Transformateur QDTB®
All figures are configurator-generated feasibility-level estimates; drawings are schematic deliverables pending refinement by a licensed design institute, not construction documents.
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2 MW d'énergie verte pour centre de données IA : transformateur sec N+1 + analyse approfondie de l'onduleur 800 kVA

2×SCB13-2000/10 N+1 · UPS 800 kVA · 1161 kWp PV + 500 kW/1161 kWh BESS · réseau/îlotage

1 · TL;DR Conclusion

Conclusion : ce centre de données d'IA de 2 MW utilise 2 transformateurs secs SCB13-2000/10 (N+1) + un UPS de 800 kVA (15 min) + 1161 kWp PV + BESS de 500 kW/1161 kWh + réseau/îlotage — total du configurateur ≈ 1 878 541 $, EPC ≈ 825 000 $, retour sur investissement en 5 ans, TRI de 23,16 % (niveau de faisabilité).

  • •2 transformateurs secs de 2000 kVA N+1 ; 84 % de charge après la perte d'une unité (validé), transfert en 2 s ≤ 15 s autorisé
  • •UPS en ligne de 800 kVA (640 kW), 15 min ≈ 199 kWh de batterie (384 VDC), recommandation de redondance N+1/2N
  • •Énergie verte : 1161 kWp PV + 500 kW/1161 kWh BESS, 94 % de part renouvelable, 609 t CO2 évitées/an
  • •Réseau/îlotage : BESS de 500 kW comme source de démarrage en black-start ; la charge critique en îlotage de 1200 kW nécessite plus de BESS ou du diesel (secours V9 65 %)
  • •Économie : 825 000 $ EPC, 5 ans de retour sur investissement, TRI de 23,16 %, ROI de 459 % sur 25 ans, LCOE 0,0843 $/kWh

2 · Solution Overview

Un centre de données est la charge la plus fiable : les équipements informatiques sont sensibles aux coupures de quelques millisecondes, riches en harmoniques et nécessitent une alimentation double + onduleur. Ce schéma ajoute de l'énergie verte (PV+BESS) pour réduire le PUE et le carbone, ainsi qu'un îlotage pour les cas extrêmes.

2×2000 kVA (SCB13, N+1)
Transformateur
10 kV double (N+1)
Alimentation
800 kVA (640 kW, 15 min)
UPS
1161 kWp
PV
500 kW / 1161 kWh
BESS
2000 kW (grade 1 2000)
Charge installée
1600 kW
Demande
Raccordé au réseau - îlotage
Mode
SourceRoleShare kWShare
Grid 10 kVbase100 kW6%
Solar PV 1000 kWpvariable1000 kW63%
BESS 500 kW / 1000 kWhvariable500 kW31%
UPS 800 kVAbackup0 kW0%

Calculateur de système d'alimentation pour centre de données

Dimensionnez et configurez un système de distribution électrique complet pour votre centre de données - capacité du transformateur et de l'onduleur, topologie de redondance N/N+1/2N, nomenclature et schéma unifilaire.

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Smart Monitoring & Control
Add the protection, metering and SCADA (monitoring & secondary) layer to the BOM and architecture diagram.

3 · Design Process & Rationale

1. Identification des besoins

Centre de données de 2000 kW : charge de grade 1 de 2000 kW (site entier), IT critique 1200 kW, sensible 1200 kW, non linéaire 400 kW. Exigences maximales de continuité et de qualité de l'énergie — double alimentation + UPS + transfert automatique.

2. Charge et classification

Site entier en grade 1 (loadGrade1=2000), 1200 kW critiques couverts par UPS. Densité de rack 8 kW/rack → ~200 racks ; PUE estimé à 1,60.

3. Source et mix

Double alimentation réseau 10 kV (N+1) + PV 1161 kWc + BESS 500 kW/1161 kWh + UPS 800 kVA. Raccordement au réseau-îlotage, BESS comme source de démarrage en black-start.

4. Dimensionnement du transformateur

Demande de 1600 kW ≈ 1684 kVA apparent → palier de 2000 kVA ; N+1 → 2×SCB13-2000/10 type sec (sécurité incendie, faible bruit pour espace IT), charge à 84 %.

5. UPS et secours

UPS en ligne à double conversion de 800 kVA, batterie 15 min (≈199 kWh, 384 VDC), transfert statique STS <5 ms pour l'IT critique ; recommandation de redondance N+1/2N.

6. Protection et secondaire

Pouvoir de coupure MT 31,5 kA / BT 80 kA ; communications 61850 + schéma secondaire + alimentation auxiliaire DC pour une protection et une surveillance à haute fiabilité.

