110 किलोवोल्ट प्रीफैब्रिकेट सबस्टेशन का डिजाइन डेटा सेंटर के लिए

परिचय

क्लाउड कंप्यूटिंग और बिग डेटा जैसी तकनीकों के तेजी से विकास और "इंटरनेट +" के विभिन्न उद्योगों में तेजी से प्रवेश के साथ, डिजिटल अर्थव्यवस्था उद्योग दुनिया भर के प्रमुख देशों और क्षेत्रों में फलता-फूलता है। यह दैनिक जीवन और राष्ट्रीय अर्थव्यवस्था में एक दिन दूसरे से अधिक महत्वपूर्ण स्थान ग्रहण कर रहा है। विशेष रूप से वर्तमान में ग्लोबल स्तर पर COVID - 19 महामारी के प्रभाव के कारण, विश्व अर्थव्यवस्था का गिरावट तेज हो रही है। केवल डिजिटल अर्थव्यवस्था ने इस धारा को उलट दिया है और विकास की मजबूत गति बनाए रखी है।

GB 50174 - 2017 डेटा सेंटरों के लिए डिज़ाइन कोड डेटा सेंटरों की विशिष्ट परिभाषा देता है। डेटा सेंटर, डेटा प्रबंधन और संग्रह से संबंधित एक मूल बुनियादी सुविधा है, जिसमें विभिन्न प्रकार की डेटा जानकारी को संग्रहित किया जा सकता है। इसके अलावा, यह डेटा की गणना और प्रसारण जैसी मूल कार्यक्षमताओं का समर्थन भी करता है, जो विशाल डेटा प्रबंधन की आवश्यकताओं को पूरा करता है। डेटा सेंटरों का निर्माण एक अनिवार्य प्रवृत्ति बन गया है।

डेटा सेंटर उद्योग में, इसे डिजिटल रियल एस्टेट के रूप में जाना जाता है, जो पारंपरिक बुनियादी ढांचा परियोजनाओं से बहुत अलग है। यहाँ डेटा सेंटरों के कई प्रमुख विशेषताएँ हैं: उच्च विद्युत खपत, उच्च विश्वसनीयता की आवश्यकताएँ, और तेज निर्माण गति की मांग। डेटा सेंटरों की विद्युत खपत एकत्रित है, सामान्यतः 2N अतिरिक्तता के साथ विन्यस्त होती है। विशाल विद्युत खपत क्षमता यह संकेत देती है कि पार्क-स्तरीय डेटा सेंटर परियोजनाएँ आमतौर पर उपयोगकर्ता-विशिष्ट 110 kV सबस्टेशन की व्यवस्था करती हैं।

हालांकि, 110 kV सबस्टेशनों के निर्माण में भी कई परेशानी हैं, जो निम्नलिखित पहलुओं में विशेष रूप से प्रतिबिंबित होती हैं: चीन में पारंपरिक 110 kV सबस्टेशनों का निर्माण चक्र आमतौर पर 12-24 महीने लेता है, जिसमें योजना, स्थान चयन, सर्वेक्षण, डिजाइन, परियोजना पंजीकरण, सामग्री खरीद, "चार जोड़े और एक समतल" (पानी, बिजली, सड़क, और टेलीकम और भूमि समतल), निर्माण और स्थापन, ट्रायल, ग्रीनरी पुनर्स्थापन, और उत्पादन स्वीकृति जैसे सभी-चक्र कार्य सामग्री शामिल हैं। लंबा निर्माण चक्र डेटा सेंटरों की तेज डिलीवरी की मांग को मेल नहीं दे सकता; ग्राहक और नेटवर्क के कारण, चीन में डेटा सेंटर उद्योग अधिकांशतः बीजिंग-तियांजिन-हेबई क्षेत्र, यांग्त्से नदी डेल्टा, और गुआंगडॉंग-होंगकांग-माकाऊ बड़े क्षेत्र में वितरित है। इन क्षेत्रों में से अधिकांश अपेक्षाकृत विकसित शहर हैं जहाँ भूमि संसाधन सीमित हैं, और परियोजना योजना के दौरान अक्सर स्थान-सीमा समस्याएँ उठती हैं; डेटा सेंटर सबस्टेशनों को डेटा सेंटरों की लचीली क्षमता बदलावों के लिए भी अनुकूलित होना चाहिए।

