摘要：針對目前數(shu)據中(zhong)心(xin)末端(duan)供(gong)(gong)電(dian)(dian)(dian)列頭柜加電(dian)(dian)(dian)力電(dian)(dian)(dian)纜存在的不(bu)足，結合(he)實際案例，采用末端(duan)智能(neng)母線(xian)系統全新的末端(duan)供(gong)(gong)電(dian)(dian)(dian)方式，有(you)效提(ti)升了數(shu)據中(zhong)心(xin)末端(duan)供(gong)(gong)電(dian)(dian)(dian)形(xing)式及容(rong)量(liang)的靈活性(xing)、可靠性(xing)，為建設安(an)全、經濟、綠色、智能(neng)的數(shu)據中(zhong)心(xin)提(ti)供(gong)(gong)支撐。

關鍵詞：智能(neng)母(mu)線(xian)、智能(neng)母(mu)線(xian)系統、數據中心、末端供電

1. 引言

數(shu)(shu)(shu)據中心末端智能母線通過(guo)(guo)現代(dai)通信網絡監控技術(shu)，實時監控母線的(de)溫升、電能運行參數(shu)(shu)(shu)等數(shu)(shu)(shu)據，并(bing)對(dui)采集的(de)實時數(shu)(shu)(shu)據進行分析(xi)處(chu)理和存儲，上傳至數(shu)(shu)(shu)據中心ECC監控中心，發(fa)出告(gao)警(jing)及(ji)(ji)報警(jing)信息，通過(guo)(guo)音頻(pin)及(ji)(ji)可視化的(de)界面對(dui)話窗口告(gao)知運營管理人(ren)員，及(ji)(ji)時排查故(gu)障(zhang)。

數據中心末端智能(neng)母(mu)線供電系統相對于(yu)傳統的配電列(lie)頭柜(ju)加電力(li)電纜有更(geng)大的優勢(shi)。配

電(dian)(dian)(dian)(dian)列頭(tou)柜(ju)(ju)加電(dian)(dian)(dian)(dian)力電(dian)(dian)(dian)(dian)纜(lan)末端配(pei)電(dian)(dian)(dian)(dian)方式是由UPS輸出配(pei)電(dian)(dian)(dian)(dian)柜(ju)(ju)引電(dian)(dian)(dian)(dian)力電(dian)(dian)(dian)(dian)纜(lan)至(zhi)(zhi)列頭(tou)柜(ju)(ju)，經(jing)主路(lu)(lu)斷(duan)路(lu)(lu)器控制(zhi)開關控制(zhi)各分路(lu)(lu)斷(duan)路(lu)(lu)器開關，最終至(zhi)(zhi)IT設備機(ji)柜(ju)(ju)PDU插(cha)排供(gong)電(dian)(dian)(dian)(dian)，若(ruo)配(pei)電(dian)(dian)(dian)(dian)列頭(tou)柜(ju)(ju)電(dian)(dian)(dian)(dian)能參數監(jian)控單元出現故障，導致相應配(pei)電(dian)(dian)(dian)(dian)列頭(tou)柜(ju)(ju)所帶載的機(ji)柜(ju)(ju)失去(qu)監(jian)控，故存(cun)在單點隱(yin)患，若(ruo)期(qi)間服務(wu)器發生宕機(ji)，不(bu)能有效及時處(chu)理，產生嚴重后果。

1. 智能母線系統架構及(ji)特(te)點

數據中心末端供(gong)電智(zhi)能母線架(jia)構圖如(ru)圖１所示。

圖 １ 數據(ju)中心末端供電智能母線架(jia)構圖

母線優點(dian)：軌道式主體結構(gou)(gou)，簡(jian)單明了，安全性高；插接(jie)箱旋(xuan)轉式插接(jie)，帶電插拔(ba)，安裝(zhuang)快捷； 母線干線上隨處可(ke)插接(jie)插接(jie)箱，靈活性強；雙零線結構(gou)(gou)，更好地應對諧(xie)波效應；全電參(can)量智(zhi)能檢測模塊單元，保證末端(duan)供電系統可(ke)靠(kao)、安全、智(zhi)能。

