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1數(shù)據(jù)中心傳統(tǒng)的IT設(shè)備配電模式
1.1傳統(tǒng)配電模式簡(jiǎn)介
在數(shù)據(jù)中心中傳統(tǒng)的配電模式中，IT機(jī)房采用列頭柜從總配受電，然后通過(guò)不同的開(kāi)關(guān)回路，用電纜經(jīng)地板下的電纜橋架分配給各個(gè)機(jī)柜，是典型的放射式供配電系統(tǒng)。列頭柜的配電模式特點(diǎn)是各負(fù)荷獨(dú)立受電，當(dāng)單臺(tái)設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，其影響范圍只局限于本身，而不會(huì)影響到其他回路，能夠滿(mǎn)足國(guó)家現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)重要用電負(fù)荷的相關(guān)技術(shù)要求。
1.2傳統(tǒng)配電模式存在的問(wèn)題
在早些時(shí)候，由于相關(guān)技術(shù)不夠成熟，數(shù)據(jù)中心建設(shè)和規(guī)劃過(guò)程中并未考慮到高功率密度的單機(jī)柜需求，傳統(tǒng)的列頭柜配電模式足以支撐1~3kW單機(jī)柜功率密度的需求。
2小母線(xiàn)配電模式及其優(yōu)勢(shì)
2.1小母線(xiàn)配電模式簡(jiǎn)介
小母線(xiàn)配電模式，就是利用高載流量的母線(xiàn)槽取代傳統(tǒng)的列頭柜+線(xiàn)纜的配電模式，直接由母線(xiàn)本體的插接口接出供電回路至服務(wù)器機(jī)柜。如圖1所示，在IT機(jī)房?jī)?nèi)，通過(guò)在機(jī)柜上方安裝小母線(xiàn)，然后從母線(xiàn)的插接口引出分支回路連接至機(jī)柜的配電模塊，無(wú)需占據(jù)地板下方空間。
圖1
如圖2所示，小母線(xiàn)由始端箱母線(xiàn)槽、T型件、連接件、母線(xiàn)直線(xiàn)段、吊裝件、末端蓋、轉(zhuǎn)彎件和分接單元等部件組成，每個(gè)部件承擔(dān)不同的功能。端口母線(xiàn)槽在整條母線(xiàn)的初始位置，用于和上端總配電柜引來(lái)的電纜或母線(xiàn)相連接；連接件負(fù)責(zé)直線(xiàn)段、端口母線(xiàn)槽、T型件及轉(zhuǎn)彎件等部件的相互連接作用；直線(xiàn)段又可以分為饋線(xiàn)段和插接段，饋線(xiàn)段用于傳導(dǎo)電能，插接段用于連接分接單元；吊裝件在與母線(xiàn)支吊架連接時(shí)起到作用，便于安裝；末端蓋保持母線(xiàn)末端的封閉性，防止進(jìn)入灰塵、水分等；由于母線(xiàn)槽不便彎曲，需借助于轉(zhuǎn)彎件和T型件來(lái)達(dá)到轉(zhuǎn)彎和分流的目的；分接單元又叫做母線(xiàn)插接箱，用于小母線(xiàn)和列頭柜的連接。
圖2小母線(xiàn)的組成部分
2.2小母線(xiàn)的優(yōu)勢(shì)
小母線(xiàn)的應(yīng)用，從某些程度上避免了傳統(tǒng)列頭柜配電模式的弊端，在新的數(shù)據(jù)中心建設(shè)形勢(shì)下，有著巨大的優(yōu)勢(shì)。
1)安裝方便、可靠性高
與架空地板下走線(xiàn)方式需鋪設(shè)電力橋架和成百上千條電纜線(xiàn)相對(duì)比，小母線(xiàn)的安裝既不需要在空間狹小的地板下進(jìn)行，又節(jié)約了大量的分支電纜敷設(shè)及電纜頭的制作工作，預(yù)制化的產(chǎn)品到場(chǎng)直接對(duì)接安裝，其安裝方式簡(jiǎn)單又省時(shí)省力。
2)使用壽命較長(zhǎng)
使用年限方面，由于傳統(tǒng)的配電模式中，列頭柜壽命一般在10-15年之間，不利于系統(tǒng)定運(yùn)行。而小母線(xiàn)的使用壽命一般可達(dá)40年，可以更好地與建筑使用年限相匹配，而不用頻繁更換設(shè)備、下架信息系統(tǒng)服務(wù)器，可擺脫傳統(tǒng)列頭柜配電模式末端電力調(diào)整的不連續(xù)性、工程化和周期長(zhǎng)等問(wèn)題。
3)安裝檢修方便、配電靈活
相對(duì)于固定配電模式的列頭柜，小母線(xiàn)可根據(jù)機(jī)柜實(shí)際負(fù)載大小進(jìn)行靈活分配。在安裝小母線(xiàn)時(shí)，可以預(yù)留一定的插接口，以便后續(xù)容量調(diào)整、容量增加。當(dāng)需要擴(kuò)容時(shí)，只需要增加或更換插接箱即可。
4)后繼成本低，可提升數(shù)據(jù)中心的可用性
后繼成本低體現(xiàn)在節(jié)約建設(shè)工程造價(jià)和運(yùn)維花費(fèi)兩個(gè)方面，一方面，小母線(xiàn)使用壽命長(zhǎng)、擴(kuò)容改造方便，降低了后期機(jī)房改造的工程建設(shè)成本；另一方面，日常運(yùn)維時(shí)，檢查及檢修方便，節(jié)省人力并大大降低平均可修復(fù)時(shí)間，提升數(shù)據(jù)中心的可用性。
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(wèn)題也越來(lái)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(mén)問(wèn)題，有效可靠的數(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。