7. Énergie verte vs fiabilité

PV+BESS réduisent le carbone (609 t/an) et les factures, mais la charge critique en îlotage de 1200 kW > BESS 500 kW — l'îlotage du site entier nécessite plus de BESS ou un diesel. C'est le compromis vert-fiabilité.

Pain Points → Solution → Evidence

Pain

Un centre de données ne peut pas se permettre une seconde d'interruption

Solution

Transformateurs doubles N+1 + UPS en ligne + STS de transfert statique + démarrage en black-start

Evidence

Réussite N-1 (84% après la perte d'une unité), UPS de 15 min, STS <5 ms, black-start vérifié via BESS de 500 kW

Pain

Les charges informatiques sont riches en harmoniques, les transformateurs chauffent et se déclassent

Solution

Transformateur de type sec + réactances désaccordées + filtre actif APF

Evidence

V6 : THDi 20% au-dessus de la limite (scénario centre de données), APF recommandé

Pain

PUE élevé, factures élevées et carbone élevé

Solution

1161 kWc de PV + écrêtage par BESS, énergie verte directement à la charge

Evidence

V18 PUE 1,60, V23 609 t de CO2 évitées/an, V24 l'écrêtage économise 94 900 $/an

Pain

La sauvegarde est-elle vraiment suffisante ?

Solution

Classer la charge : l'UPS couvre l'informatique critique 1200 kW, le non-critique sur réseau/diesel

Evidence

V9 signale une couverture de secours de 65% (base simplifiée) — à vérifier par rapport au classement réel

4 · Key Parameter Deep-Read

ParameterValueBasisImpact & Boundary
Capacité du transformateur2000 kVA ×2 (SCB13)1684 kVA apparent → palier de 2000 kVA ; N+1 → 2 unités sèchesCharge de 84 % ; type sec est ignifuge et silencieux pour espace informatique
Au-delà d'environ 1900 kVA de demande, passer à 2500/3150
Capacité de l'onduleur800 kVA (640 kW)Couvre ~67 % des 1200 kW critiques IT (à 0,8 PF)15 min ≈ batterie de 199 kWh (384 VDC), STS <5 ms
Recommandé N+1/2N ; couverture complète de 1200 kW nécessite un onduleur d'environ 1500 kVA
Capacité photovoltaïque1161 kWc≈1 015 200 kWh/an, autoconsommation 0,894 % de part renouvelable, alimente l'IT et le refroidissement
Limité par le toit/site ; associer à un BESS pour absorber
Capacité du BESS500 kW / 1161 kWh (2 h)Écrêtage + secours îlot + démarrage en noirÉcrête 500 kW×4 h économisant 94 900 $/an ; source de démarrage en noir
Îlot critique de 1200 kW nécessite ≥8 h ou diesel
Mode réseauraccordé au réseau-îlotCommutable réseau/îlot, démarrage en noir via BESSFonctionnement en îlot en cas de perte du réseau (limité par le BESS)
Nécessite approbation du réseau + anti-îlotage + vérification du démarrage en noir
Densité de baie / PUE8 kW/baie · PUE 1,60Par défaut 8 kW/baie → ~200 baies ; 60 % de part de refroidissementDéfinit la base de dimensionnement de l'onduleur et du refroidissement
Haute densité (>12 kW/baie) nécessite un refroidissement liquide ; le PUE peut descendre à 1,2
Pouvoir de coupureBT 80 kA · HT 31,5 kACourant de défaut BT 58,9 kA / HT 28,9 kAAppareillage BT à 80 kA (marge de 1,1×)
Confirmer le niveau de défaut réel du système

