摘要：針對目前數(shu)(shu)據中心末端(duan)供電(dian)列(lie)頭(tou)柜加(jia)電(dian)力電(dian)纜存在的不足(zu)，結合實際案(an)例，采用末端(duan)智(zhi)能母線系統全新的末端(duan)供電(dian)方式，有效提升(sheng)了數(shu)(shu)據中心末端(duan)供電(dian)形式及容量的靈活性(xing)、可靠性(xing)，為建設安全、經濟、綠色、智(zhi)能的數(shu)(shu)據中心提供支撐。

關鍵詞：智能母(mu)線、智能母(mu)線系(xi)統、數據中(zhong)心、末端供電

1. 引言

數據(ju)(ju)中心末端智能(neng)母線(xian)通(tong)過現代通(tong)信(xin)(xin)網絡監控(kong)技術(shu)，實(shi)時監控(kong)母線(xian)的(de)溫升、電能(neng)運行(xing)參數等(deng)數據(ju)(ju)，并對(dui)采集的(de)實(shi)時數據(ju)(ju)進行(xing)分析處理(li)和存儲(chu)，上傳至(zhi)數據(ju)(ju)中心ECC監控(kong)中心，發(fa)出(chu)告警及(ji)報警信(xin)(xin)息，通(tong)過音頻及(ji)可視化的(de)界面對(dui)話窗口告知運營管(guan)理(li)人員(yuan)，及(ji)時排查故障。

數據(ju)中(zhong)心末(mo)端智能母(mu)線供電(dian)(dian)系統(tong)相對于傳(chuan)統(tong)的配(pei)電(dian)(dian)列頭(tou)柜(ju)加電(dian)(dian)力電(dian)(dian)纜有更大的優勢(shi)。配(pei)

電(dian)(dian)列(lie)(lie)(lie)頭(tou)柜(ju)(ju)加電(dian)(dian)力電(dian)(dian)纜末端配電(dian)(dian)方式是(shi)由UPS輸出(chu)配電(dian)(dian)柜(ju)(ju)引電(dian)(dian)力電(dian)(dian)纜至列(lie)(lie)(lie)頭(tou)柜(ju)(ju)，經主(zhu)路(lu)(lu)斷路(lu)(lu)器控制(zhi)(zhi)開關控制(zhi)(zhi)各分路(lu)(lu)斷路(lu)(lu)器開關，最終至IT設備(bei)機柜(ju)(ju)PDU插排(pai)供電(dian)(dian)，若配電(dian)(dian)列(lie)(lie)(lie)頭(tou)柜(ju)(ju)電(dian)(dian)能參數監(jian)控單元出(chu)現(xian)故(gu)障，導(dao)致相應配電(dian)(dian)列(lie)(lie)(lie)頭(tou)柜(ju)(ju)所帶載的機柜(ju)(ju)失去監(jian)控，故(gu)存在單點隱患，若期間服務器發(fa)生宕機，不(bu)能有效及時處理(li)，產生嚴重(zhong)后果。

1. 智(zhi)能母線(xian)系統架(jia)構(gou)及(ji)特點(dian)

數據中心末(mo)端(duan)供(gong)電智(zhi)能(neng)母線架構(gou)圖如圖１所示。

圖 １ 數據中(zhong)心末端供(gong)電智能母(mu)線架(jia)構圖

母(mu)線(xian)優點：軌道式主體結構，簡單明了，安全性高；插(cha)接(jie)(jie)(jie)箱旋轉(zhuan)式插(cha)接(jie)(jie)(jie)，帶(dai)電(dian)插(cha)拔，安裝(zhuang)快捷； 母(mu)線(xian)干(gan)線(xian)上隨處可(ke)插(cha)接(jie)(jie)(jie)插(cha)接(jie)(jie)(jie)箱，靈(ling)活性強(qiang)；雙零線(xian)結構，更好地應對(dui)諧波效應；全電(dian)參量智(zhi)能檢測(ce)模塊(kuai)單元，保證末端供電(dian)系(xi)統可(ke)靠、安全、智(zhi)能。