3.2應(yīng)用場(chǎng)所
適用于運(yùn)營(yíng)商、金融、政府、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(yè)
開(kāi)機(jī)進(jìn)入主頁(yè)，包含進(jìn)線(xiàn)參數(shù)、開(kāi)關(guān)狀態(tài)、出線(xiàn)參數(shù)、報(bào)警查詢(xún)等功能，按按鈕可進(jìn)入各功能界面查看。
2）進(jìn)線(xiàn)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(wú)功功率，視在功率，功率因數(shù)，有功電能、無(wú)功電能；電流、電壓不平衡度；電流、電壓諧波含量；需量。
3）出線(xiàn)參數(shù)監(jiān)測(cè)
分支回路的電壓、電流、有功功率、有功電能、功率因數(shù)額定電流設(shè)置、各相電流值；負(fù)載百分比；需量。
4）開(kāi)關(guān)狀態(tài)
左側(cè)一列為主路開(kāi)關(guān)狀態(tài)，主路跳閘SD狀態(tài)、主路防雷開(kāi)關(guān)狀態(tài)、主路防雷故障點(diǎn)狀態(tài)，默認(rèn)為無(wú)源檢測(cè)點(diǎn)，分閘為綠色，合閘為紅色。主路右側(cè)的皆為支路開(kāi)關(guān)狀態(tài)；默認(rèn)為有源檢測(cè)點(diǎn)，合閘為紅色，分閘為綠色。
5）報(bào)警查詢(xún)
當(dāng)前報(bào)警界面可查看實(shí)時(shí)報(bào)警和歷史報(bào)警；開(kāi)關(guān)量動(dòng)作告警；任意數(shù)據(jù)的定時(shí)存儲(chǔ)；進(jìn)線(xiàn)過(guò)電流2段閥值越限告警，可任意設(shè)定告警值；進(jìn)線(xiàn)過(guò)壓、欠壓、缺相、過(guò)頻率、低頻率越限告警;聲光告警功能。
3.5系統(tǒng)硬件配置
4安科瑞智能母線(xiàn)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(xiàn)纜多，新增設(shè)備不便，為了節(jié)省面積，智能小母線(xiàn)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(lái)越多的應(yīng)用。
安科瑞智能母線(xiàn)監(jiān)控產(chǎn)品分為交流和直流母線(xiàn)監(jiān)控兩類(lèi)，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(xiàn)槽連接器紅外測(cè)溫模塊用于監(jiān)測(cè)母線(xiàn)槽的運(yùn)行溫度，確保母線(xiàn)槽配電安全。通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)線(xiàn)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(xiàn)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、政府、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(yè)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)基本參數(shù)界面
顯示電壓、電流、功率、電能等電參數(shù)數(shù)據(jù)，在設(shè)備地址旁邊的輸入框輸入本箱子對(duì)應(yīng)的儀表地址，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)箱子中儀表數(shù)據(jù)的采集。
3)諧波數(shù)據(jù)
通過(guò)點(diǎn)擊“箭頭”來(lái)左右切換2-63次諧波數(shù)據(jù)。
4)需量
顯示電壓、電流、功率的需量的數(shù)值及發(fā)生時(shí)間。
5)電能查詢(xún)
電能情況可以查詢(xún)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(xún)電能值。
4.5系統(tǒng)硬件配置
5結(jié)論
可靠性、可維護(hù)性、經(jīng)濟(jì)性、可擴(kuò)展性和節(jié)能環(huán)保是電力數(shù)據(jù)建設(shè)和運(yùn)維的幾大關(guān)鍵要素，供配電系統(tǒng)更是數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。隨著電網(wǎng)IT信息系統(tǒng)快速發(fā)展，數(shù)據(jù)中心低壓配電應(yīng)采用具備更高可用性、更高安全性和靈活性的配電結(jié)構(gòu)進(jìn)行支撐。
參考文獻(xiàn)
【1】宋偉男,邵安,朱述振,李志鵬,劉 鵬.小母線(xiàn)配電模式在數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用研究[J],2022,03:173-174.
【2】數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)規(guī)范GB50174-2017[S].2017.
【3】數(shù)據(jù)中心解決方案樣本2022.04版.
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