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AI服務(wù)器中變壓器的選擇和設(shè)計(jì)要點(diǎn)
AI服務(wù)器作為高計(jì)算密度的設(shè)備，對電力供應(yīng)有嚴(yán)格要求，其配套的變壓器需滿足高效、穩(wěn)定、冗余等特性。以下是AI服務(wù)器常用變壓器的關(guān)鍵特性及選擇要點(diǎn)：
1. 變壓器類型
電力變壓器（輸配電）
干式變壓器：
常用于數(shù)據(jù)中心室內(nèi)環(huán)境，具備防火、無油、低噪音特性，適合高密度機(jī)房的散熱需求（如SCB系列環(huán)氧樹脂澆注變壓器）。
油浸式變壓器：
多用于戶外或大型電力樞紐，容量更大，但需注意防火安全，通常用于電網(wǎng)接入而非直接服務(wù)器供電。
開關(guān)電源內(nèi)的電子變壓器：
AI服務(wù)器電源模塊（如80 PLUS鈦金認(rèn)證）中采用高頻變壓器，用于AC-DC和DC-DC轉(zhuǎn)換，提升能效并縮小體積。
2. 關(guān)鍵設(shè)計(jì)需求
高效能（High Efficiency）
- 需符合國際能效標(biāo)準(zhǔn)（如IE4/IE5等級(jí)），降低轉(zhuǎn)換損耗，減少數(shù)據(jù)中心PUE（電源使用效率）。
- 典型效率要求：98%以上（如Triple-Conversion UPS配套變壓器）。
冗余與可靠性
N+1或2N冗余設(shè)計(jì)：保障AI算力集群連續(xù)運(yùn)行，避單點(diǎn)故障。
-支持雙路供電（如400V三相輸入+柴油發(fā)電機(jī)備份）。
負(fù)載能力與容量
- 單臺(tái)AI服務(wù)器功耗可達(dá)數(shù)kW（如NVIDIA DGX A100約6.5kW），需根據(jù)集群規(guī)模計(jì)算總負(fù)載。
- 典型配置：100kVA~2MVA變壓器（支持機(jī)架級(jí)/數(shù)據(jù)中心級(jí)部署）。
電壓穩(wěn)定性
- 輸入電壓范圍寬（如±10%波動(dòng)容限），輸出需穩(wěn)定在400V/230V（三相）或208V（北美標(biāo)準(zhǔn)）。
- 配合AVR（自動(dòng)調(diào)壓器）或UPS消除電網(wǎng)波動(dòng)。
3.特殊場景需求
液冷服務(wù)器配套變壓器：
液冷系統(tǒng)可能增加電力負(fù)載，需預(yù)留額外容量并采用耐高溫設(shè)計(jì)。
高壓直流（HVDC）供電：
部分?jǐn)?shù)據(jù)中心采用240V/380V直流配電，需定制DC-DC變壓器，減少轉(zhuǎn)換損耗。
4.典型參數(shù)示例
|項(xiàng)目 | 規(guī)格 |
|輸入電壓 | 10kV/6kV（高壓電網(wǎng)）或480V三相 |
|輸出電壓 | 400V三相（歐洲）/208V三相（北美）|
|容量 | 500kVA~1.5MVA（單臺(tái)） |
|絕緣等級(jí) | H級(jí)（180℃耐溫） |
|冷卻方式 | 強(qiáng)制風(fēng)冷/自然冷卻 |
|標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證 | IEEE C57、IEC 60076 |
5.供應(yīng)商與方案
工業(yè)級(jí)品牌：施耐德（APC）、ABB、西門子、臺(tái)達(dá)、伊頓。
定制方案*：針對GPU集群（如NVIDIA HGX）的高密度供電，需聯(lián)合設(shè)計(jì)輸入配電柜（PDU）+變壓器+UPS的集成系統(tǒng)。
總結(jié)
AI服務(wù)器的變壓器需以高效能、高可靠性、彈性擴(kuò)展為重要，結(jié)合機(jī)房規(guī)模、冷卻方式及區(qū)域電網(wǎng)條件選擇。對于超算中心或大型AI集群，建議采用模塊化干式變壓器+智能監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)負(fù)載均衡與能效優(yōu)化。
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