插(cha)接箱單元特(te)點(dian)：旋轉式插(cha)接，無需專(zhuan)用工具；磷銅卷(juan)口彈(dan)性插(cha)腳(jiao)；可任意選裝1P/2P/3P開關；可以(yi)實(shi)現(xian)一(yi)(yi)拖一(yi)(yi)或(huo)者一(yi)(yi)拖多(duo)設置（單極開關單機柜(ju)，三(san)極開關 三(san)機柜(ju)）；內裝有(you)電壓、電流等電能參數(shu)監測模塊。

1. 配電列頭柜與智能母(mu)線末(mo)端(duan)供電對比(bi)

數據(ju)中心末端供配電系統平(ping)面(mian)圖如圖2所示。

圖2 數據中心末端供配電系統平面圖

數據中(zhong)心末端(duan)配電(dian)列頭柜(ju)采用放射式的(de)供配電(dian)系統，UPS總輸(shu)出(chu)配電(dian)柜(ju)直(zhi)接放射敷設(she)至

配電(dian)列頭柜及IT設備柜。其優(you)點是各(ge)負載(zai)之間獨立(li)受電(dian)，若發生系統(tong)故(gu)障，切除故(gu)障回路，

縮小停電范圍(wei)，不(bu)影(ying)響其他回(hui)路，國家相應(ying)規范對IT設備重要負荷(he)的(de)用(yong)電技(ji)術要求(qiu)。其缺點是分(fen)支線路多、有色(se)金(jin)屬導體(ti)消耗量(liang)大、施工安裝工藝(yi)復雜、系(xi)統(tong)可擴(kuo)展性(xing)差(cha)，不(bu)能(neng)滿(man)足 不(bu)同(tong)業務的(de)用(yong)電容量(liang)需(xu)求(qiu)，分(fen)期實施時需(xu)要把末端電力線纜一次敷(fu)設到位，系(xi)統(tong)靈活(huo)性(xing)差(cha)。此外，傳統(tong)配電列頭柜加(jia)電力電纜形式的(de)供配電系(xi)統(tong)中，配電列頭柜需(xu)要占(zhan)用(yong)數(shu)據中心(xin)的(de)空(kong)間資源。

數據中(zhong)心配電列頭(tou)(tou)(tou)柜電力電纜拓撲圖如圖3所示。缺(que)點：線纜地(di)板下鋪設(she)工期(qi)長、難度大(da)，且(qie)后(hou)期(qi)檢修、管理困難；列頭(tou)(tou)(tou)柜空(kong)間有限，后(hou)期(qi)變更的靈活性較差；線纜密集鋪設(she)，容易聚(ju)集溫升，有火災隱患；線纜架空(kong)地(di)板下鋪設(she)，影響(xiang)制冷效果；列頭(tou)(tou)(tou)柜占(zhan)用機(ji)柜位置，造成(cheng)土地(di)成(cheng)本浪費(fei)。

圖3 數據中心配電列頭柜拓撲圖

數據中心智(zhi)能母(mu)(mu)線(xian)供配電系(xi)統采(cai)用樹干式的供配電系(xi)統，UPS總輸出配電柜至各IT設備機柜之間(jian)采(cai)用兩條干線(xian)（智(zhi)能母(mu)(mu)線(xian)）連(lian)接的配電方(fang)式。其(qi)優點是消耗(hao)的有色金屬(shu)導體(ti)量(liang)相對(dui)較少、安(an)裝施(shi)工快捷方(fang)便(bian)、即(ji)插(cha)即(ji)用、系(xi)統擴展(zhan)靈活，可(ke)滿足不(bu)同(tong)承租用戶的個性化業務用電容(rong)量(liang)，易于擴展(zhan)與變更。與電力電纜(lan)相比(bi)，智(zhi)能母(mu)(mu)線(xian)可(ke)靠性更高(gao)、工程生命周(zhou)期長，并(bing)且可(ke)重復(fu)利(li)用。其(qi)缺點是智(zhi)能母(mu)(mu)線(xian)主(zhu)干線(xian)發(fa)生故障(zhang)時，影(ying)響范圍(wei)大，但母(mu)(mu)線(xian)干線(xian)的故障(zhang)概率(lv)很低(di)。

