{"id":11729,"date":"2026-10-17T02:41:30","date_gmt":"2026-10-16T18:41:30","guid":{"rendered":"https:\/\/subian-electric.com\/?p=11729"},"modified":"2026-10-17T02:43:48","modified_gmt":"2026-10-16T18:43:48","slug":"high-reliability-dry-type-transformers-for-data-centers","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/subian-electric.com\/it\/blog\/high-reliability-dry-type-transformers-for-data-centers\/","title":{"rendered":"Trasformatori Dry-Type ad Alta Affidabilit\u00e0 per Data Center"},"content":{"rendered":"

In contrasto con i trasformatori di distribuzione che sono utilizzati per progetti commerciali, i trasformatori per data center hanno un ruolo speciale: devono essere posizionati vicino al carico che supportano, operare continuamente con alta efficienza e affrontare carichi con una forma diversa rispetto ai carichi sinusoidali. Pertanto, \u00e8 impossibile utilizzare trasformatori ad olio a causa del rischio di accensione e tre attributi dei trasformatori: prestazioni armoniche, margine termico e scarica parziale.<\/p>\n

In sintesi: Per connettere elettricamente i data center, \u00e8 opportuno selezionare un trasformatore asciutto in resina colata con isolamento termico di Classe H (180 \u00b0C), un fattore K non inferiore a K-13 (di solito K-20), impedenza 6%, un gruppo vettoriale Dyn11 per l'ingresso UPS, valore di prova di scarica parziale inferiore o uguale a 10 pC a 1,1\u00d7 tensione nominale, e secondo DOE 2016 o EU Ecodesign Tier 2 in termini di prestazioni. Le potenze tipiche dei trasformatori per data center variano tra 500 kVA e 3.750 kVA a 10 kV e 35 kV, rispettivamente.<\/p><\/blockquote>\n

\"Trasformatori<\/p>\n

Perch\u00e9 i Data Center Usano il Tipo Asciutto in Primo Luogo<\/h2>\n

Il fattore principale \u00e8 la sicurezza antincendio del sistema. Gli avvolgimenti in resina colata possono estinguersi autonomamente e non contengono liquidi combustibili, quindi il trasformatore pu\u00f2 essere posizionato nell'edificio vicino al carico da servire. Pertanto, non \u00e8 necessario un pozzetto per olio, una parete di sicurezza o un compartimento speciale con buone propriet\u00e0 ignifughe. Il trasformatore \u00e8 posizionato nelle vicinanze delle attrezzature IT nei data center co-locati o aziendali, dove ogni metro quadrato di spazio bianco \u00e8 prezioso; quindi, la distanza del cavo a bassa tensione \u00e8 ridotta.<\/p>\n

Il prossimo fattore trainante sono i requisiti di manutenzione. Non \u00e8 necessario monitorare il livello dell'olio, il rel\u00e8 del gas o asciugare il respiratore. Invece di questi, devono essere monitorati solo la scarica parziale e la temperatura, il che \u00e8 semplice rispetto al processo di chimica dei fluidi.<\/p>\n

D'altra parte, i trasformatori di tipo asciutto non tollerano bene il calore. L'olio si muove e aiuta a rimuovere il calore dagli avvolgimenti, mentre la resina non lo fa. Pertanto, la classe di isolamento, l'aumento di temperatura e le armoniche diventano molto pi\u00f9 importanti nel caso dei trasformatori di tipo asciutto poich\u00e9 la distanza tra il normale funzionamento e il danneggiamento dell'isolamento \u00e8 significativamente pi\u00f9 piccola.<\/p>\n

Le Tre Specifiche Che Decidono Tutto<\/h2>\n

Classe di isolamento e aumento di temperatura<\/h3>\n

Secondo ANSI\/IEEE C57.12.01, i trasformatori di tipo asciutto sono normalmente classificati con un aumento di temperatura di 80, 115 o 150 K a un ambiente di 40 Celsius per il sistema di isolamento a 220 Celsius. Pertanto, un aumento di temperatura pi\u00f9 fresco sullo stesso equipaggiamento garantisce un margine maggiore rispetto alla restrittivit\u00e0 termica, aumentando la vita dell'isolamento e creando capacit\u00e0 per sovraccarico.<\/p>\n

