Кейс
Проектирование систем внешнего электроснабжения для центров обработки данных (ЦОД)
для технологической IT-корпорации, выполненное командой «КЭТ» в 2025-ом году
В наше время собственные центры обработки данных (ЦОДы) появляются у компаний из самых разных отраслей (финансовых, промышленных, торговых). Темпы их строительства стремительно возрастают, как в России, так и во всем мире. Именно ЦОДы как сложные инфраструктурные объекты составляют физическую основу цифровой экономики нового времени.
ЦОД
(центр обработки данных, дата-центр)
(центр обработки данных, дата-центр)
Это специализированное здание, в котором размещается оборудование, предназначенное для хранения, обработки и передачи данных.
Внутри ЦОД расположены серверы, системы хранения данных и сетевое оборудование, объединённые в единую инфраструктуру.
Внутри ЦОД расположены серверы, системы хранения данных и сетевое оборудование, объединённые в единую инфраструктуру.
Надежное электроснабжение – ядро этой инфраструктуры, едва ли не самый критически важный компонент, от которого зависит устойчивое функционирование и бесперебойность ЦОД. ЦОДы потребляют в разы больше электроэнергии, чем другие типы промышленных зданий. На IT-нагрузку в ЦОД приходится до 50% общего потребления, а остальное — энергия для систем охлаждения и сопутствующей инфраструктуры. Кроме того, дата-центры, в отличие от жилых и коммерческих зданий, не могут позволить себе даже кратковременные отключения электроэнергии (потому что они чреваты потерей данных и огромными убытками), поэтому нуждаются в надежной системе резервирования.
Все это делает работу по проектированию системы электроснабжения для ЦОДов особенной задачей. В этом тексте мы расскажем, как проектировали системы электроснабжения для новых центров хранения данных технологической IT-корпорации.
Все это делает работу по проектированию системы электроснабжения для ЦОДов особенной задачей. В этом тексте мы расскажем, как проектировали системы электроснабжения для новых центров хранения данных технологической IT-корпорации.
Как вообще строится электроснабжение ЦОДов?
Электроэнергия поступает к ЦОДам из внешней электросети на среднем классе напряжения 6-10 кВ. В распределительной подстанции напряжение через силовые трансформаторы понижается до уровней, пригодных для внутреннего распределения по сети 0,4 кВ. Подстанция может быть как отдельностоящей, так и встроенной в ЦОД. Существует практика, когда большие ЦОДы договариваются с сетевыми компаниями и участвуют в формировании микросетей для более эффективного управления потреблением и большей устойчивости. В нашем случае ЦОДы имели на своих территориях собственные подстанции.
Задача
Перед нами стояла задача выполнить проекты систем внешнего электроснабжения двух новых ЦОДов, принадлежащих структурам одной IT-корпорации в Санкт-Петербурге.
Электроснабжение первого ЦОД предусмотрено путем присоединения новой распределительной трансформаторной подстанции 6кВ (РТП 6 кВ) к шинам 6 кВ на ПС 330 кВ. ЦОД и РТП 6 кВ расположены на окраине Санкт-Петербурга в непосредственной близости от ПС 330 кВ.
Электроснабжение второго ЦОД предусмотрено путем присоединения новой подстанции 110кВ к распределительному устройству 110 кВ на одной из городских ТЭЦ.
Особенность внешнего электроснабжения объектов заключалась в том, что здания ЦОД предусматривают встроенные подстанции 6/0.4 кВ, подключаемые от располагаемой на участке распределительной подстанции 6 кВ. Это позволяет уменьшить затраты на строительство кабелей и кабельных сооружений. В то время как при общепринятой структуре электроснабжения ЦОД мощность распределяется по классу напряжения 0.4 кВ.
Как выбирают участок для строительства ЦОД?
Месторасположение ЦОД определяется примерно следующим образом: нужен большой свободный участок земли для строительства и мощный источник электроснабжения со свободными к покупке мощностями. Как правило, это ПС 110 кВ и выше, на удалении не более 5 км от будущего ЦОД - чем ближе, тем меньше затраты на технологическое присоединение.
Также важно иметь возможность обеспечить подъезды и подвести прочие сети для жизнеобеспечения объекта: водопровод, канализацию, связь. Часто для строительства ЦОДов используются бывшие сельскохозяйственные угодья – при строительстве за чертой города. В городской черте строительство ведется на месте бывших индустриальных объектов.
