摘要：數(shù)據(jù)中心機房終端配電的可靠性、穩(wěn)定性和可維護性與IT設(shè)備的安全供電直接相關(guān)。數(shù)據(jù)中心的終端配電技術(shù)主要有兩種，一種是頭柜和電纜配電，另一種是智能小母線配電。介紹和討論了兩種配電技術(shù)，最后對兩種配電方法進行了比較分析，得出了一些有益的結(jié)論。
關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)中心；終端配電；列頭柜；智能小母線；
一概述
數(shù)據(jù)中心是國家確定的七個“新基礎(chǔ)設(shè)施"領(lǐng)域之一。數(shù)據(jù)中心在國民經(jīng)濟和社會發(fā)展中發(fā)揮著越來越重要的作用。數(shù)據(jù)中心已成為各行各業(yè)的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施，為經(jīng)濟轉(zhuǎn)型升級提供了重要支持。
數(shù)據(jù)中心的前提是其供電系統(tǒng)應(yīng)穩(wěn)定、可靠、不間斷。目前，高度重要的數(shù)據(jù)中心一般采用2N架構(gòu)的UPS供電方式，以滿足容錯要求。供電系統(tǒng)包括高低壓配電、備用發(fā)電機組、不間斷電源、備用電池、精密配電等子系統(tǒng)。典型的數(shù)據(jù)中心供電系統(tǒng)如圖1所示。
圖1典型數(shù)據(jù)中心2N供電系統(tǒng)圖
從圖1可以看出，最終的電氣設(shè)備實現(xiàn)了全程雙路由容錯供電。
二末端配電
數(shù)據(jù)中心機房的終端配電一般是指從不間斷電源輸出柜到最終電氣設(shè)備的配電部分，最終電氣設(shè)備包括IT設(shè)備、電氣設(shè)備和照明。數(shù)據(jù)中心的終端配電相似于電氣設(shè)備，是整個供配電系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其安全性和可靠性非常重要。
傳統(tǒng)的終端配電技術(shù)一般采用頭柜和電纜配電，典型的配電系統(tǒng)如圖2所示。
圖2數(shù)據(jù)中心典型配電系統(tǒng)圖
注：系統(tǒng)圖中的方框部分為終端配電部分。
三列頭柜配電技術(shù)討論
根據(jù)國家規(guī)范的要求，數(shù)據(jù)中心的基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)按容錯系統(tǒng)配置。當(dāng)數(shù)據(jù)中心的末端配電采用頭柜和電纜配電時，有多種方案。以數(shù)據(jù)中心應(yīng)用廣泛的封閉冷通道為例，配電方案主要有以下四種方案。
1方案一：
方案如圖3所示。
圖3頭柜雙柜配電方案
注：圖中只顯示了一列機柜的配電電纜，另一列機柜也是如此。
每個封閉的冷通道設(shè)置兩個列頭柜，分別位于每個列的頭部。每個列頭柜由不同的UPS系統(tǒng)引出，即2N雙母線系統(tǒng)的UPS系統(tǒng)A引出，2N雙母線系統(tǒng)的UPS系統(tǒng)B引出。
本供電方案的優(yōu)點是實現(xiàn)全過程雙回路供電，無單點故障點，供電結(jié)構(gòu)清晰。缺點是IT機柜供電需要跨線引電，接線困難。
2方案二：
方案2機柜布置與方案1相同，如圖3所示，但機柜內(nèi)部配置與配電電纜敷設(shè)不同。具體方案是：每個封閉冷通道還設(shè)置兩個機柜、機柜A和機柜B，但每個機柜內(nèi)部分為A、B路由不同的UPS系統(tǒng)引出，即列頭柜A和列頭柜B中的A路由2N雙母線系統(tǒng)的UPS系統(tǒng)A引出，列頭柜A和列頭柜B中的B路由2N雙母線系統(tǒng)的UPS系統(tǒng)B引出。
3方案三：
方案三和方案二的區(qū)別在于IT機柜的取電方式不同，即IT機柜的兩個PDU來自不同的列頭柜，第一列IT機柜的PDU（A）來自列頭柜A內(nèi)的A路，PDU（B）來自列頭柜B內(nèi)的B路；第二列IT機柜PDU（A）來自列頭柜B內(nèi)的A路，PDU（B）來自列頭柜A的B路；這種供電方式保證了IT機柜的供電是全程雙路由，沒有單點故障點，但接線復(fù)雜，現(xiàn)場接線容易出錯，可能導(dǎo)致IT機柜由假雙路電源供電。
4方案四：
方案四如圖4所示。
圖4列頭柜單柜供電方案
該方案的優(yōu)點是只占用了一個機柜的位置，節(jié)省了寶貴的機房空間資源。缺點是電纜需要跨線敷設(shè)，當(dāng)機柜需要維護、擴展、更換或位移時，所有后端IT機柜都會斷電。
5列頭柜配電方案對比：
比較以上四種頭柜配電方案，如表1所示。
表1四種頭柜配電方案對比
綜合以上四種列頭柜配電方案的優(yōu)缺點，建議采用配電方案1。