插(cha)接箱單元特點：旋轉式(shi)插(cha)接，無需專用工具(ju)；磷(lin)銅卷(juan)口彈性插(cha)腳；可任意選(xuan)裝1P/2P/3P開(kai)關(guan)；可以實現一(yi)拖一(yi)或者一(yi)拖多(duo)設置（單極(ji)開(kai)關(guan)單機柜(ju)，三極(ji)開(kai)關(guan) 三機柜(ju)）；內裝有(you)電(dian)壓、電(dian)流等電(dian)能參數監(jian)測模塊。

1. 配電列(lie)頭柜與智能母線末端供電對比

數據中(zhong)心末端供(gong)配電系(xi)統(tong)平面圖如圖2所示。

圖(tu)2 數據(ju)中心(xin)末端供配電(dian)系統平(ping)面圖(tu)

數據中(zhong)心末端配電列頭(tou)柜(ju)采用放(fang)射式的(de)供配電系(xi)統，UPS總輸出配電柜(ju)直(zhi)接放(fang)射敷設至

配電列(lie)頭柜(ju)及IT設備柜(ju)。其優點是各(ge)負載之間(jian)獨立受電，若(ruo)發(fa)生(sheng)系統故障，切(qie)除(chu)故障回(hui)路，

縮小停電(dian)(dian)范圍，不影(ying)響其他回路，國家相應(ying)規(gui)范對IT設備重要(yao)(yao)負荷的用電(dian)(dian)技術要(yao)(yao)求。其缺點(dian)是分支線路多、有色金屬導體消耗量大(da)、施工安(an)裝工藝(yi)復雜、系統可擴展性差，不能(neng)滿(man)足 不同業務的用電(dian)(dian)容量需(xu)求，分期實施時需(xu)要(yao)(yao)把末端(duan)電(dian)(dian)力(li)線纜一次敷設到位，系統靈活(huo)性差。此外，傳統配電(dian)(dian)列(lie)頭(tou)柜(ju)加電(dian)(dian)力(li)電(dian)(dian)纜形式的供(gong)配電(dian)(dian)系統中，配電(dian)(dian)列(lie)頭(tou)柜(ju)需(xu)要(yao)(yao)占(zhan)用數據中心的空間(jian)資(zi)源。

數據中心配電(dian)(dian)列頭柜電(dian)(dian)力電(dian)(dian)纜拓撲圖(tu)如圖(tu)3所示。缺(que)點：線(xian)纜地(di)板下(xia)鋪(pu)(pu)設工(gong)期(qi)(qi)長、難(nan)(nan)度大，且后期(qi)(qi)檢修、管理困(kun)難(nan)(nan)；列頭柜空間(jian)有(you)限，后期(qi)(qi)變更的(de)靈(ling)活性較差；線(xian)纜密集(ji)鋪(pu)(pu)設，容(rong)易聚集(ji)溫升，有(you)火災隱患；線(xian)纜架空地(di)板下(xia)鋪(pu)(pu)設，影響制冷效果(guo)；列頭柜占用機柜位置，造成(cheng)土地(di)成(cheng)本浪(lang)費。

