涂志燕

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要：針對(duì)目前數(shù)據(jù)中心末端供電列頭柜加電力電纜存在的不足，結(jié)合實(shí)際案例，采用末端智能母線系統(tǒng)全新的末端供電方式，有效提升了數(shù)據(jù)中心末端供電形式及容量的靈活性、可靠性，為建設(shè)安全、經(jīng)濟(jì)、綠色、智能的數(shù)據(jù)中心提供支撐。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)中心；末端供電；智能母線；供電方式

0引言

       數(shù)據(jù)中心末端智能母線通過現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控技術(shù)，實(shí)時(shí)監(jiān)控母線的溫升、電能運(yùn)行參數(shù)等數(shù)據(jù)，并對(duì)采集的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理和存儲(chǔ)，上傳至數(shù)據(jù)中心ECC監(jiān)控中心，發(fā)出告警及報(bào)警信息，通過音頻及可視化的界面對(duì)話窗口告知運(yùn)營(yíng)管理人員，及時(shí)排查故障。數(shù)據(jù)中心末端智能母線供電系統(tǒng)相對(duì)于傳統(tǒng)的配電列頭柜加電力電纜有更大的優(yōu)勢(shì)。配電列頭柜加電力電纜末端配電方式是由UPS輸出配電柜引電力電纜至列頭柜，經(jīng)主路斷路器控制開關(guān)控制各分路斷路器開關(guān)，最終至IT設(shè)備機(jī)柜PDU插排供電，若配電列頭柜電能參數(shù)監(jiān)控單元出現(xiàn)故障，導(dǎo)致相應(yīng)配電列頭柜所帶載的機(jī)柜失去監(jiān)控，故存在單點(diǎn)隱患，若期間服務(wù)器發(fā)生宕機(jī)，不能有效及時(shí)處理，產(chǎn)生嚴(yán)重后果。

1末端供電智能母線系統(tǒng)架構(gòu)及特點(diǎn)

       數(shù)據(jù)中心末端供電智能母線架構(gòu)圖如圖1所示。

圖1數(shù)據(jù)中心末端供電智能母線架構(gòu)圖

       電力供應(yīng)端口箱主要由金屬外殼和內(nèi)部絕緣件組成。外殼可根據(jù)實(shí)際配電安裝需求開孔，為接入電纜或者母排提供空間母線槽：規(guī)格100-800A多個(gè)系列提供多種選擇。母線槽長(zhǎng)度分為1m、2m和3m段，也可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需求定制。智能母線槽插槽防護(hù)等級(jí)不小于IP2X，可有效防止手指或直徑大于12.5mm的固體異物進(jìn)入殼內(nèi)。母線外殼采用鋁鎂合金，壁厚不小于4mm，強(qiáng)度高，不易變形；導(dǎo)體采用高純度電解銅（≥99.97%），阻抗低，溫升小；絕緣件采用改性PVC護(hù)套，耐溫120℃以上，安全系數(shù)高。

       母線優(yōu)點(diǎn)：軌道式主體結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)單明了，安全性高；插接箱旋轉(zhuǎn)式插接，帶電插拔，安裝快捷:母線干線上隨處可插接插接箱，靈活性強(qiáng)；雙零線結(jié)構(gòu)，更好地應(yīng)對(duì)諧波效應(yīng)；全電參量智能檢測(cè)模塊單元，保證末端供電系統(tǒng)可靠、安全、智能。

       插接箱單元特點(diǎn)：旋轉(zhuǎn)式插接，無需專用工具；磷銅卷口彈性插腳；可任意選裝1P/2P/3P開關(guān)；可以實(shí)現(xiàn)一拖一或者一拖多設(shè)置（單極開關(guān)單機(jī)柜，三極開關(guān)三機(jī)柜）；內(nèi)裝有電壓、電流等電能參數(shù)監(jiān)測(cè)模塊。

2配電列頭柜電力電纜與智能母線末端供電對(duì)比

       數(shù)據(jù)中心末端供配電系統(tǒng)平面圖如圖2所示

圖2數(shù)據(jù)中心末端供配電系統(tǒng)平面圖

       數(shù)據(jù)中心末端配電列頭柜采用放射式的供配電系統(tǒng)，UPS總輸出配電柜直接放射敷設(shè)至配電列頭柜及IT設(shè)備柜。其優(yōu)點(diǎn)是各負(fù)載之間獨(dú)立受電，若發(fā)生系統(tǒng)故障，切除故障回路，縮小停電范圍，不影響其他回路，滿足國(guó)家相應(yīng)規(guī)范對(duì)IT設(shè)備重要負(fù)荷的用電技術(shù)要求。其缺點(diǎn)是分支線路多、有色金屬導(dǎo)體消耗量大、施工安裝工藝復(fù)雜、系統(tǒng)可擴(kuò)展性差，不能滿足不同業(yè)務(wù)的用電容量需求，分期實(shí)施時(shí)需要把末端電力線纜一次敷設(shè)到位，系統(tǒng)靈活性差。此外，傳統(tǒng)配電列頭柜加電力電纜形式的供配電系統(tǒng)中，配電列頭柜需要占用數(shù)據(jù)中心的空間資源。

