Centros de datos de IA y selección de transformadores: por qué importan los diseños montados en plataforma y de tipo seco

La inteligencia artificial está cambiando la escala y el momento de la demanda de energía de los centros de datos. El Departamento de Energía de Estados Unidos informó que los centros de datos consumieron alrededor del 4,4 % de la electricidad de EE. UU. en 2023 y podrían representar aproximadamente entre el 6,7 % y el 12 % para 2028. Para los desarrolladores, las empresas de servicios públicos y los contratistas de EPC, este crecimiento convierte el paquete de transformadores en una decisión temprana crítica en lugar de un artículo de adquisición tardío.

El sistema eléctrico de un centro de datos puede incluir transformadores de servicio de la empresa de servicios públicos, aparamenta de media tensión, generadores, equipos de transferencia, transformadores de distribución, cuadros de baja tensión y unidades de distribución de energía. La solución de transformador correcta depende de dónde se ubique el equipo en esa arquitectura, la transformación de tensión requerida, la estrategia de redundancia, la corriente de falla disponible, las condiciones del sitio y las normas aplicables.

Por qué las cargas de IA cambian la planificación de transformadores

Los clústeres de computación de IA pueden concentrar grandes cargas eléctricas en una huella limitada. Los cronogramas de los proyectos también avanzan más rápido, mientras que los plazos de entrega de transformadores y equipos de maniobra siguen siendo una restricción importante de planificación. Por lo tanto, la capacidad por sí sola no es suficiente. Los ingenieros deben coordinar la impedancia, la regulación de tensión, la corriente de irrupción, la protección, la refrigeración, el tendido de cables y la expansión futura antes de aprobar el diseño final del transformador.

La investigación del DOE también identifica a los centros de datos como un motor de la creciente demanda de transformadores de distribución. Esto refuerza la necesidad de iniciar la selección de equipos con antelación, confirmar los requisitos de la empresa de servicios públicos y reservar capacidad de fabricación antes de que se fijen los planos civiles y eléctricos.

Dónde encajan los transformadores montados en pedestal

A.transformador montado en pedestalse utiliza comúnmente para la distribución exterior de media tensión donde los cables primarios subterráneos alimentan un edificio o un campus. Su construcción cerrada y resistente a la manipulación combina el transformador y los compartimentos de cables accesibles en un conjunto montado a nivel del suelo.

En el caso de los campus de centros de datos, las unidades montadas sobre plataforma pueden respaldar bloques modulares de construcción, la expansión por fases y las salas eléctricas distribuidas. El diseño puede emplear configuraciones de alimentación radial o en bucle según el sistema de la empresa de servicios públicos y los requisitos de continuidad. La configuración final debe coordinarse con la empresa de servicios públicos, los equipos de conmutación de media tensión, la plataforma de concreto, las entradas de cables y los equipos de 480 V aguas abajo.

Preguntas clave sobre transformadores montados sobre plataforma

• ¿Cuáles son las tensiones primaria y secundaria y las conexiones de los devanados?
• ¿Qué capacidad nominal en kVA se requiere para la carga actual y la expansión planificada?
• ¿Qué impedancia se necesita para la corriente de falla y la coordinación de protecciones?
• ¿Se requiere alimentación radial o alimentación en bucle?
• ¿Qué líquido aislante, acabado de la envolvente y opciones ambientales aplican?
• ¿Qué fusibles, interruptores, pararrayos, medidores y accesorios de monitoreo se requieren?
• ¿Qué restricciones dimensionales aplican a la plataforma, la abertura para cables y los espacios libres del sitio?

Dónde encajan los transformadores de tipo seco

A.transformador de tipo seco a menudo se selecciona para salas eléctricas interiores, salas de datos y otros lugares donde la contención de líquidos, las consideraciones de incendio y la proximidad a las cargas influyen en la elección del equipo. Las construcciones VPI y de resina fundida satisfacen diferentes requisitos ambientales y de rendimiento, por lo que la especificación debe identificar las condiciones de instalación en lugar de tratar todos los transformadores secos como intercambiables.

El equipo de tipo seco para aplicaciones de centros de datos debe coordinarse con la ventilación, la temperatura ambiente, la carga armónica, los requisitos de envolvente, los límites de sonido y los dispositivos de protección aguas arriba y aguas abajo. Los ingenieros también deben confirmar la eficiencia requerida, el sistema de aislamiento, el material del devanado, las tomas, el aumento de temperatura y la documentación de pruebas.

Montado en plataforma o de tipo seco: normalmente es una decisión de sistema

Muchos proyectos de centros de datos utilizan ambos tipos. Los transformadores tipo pedestal para exteriores pueden recibir energía de media tensión de la compañía eléctrica y distribuirla a los edificios, mientras que los transformadores secos para interiores sirven cargas localizadas o transformaciones de tensión específicas. El enfoque más fiable es evaluar el diagrama unifilar como un sistema completo.

La comparación debe incluir la ubicación, las restricciones contra incendios y medioambientales, el acceso para mantenimiento, la evaluación de pérdidas, la redundancia, la estrategia de reemplazo y el costo total instalado. Seleccionar el equipo de forma independiente puede crear conflictos evitables en la corriente de falla, el dimensionamiento de cables, los ajustes de protección y las interfaces físicas.

Información que se debe proporcionar antes de solicitar una cotización

Una consulta útil sobre transformadores debe incluir el diagrama unifilar, el cuadro de cargas, la tensión primaria y secundaria, la frecuencia, la fase, la conexión de los devanados, la impedancia objetivo, el material de los devanados, el entorno de instalación, el grado de protección del envolvente, el método de enfriamiento, las normas aplicables, los accesorios, la cantidad, el destino y la fecha de entrega requerida. Los proyectos de centros de datos también deben identificar el concepto de redundancia y cualquier plan de capacidad por etapas.

Qinghe Electric fabrica transformadores tipo pedestal, sumergidos en aceite, secos tipo VPI y de resina fundida para proyectos internacionales de distribución de energía eléctrica. Nuestro equipo de ingeniería puede revisar las especificaciones del proyecto y coordinar las interfaces de los transformadores con aparamenta de media y baja tensión. Contacta con Qinghe Electric para analizar un requisito de transformador para centro de datos.

Fuentes

Departamento de Energía de EE. UU., Informe de 2024 sobre el uso de energía de los centros de datos de EE. UU.; Oficina de Electricidad del Departamento de Energía de EE. UU., investigación sobre la demanda de transformadores de distribución.