圖3 數據中(zhong)心配電列(lie)頭柜拓撲圖

數據中心智(zhi)能母線(xian)供配(pei)電(dian)(dian)系統(tong)采用(yong)樹干(gan)式的(de)(de)(de)供配(pei)電(dian)(dian)系統(tong)，UPS總輸出配(pei)電(dian)(dian)柜至各(ge)IT設備機柜之間采用(yong)兩(liang)條干(gan)線(xian)（智(zhi)能母線(xian)）連接(jie)的(de)(de)(de)配(pei)電(dian)(dian)方式。其(qi)優(you)點是消(xiao)耗的(de)(de)(de)有色金(jin)屬導體量相對較少、安裝施工(gong)快捷方便、即(ji)插即(ji)用(yong)、系統(tong)擴(kuo)展靈(ling)活，可滿足不(bu)同(tong)承租用(yong)戶(hu)的(de)(de)(de)個性化(hua)業務用(yong)電(dian)(dian)容(rong)量，易于擴(kuo)展與(yu)變更。與(yu)電(dian)(dian)力電(dian)(dian)纜(lan)相比，智(zhi)能母線(xian)可靠性更高(gao)、工(gong)程(cheng)生命周期長，并且可重(zhong)復利用(yong)。其(qi)缺(que)點是智(zhi)能母線(xian)主干(gan)線(xian)發生故障時，影響范圍大，但母線(xian)干(gan)線(xian)的(de)(de)(de)故障概率很低。

數(shu)(shu)據(ju)中(zhong)心(xin)末端配電(dian)智能(neng)(neng)母線拓撲圖如圖4所示。優點：取消配電(dian)列頭柜(ju)，節約占(zhan)地面積，爭取了更多的盈利性機柜(ju)；開關(guan)控制(zhi)及(ji)數(shu)(shu)據(ju)采集分布(bu)于始端箱(xiang)(xiang)和各插接箱(xiang)(xiang)，避免互(hu)相影響；避免了強電(dian)在架空(kong)地板下敷設，主動發熱少(shao)，對制(zhi)冷造成的負擔小(xiao)，有效降低數(shu)(shu)據(ju)中(zhong)心(xin)能(neng)(neng)耗和PUE值； 安裝(zhuang)方便(bian)快捷，工期大大縮(suo)短；插接箱(xiang)(xiang)模塊化(hua)，實(shi)現分支數(shu)(shu)量(liang)(liang)及(ji)容量(liang)(liang)隨時調(diao)整；內部(bu)均為銅排輸電(dian)，安全(quan)性能(neng)(neng)更高。

圖4 數據中(zhong)心末端配電智能母線(xian)拓撲(pu)圖

1. 某B級數據中心IT設備末端配電設計(ji)

某B級數據中心配電架構(gou)系統圖如圖5所示。

圖(tu)5 某(mou)B級數據中心配電架構系統圖(tu)

某B級數據中心末端配電(dian)系統(tong)圖、電(dian)氣監控(kong)系統(tong)圖分(fen)別如(ru)圖6、圖7所示。

圖(tu)6 某B級數據中心末端配(pei)電系統(tong)圖(tu)

圖7 某B級數據中心(xin)電(dian)氣監控系統圖

其中，每臺機(ji)(ji)柜(ju)(ju)IT設備用(yong)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)量按4KW考慮，機(ji)(ji)房內(nei)配電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)系(xi)統(tong)采(cai)用(yong)的電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)纜(lan)選用(yong)低煙無(wu)鹵電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)(li)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)纜(lan)，從(cong)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)列頭柜(ju)(ju)到設備機(ji)(ji)柜(ju)(ju)使用(yong)的電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)纜(lan)選 用(yong)低煙無(wu)鹵電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)(li)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)纜(lan)。機(ji)(ji)房內(nei)設備機(ji)(ji)柜(ju)(ju)均采(cai)用(yong)雙回路供(gong)(gong)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)的方(fang)式，每個機(ji)(ji)柜(ju)(ju)均配備2個PDU模塊(kuai)。雙回路供(gong)(gong)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)系(xi)統(tong)從(cong)2N雙總線(xian)(xian)(xian)配置的 UPS輸出柜(ju)(ju)到機(ji)(ji)柜(ju)(ju)采(cai)用(yong)母(mu)線(xian)(xian)(xian)（UPS至吊頂敷設智能母(mu)線(xian)(xian)(xian)采(cai)用(yong)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)(li)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)纜(lan)轉接(jie)(jie)）方(fang)式，母(mu)線(xian)(xian)(xian)到機(ji)(ji)柜(ju)(ju)采(cai)用(yong)插(cha)接(jie)(jie)箱+電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)(li)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)纜(lan)方(fang)式，母(mu)線(xian)(xian)(xian)進線(xian)(xian)(xian)箱內(nei)設置斷路器及監控、防雷模塊(kuai)，插(cha)接(jie)(jie)箱帶有開(kai)關及遠程(cheng)監控電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流、功率等參(can)(can)數(shu)監控功能，相應的監控參(can)(can)數(shu)上(shang)傳至數(shu)據(ju)中心ECC監控中心。

