khô – thường được sử dụng bên trong các tòa nhà và phòng điện
- Máy biến áp gắn trên đế – dành cho hệ thống phân phối điện trung áp ngoài trời
- Máy biến áp trạm biến áp đơn vị – dành cho các hệ thống phân phối điện tích hợp
Cấu hình cụ thể phụ thuộc vào điện áp nguồn, công suất của cơ sở, các yêu cầu về dự phòng và kiến trúc phân phối điện.
Máy biến áp của trung tâm dữ liệu cần có công suất bao nhiêu?
Công suất máy biến áp nên được lựa chọn dựa trên tổng tải điện chứ không chỉ dựa trên tải CNTT.
Nhu cầu điện của một trung tâm dữ liệu có thể bao gồm:
- Máy chủ AI và GPU
- Thiết bị mạng
- Hệ thống UPS
- Hệ thống làm mát
- Máy bơm và máy làm lạnh
- Chiếu sáng
- Dịch vụ xây dựng
- Hệ thống sạc ắc-quy và hệ thống phụ trợ
Đối với các cơ sở AI quy mô lớn, tổng nhu cầu điện năng có thể lên tới hàng trăm megawatt. IEA lưu ý rằng các trung tâm dữ liệu AI quy mô siêu lớn có thể vượt quá 100 MW, trong khi mật độ công suất ở cấp độ giá đỡ máy chủ cũng đang tăng lên nhanh chóng.
Do đó, công suất máy biến áp có thể cần được phân bổ cho nhiều máy biến áp thay vì chỉ dựa vào một máy biến áp lớn duy nhất.
Các mức điện áp nào được sử dụng?
Cấu hình điện áp phụ thuộc vào công ty điện lực địa phương và thiết kế trung tâm dữ liệu.
Một đường dẫn nguồn điển hình có thể trông như sau:
Mạng lưới điện cao áp → Máy biến áp trạm biến áp → Hệ thống phân phối điện trung áp → Máy biến áp phân phối → Thiết bị điện hạ áp
Ví dụ, điện lưới có thể được đưa vào khu vực với điện áp trung hoặc cao, sau đó được hạ áp để phân phối trong cơ sở và cấp điện cho các tải CNTT.
Việc duy trì điện áp phân phối cao hơn trên các quãng đường dài hơn có thể giúp giảm cường độ dòng điện và tổn thất điện năng. Bộ Năng lượng Hoa Kỳ khuyến nghị cần cân nhắc kỹ lưỡng về điện áp phân phối khi thiết kế các trung tâm dữ liệu tiết kiệm năng lượng.
Ở cấp độ giá đỡ, ngành công nghiệp cũng đang chuyển hướng sang các kiến trúc DC có điện áp cao hơn. Các thành viên của Dự án Open Compute đang nỗ lực phát triển các kiến trúc cấp nguồn 800 VDC cho cơ sở hạ tầng AI thế hệ tiếp theo.
Nên chọn máy biến áp khô hay máy biến áp ngâm dầu cho trung tâm dữ liệu?
Cả hai công nghệ này đều có thể phù hợp, tùy thuộc vào các yêu cầu lắp đặt.
Máy biến áp khô
Máy biến áp khô thường được xem xét sử dụng trong các phòng điện trong nhà vì chúng không sử dụng dầu cách điện và có thể mang lại giải pháp thiết thực trong những trường hợp an toàn phòng cháy chữa cháy và việc lắp đặt trong nhà là yếu tố quan trọng.
Các ứng dụng điển hình bao gồm:
- Phòng dữ liệu
- Phòng điện
- Các tòa nhà thương mại
- Các cơ sở công nghiệp
Máy biến áp ngâm dầu
Máy biến áp ngâm dầu thường được sử dụng cho các ứng dụng ngoài trời có công suất lớn hơn và tại các trạm biến áp.
Chúng có thể phù hợp với:
- Trạm biến áp điện lực
- Trạm biến áp cho trung tâm dữ liệu ngoài trời
- Hệ thống phân phối điện công suất lớn
- Các cơ sở công nghiệp quy mô lớn
Việc lựa chọn cần xem xét các yếu tố như công suất, vị trí lắp đặt, phòng cháy chữa cháy, hiệu suất, bảo trì và các tiêu chuẩn địa phương.