數(shu)據中(zhong)(zhong)心末端配(pei)電(dian)(dian)智能母線拓撲圖如圖4所(suo)示。優點：取(qu)消配(pei)電(dian)(dian)列頭柜，節約占地(di)面積，爭取(qu)了更(geng)多的盈利性(xing)機柜；開關控制及數(shu)據采集分布于始端箱和(he)各插(cha)接箱，避免(mian)互相影響(xiang)；避免(mian)了強電(dian)(dian)在架(jia)空地(di)板(ban)下敷設(she)，主(zhu)動(dong)發熱少，對制冷造(zao)成的負(fu)擔(dan)小(xiao)，有(you)效降低數(shu)據中(zhong)(zhong)心能耗和(he)PUE值； 安裝方便快捷，工期大(da)大(da)縮短；插(cha)接箱模(mo)塊化，實現分支數(shu)量(liang)及容(rong)量(liang)隨時(shi)調整；內部均為銅排(pai)輸電(dian)(dian)，安全性(xing)能更(geng)高。

圖(tu)4 數據中(zhong)心末端配(pei)電智能(neng)母線拓撲圖(tu)

1. 某B級數據中心IT設備末端(duan)配電設計(ji)

某B級數(shu)據中心配(pei)電架構系(xi)統圖如圖5所(suo)示。

圖5 某B級數據中心(xin)配(pei)電(dian)架構(gou)系(xi)統圖

某B級數據中心末端配電(dian)系統圖(tu)、電(dian)氣監控系統圖(tu)分別如圖(tu)6、圖(tu)7所示。

圖6 某B級(ji)數據中心末端(duan)配電(dian)系統圖

圖7 某(mou)B級數據中(zhong)心電氣監控系統圖

其中，每(mei)臺(tai)機(ji)柜(ju)IT設(she)(she)備用(yong)(yong)(yong)(yong)電(dian)(dian)(dian)量按4KW考慮，機(ji)房內配(pei)(pei)電(dian)(dian)(dian)系統(tong)采用(yong)(yong)(yong)(yong)的(de)電(dian)(dian)(dian)纜(lan)(lan)選(xuan)用(yong)(yong)(yong)(yong)低(di)煙(yan)無鹵(lu)電(dian)(dian)(dian)力電(dian)(dian)(dian)纜(lan)(lan)，從(cong)電(dian)(dian)(dian)源列頭(tou)柜(ju)到設(she)(she)備機(ji)柜(ju)使(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)的(de)電(dian)(dian)(dian)纜(lan)(lan)選(xuan) 用(yong)(yong)(yong)(yong)低(di)煙(yan)無鹵(lu)電(dian)(dian)(dian)力電(dian)(dian)(dian)纜(lan)(lan)。機(ji)房內設(she)(she)備機(ji)柜(ju)均采用(yong)(yong)(yong)(yong)雙回路(lu)供電(dian)(dian)(dian)的(de)方(fang)式(shi)(shi)，每(mei)個(ge)機(ji)柜(ju)均配(pei)(pei)備2個(ge)PDU模(mo)塊(kuai)。雙回路(lu)供電(dian)(dian)(dian)系統(tong)從(cong)2N雙總線配(pei)(pei)置的(de) UPS輸出(chu)柜(ju)到機(ji)柜(ju)采用(yong)(yong)(yong)(yong)母(mu)線（UPS至吊頂敷設(she)(she)智能(neng)母(mu)線采用(yong)(yong)(yong)(yong)電(dian)(dian)(dian)力電(dian)(dian)(dian)纜(lan)(lan)轉接(jie)）方(fang)式(shi)(shi)，母(mu)線到機(ji)柜(ju)采用(yong)(yong)(yong)(yong)插接(jie)箱+電(dian)(dian)(dian)力電(dian)(dian)(dian)纜(lan)(lan)方(fang)式(shi)(shi)，母(mu)線進(jin)線箱內設(she)(she)置斷路(lu)器及(ji)(ji)監(jian)(jian)控(kong)(kong)(kong)、防雷模(mo)塊(kuai)，插接(jie)箱帶有(you)開關及(ji)(ji)遠程(cheng)監(jian)(jian)控(kong)(kong)(kong)電(dian)(dian)(dian)流、功(gong)率等參(can)數(shu)監(jian)(jian)控(kong)(kong)(kong)功(gong)能(neng)，相(xiang)應的(de)監(jian)(jian)控(kong)(kong)(kong)參(can)數(shu)上傳(chuan)至數(shu)據中心(xin)ECC監(jian)(jian)控(kong)(kong)(kong)中心(xin)。