數(shu)(shu)據(ju)(ju)中(zhong)心末端配(pei)電(dian)采(cai)(cai)用(yong)智能母線配(pei)電(dian)技術，其供電(dian)容量靈活(huo)，可(ke)以滿足不同承(cheng)租商的個性(xing)(xing)化(hua)業務需求(qiu)，施工安(an)裝方便靈活(huo)，部署簡單(dan)快捷。為有(you)效節(jie)約數(shu)(shu)據(ju)(ju)中(zhong)心空(kong)間(jian)資源，取消末端強(qiang)電(dian)列(lie)(lie)頭柜(ju)(ju)(ju)(ju)，原(yuan)有(you)配(pei)電(dian)列(lie)(lie)頭柜(ju)(ju)(ju)(ju)的位(wei)置可(ke)增(zeng)加(jia)1套(tao)IT設(she)(she)備(bei)柜(ju)(ju)(ju)(ju)。一般情況下每(mei)40個左右IT設(she)(she)備(bei)柜(ju)(ju)(ju)(ju)配(pei)置2套(tao)配(pei)電(dian)列(lie)(lie)頭柜(ju)(ju)(ju)(ju)。取消配(pei)電(dian)列(lie)(lie)頭柜(ju)(ju)(ju)(ju)，可(ke)增(zeng)加(jia)2/40左右的IT設(she)(she)備(bei)機(ji)柜(ju)(ju)(ju)(ju)數(shu)(shu)量，按主機(ji)房400架(jia)IT機(ji)柜(ju)(ju)(ju)(ju)為例，原(yuan)需要20個列(lie)(lie)頭柜(ju)(ju)(ju)(ju)，采(cai)(cai)用(yong)智能母線后IT設(she)(she)備(bei)機(ji)柜(ju)(ju)(ju)(ju)可(ke)設(she)(she)置420個，對(dui)于對(dui)外承(cheng)租的數(shu)(shu)據(ju)(ju)中(zhong)心，每(mei)個機(ji)柜(ju)(ju)(ju)(ju)租賃費8萬元(yuan)/年(nian)計算，可(ke)增(zeng)加(jia)經(jing)濟(ji)效益160萬元(yuan)，因(yin)此可(ke)有(you)效提(ti)高數(shu)(shu)據(ju)(ju)中(zhong)心的空(kong)間(jian)利用(yong)率(lv)和經(jing)濟(ji)性(xing)(xing)；采(cai)(cai)用(yong)智能母線系統，機(ji)柜(ju)(ju)(ju)(ju)上方走線，可(ke)減少架(jia)空(kong)地板下電(dian)氣(qi)走線的火災(zai)安(an)全隱患，后期檢修方便。這為數(shu)(shu)據(ju)(ju)中(zhong)心安(an)全運行提(ti)供有(you)力保障，大大提(ti)高了供電(dian)運行的可(ke)靠性(xing)(xing)以及運行管理的自(zi)動化(hua)水平。

4、安科瑞(rui)智能小母線解決(jue)方案

??安科(ke)瑞智能母線監(jian)(jian)控(kong)產品分為交流和直流母線監(jian)(jian)控(kong)兩(liang)類，包括始端箱(xiang)監(jian)(jian)測(ce)模塊、插接箱(xiang)監(jian)(jian)測(ce)模塊以及觸摸屏，另外還可以搭配(pei)(pei)母線槽連接器紅外測(ce)溫模塊用于監(jian)(jian)測(ce)母線槽的運行溫度，確保母線槽配(pei)(pei)電安全(quan)。