Dal punto di vista della IEC, le classi di isolamento corrispondono alla Classe F (155 Celsius) e alla Classe H (180 Celsius) insieme a un aumento di temperatura di Classe B (80 Celsius) osservato durante il carico nominale. Per l'uso nei data center, \u00e8 prassi standard richiedere un isolamento di Classe H con un aumento di temperatura di Classe B o Classe F, il che significa isolamento caratterizzato da una temperatura significativamente pi\u00f9 alta rispetto a quella osservata durante il funzionamento del trasformatore, lasciando spazio per dissipare le perdite armoniche generate dall'attrezzatura in funzione.<\/p>\n

Questa \u00e8 la specifica pi\u00f9 spesso modificata per l'offerta per ridurne il valore e il prodotto che fallisce otto anni dopo.<\/p>\n

\"Le<\/p>\n

Fattore K<\/h3>\n

La valutazione del fattore K determina il livello di perdita che pu\u00f2 essere dissipato da un trasformatore senza violare le sue limitazioni termiche. \u00c8 calcolato in conformit\u00e0 alla pubblicazione IEEE C57.110. UL 1561 riconosce le valutazioni di riscaldamento del fattore K, K-1, K-4, K-9, K-13, K-20, K-30, K-40 e K-50.<\/p>\n

La selezione dipende dalla caratteristica del carico effettivo:<\/p>\n\n\n\n\n\n\n\n
Profilo di carico<\/th>\nFattore K raccomandato<\/th>\nContenuto armonico tipico<\/th>\n<\/tr>\n
Server legacy con raddrizzatore UPS a 6 impulsi<\/td>\nK-13<\/td>\n30\u201340% THD<\/td>\n<\/tr>\n
Server moderni con raddrizzatore a 12 impulsi o IGBT<\/td>\nK-7<\/td>\n15\u201325% THD<\/td>\n<\/tr>\n
Completamente ottimizzato con filtri armonici attivi<\/td>\nK-4<\/td>\nSotto 10% THD<\/td>\n<\/tr>\n
Carichi misti, alta densit\u00e0, crescita futura sconosciuta<\/td>\nK-20<\/td>\nMargine massimo<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

Nel caso di una nuova installazione che non ha subito un'analisi armonica, K-13 \u00e8 considerato lo standard cauto, mentre K-20 \u00e8 il valore obbligatorio dove il mix di carico rimane sconosciuto. Il K-20 \u00e8 anche il valore pi\u00f9 comunemente specificato per i carichi dei raddrizzatori.<\/p>\n

Un trasformatore con fattore K comprende pi\u00f9 di un nucleo pi\u00f9 pesante. Utilizza una densit\u00e0 di flusso inferiore per il flusso armonico; ha un neutro pi\u00f9 grande. Un trasformatore K-13 ha un bus neutro valutato per 200% della valutazione di fase poich\u00e9 le armoniche triplen vengono sommate nel neutro anzich\u00e9 annullarsi a vicenda.<\/p>\n

I risultati in assenza di un trasformatore con fattore K sono evidenti. Le correnti armoniche portano a un aumento delle perdite per correnti parassite e, di conseguenza, a temperature elevate e a un'accelerazione della degradazione dell'isolamento. Il flusso armonico porta anche a tensioni di picco pi\u00f9 elevate, quindi quando tutti i valori armonici si sommano, il valore di picco che aumenta oltre 1.25-1.5 del valore di cresta nominale porta a una probabilit\u00e0 molto alta di occorrenza di scariche parziali.<\/p>\n

Scarica parziale<\/h3>\n

La scarica parziale definisce la differenza tra un trasformatore in resina epossidica di alta qualit\u00e0 e uno prodotto economicamente. Secondo la IEC 60076-11, un tasso di PD dovrebbe essere massimo di 10 pC con una tensione operativa di 1.1 volte la tensione nominale per la Categoria Ambientale E2 che si applica ai trasformatori umidi o da esterno. Qualsiasi rapporto di fabbrica che mostri una lettura di PD superiore a 10 pC a una tensione di prova di 1.1\u00d7Um non sar\u00e0 accettato.<\/p>\n

Quando si tratta di operazione, le soglie cambiano. Se il valore PD supera circa 100 pC a tensione di esercizio, l'isolamento \u00e8 gi\u00e0 danneggiato a tal punto da sollevare la questione di una sostituzione. Poich\u00e9 la progressivit\u00e0 del PD e il fatto che il problema non sia visibile dall'esterno implicano che il test in fabbrica debba essere richiesto al momento dell'acquisto e monitorato successivamente.<\/p>\n

Il linguaggio di specifica per un'unit\u00e0 di alimentazione in un data center dovrebbe essere il seguente:<\/p>\n