涂志燕

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要：針對目前數(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，為建設安全、經(jīng)濟、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)絡監(jiān)控技術(shù)，實時監(jiān)控母線的溫升、電能運行參數(shù)等數(shù)據(jù)，并對采集的實時數(shù)據(jù)進行分析處理和存儲，上傳至數(shù)據(jù)中心ECC監(jiān)控中心，發(fā)出告警及報警信息，通過音頻及可視化的界面對話窗口告知運營管理人員，及時排查故障。數(shù)據(jù)中心末端智能母線供電系統(tǒng)相對于傳統(tǒng)的配電列頭柜加電力電纜有更大的優(yōu)勢。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設備機柜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，導致相應配電列頭柜所帶載的機柜失去監(jiān)控，故存在單點隱患，若期間服務器發(fā)生宕機，不能有效及時處理，產(chǎn)生嚴重后果。

1末端供電智能母線系統(tǒng)架構(gòu)及特點

       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多個系列提供多種選擇。母線槽長度分為1m、2m和3m段，也可根據(jù)現(xiàn)場需求定制。智能母線槽插槽防護等級不小于IP2X，可有效防止手指或直徑大于12.5mm的固體異物進入殼內(nèi)。母線外殼采用鋁鎂合金，壁厚不小于4mm，強度高，不易變形；導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護套，耐溫120℃以上，安全系數(shù)高。

       母線優(yōu)點：軌道式主體結(jié)構(gòu)，簡單明了，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；雙零線結(jié)構(gòu)，更好地應對諧波效應；全電參量智能檢測模塊單元，保證末端供電系統(tǒng)可靠、安全、智能。

       插接箱單元特點：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)；可以實現(xiàn)一拖一或者一拖多設置（單極開關(guān)單機柜，三極開關(guān)三機柜）；內(nèi)裝有電壓、電流等電能參數(shù)監(jiān)測模塊。

2配電列頭柜電力電纜與智能母線末端供電對比

       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至配電列頭柜及IT設備柜。其優(yōu)點是各負載之間獨立受電，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，滿足國家相應規(guī)范對IT設備重要負荷的用電技術(shù)要求。其缺點是分支線路多、有色金屬導體消耗量大、施工安裝工藝復雜、系統(tǒng)可擴展性差，不能滿足不同業(yè)務的用電容量需求，分期實施時需要把末端電力線纜一次敷設到位，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撲圖如圖3所示。缺點：線纜地板下鋪設工期長、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，容易聚集溫升，有火災隱患；線纜架空地板下鋪設，影響制冷效果；列頭柜占用機柜位置，造成土地成本浪費。

圖3數(shù)據(jù)中心配電列頭柜電力電纜拓撲圖

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計已經(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，降低設備能耗的有效方式。要實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心的節(jié)能，首先需要監(jiān)測每個用電負載，而數(shù)據(jù)中心負載回路非常的多，傳統(tǒng)的測量儀表無法滿足成本、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

3.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1）交流

2）直流

3.4系統(tǒng)功能

1）主頁

       開機進入主頁，包含進線參數(shù)、開關(guān)狀態(tài)、出線參數(shù)、報警查詢等功能，按按鈕可進入各功能界面查看。

2）進線參數(shù)監(jiān)測

       監(jiān)測主路的三相電壓、電流、系統(tǒng)頻率；各項及總的有功功率，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，新增設備不便，為了節(jié)省面積，智能小母線方案由于不占用機房面積、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)測模塊、插接箱監(jiān)測模塊以及觸摸屏，另外還可以搭配母線槽連接器紅外測溫模塊用于監(jiān)測母線槽的運行溫度，確保母線槽配電安全。通過標準網(wǎng)線手拉手簡單組網(wǎng)，可以實現(xiàn)任意插接箱檢修或更換時不影響其他在線運行的插接箱的數(shù)據(jù)上傳通訊。

4.2應用場所

       適用于運營商、金融、、互聯(lián)網(wǎng)、企業(yè)等數(shù)據(jù)中心

4.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

4.4系統(tǒng)功能

1）實時監(jiān)測

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

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，通過案例更進一步明確了末端智能母線系統(tǒng)的優(yōu)點，并對配電列頭柜電力電纜方案和智能母線系統(tǒng)配電方案進行分析。采用柔性更強、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

【1】邵帥飛、鄭曉茜.《數(shù)據(jù)中心末端供電智能母線系統(tǒng)設計應用》

【2】數(shù)據(jù)中心設計規(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