データセンター用配電ユニット: PDU および変圧器ガイド

A データセンター用配電ユニットは、実際の電力要件を検討するまでは非常に単純に見える機器の 1 つです。データセンターには、数百または数千のサーバー、UPS システム、冷却装置、変圧器、配電回路が継続的に稼働している場合があります。 PDU は、独立したコンポーネントとして動作するのではなく、電気チェーン全体に適合する必要があります。

データセンターの所有者、EPC 請負業者、電気エンジニア、および機器調達チームにとって、PDU の選択は通常、次のいくつかの実際的な質問に帰着します。どのくらいの電力が必要か?どのような電圧を分配すればよいでしょうか?どれくらいの冗長性が必要ですか?また、上流の変圧器と電気システムは将来の拡張に対応できるでしょうか?

データセンター用配電ユニットとは何ですか?

配電ユニット (PDU) は、上流の電源から電力を受け取り、それを下流の負荷に分配します。

簡略化されたデータセンターの電力パスは次のようになります。

ユーティリティグリッド → MV 開閉装置 → 変圧器 → LV 開閉装置 → UPS → PDU → ラック PDU → サーバー

正確な配置は施設によって異なります。大規模なデータセンターでは、バスウェイ、リモート電源パネル、静的転送スイッチ、またはその他の分配装置を使用する場合もあります。

ラック レベルでは、PDU はサーバー、ストレージ機器、ネットワーク スイッチ、その他の IT 機器に複数のコンセントを提供できます。大型の配電ユニットには、回路ブレーカー、計測、監視、警報、通信機能が組み込まれる場合もあります。

したがって、PDU は主に分配デバイスですが、重要な役割も果たします。電力の監視と管理.

データセンター PDU の選択が重要な理由

データセンターには通常、配電を後回しに扱う余裕はありません。 IT 機器は継続的に稼働しており、電気システムは通常の負荷と計画されたメンテナンスの両方をサポートする必要があります。

適切なデータセンター用配電ユニットアプリケーションは、負荷管理、回路保護、エネルギー監視、冗長化に役立ちます。

ラックの電力密度が増加するにつれて、これはさらに重要になります。

従来のサーバー ラックは、比較的中程度の電力レベルで動作する場合があります。最新の AI および GPU- ベースのシステムは、ラックごとにかなり多くの電力を必要とする場合があります。これにより、PDU、バスウェイ、UPS、変圧器、ケーブル、冷却システムの要件も同時に変わります。

つまり、ラックの電力増加はラックレベルの問題だけではありません。{0}}それは電力インフラ全体に影響を与えます。

データセンター PDU の一般的なタイプ

すべての施設に同じタイプの PDU が必要なわけではありません。

小規模な設置には基本的な PDU で十分な場合があります。ハイパースケールまたは高密度の施設では、インテリジェントなモニタリングとより高度な電力管理が必要になる場合があります。-

重要な点は、コンセントの数のみに基づいて機器を選択するのではなく、PDU を実際の電気アーキテクチャに適合させることです。

PDU とデータセンタートランスフォーマー: それらはどのように連携するのでしょうか?

間の関係データセンター変圧器PDU は注目に値します。

変圧器は電圧レベルを変更します。 PDU はその電力を下流の回路に分配します。彼らは異なる仕事を持っていますが、彼らの能力を調整する必要があります。

たとえば、施設は中電圧の商用電源から電力を受け取ることができます。-次に、変圧器はその電圧を施設の配電システムで使用される低電圧レベルに降圧します。-そこから、スイッチギアと UPS 機器が PDU に電力を供給し、IT 負荷に電力を分配します。

したがって、変圧器は、単に 1 つの PDU の定格ではなく、施設全体の要件に応じてサイズを決定する必要があります。

基本的な負荷の計算は次のことから始まります。

総電力需要=IT 負荷 + 冷却負荷 + 補助負荷 + 電力損失 + 将来の容量

実際のエンジニアリング計算はさらに詳細になりますが、これは調達チームにとって有用な出発点となります。

データセンターにはどれくらいの変圧器容量が必要ですか?

