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データセンターとともに進化する配電ユニット
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データセンターとともに進化する配電ユニット

Jun 14, 2023

2017 年 10 月 13 日

Anand Krishna は、Power Distribution, Inc. (PDI) の事業開発担当副社長であり、AFCOMメンバー。

配電ユニット (PDU) は、何十年にもわたってデータセンターの配電アーキテクチャに不可欠な部分でした。

2011 年から 2015 年にかけて、PDU と配電機器は一般に、企業がデータ センターをコロケーション プロバイダー (コロ) にアウトソーシングする傾向に対応するように進化してきました。 通常 75 ～ 225 kVA の範囲にあった PDU は、150 ～ 300 kVA のスペースを占めるまでに成長しました。 その後 2 年間で、400 ～ 650 kVA PDU がより一般的になり、一部のコロニーではさらに大容量の PDU が使用されました。

コロ市場の競争が激化するにつれ、コロは総所有コスト (TCO)、設置面積/密度、設備投資、市場投入までの速度の改善を求め始めました。 現在、相手先商標機器製造業者 (OEM) がデータ センター オペレーターに設備投資とスペースの大きな規模の経済を享受できるようにするため、最大規模のデータ センターの低電圧配電アーキテクチャで 1+ MVA PDU がより目立つようになり始めています。

アルミニウムおよび銅の変圧器を備えた PDU を提供することで、企業は、PDU の価格を下げるために、より低い K ファクターの変圧器を使用するよう顧客を誘導しています。 さらに、強力な磁気エンジニアリング能力を持つ一部のメーカーは、マルチ出力変圧器を備えた PDU を提供しています。つまり、データセンターの顧客のニーズの変化に応じて出力電圧を数分以内に変更できます。

安全性を高めるための顧客のニーズに応えるために、メーカーは PDU の低電力領域と高電力領域を区分しています。 この区分化により、さまざまなアーク フラッシュ エネルギー計算を適用できるため、メンテナンス担当者がユニットの低電力領域での特定の作業にそれほど厳重な装備をする必要がなくなります。 また、回路を追加する際の安全性を高めるために、配電ブレーカーやサブフィードを革新的な機械的および電気的設計で区画化しています。

PDU の信頼性は以前よりもさらに重要になってきています。 賭け金が上がるほど、PDU の出力も高くなります (障害によりダウンするサーバー ラックの数が増加します)。 OEM はまた、問題を早期に警告するために、変圧器だけでなく PDU のより多くの領域に温度監視を導入しています。 また、業務を中断したり、保守要員にリスクを負わせたりすることなく赤外線スキャンを可能にするために、赤外線スキャン ウィンドウも設置しています。 市場投入までの高速化は、垂直統合された PDU メーカー、つまり社内に変圧器のエンジニアリングおよび製造施設を備えているメーカーによって、より簡単にサポートされます。 このような OEM が顧客のニーズをカスタム設計や出荷可能な PDU に変換する能力は、過去数年間の高 kVA への移行により垂直統合されていない PDU 企業と比べてより顕著になってきています。

これは、非常に高出力の PDU は常に、75 ～ 300 kVA の PDU よりも各データセンターの固有のアーキテクチャと設計に適合するカスタム設計を必要とするためです。 高出力 PDU にはカスタマイズが必要なため、OEM はフレーム設計を革新し、現在よりも短い間隔で設計を開始できる必要があります。 「次のフロンティア」となる他のイノベーションには、新素材とソリッドステート電子機器を使用してアークフラッシュをほぼ排除するブレーカーが含まれます。 しかし、経済的に実行可能になる前に、コスト曲線を下降させる必要があります。

一部の非常に大規模なデータセンターでは、配電に型破りなアーキテクチャを検討しているか、すでに実装しています。 例としては次のものが挙げられます。

場合によっては、PDU 変圧器を排除すると高調波が発生することにオペレータが気づき、高調波を低減するためにリアクトルを実装する必要が生じました。 一般に、非常に多くのエンジニア スタッフを擁する非常に大規模な事業者のみが、根本的に異なる配電アーキテクチャを試すことをお勧めします。

データセンターは、PDU サプライヤーに次の特性を求める必要があります。データセンターの設計に合わせて PDU を最適化するための強力な社内磁気エンジニアリング能力。 社内で変圧器を製造する垂直統合型 PDU OEM。 変圧器やPDUにおける高い信頼性の実績。 アーキテクチャ内でプライマリ システムを使用するデータ センター向けの静的転送スイッチ (STS) を含むポートフォリオ。 また、PDU との連携を最適化する独自の分岐回路監視システムを備えています。