Electrical design and protection of a data center

In today's digital age, data centers play a crucial role in supporting the ever-increasing demand for data storage, processing, and distribution. These facilities are vital in ensuring the seamless operation of cloud services, big data applications, and Industry 4.0 technologies. This project focuses on the electrical design, protection, and performance optimization of a new data center located in Siziano, Italy. The study covers various aspects of the electrical infrastructure, including medium voltage (MV) and low voltage (LV) system design, fault analysis, and safety assessments. A primary objective of this project is to ensure that voltage levels are consistently maintained within ±10% of the nominal voltage at the load terminals, in compliance with the EN 50160 standard. The short circuit study, performed in accordance with IEC 60909, plays a critical role in the system’s design by calculating fault currents under different operating scenarios. These calculations guide the proper sizing of circuit breakers and the precise configuration of protective relay settings, enhancing the system's fault tolerance. Additionally, the project addresses safety through an Arc Flash study, carried out according to IEEE 1584 and NFPA 70E standards. This analysis assesses the thermal energy released during faults and defines safe working distances to protect personnel from arc flash hazards. The electrical model of the data center was developed using ETAP 2024, which facilitated the accurate simulation of the entire system and allowed for comprehensive performance verification under different operating conditions. By integrating international standards and advanced engineering methodologies, this project contributes to the creation of a highly reliable, safe, and resilient data center infrastructure, capable of meeting the critical demands of modern digital environments.

Nell'era digitale odierna, i data center svolgono un ruolo cruciale nel supportare la crescente domanda di archiviazione, elaborazione e distribuzione dei dati. Queste strutture sono fondamentali per garantire il funzionamento continuo dei servizi cloud, delle applicazioni di big data e delle tecnologie dell'Industria 4.0. Questo progetto si concentra sulla progettazione elettrica, protezione e ottimizzazione delle prestazioni di un nuovo data center situato a Siziano, in Italia. Lo studio copre diversi aspetti dell'infrastruttura elettrica, tra cui la progettazione del sistema media tensione (MT) e bassa tensione (BT), l'analisi dei guasti e la valutazione della sicurezza. Uno degli obiettivi principali di questo progetto è garantire che i livelli di tensione siano costantemente mantenuti entro ±10% della tensione nominale ai terminali di carico, in conformità con la norma EN 50160. Lo studio dei cortocircuiti, eseguito secondo la norma IEC 60909, svolge un ruolo fondamentale nella progettazione del sistema, calcolando le correnti di guasto in diversi scenari operativi. Questi calcoli guidano il dimensionamento corretto degli interruttori e la configurazione precisa delle impostazioni delle protezioni, migliorando la tolleranza ai guasti del sistema. Inoltre, il progetto affronta la sicurezza attraverso uno studio sull'Arc Flash, realizzato secondo gli standard IEEE 1584 e NFPA 70E. Questa analisi valuta l'energia termica rilasciata durante i guasti e definisce le distanze di sicurezza per proteggere il personale dai pericoli di arco elettrico. Il modello elettrico del data center è stato sviluppato utilizzando ETAP 2024, che ha permesso di simulare con precisione l'intero sistema e di verificare le prestazioni in diverse condizioni operative. Integrando gli standard internazionali e le metodologie avanzate di ingegneria, questo progetto contribuisce alla creazione di un'infrastruttura di data center altamente affidabile, sicura e resiliente, in grado di soddisfare le esigenze critiche degli ambienti digitali moderni.