人工智慧資料中心正在改變電力基礎設施的需求。隨著伺服器功率密度提高、大規模 GPU 部署以及人工智慧運算的快速擴張，對可靠且高容量的供電系統的需求正不斷增加。.
根據國際能源署（IEA）的數據，全球資料中心的用電量預計將在 2030 年達到約 950 TWh，較 2025 年的水準幾乎翻倍。專注於人工智慧的資料中心成長速度更是快上許多。.
對於資料中心開發商而言，選擇合適的 AI 資料中心變壓器 對於可靠性、效率及長期營運成本而言至關重要。.
人工智慧資料中心中使用哪些變壓器？
現代資料中心可能會在配電系統的不同階段使用數種不同類型的變壓器。.
常見的應用包括：
- 电力变压器 – 適用於高壓電網及變電站連接
- 配电变压器 – 適用於中壓至低壓配電系統
- 干式变压器 – 通常用於建築物內部及配電室
- 垫装变压器 – 適用於戶外中壓配電
- 單元變電站變壓器 – 適用於整合式配電系統
確切的配置取決於公用事業電壓、設施容量、冗餘需求以及配電架構。.
資料中心變壓器需要多大的功率容量？
變壓器的容量應根據總電氣負載來選定，而非僅依據 IT 負載。.
資料中心的電力需求可能包括：
- AI 伺服器與 GPU
- 網路設備
- 不斷電系統
- 冷卻系統
- 泵浦與冷卻機
- 照明
- 建築服務
- 電池充電與輔助系統
對於大型人工智慧設施而言，總用電需求可能高達數百百萬瓦。國際能源署（IEA）指出，超大規模人工智慧資料中心的用電量可能超過 100 MW，而伺服器機架層級的功率密度也正迅速上升。.
因此，變壓器的容量可能需要分散配置於多個單元，而非僅依賴單一的大型變壓器。.
使用哪些電壓等級？
電壓配置取決於當地電力公司及資料中心的设计。.
一個典型的電源路徑可能如下所示：
高壓電網 → 變電站變壓器 → 中壓配電 → 配電變壓器 → 低壓設備
舉例來說，公用電力可能以中壓或高壓形式進入場區，隨後經降壓處理，以供設施配電及資訊技術負載使用。.
在更長的輸電距離上維持較高的配電電壓，可降低電流及電能損耗。美國能源部建議，在設計節能型資料中心時，應審慎考量配電電壓。.
在機架層級，業界也正朝著更高電壓的直流架構發展。Open Compute Project 的參與者正致力於為下一代人工智慧基礎設施打造 800 VDC 的供電架構。.
資料中心該選用乾式變壓器還是油浸式變壓器？
視安裝需求而定，這兩種技術皆可適用。.
干式变压器
乾式變壓器常被用於室內配電室，因為它們不使用絕緣油，在重視消防安全及室內安裝的場合，能提供實用的解決方案。.
常見的應用包括：
- 資料中心
- 配電室
- 商业建筑
- 工業設施
油浸式变压器
油浸式變壓器通常用於大容量戶外應用及變電站。.
它們適用於：
- 变电站
- 戶外資料中心變電站
- 大容量配電
- 大型工業設施
選型時應考量容量、安裝位置、防火措施、效率、維護以及當地標準。.
AI 資料中心的關鍵變壓器規格
在為資料中心選購變壓器時，採購人員應考慮的因素不僅限於額定 kVA 或 MVA。.
重要規格包括：
- 额定容量
- 一次電壓與二次電壓
- 频率
- 矢量组
- 阻抗
- 空載損耗與負載損耗
- 冷却方式
- 溫度上升
- 隔熱等級
- 分接開關與分接範圍
- 短路耐受能力
- 機箱與安裝要求
- 冗餘配置
- 適用標準
對於人工智慧設施而言，變壓器的效率與負載特性尤為重要，因為變壓器需持續運作，且可能需為大量電力電子負載供電。.
資料中心的變壓器冗餘設計
可靠性是資料中心電源系統最重要的要求之一。.
視設施設計而定，變壓器可採用以下方式配置：
- N+1
- 2N
- 分散式冗餘系統
- 多條獨立供電路徑
合適的配置取決於所需的正常運作時間、關鍵負載、維護策略以及專案預算。.
如何選擇 AI 資料中心變壓器
一個實用的甄選流程如下：
1. 確定設施總負載
請包含 IT 設備、冷卻系統、不斷電系統（UPS）及輔助負載。.
2. 定義供電電壓
請確認輸入電壓及可用的電網連接。.
3. 確定分發架構
釐清中壓、低壓及直流配電的需求。.
4. 選擇變壓器容量
請考量當前的負載、未來的擴充需求以及冗餘設計。.
5. 選擇變壓器技術
請根據安裝及專案需求，選擇乾式或油浸式。.
6. 優化效率
比較無負載損耗、負載損耗及總生命週期成本。.
7. 確認標準與測試
請確保變壓器符合相關的 IEC、IEEE 或當地標準。.
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變壓器解決方案可根據以下因素進行客製化：
- 電壓
- 容量
- 矢量组
- 阻抗
- 冷却方式
- 隔熱等級
- 分接开关
- 安裝環境
- 適用標準
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