數(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)中心(xin)末端配(pei)(pei)電(dian)(dian)采用智能母線配(pei)(pei)電(dian)(dian)技術(shu)，其(qi)供電(dian)(dian)容(rong)量(liang)(liang)靈活，可以滿足(zu)不同(tong)承(cheng)租(zu)商的個(ge)性化(hua)業務(wu)需求，施工(gong)安(an)裝方(fang)便靈活，部署簡單快捷。為有(you)效節約數(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)中心(xin)空(kong)間資(zi)源，取消末端強電(dian)(dian)列(lie)頭(tou)柜(ju)，原有(you)配(pei)(pei)電(dian)(dian)列(lie)頭(tou)柜(ju)的位置(zhi)可增加(jia)(jia)1套IT設(she)備(bei)柜(ju)。一般(ban)情(qing)況下每40個(ge)左(zuo)右IT設(she)備(bei)柜(ju)配(pei)(pei)置(zhi)2套配(pei)(pei)電(dian)(dian)列(lie)頭(tou)柜(ju)。取消配(pei)(pei)電(dian)(dian)列(lie)頭(tou)柜(ju)，可增加(jia)(jia)2/40左(zuo)右的IT設(she)備(bei)機(ji)(ji)柜(ju)數(shu)(shu)量(liang)(liang)，按主機(ji)(ji)房400架IT機(ji)(ji)柜(ju)為例，原需要20個(ge)列(lie)頭(tou)柜(ju)，采用智能母線后(hou)IT設(she)備(bei)機(ji)(ji)柜(ju)可設(she)置(zhi)420個(ge)，對于對外承(cheng)租(zu)的數(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)中心(xin)，每個(ge)機(ji)(ji)柜(ju)租(zu)賃(lin)費8萬元/年計(ji)算，可增加(jia)(jia)經濟(ji)效益(yi)160萬元，因此可有(you)效提高數(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)中心(xin)的空(kong)間利(li)用率和經濟(ji)性；采用智能母線系統，機(ji)(ji)柜(ju)上(shang)方(fang)走線，可減少架空(kong)地板下電(dian)(dian)氣走線的火(huo)災安(an)全隱患，后(hou)期檢修(xiu)方(fang)便。這為數(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)中心(xin)安(an)全運(yun)(yun)行提供有(you)力(li)保障，大大提高了供電(dian)(dian)運(yun)(yun)行的可靠性以及運(yun)(yun)行管理(li)的自動化(hua)水平。

4、安科瑞智(zhi)能小(xiao)母線(xian)解決方案

??安科瑞智(zhi)能母(mu)線(xian)監(jian)(jian)控產品分為交流(liu)和直(zhi)流(liu)母(mu)線(xian)監(jian)(jian)控兩類，包括始端箱監(jian)(jian)測模(mo)塊、插接箱監(jian)(jian)測模(mo)塊以(yi)及觸(chu)摸屏，另(ling)外還可(ke)以(yi)搭配母(mu)線(xian)槽連接器紅外測溫模(mo)塊用于監(jian)(jian)測母(mu)線(xian)槽的(de)運行溫度，確保母(mu)線(xian)槽配電安全。