5 · Drawing Deep-Read

Dwg 3/29Schéma unifilaire — Double 10 kV → 2×SCB13-2000/10 → bus BT MNS (3150A) → départs IT/refroidissement + UPS + PV/BESS
Why: Le schéma unifilaire montre le squelette de fiabilité : double arrivée + transformateurs doubles N+1 + branche UPS + PV/BESS, quatre couches de fiabilité sur un seul plan — la source structurelle de la continuité à l'échelle de la milliseconde.
Dwg 4/29Topologie du système — Réseau N+1 · PV · BESS · UPS → transformateurs doubles → bus BT → IT/refroidissement/incendie
Why: La topologie visualise les couches de sources : réseau (secours), PV (vert), BESS (écrêtage + démarrage en noir), UPS (IT critique), chacune avec un rôle clair sous la répartition EMS — le lieu de la gestion énergétique des centres de données verts.
Dwg 15/29Courbe de coordination des protections TCC — Arrivée → transformateur → arrivée BT → départ, échelonnement 0,3/0,2 s, sélectivité validée
Why: Un centre de données craint qu'un seul défaut ne mette hors service tout le site ; la TCC vérifie la sélectivité — un défaut en aval ne déclenche que son départ (0,1 s) tandis que l'amont tient 0,3 s, avec un rapport de 21.72× assurant l'échelonnement.
Dwg 21/29Contrôle et signalisation secondaires — Communications 61850 · logique de transfert automatique · auxiliaire CC · SCADA
Why: Le secondaire est le système nerveux : le transfert automatique commute entre les alimentations réseau/transformateurs, le 61850 remonte les informations à la supervision, et l'auxiliaire CC maintient l'action des protections même en cas de perte du CA — la fiabilité repose sur le secondaire, pas seulement sur le circuit principal.
Dwg 8/29Calcul de court-circuit — BT 58,9 kA / MT 28,9 kA · pouvoir de coupure BT 80 kA / HT 31,5 kA
Why: Le niveau de défaut BT du centre de données atteint 58,9 kA (transformateur sec 2000 kVA + jeu de barres important), imposant directement un pouvoir de coupure de 80 kA à l'appareillage BT (marge de 1,1×). Le courant de défaut quantifie la ligne rouge de sécurité du « pouvoir de coupure de l'équipement ».
Dwg 14/29Configuration de protection — Surintensité 50/51 + communications 61850 · sélectivité 0,3/0,2 s
Why: La protection est la deuxième ligne de défense du « zéro interruption » : la sélectivité de surintensité multiniveau + les communications haute vitesse 61850 garantissent qu'un défaut en aval ne déclenche que son circuit et que les données de protection parviennent à la supervision en temps réel.
Dwg 20/29Transfert microréseau raccordé au réseau / en îlotage — PCC · anti-îlotage 81U/81O+32R · démarrage à froid via BESS de 500 kW
Why: Ceci met à l'épreuve le transfert réseau/îlotage et l'anti-îlotage (IEC 62898 / IEEE 1547) lors d'une perte de réseau, avec le BESS de 500 kW vérifié comme source de démarrage à froid. C'est le locus technique de la capacité 'aucune coupure lors d'une perte de réseau' — et la base de la conclusion V9 selon laquelle le secours en îlotage de 65% nécessite davantage de BESS ou de diesel.
Dwg 24/29Système d'alimentation auxiliaire CC — Auxiliaire CC · la protection agit même en cas de perte de CA
Why: L'auxiliaire CC est la garantie de fiabilité du dernier kilomètre : en cas de perte de CA, le tableau CC alimente encore les relais de protection et les bobines de déclenchement, de sorte que l'élimination des défauts ne dépend jamais de la CA. La fiabilité du centre de données repose autant sur ce système CC de 'maintien en vie' que sur le circuit principal.

The following drawings are shown for reference (full set in the configurator “View design document”):

Dwg 19 · Compensation réactive et harmoniqueDwg 12 · Évaluation de la qualité de l'énergieDwg 1 · Base de conceptionDwg 25 · Schéma unifilaire d'écrêtement des pointesDwg 26 · Profil d'exploitation de l'écrêtementDwg 27 · Communication BMSDwg 28 · Zonage incendie et thermiqueDwg 29 · Machine à états de l'EMSDwg 9 · Normes applicablesDwg 10 · Données techniques des équipementsDwg 13 · Architecture SCADADwg 16 · Système de mise à la terreDwg 17 · Protection contre les surtensionsDwg 18 · Implantation des équipementsDwg 2 · Légende des symbolesDwg 11 · Construction et essaisDwg 22 · BornierDwg 23 · Implantation du tableau

6 · Operation Demo (Deep-Read)

Fiabilité et disponibilité

Disponibilité de la série ≈99,97 % (≈2,9 h de panne/an), s'approchant d'une couverture totale avec transformateurs doubles N+1 + UPS + démarrage en black-start ; temps de transfert UPS 0 ms / STS <5 ms / ATS 2 s / black-start BESS, avec une gradation de charge critique de 2000 kW.

Défaut et protection

Montre la chaîne complète : perte du réseau → transfert automatique → prise en charge transparente par l'UPS → black-start BESS ; un défaut en aval ne déclenche que son départ, la sélectivité empêchant ainsi une coupure générale du site.

Flux d'énergie

PV 1161 kW → d'abord l'IT et le refroidissement → surplus vers le BESS ; le réseau comble le déficit ; l'UPS à double conversion en ligne fonctionne en continu. Répartition en temps réel à quatre sources et couverture des charges critiques en un coup d'œil.