Особенности и решения
Для электроснабжения обоих ЦОДов была предусмотрена отдельно стоящая РТП 6 кВ с питающими линиями 6 кВ от вышестоящей ПС, а также распределительная сеть 6 кВ до встроенных в здания ЦОД ТП 6/0.4кВ.
А в случае присоединения к ТЭЦ было предусмотрено строительство нового трансформатора 110/6 кВ и КРУН 6 кВ для подключения отходящих линий, а также перевод питания существующих потребителей 6 кВ внутри ТЭЦ для обеспечения равномерной нагрузки и взаиморезервирования ответственных потребителей.
В проекте ЦОД у ПС имелись следующие особенности, которые необходимо было учесть при проектировании.
Новый ЦОД построили на участке, где уже находится другой действующий ЦОД. Было решено использовать существующий участок без прирезки новых. В связи с чем технологические коридоры сетей образованы минимально-допустимыми в стесненных условиях, а для размещения кабелей пришлось выполнить блочную кабельную канализацию под плитой пола ЦОД.
Между участком ЦОД и точкой подключения 6 кВ на ПС расположены частные земельные участки. Нам удалось предложить трассировку кабелей 6 кВ по ПС, которая устроила эксплуатацию ПС и позволила избежать необходимости размещения на частной территории.
В проекте ЦОД у ТЭЦ особенности были такими:
Строительство ЦОД предусматривалось на участке, освобождаемом от старого здания ТЭЦ силами заказчика – в процессе проектирования шел демонтаж зданий и фундаментов на месте будущей стройки. На изначально полученном градостроительном плане земельного участка было показано старое здание ТЭЦ, что не позволяло пройти экспертизу проектной документации. После завершения сноса здания и формирования нового ГПЗУ экспертиза ПД была успешно пройдена.
Строительство нового трансформатора 110/6 кВ и КРУН на ТЭЦ изначально оказалось под вопросом. Первоначальный вариант размещения предполагался на значительном удалении от ЦОД, что вело к кратному увеличению трасс кабелей 6 и 110 кВ. Это критичный вопрос, так как действующая ТЭЦ перенасыщена надземными и подземными коммуникациями, и места для размещения новых ограничено.
Мы провели технико-экономическое сравнение и обосновали, что вариант размещения ближе к будущему зданию ЦОД наименее затратен. Хотя данное решение и кажется очевидным, но для изменения ранее принятых большими структурами решений требуется настойчивость и административная поддержка заинтересованного заказчика.
Размещение ЦОДа на месте старого, выведенного из эксплуатации здания, осложнялось тем, что от старого здания остались подземные этажи, уходящие в землю на глубину до 9 метров. Благодаря наличию на ТЭЦ архивных материалов по фундаментам и старым подземным коммуникациям, у нас получилось заложить корректные решения по размещению новых зданий и трасс кабелей на столь сложном участке с вековой историей.
Таким образом, при проектировании, мы столкнулись с необходимостью учитывать множество особенностей, связанных с нашими объектами, их географией и даже историей местности.
Проектирование подобных объектов становится не просто инженерной и электротехнической задачей, но междисциплинарной, включающей экономику, аналитику множества самых разных данных.
Мы завершили работу по объектам в 2025 году. Ввод ЦОДов в эксплуатацию планируется в 2027 году.
Электроэнергия поступает к ЦОДам из внешней электросети на среднем классе напряжения 6-10 кВ. В распределительной подстанции напряжение через силовые трансформаторы понижается до уровней, пригодных для внутреннего распределения по сети 0,4 кВ. Подстанция может быть как отдельностоящей, так и встроенной в ЦОД. Существует практика, когда большие ЦОДы договариваются с сетевыми компаниями и участвуют в формировании микросетей для более эффективного управления потреблением и большей устойчивости. В нашем случае ЦОДы имели на своих территориях собственные подстанции.
Задача
Перед нами стояла задача выполнить проекты систем внешнего электроснабжения двух новых ЦОДов, принадлежащих структурам одной IT-корпорации в Санкт-Петербурге.
Электроснабжение первого ЦОД предусмотрено путем присоединения новой распределительной трансформаторной подстанции 6кВ (РТП 6 кВ) к шинам 6 кВ на ПС 330 кВ. ЦОД и РТП 6 кВ расположены на окраине Санкт-Петербурга в непосредственной близости от ПС 330 кВ.
Электроснабжение второго ЦОД предусмотрено путем присоединения новой подстанции 110кВ к распределительному устройству 110 кВ на одной из городских ТЭЦ.