Các thông số kỹ thuật chính của máy biến áp dành cho trung tâm dữ liệu AI
Khi lựa chọn máy biến áp cho trung tâm dữ liệu, người mua không nên chỉ xem xét công suất định mức tính bằng kVA hay MVA.
Các thông số kỹ thuật quan trọng bao gồm:
- Công suất định mức
- Điện áp sơ cấp và thứ cấp
- Tần số
- Nhóm vectơ
- Trở kháng
- Tổn thất không tải và tổn thất khi tải
- Phương pháp làm mát
- Sự gia tăng nhiệt độ
- Mức độ cách nhiệt
- Bộ chuyển cấp và dải cấp
- Khả năng chịu được ngắn mạch
- Yêu cầu về vỏ bảo vệ và lắp đặt
- Cấu hình dự phòng
- Các tiêu chuẩn áp dụng
Đối với các cơ sở ứng dụng trí tuệ nhân tạo (AI), hiệu suất của máy biến áp và đặc tính tải có ý nghĩa đặc biệt quan trọng, bởi vì máy biến áp hoạt động liên tục và có thể cấp điện cho một số lượng lớn các tải điện tử công suất.
Tính dự phòng của máy biến áp trong các trung tâm dữ liệu
Độ tin cậy là một trong những yêu cầu quan trọng nhất đối với hệ thống cấp điện của trung tâm dữ liệu.
Tùy thuộc vào thiết kế của cơ sở, các máy biến áp có thể được bố trí theo các cách sau:
- N+1
- 2N
- Hệ thống phân tán dự phòng
- Nhiều đường dẫn nguồn độc lập
Cấu hình phù hợp phụ thuộc vào thời gian hoạt động yêu cầu, tải trọng quan trọng, chiến lược bảo trì và ngân sách dự án.
Cách chọn bộ chuyển đổi trung tâm dữ liệu AI
Một quy trình tuyển chọn thực tiễn là:
1. Xác định tổng tải của công trình
Bao gồm hệ thống CNTT, hệ thống làm mát, bộ lưu điện (UPS) và các tải phụ.
2. Xác định điện áp nguồn
Kiểm tra điện áp đầu vào và kết nối lưới điện hiện có.
3. Xác định kiến trúc phân phối
Xác định các yêu cầu về hệ thống phân phối điện áp trung thế, điện áp thấp và điện một chiều.
4. Chọn công suất máy biến áp
Cần xem xét tải hiện tại, kế hoạch mở rộng trong tương lai và khả năng dự phòng.
5. Lựa chọn công nghệ máy biến áp
Hãy chọn loại khô hoặc loại ngâm dầu tùy theo điều kiện lắp đặt và yêu cầu của dự án.
6. Tối ưu hóa hiệu quả
So sánh tổn thất không tải, tổn thất khi có tải và tổng chi phí vòng đời.
7. Xác nhận các tiêu chuẩn và quy trình kiểm tra
Đảm bảo máy biến áp tuân thủ các tiêu chuẩn IEC, IEEE hoặc tiêu chuẩn địa phương theo quy định.
Xem thêm: Máy biến áp ba pha: Nguyên lý hoạt động, các loại, ứng dụng và hướng dẫn lựa chọn
Các giải pháp EverNew Transformer dành cho trung tâm dữ liệu
EverNew Transformer sản xuất một loạt các sản phẩm máy biến áp công suất, máy biến áp phân phối, máy biến áp khô, máy biến áp đặt trên bệ và máy biến áp trạm biến áp dành cho các ứng dụng trong lĩnh vực công nghiệp và hạ tầng.
Các giải pháp Transformer có thể được tùy chỉnh theo:
- Điện áp
- Công suất
- Nhóm vectơ
- Trở kháng
- Phương pháp làm mát
- Mức độ cách nhiệt
- Bộ chuyển cấp
- Môi trường cài đặt
- Các tiêu chuẩn áp dụng
Đối với một dự án trung tâm dữ liệu AI mới, vui lòng cung cấp thông tin về công suất yêu cầu, các mức điện áp, điều kiện lắp đặt và các tiêu chuẩn của dự án. EverNew có thể đánh giá yêu cầu kỹ thuật và đề xuất cấu hình máy biến áp phù hợp.
Bạn đang cần một máy biến áp cho dự án trung tâm dữ liệu của mình? Hãy liên hệ với EverNew Transformer để được tư vấn kỹ thuật và báo giá.