すべてのデータセンターに適した単一の変圧器サイズはありません。

単純化した例を考えてみましょう。施設に 100 個のラックがあり、ラックあたりの平均 IT 負荷が 30 kW である場合:

100×30kW= 3,000kW

これは IT 負荷だけでも約 3 MW に相当します。

この施設では、冷却、ポンプ、ファン、照明、消防設備、セキュリティ、UPS 損失、その他のインフラストラクチャのために電力が依然として必要です。今後の展開も考慮する必要がある。

このため、計算された IT 負荷に基づいて定格された変圧器は、施設全体に十分な容量を提供できない可能性があります。

大規模プロジェクトの場合、エンジニアは通常、変圧器の定格を最終決定する前に、負荷プロファイル、力率、冗長構成、変圧器のインピーダンス、冷却方法、動作条件、予想される拡張性を評価します。

高密度 AI データセンター用配電ユニット-

AI データセンターは、配電に関する議論を変えています。

GPU サーバーは、集中した高密度の電気負荷を生成する可能性があります。{0}ラックの電力が増加すると、従来の分散アプローチの再設計が必要になる場合があります。

高密度-データセンター用配電ユニットアプリケーションには次のものが必要になる場合があります。

より高い電流容量

三相配電-

詳細な電力監視

フェーズ-負荷分散

リモートアラーム

柔軟な回路構成

UPSや変圧器システムとの連携

熱管理も考慮すべき点です。大電流が流れる電気機器は熱を発生するため、配電システムには適切な設置条件と換気が必要です。

この分野では、電気設計と機械設計がますます重なり合います。一般に、IT パワーが増加すると、冷却需要も増加します。

冗長 PDU アーキテクチャ

重要なデータセンターでは、通常、冗長な電気パスが使用されます。

簡略化した構成は次のようになります。

ユーティリティ/発電機 A → 変圧器 A → UPS A → PDU A → サーバー電源 A

ユーティリティ/発電機 B → 変圧器 B → UPS B → PDU B → サーバー電源 B

デュアル電源を備えたサーバーは、両方のパスに接続できます。

正確な設計では、プロジェクトの可用性要件に応じて、N+1、2N、または別の冗長戦略が使用される場合があります。重要なことは、電気チェーン全体にわたって冗長性を考慮する必要があるということです。

2 つの PDU を単独で設置しても、両方が最終的に同じ上流の変圧器または配電回路に依存している場合、冗長システムは自動的に作成されません。

データセンター PDU を選択する際の主な仕様

PDU を購入する前に、エンジニアと調達チームは定格電力以上のものを確認する必要があります。

PDU の短絡定格と、プロジェクトの適用基準に従って上流の保護装置との調整を考慮することも重要です。{0}

変圧器の選択を早期に開始する必要がある理由

新しいデータセンター プロジェクトの場合、変圧器の選択は電力調達の最終段階まで残すべきではありません。

変圧器は、下流の配電電圧、故障電流特性、利用可能な容量、物理的設置面積、冷却要件、システム全体の構成に影響を与えます。{0}

間の早期調整データセンターの変圧器、開閉装置、UPS、PDU、およびラック分散システムプロジェクト後の設計変更を減らすことができます。

EPC 請負業者やデータセンター開発者にとって、これは施設の段階的な拡張が計画されている場合に特に役立ちます。将来の容量を念頭に置いて電気インフラを設計すると、後で費用のかかる変更を避けることができます。

Yawei のデータセンター変圧器ソリューション

江蘇亜威変圧器有限公司は配電アプリケーション用の変圧器を製造しており、データセンター プロジェクト向けにカスタマイズされたソリューションを提供できます。

変圧器の仕様は、プロジェクトの電圧レベル、容量、周波数、絶縁要件、冷却方法、設置環境、イ​​ンピーダンス、および適用される規格に従って開発できます。

完全なデータセンター電気システムの場合、Yawei のエンジニアリング チームは、プロジェクトの技術要件に基づいて、適切な変圧器構成の決定を支援できます。

最終的な考え

A データセンター用配電ユニットUPS と IT 負荷の間の重要なリンクですが、そのパフォーマンスは周囲の電気システム全体に依存します。

データセンターがより高いラック密度と AI ワークロードに移行するにつれて、PDU の容量、監視、冗長性、変圧器の調整がますます重要になっています。信頼性の高い設計は上流から始まり、変圧器、開閉装置、UPS、PDU、ラック分配、IT 機器を 1 つの接続されたシステムとして考慮します。

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