डेटा सेंटर सबस्टेशनों के निर्माण में परेशानी के लिए, प्रीफैब्रिकेटेड मॉड्यूलर सबस्टेशन एक महत्वपूर्ण समाधान दिशा है। मॉड्यूलर डिजाइन अवधारणा पर आधारित, प्रीफैब्रिकेटेड सबस्टेशनों में पारंपरिक सबस्टेशनों की तुलना में लचीली और विश्वसनीयता के लाभ होते हैं। प्रीफैब्रिकेटेड केबिन में सभी प्रणालियाँ कारखाने में उत्पादित, स्थापित, तार की, ट्रायल की, और पूर्व-संयोजित की जाती हैं। पूर्ण होने के बाद, वे सीधे स्थान पर एसेंबल किए जा सकते हैं, जिससे उच्च कार्यक्षमता, निर्माण कठिनाई की कमी, और उच्च डिग्री की एकीकरण प्राप्त होती है। वे विभिन्न सबस्टेशन निर्माण परिदृश्यों के लिए उपयुक्त हैं और स्पष्ट लाभ प्रदर्शित करते हैं।

यह लेख डेटा सेंटर नंबर 1 के 110 kV सबस्टेशन निर्माण परियोजना का उदाहरण लेता है, और प्रीफैब्रिकेटेड सबस्टेशनों के अनुप्रयोग परिदृश्य, प्रक्रिया ब्लॉक डिजाइन, और डेटा सेंटरों में प्रीफैब्रिकेटेड केबिन प्रक्रिया डिजाइन का विस्तृत परिचय देता है।

1. परियोजना सारांश

डेटा सेंटर नंबर 1 परियोजना जियांगसू प्रांत, सूझू शहर में स्थित है। यह परियोजना एक पुराने कारखाने की जमीन पर पुनर्निर्माण है। पार्क में पहले से ही चार कारखाने, जैसे कि इमारत A, B, C, और D हैं। इस बार का मुख्य निर्माण सामग्री यह है कि पार्क को विश्वसनीय डेटा सेंटर पार्क बनाने के लिए पार्क का समग्र पुनर्निर्माण किया जाए, बिना मौजूदा इमारत योजना की शर्तों को बदले।

यह पार्क GB 50174 - 2017 डेटा सेंटरों के लिए डिज़ाइन कोड के अनुसार ग्रेड A डेटा सेंटर मानक का उल्लेख करता है और 100,000 से अधिक उच्च प्रदर्शन सर्वरों को संचालित करने वाले पार्क-स्तरीय डेटा सेंटर का निर्माण करने की योजना बनाता है। पार्क को 110 kV सबस्टेशन का निर्माण करना चाहिए ताकि पार्क की विद्युत आपूर्ति की आवश्यकताएँ पूरी हों। सबस्टेशन में 2 पूरी तरह से स्वतंत्र 110 kV उपयोगी विद्युत आपूर्तियाँ शामिल हैं, जिनमें से प्रत्येक की क्षमता 80,000 kVA है, जिससे 2N विद्युत आपूर्ति प्रणाली बनती है। सामान्य संचालन के दौरान, प्रत्येक लाइन की लोड दर इसकी पूर्ण लोड क्षमता का 50% से अधिक नहीं होती, अर्थात् 40,000 kVA। जब एक उपयोगी विद्युत आपूर्ति विफल होती है, तो दूसरा सभी डेटा सेंटर की लोडों को संचालित कर सकता है।

चूंकि यह परियोजना एक कारखाने का पुनर्निर्माण है, परियोजना का अधिकांश भूमि स्थान पहले से ही पूर्ण इमारत A, B, C, और D द्वारा घेरा गया है, जिससे भौतिक स्थान की सीमा बड़ी है। मुख्य उपलब्ध बाहरी स्थान इमारत B के बाएं तरफ का खुला स्थान और इमारत B और इमारत D के बीच का खुला स्थान है। पारंपरिक 110 kV सबस्टेशन योजना के लिए, 80,000 kVA क्षमता के 2 मुख्य ट्रांसफार्मर इंस्टॉल करने के लिए लगभग 70 मीटर लंबाई और 40 मीटर चौड़ाई का आयताकार स्थान आवश्यक है। इमारत B के बाएं तरफ का स्पष्ट स्थान 30 मीटर है, और इमारत B और इमारत C के बीच का स्पष्ट स्थान 50 मीटर है। सबस्टेशन और इमारतों के बीच आग रोकथाम की दूरी और पार्क की आग लड़ने वाली गोलाकार मार्ग की आवश्यकताओं को ध्यान में रखते हुए, दोनों स्थानों को पारंपरिक सबस्टेशनों के निर्माण स्थान की आवश्यकताओं को पूरा करना कठिन है।

डेटा सेंटर नंबर 1 परियोजना का ग्राहक एक इंटरनेट उद्योग है। इस ग्राहक के लिए एक आधार-प्रकार की डेटा सेंटर परियोजना के रूप में, यह पार्क इस ग्राहक की बड़ी संख्या में ऑनलाइन व्यवसायों और उनके पीछे बड़ी मात्रा में डेटा प्रसारण, संचालन, संग्रह, और प्रक्रिया का समर्थन करेगा। ग्राहक इस डेटा सेंटर की विश्वसनीयता की उच्च आवश्यकताएँ हैं और डिलीवरी की समय सीमा तंग है।