Особенность внешнего электроснабжения объектов заключалась в том, что здания ЦОД предусматривают встроенные подстанции 6/0.4 кВ, подключаемые от располагаемой на участке распределительной подстанции 6 кВ. Это позволяет уменьшить затраты на строительство кабелей и кабельных сооружений. В то время как при общепринятой структуре электроснабжения ЦОД мощность распределяется по классу напряжения 0.4 кВ.
Как выбирают участок для строительства ЦОД?
Месторасположение ЦОД определяется примерно следующим образом: нужен большой свободный участок земли для строительства и мощный источник электроснабжения со свободными к покупке мощностями. Как правило, это ПС 110 кВ и выше, на удалении не более 5 км от будущего ЦОД - чем ближе, тем меньше затраты на технологическое присоединение.
Также важно иметь возможность обеспечить подъезды и подвести прочие сети для жизнеобеспечения объекта: водопровод, канализацию, связь. Часто для строительства ЦОДов используются бывшие сельскохозяйственные угодья – при строительстве за чертой города. В городской черте строительство ведется на месте бывших индустриальных объектов.
Особенности и решения
Для электроснабжения обоих ЦОДов была предусмотрена отдельно стоящая РТП 6 кВ с питающими линиями 6 кВ от вышестоящей ПС, а также распределительная сеть 6 кВ до встроенных в здания ЦОД ТП 6/0.4кВ.
А в случае присоединения к ТЭЦ было предусмотрено строительство нового трансформатора 110/6 кВ и КРУН 6 кВ для подключения отходящих линий, а также перевод питания существующих потребителей 6 кВ внутри ТЭЦ для обеспечения равномерной нагрузки и взаиморезервирования ответственных потребителей.
В проекте ЦОД у ПС имелись следующие особенности, которые необходимо было учесть при проектировании.
Новый ЦОД построили на участке, где уже находится другой действующий ЦОД. Было решено использовать существующий участок без прирезки новых. В связи с чем технологические коридоры сетей образованы минимально-допустимыми в стесненных условиях, а для размещения кабелей пришлось выполнить блочную кабельную канализацию под плитой пола ЦОД.
Между участком ЦОД и точкой подключения 6 кВ на ПС расположены частные земельные участки. Нам удалось предложить трассировку кабелей 6 кВ по ПС, которая устроила эксплуатацию ПС и позволила избежать необходимости размещения на частной территории.
В проекте ЦОД у ТЭЦ особенности были такими:
Строительство ЦОД предусматривалось на участке, освобождаемом от старого здания ТЭЦ силами заказчика – в процессе проектирования шел демонтаж зданий и фундаментов на месте будущей стройки. На изначально полученном градостроительном плане земельного участка было показано старое здание ТЭЦ, что не позволяло пройти экспертизу проектной документации. После завершения сноса здания и формирования нового ГПЗУ экспертиза ПД была успешно пройдена.
Строительство нового трансформатора 110/6 кВ и КРУН на ТЭЦ изначально оказалось под вопросом. Первоначальный вариант размещения предполагался на значительном удалении от ЦОД, что вело к кратному увеличению трасс кабелей 6 и 110 кВ. Это критичный вопрос, так как действующая ТЭЦ перенасыщена надземными и подземными коммуникациями, и места для размещения новых ограничено.
Мы провели технико-экономическое сравнение и обосновали, что вариант размещения ближе к будущему зданию ЦОД наименее затратен. Хотя данное решение и кажется очевидным, но для изменения ранее принятых большими структурами решений требуется настойчивость и административная поддержка заинтересованного заказчика.
Размещение ЦОДа на месте старого, выведенного из эксплуатации здания, осложнялось тем, что от старого здания остались подземные этажи, уходящие в землю на глубину до 9 метров. Благодаря наличию на ТЭЦ архивных материалов по фундаментам и старым подземным коммуникациям, у нас получилось заложить корректные решения по размещению новых зданий и трасс кабелей на столь сложном участке с вековой историей.
Таким образом, при проектировании, мы столкнулись с необходимостью учитывать множество особенностей, связанных с нашими объектами, их географией и даже историей местности.
Проектирование подобных объектов становится не просто инженерной и электротехнической задачей, но междисциплинарной, включающей экономику, аналитику множества самых разных данных.
Мы завершили работу по объектам в 2025 году. Ввод ЦОДов в эксплуатацию планируется в 2027 году.