4.1、系統結構

4.2、系統功能

4.2.1主菜單

用戶(hu)登錄(lu)進(jin)入主菜(cai)單頁面，主菜(cai)單上(shang)顯示有數(shu)據(ju)采集、報警(jing)查(cha)詢、參數(shu)設置和(he)幫助四個板(ban)塊，點(dian)擊任意(yi)板(ban)塊可進(jin)入對應界面進(jin)行數(shu)據(ju)查(cha)看及參數(shu)、功能編(bian)輯(ji)。

4.2.2實時監測

在(zai)主頁點(dian)擊數據采集按鈕(niu)后，進入系統(tong)圖界(jie)面，系統(tong)實時顯示每(mei)一路的三(san)相總電(dian)壓及(ji)各個插接箱、始端(duan)箱的電(dian)壓情況。

4.2.3 基本參數界(jie)面

顯示電(dian)壓、電(dian)流、功(gong)率(lv)、電(dian)能(neng)等電(dian)參數數據，在設(she)備地址(zhi)旁邊的輸入框輸入本箱(xiang)子對(dui)應的儀表地址(zhi)，即可實(shi)現對(dui)箱(xiang)子中儀表數據的采集。

4.2.4 諧波(bo)數據(ju)

系統通過智能(neng)小母線監(jian)控系統，采集(ji)諧(xie)(xie)波(bo)參數，分(fen)(fen)析各回路是(shi)否存在(zai)諧(xie)(xie)波(bo)，并分(fen)(fen)析諧(xie)(xie)波(bo)次(ci)數，通過點擊“箭頭"可以左右切換(huan)各個插接箱、始端箱的2-63次(ci)諧(xie)(xie)波(bo)數據；

4.2.5 需量閾(yu)值

顯示電(dian)(dian)(dian)壓(ya)、電(dian)(dian)(dian)流、功率的(de)需(xu)(xu)量閾值及發(fa)生時間，根據(ju)數據(ju)分析，調整數據(ju)中心機房的(de)用電(dian)(dian)(dian)負荷，根據(ju)實際用電(dian)(dian)(dian)情況調整變(bian)壓(ya)器容量，或者通過人為干預(yu)，降低需(xu)(xu)量閾值，保障供電(dian)(dian)(dian)連續性(xing)和(he)穩定性(xing)。

4.2.6 電能(neng)查(cha)詢

電能(neng)(neng)情況(kuang)可(ke)以查(cha)詢(xun)上12月份的(de)每個月用(yong)電量、上一(yi)年總(zong)用(yong)電量、本年已(yi)用(yong)電量、根據選擇不同時間查(cha)詢(xun)電能(neng)(neng)值。通過(guo)時間對(dui)(dui)比(bi)，區(qu)域(yu)對(dui)(dui)比(bi)，分析(xi)出合適的(de)用(yong)電方(fang)案，節能(neng)(neng)降耗，降低(di)PUE值。

4.3 配置方案

5、結語

本文(wen)介紹了(le)數據中心末端配電(dian)智(zhi)(zhi)能(neng)母線(xian)系統與配電(dian)列(lie)頭柜形式供配電(dian)系統的技術(shu)性(xing)(xing)能(neng)，通過案例更進一步明確了(le)末端智(zhi)(zhi)能(neng)母線(xian)系統的優點，并對配電(dian)列(lie)頭柜電(dian)力(li)電(dian)纜方案和(he)智(zhi)(zhi)能(neng)母線(xian)系統配電(dian)方案進行(xing)分析。采(cai)用柔性(xing)(xing)更強、安全性(xing)(xing)和(he)可靠性(xing)(xing)更高的智(zhi)(zhi)能(neng)母線(xian)系統將更加(jia)適(shi)合新基建數據中心行(xing)業發(fa)展需求。

安科瑞侯文莉