數(shù)據(jù)中心配電列頭柜電力電纜拓?fù)鋱D如圖3所示。缺點(diǎn)：線纜地板下鋪設(shè)工期長(zhǎng)、難度大，且后期檢修、管理困難；列頭柜空間有限，后期變更的靈活性較差；線纜密集鋪設(shè)，容易聚集溫升，有火災(zāi)隱患；線纜架空地板下鋪設(shè)，影響制冷效果；列頭柜占用機(jī)柜位置，造成土地成本浪費(fèi)。

圖3數(shù)據(jù)中心配電列頭柜電力電纜拓?fù)鋱D

3安科瑞精密配電及監(jiān)控系統(tǒng)解決方案

3.1概述

       隨著數(shù)據(jù)中心的迅猛發(fā)展，數(shù)據(jù)中心的能耗問題也越來越突出，有關(guān)數(shù)據(jù)中心的能源管理和供配電設(shè)計(jì)已經(jīng)成為熱門問題，高效可靠的數(shù)據(jù)中心配電系統(tǒng)方案，是提高數(shù)據(jù)中心電能使用效率，降低設(shè)備能耗的有效方式。要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心的節(jié)能，首先需要監(jiān)測(cè)每個(gè)用電負(fù)載，而數(shù)據(jù)中心負(fù)載回路非常的多，傳統(tǒng)的測(cè)量?jī)x表無法滿足成本、體積、安裝、施工等多方面的要求，因此需要采用適用于數(shù)據(jù)中心集中監(jiān)控要求的多回路監(jiān)控裝置。

3.2應(yīng)用場(chǎng)所

       適用于運(yùn)營(yíng)商、金融、、互聯(lián)網(wǎng)、企業(yè)等數(shù)據(jù)中心

3.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1）交流

2）直流

3.4系統(tǒng)功能

1）主頁

       開機(jī)進(jìn)入主頁，包含進(jìn)線參數(shù)、開關(guān)狀態(tài)、出線參數(shù)、報(bào)警查詢等功能，按按鈕可進(jìn)入各功能界面查看。

2）進(jìn)線參數(shù)監(jiān)測(cè)

       監(jiān)測(cè)主路的三相電壓、電流、系統(tǒng)頻率；各項(xiàng)及總的有功功率，無功功率，視在功率，功率因數(shù)，有功電能、無功電能；電流、電壓不平衡度；電流、電壓諧波含量；最大需量。

3.5系統(tǒng)硬件配置

4安科瑞智能母線監(jiān)控解決方案

4.1概述

       數(shù)據(jù)中心IT服務(wù)器配電傳統(tǒng)采用精密配電柜，占用空間較大，配電線纜多，新增設(shè)備不便，為了節(jié)省面積，智能小母線方案由于不占用機(jī)房面積、可按需靈活插拔，受到很多數(shù)據(jù)中心的青睞，被越來越多的應(yīng)用。

安科瑞智能母線監(jiān)控產(chǎn)品分為交流和直流母線監(jiān)控兩類，包括始端箱監(jiān)測(cè)模塊、插接箱監(jiān)測(cè)模塊以及觸摸屏，另外還可以搭配母線槽連接器紅外測(cè)溫模塊用于監(jiān)測(cè)母線槽的運(yùn)行溫度，確保母線槽配電安全。通過標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)線手拉手簡(jiǎn)單組網(wǎng)，可以實(shí)現(xiàn)任意插接箱檢修或更換時(shí)不影響其他在線運(yùn)行的插接箱的數(shù)據(jù)上傳通訊。

4.2應(yīng)用場(chǎng)所

       適用于運(yùn)營(yíng)商、金融、、互聯(lián)網(wǎng)、企業(yè)等數(shù)據(jù)中心

4.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

4.4系統(tǒng)功能

1）實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)

       在主頁點(diǎn)擊數(shù)據(jù)采集按鈕后，進(jìn)入系統(tǒng)圖界面：此界面顯示了每個(gè)箱子的電壓。

2）電能查詢

       電能情況可以查詢上12月份的每個(gè)月用電量、上一年總用電量、本年已用電量、根據(jù)選擇不同時(shí)間查詢電能值。

4.5系統(tǒng)硬件配置

5結(jié)語

       本文介紹了數(shù)據(jù)中心末端配電智能母線系統(tǒng)與配電列頭柜形式供配電系統(tǒng)的技術(shù)性能，通過案例更進(jìn)一步明確了末端智能母線系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，并對(duì)配電列頭柜電力電纜方案和智能母線系統(tǒng)配電方案進(jìn)行分析。采用柔性更強(qiáng)、安全性和可靠性更高的智能母線系統(tǒng)將更加適合新基建數(shù)據(jù)中心行業(yè)發(fā)展需求。

參考文獻(xiàn)

【1】邵帥飛、鄭曉茜.《數(shù)據(jù)中心末端供電智能母線系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)用》

【2】數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)規(guī)范：GB 50174—2017[S]

【3】AcrelEMS-IDC數(shù)據(jù)中心綜合能效管理解決方案-樣本

【4】數(shù)據(jù)中心解決方案樣本2022.04版