4.1、系統結構

4.2、系統功能

4.2.1主菜單

用(yong)戶登錄進入(ru)(ru)主(zhu)菜單(dan)頁面，主(zhu)菜單(dan)上顯示(shi)有數(shu)據采集、報警查(cha)詢、參數(shu)設置和(he)幫助四個板塊(kuai)，點擊任意板塊(kuai)可進入(ru)(ru)對應界面進行數(shu)據查(cha)看及參數(shu)、功能編(bian)輯。

4.2.2實時監測

在(zai)主(zhu)頁(ye)點擊(ji)數據采集按鈕后，進入系統圖(tu)界面，系統實(shi)時顯示每(mei)一路(lu)的三相(xiang)總電(dian)壓(ya)及各個(ge)插接(jie)箱(xiang)、始端箱(xiang)的電(dian)壓(ya)情況。

4.2.3 基本參數界面(mian)

顯示電(dian)(dian)(dian)壓、電(dian)(dian)(dian)流、功率、電(dian)(dian)(dian)能(neng)等(deng)電(dian)(dian)(dian)參數數據，在設備地(di)址旁邊的輸(shu)入(ru)框輸(shu)入(ru)本箱子對應的儀(yi)表(biao)地(di)址，即可(ke)實(shi)現對箱子中儀(yi)表(biao)數據的采集(ji)。

4.2.4 諧波數據

系(xi)(xi)統通(tong)過智能小母線監控系(xi)(xi)統，采集諧(xie)(xie)波(bo)(bo)(bo)參(can)數(shu)(shu)，分析各(ge)回路是否(fou)存在諧(xie)(xie)波(bo)(bo)(bo)，并(bing)分析諧(xie)(xie)波(bo)(bo)(bo)次數(shu)(shu)，通(tong)過點擊“箭(jian)頭(tou)"可以左右切換各(ge)個插接箱(xiang)、始端(duan)箱(xiang)的2-63次諧(xie)(xie)波(bo)(bo)(bo)數(shu)(shu)據；

4.2.5 需(xu)量閾值

顯示電(dian)(dian)壓、電(dian)(dian)流、功(gong)率的需量閾(yu)值及發生時間(jian)，根據(ju)數(shu)(shu)據(ju)分析，調整(zheng)數(shu)(shu)據(ju)中心機房的用電(dian)(dian)負荷，根據(ju)實際用電(dian)(dian)情況調整(zheng)變壓器容量，或者(zhe)通過人為干預，降低需量閾(yu)值，保障供電(dian)(dian)連續性和穩定性。

4.2.6 電能查詢

電(dian)能(neng)情況可以查詢(xun)上12月(yue)份(fen)的(de)每個(ge)月(yue)用電(dian)量、上一(yi)年總用電(dian)量、本年已用電(dian)量、根(gen)據(ju)選擇不同時間查詢(xun)電(dian)能(neng)值。通過時間對(dui)比(bi)，區域(yu)對(dui)比(bi)，分析(xi)出合適的(de)用電(dian)方(fang)案，節能(neng)降耗(hao)，降低PUE值。

4.3 配置方案

5、結語

本文介(jie)紹了數據(ju)中(zhong)(zhong)心末端配(pei)電(dian)智能母線(xian)(xian)(xian)系(xi)統(tong)與配(pei)電(dian)列頭(tou)柜形(xing)式供配(pei)電(dian)系(xi)統(tong)的(de)技(ji)術性能，通過案例更進(jin)一(yi)步(bu)明確了末端智能母線(xian)(xian)(xian)系(xi)統(tong)的(de)優點，并對配(pei)電(dian)列頭(tou)柜電(dian)力電(dian)纜方案和(he)(he)智能母線(xian)(xian)(xian)系(xi)統(tong)配(pei)電(dian)方案進(jin)行分析(xi)。采用柔性更強(qiang)、安全性和(he)(he)可靠性更高的(de)智能母線(xian)(xian)(xian)系(xi)統(tong)將更加適合(he)新基建數據(ju)中(zhong)(zhong)心行業發展需求。

安科瑞侯文莉