Économie

1 015 200 kWh/an, 204 542 $/an économisés ; EPC 825 000 $, retour sur investissement 5 ans, TRI 23,16 %, LCOE 0,0843 $/kWh, VAN 1 183 320 $, 609 t de CO2 évitées/an, avec flux de trésorerie sur 25 ans.

Other views (shown): LCC (coût du cycle de vie) · Qualité de l'énergie et harmoniques · Profil de tension · Caractéristiques du schéma · Déclassement environnemental

7 · Economics & Payback

Équipement total ≈ 1 878 541 $, EPC ≈ 825 000 $ (PV+BESS+UPS+distribution). L'énergie verte permet d'économiser ≈204 542 $/an (écrêtement BESS inclus); globalement, retour sur investissement de 5 ans, TRI de 23,16 %, ROI sur 25 ans de 459 %, LCOE 0,0843 $/kWh, NPV 1 183 320 $, 609 t de CO2 évitées/an.

825 000 $
Investissement EPC
5 ans
Retour sur investissement
23,16 %
TRI
459 %
ROI sur 25 ans
0,0843 $/kWh
LCOE
609 t/an
CO2 évité
Key assumptions driving these numbers
$0.12/kWh
Electricity price
$0.06/kWh
Feed-in tariff
1015200 kWh
Annual generation (P50)
80%
Self-consumption
$0.13/kWh
Peak-valley spread

8 · FAQ

Quelle taille de transformateur pour un centre de données de 2 MW ?
1600 kW ≈ 1684 kVA → palier de 2000 kVA ; N+1 utilise 2 transformateurs secs de 2000 kVA, 84 % de charge après la perte d'une unité.
Quelle taille d'onduleur et pour combien de temps ?
Ici 800 kVA (640 kW) en ligne, 15 min ≈ 199 kWh de batterie, couvrant ~67 % des 1200 kW d'IT critique ; recommander une redondance N+1/2N.
Que se passe-t-il lors d'une coupure de courant ?
Double réseau + transformateurs N+1 + onduleur sans coupure (STS <5 ms) + démarrage en black-start par BESS maintiennent l'IT critique opérationnel ; l'îlotage complet du site est limité par la capacité du BESS.
Combien l'énergie verte (PV+BESS) permet-elle d'économiser ?
1161 kWp de PV économise ≈204 542 $/an (écrêtement BESS inclus); 609 t de CO2 évitées/an, retour sur investissement en 5 ans, TRI de 23,16 %.
Quel est le PUE et comment le réduire ?
Estimé à 1,60 (60 % de refroidissement). Le refroidissement liquide pour les baies à haute densité et un refroidissement optimisé peuvent le faire descendre en dessous de 1,2.
Comment les harmoniques sont-elles gérées ?
Les charges non linéaires de l'IT dépassent la limite avec un THDi ~20 % ; utilisez des réacteurs désaccordés + un filtrage actif APF.
65 % de secours est-ce suffisant ?
65 % est la base simplifiée pour toute la charge. L'onduleur réel ne couvre que l'IT critique de 1200 kW, le non-critique tolère une brève interruption — suffisant ; l'îlotage complet du site nécessite plus de BESS ou un diesel.
Pourquoi des transformateurs de type sec ?
Le type sec SCB13 est ignifuge, à faible bruit et sans entretien pour les espaces intérieurs/IT ; une charge de 84 % se situe dans la bande économique.

Special Considerations

  • La sauvegarde V9 à 65 % (UPS 800 kW + BESS 500 kW contre 2000 kW au total) est la base simplifiée « toute la charge × 100 % » ; les centres de données réels ne couvrent par UPS que l'IT critique de 1200 kW, le non-critique (HVAC) tolère une brève interruption — à vérifier par rapport à la classification des charges.
  • La charge critique en îlotage de 1200 kW > BESS 500 kW ; l'îlotage complet du site nécessite ≥8 h de BESS ou un groupe diesel (source de démarrage en black-start).
  • L'UPS doit être redondant N+1/2N afin qu'une défaillance d'un seul UPS n'affecte pas l'IT critique.
  • THDi ~20 % au-dessus de la limite (scénario centre de données) — ajouter un filtrage actif APF.
  • La densité de baie par défaut est de 8 kW/baie ; la haute densité (>12 kW) nécessite un refroidissement liquide et un PUE ajusté.
  • Estimation au niveau de la faisabilité ; les plans en attente d'un bureau d'études agréé.

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