四安科瑞精密配電監(jiān)控系統(tǒng)解決方案
1概述
隨著數(shù)據(jù)中心的快速發(fā)展，數(shù)據(jù)中心的能耗問題日益突出。數(shù)據(jù)中心的能源管理和供配電設(shè)計已成為一個熱門問題。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)備能耗的有效途徑。為了實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心的節(jié)能，首先需要監(jiān)控每個電源負(fù)荷，數(shù)據(jù)中心負(fù)荷電路很多，傳統(tǒng)的測量儀器不能滿足成本、體積、安裝、施工等方面的要求，需要采用適合數(shù)據(jù)中心集中監(jiān)控要求的多回路監(jiān)控裝置。
2應(yīng)用場所
適用于運營商、金融、、互聯(lián)網(wǎng)、企業(yè)等數(shù)據(jù)中心
3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
4系統(tǒng)功能
(1)主頁；(2)進線參數(shù)監(jiān)測；(3)出線參數(shù)監(jiān)測；(4)開關(guān)狀態(tài)；(5)報警查詢；
5系統(tǒng)硬件配置
五安科瑞智能母線監(jiān)控解決方案
1概述
數(shù)據(jù)中心IT服務(wù)器傳統(tǒng)配電采用精密配電柜，占用空間大，配電電纜多，新設(shè)備不方便。為了節(jié)省面積，智能小母線方案受到許多數(shù)據(jù)中心的青睞，因為它不占用機房面積，可以根據(jù)需要靈活插拔。
安科瑞智能母線監(jiān)控產(chǎn)品分為溝通和DC母線監(jiān)控兩類，包括開始箱監(jiān)控模塊、插入箱監(jiān)控模塊和觸摸屏。此外，還可與母線槽連接器紅外溫度測量模塊配合，監(jiān)測母線槽的運行溫度，確保母線槽配電的安全。通過標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)線手拉手，可以實現(xiàn)任何插入箱的數(shù)據(jù)上傳和通信，不影響其他在線運行。
2應(yīng)用場所
適用于運營商、金融、、互聯(lián)網(wǎng)、企業(yè)等數(shù)據(jù)中心
3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
4系統(tǒng)功能
(1)實時監(jiān)測(2)基本參數(shù)界面(3)諧波數(shù)據(jù)
5系統(tǒng)硬件配置
六總結(jié)
終端配電是數(shù)據(jù)中心供配電系統(tǒng)的末端環(huán)節(jié)，其可靠性、穩(wěn)定性和可維護性直接關(guān)系到IT設(shè)備的安全供電。數(shù)據(jù)中心的終端配電方式主要有兩種，一種是頭柜和電纜的配電方式，另一種是智能小母線的配電方式。通過分析，得出以下結(jié)論：
（1）對于封閉的冷通道，如果采用列頭柜和電纜的配電方式，建議采用上述方案1，即每個冷通道配備2個列頭柜，每個IT機柜從2個列頭柜取1個電源。
（2）智能小母線分為滑軌小母線和直列小母線?？紤]到機房的實際應(yīng)用環(huán)境，建議使用滑軌小母線，不建議使用直列小母線。
（3）推薦智能小母線采用單列雙母線方案。
（4）推薦智能小母線插接箱采用一拖三方案。
（5）對于分批部署服務(wù)器的數(shù)據(jù)中心或后期需要調(diào)整終端負(fù)荷的數(shù)據(jù)中心，強烈建議采用滑軌智能小母線配電方案；如果是一次性部署服務(wù)器或固定方案的數(shù)據(jù)中心，可以采用頭柜和電纜的配電方案。
（6）智能小母線成本相對較高，投資回收期約為2年。
一般來說，由于智能小母線具有不占用機柜位置、配電電路清晰、模塊化結(jié)構(gòu)、工期短、可重復(fù)使用等優(yōu)點，雖然成本相對較高，但在整個運行期間可以給投資者帶來更大的回報。因此，建議在數(shù)據(jù)中心推廣智能小母線終端配電技術(shù)的應(yīng)用。
參考文獻
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[2]2019年12月，開放數(shù)據(jù)中心標(biāo)準(zhǔn)推進委員會《數(shù)據(jù)中心新終端母線baipi書》
[3]AcrelEMS-IDC數(shù)據(jù)中心綜合能效管理解決方案-樣本-樣本
[4]2022.04版數(shù)據(jù)中心解決方案樣本
作者簡介：涂志燕，現(xiàn)任安科瑞電氣有限公司，主要從事數(shù)據(jù)中心相關(guān)產(chǎn)品的研發(fā)和應(yīng)用。
