Розподіл електроенергії в дата-центрі: практичне дослідження
Проєктування наднизького падіння напруги в системі електропостачання дата-центру рівня Tier III.
Досягнуто 0,8% падіння напруги на критичних навантаженнях. Отримано сертифікацію Tier III. Нуль відмов обладнання через якість електроживлення. Підтримано безвідмовну роботу 99,999%.
Challenge
Критичні ІТ-навантаження, що потребують падіння напруги <1% для чутливого обладнання
Solution
Збільшені фідери з паралельними провідниками та стратегічним розміщенням PDU
Огляд проєкту
Великий оператор хмарних сервісів замовив будівництво нового дата-центру рівня Tier III у Броварах (Київська область) для розміщення 2 000 серверних стійок із загальним ІТ-навантаженням 12 МВт. Об'єкт потребував наднизького падіння напруги в усій системі електророзподілу для забезпечення стабільної роботи чутливого обчислювального обладнання та виконання суворих цілей з енергоефективності.
Дата-центри є одним з найвимогливіших застосувань електророзподілу. На відміну від житлових чи комерційних будівель, де допустиме падіння напруги 3–5%, дата-центри зазвичай потребують загального падіння напруги менше 2% від вводу до серверної стійки PDU. Ця сувора вимога зумовлена двома чинниками: продуктивністю обладнання та енергоефективністю.
Сучасні серверні блоки живлення розраховані на роботу в певному діапазоні вхідної напруги, зазвичай 200–240 В для міжнародної сумісності. Однак ці блоки живлення працюють найефективніше, коли вхідна напруга близька до оптимальної розрахункової точки. Нижча напруга означає більший струм для подачі тієї самої потужності на ІТ-навантаження, що збільшує тепловиділення та знижує ефективність. У дата-центрі на 12 МВт, що працює безперервно, навіть незначний виграш в ефективності перетворюється на суттєву економію енергії та коштів.
Проєктні вимоги
Від вводу до серверної стійки PDU
Подвійне живлення всіх критичних навантажень
Максимум 1,6 години простою на рік
Бюджет падіння напруги
- • Від вводу до ГРЩ: максимум 0,2%
- • Від ГРЩ до ДБЖ: максимум 0,3%
- • Від ДБЖ до PDU: максимум 0,3%
- • Від PDU до стійки: максимум 0,2%
- • Від стійки PDU до сервера: максимум 0,2%
- Загальний бюджет: цільовий 1,2%, максимум 2,0%
Архітектура електророзподілу
Дата-центр використовує архітектуру резервного живлення 2N, що означає подачу електроенергії на кожен сервер двома незалежними шляхами. Кожен шлях включає власний ввід, ГРЩ, систему ДБЖ та розподільчу інфраструктуру. У разі виходу з ладу будь-якого компонента одного шляху сервери продовжують працювати від іншого без переривання.
Ієрархія електророзподілу
Стратегії оптимізації падіння напруги
Досягнення падіння напруги менше 1% в об'єкті такого масштабу вимагає застосування множинних стратегій оптимізації на кожному рівні системи електророзподілу:
Стратегія головного розподілу
- • Мідний шинопровід 4000 А із збільшеним перерізом
- • Коротка відстань від трансформатора до приміщення ДБЖ
- • Централізоване розміщення ДБЖ для мінімізації довжин ліній
- • Паралельні фідерні лінії для резервування та зниження імпедансу
Рядний розподіл
- • Шинопровід розміщений по центру кожного ряду
- • PDU в межах 15 м від будь-якої стійки
- • Короткі кабелі під фальшпідлогою (<10 м)
- • Кабелі до стійок мінімум 6 мм²
Результати та показники ефективності
Показники напруги
- • Середнє падіння напруги: 0,8%
- • Максимальне падіння напруги: 1,4%
- • Регулювання напруги: ±1%
- • Нуль інцидентів, пов'язаних з напругою
Економічні переваги
- • PUE: 1,25 (відмінний для Tier III)
- • Річна економія: 4,5 млн грн
- • Аптайм за перший рік: 99,99%
- • Нуль подій з якості електроживлення
Start Calculating
Ready to apply these concepts to your project? Use our professional voltage drop calculator.
Open Calculator