데이터센터 전기설비의 특징 | 전력부하 특성

 데이터센터는 높은 전력밀도, 전력변환장치 다수 사용, IT 부하 24시간 연속운전 등의 특성으로 일반 건축물과 차별화된 전력부하 특성을 갖는다.

1. 부하 집적률이 높은 설비
2. 고조파 발생이 많은 설비
3. 수용률이 높은 설비

 

1. 부하 집적률이 높은 설비

 

 데이터센터는 Server, Storage, Network 장비 등 IT 설비가 제한된 공간에 고밀도로 집적되어 있어 일반 건축물에 비해 단위면적당 전력밀도(W/m²)가 높다.

 

 즉, 일반 사무실은 넓은 공간에 컴퓨터가 흩어져 있는 구조라면, 데이터센터는 작은 공간에 컴퓨터 수백~수천 대를 Rack 단위로 빽빽하게 모아 놓은 구조이다. 따라서 같은 1,000㎡라도 일반 사무실과 데이터센터에서 필요한 전력은 크게 달라질 수 있다.

 

IT 장비 고집적

↓

Rack 전력밀도 증가

↓

단위면적당 전력 증가

↓

변압기·UPS·배전반 대용량화

반응형

↓

간선 전류 증가

↓

전압강하·발열·단락전류 검토 강화

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2. 고조파 발생이 많은 설비

 

 

데이터센터에는 UPS, SMPS, 정류기 등 전력변환장치와 비선형 부하가 다수 사용되므로 고조파 전류가 발생하기 쉽다.

 

 일반적인 부하는 전기를 매끄러운 물결 모양으로 끌어다 쓰는 것이라고 생각하면 된다. 반면 Server의 전원공급장치나 UPS 정류기는 전류를 필요한 순간에 뾰족하게 끌어가는 형태가 되기 때문에 전류파형이 찌그러진다. 이 찌그러진 전류가 여러 장비에서 동시에 발생하면 계통 전체의 전력품질에 영향을 준다.

 

UPS·SMPS·정류기

↓

비선형 전류

↓

고조파 발생

↓

전압파형 왜곡

↓

변압기·케이블 발열

중성선 과열

보호계전기 오동작

통신설비 노이즈

UPS·발전기 운전 영향

 

3. 수용률이 높은 설비

 

 데이터센터는 Server, Storage, Network 등 핵심 IT 부하가 24시간 연속 운전되고 동시에 운전되는 부하의 비율이 높으므로, 일반 건축물에 비해 높은 수용률을 나타내는 특성을 갖는다.

 

※ 수용률이란? 설치되어 있는 모든 부하 중 ’’ 실제 최대수요전력이 어느 정도까지 발생하는가 ‘를‘ 나타낸다.

 

→ 수용률 = ( 최대수요전력 / 설비용량 ) X 100(%)

 

예를 들어 Server, Storage 등의 총 설비용량이 1,000 kW인데 실제 최대수요전력이 900 kW라면 수용률은 90%이다.

 

일반 사무실은 100대의 PC가 있어도 밤에는 대부분 꺼져 있지만, 데이터센터는 100대의 Server가 서비스를 위해 밤에도 계속 돌아가는 구조이다.