डिलीवरी की समय सीमा की दृष्टि से, ग्राहक के डेटा व्यवसाय के तेजी से विकास के कारण, ग्राहक को डेटा सेंटर की बहुत तेजी से आवश्यकता है, और पूरे डेटा सेंटर पार्क को 6 महीने के भीतर डिलीवर किया जाना चाहिए। विश्वसनीयता की दृष्टि से, ग्राहक 110 kV सबस्टेशन की दो उपयोगी विद्युत आपूर्तियों, जो एक-दूसरे की बैकअप हैं, को पूरी तरह से स्वतंत्र रखने की मांग करता है, जो आने वाली लाइन से जाने वाली लाइन तक पूरी तरह से स्वतंत्र हों, और रास्ते 10 मीटर से अधिक दूर हों। GIS, ट्रांसफार्मर, और 10 kV स्विचगियर जैसी मुख्य उपकरण विभिन्न भौतिक स्थानों में वितरित होते हैं, ताकि एक दुर्घटना दोनों उपयोगी विद्युत आपूर्तियों को प्रभावित करने और इस प्रकार पूरे डेटा सेंटर के सभी व्यवसायों को प्रभावित करने से बचा जा सके।

चूंकि डेटा सेंटर नंबर 1 का 110 kV सबस्टेशन परियोजना स्थान की सीमा, संकीर्ण समय सीमा, और उच्च व्यक्तिगतीकरण की आवश्यकताओं के कारण, पारंपरिक सबस्टेशन रूप इस परियोजना की आवश्यकताओं को पूरा करना कठिन है। स्थानीय विद्युत ग्रिड कंपनी के साथ चर्चा और विवाद के बाद, यह पुष्टि की गई कि यह परियोजना प्रीफैब्रिकेटेड मॉड्यूलर 110 kV सबस्टेशन के रूप में अपनाई जाएगी।

2. प्रक्रिया ब्लॉक डिजाइन
2.1 भौतिक स्थान

डेटा सेंटर नंबर 1 का 110 kV सबस्टेशन परियोजना कुल 2 आने वाली विद्युत लाइनों का है, और विद्युत आपूर्तियाँ क्रमशः ऊपरी 220 kV सबस्टेशन A और B से आती हैं। दोनों उपयोगी विद्युत आपूर्तियों A और B की आने वाली लाइनें दक्षिण से भूमिगत रूप से पार्क में प्रवेश करती हैं। बाहरी उपयोगी विद्युत लाइनों की दिशा और पार्क में वर्तमान इमारत की स्थिति को ध्यान में रखते हुए, 110 kV सबस्टेशन पार्क के दक्षिण-पश्चिम कोने में स्थापित किया गया है। 110 kV सबस्टेशन की स्थिति का तलीय आरेख चित्र 1 में दिखाया गया है।

चित्र 1 110 kV सबस्टेशन की स्थिति योजना का आरेख

2.2 प्रक्रिया ब्लॉक

चित्र 2 110 kV सबस्टेशन की प्रक्रिया ब्लॉक आरेख दिखाता है। सबस्टेशन के अंदर दो प्रीफैब्रिकेटेड GIS (SF6 गैस-इनसुलेटेड मेटल-एनक्लोज्ड स्विचगियर) केबिन, एक प्रीफैब्रिकेटेड मुख्य उपकरण केबिन, और दो बाहरी 110 kV ट्रांसफार्मर हैं। लेआउट रेखीय रूप से व्यवस्थित है।

2.3 विद्युत रूटिंग

इस परियोजना का सबस्टेशन मूल रूप से पूरी तरह से सममित है। चित्र 2 से स्पष्ट है, दो प्रीफैब्रिकेटेड मुख्य उपकरण केबिनों के बीच के मध्य में फायरवॉल को सीमा के रूप में लेते हुए, दाएं और बाएं तरफ क्रमशः रूट A और रूट B विद्युत आपूर्तियों के लिए प्रीफैब्रिकेटेड GIS केबिन, प्रीफैब्रिकेटेड मुख्य उपकरण केबिन, 110 kV ट्रांसफार्मर, और प्रीफैब्रिकेटेड कैपेसिटर केबिन हैं, और रूट A और रूट B की उपकरण पूरी तरह से स्वतंत्र हैं।

पूरे सबस्टेशन को एक स्वतंत्र बाउंडरी वॉल के साथ लगाया गया है और डेटा सेंटर पार्क से स्वतंत्र रूप से संचालित होता है। दक्षिण तरफ एक स्वतंत्र प्रवेश द्वार स्थापित किया गया है। केवल व्यावसायिक व्यक्तियों को 110 kV सबस्टेशन में प्रवेश करने की अनुमति ह