宋兵兵
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
摘 要：供配電系統(tǒng)始終是數(shù)據(jù)中心比較重要的內(nèi)容，在供配電系統(tǒng)能夠得到平穩(wěn)安全的運(yùn)行的時(shí)候，才能夠促使數(shù)據(jù)中心的相關(guān)設(shè)備具有比較可靠的動(dòng)力源泉。在新型數(shù)據(jù)中心不斷發(fā)展的過(guò)程中，其功率密度也相對(duì)比較大，對(duì)供電的要求也不斷增加，在這一基礎(chǔ)上，能夠科學(xué)合理進(jìn)行新型數(shù)據(jù)中心供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)就顯示尤為重要。
關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)中心；供配電系統(tǒng)；解決方案
隨著社會(huì)的發(fā)展，當(dāng)前數(shù)據(jù)中心也面臨著比較緊迫的問(wèn)題，在服務(wù)器和交換機(jī)的應(yīng)用數(shù)量不斷增加的情況下，盡管當(dāng)前服務(wù)器和交換機(jī)的規(guī)模相對(duì)較小，能源消耗量卻在不斷增加。越來(lái)越多的高密度計(jì)算設(shè)備在較小的空間中加以應(yīng)用的時(shí)候，電源的密度以及熱量也會(huì)出現(xiàn)達(dá)到臨界點(diǎn)的現(xiàn)象，容從而發(fā)生系統(tǒng)故障。因此在數(shù)據(jù)中心供配電系統(tǒng)有效運(yùn)行的過(guò)程中，需要加強(qiáng)數(shù)據(jù)中心供配電系統(tǒng) 的安全穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)更好的維護(hù)以及節(jié)省能源和成本的目標(biāo)。
一、數(shù)據(jù)中心供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容
數(shù)據(jù)中心在運(yùn)行的時(shí)候，往往是二十四小時(shí)不間斷運(yùn)行，其本身具有用電量比較大和可靠性較高以及對(duì)電源品質(zhì)要求比較高的現(xiàn)象，其中比較常見(jiàn)的是電力系統(tǒng)在具體運(yùn)行的過(guò)程中，對(duì)電能實(shí)施發(fā)、輸、配、用中的配和用等內(nèi)容，促使這些方面能夠在電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的基礎(chǔ)上具體實(shí)施。在供配電系統(tǒng)中，功率通常情況下是單向流動(dòng)的，也就是根據(jù)電源端向用戶(hù)端的方向流動(dòng)，通過(guò)一定的分配手段的基礎(chǔ)上，使得供配電的目的得以實(shí)現(xiàn)，將電力系統(tǒng)中的電能改變成用戶(hù)所使用的用電設(shè)備可以利用的電能。根據(jù)當(dāng)前的數(shù)據(jù)而言，其電壓等級(jí)主要處于35KV或以下。因此供配電系統(tǒng)在設(shè) 計(jì)處理的時(shí)候，需要明確其電能負(fù)荷的性質(zhì)和周?chē)鷧^(qū)域電量供應(yīng)的 具體情況等。
二、數(shù)據(jù)中心供配電系統(tǒng)解決方案分析
（一）熱備份串聯(lián)供電的相關(guān)方案
串聯(lián)備份技術(shù)和其他技術(shù)相對(duì)比而言，是比較成熟的，其發(fā)展的階段是比較早的，使用范圍相對(duì)廣泛，其中多種關(guān)于UPS技術(shù)的相關(guān)資料中串聯(lián)也可稱(chēng)為熱備份，多數(shù)人都將其成為串聯(lián)。供電方案中串聯(lián)的UPS是比較完整的，其也具有自己的旁路在線類(lèi)型的UPS單機(jī)。這些單機(jī)的連接媒介僅僅為電源線，沒(méi)有其他信號(hào)連接。通常情況下主機(jī)進(jìn)行供電，從機(jī)基本上沒(méi)有對(duì)其加以負(fù)載處理。
這一方案在具體應(yīng)用的時(shí)候，其有點(diǎn)是結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，在實(shí)施安裝處理的時(shí)候，比較快捷，相對(duì)價(jià)格也合理，多個(gè)不同公司的UPS能夠串聯(lián)使用。這一方案的具體實(shí)施缺陷是需要不簡(jiǎn)單進(jìn)行負(fù)載用電的擴(kuò)容處理，就要持續(xù)帶電工作，而這一過(guò)程中的危險(xiǎn)程度也會(huì)增加。從主從機(jī)器的情況而言，兩者的老化情況從不一致，從機(jī)的電池使用壽命也會(huì)縮短，在出現(xiàn)短路情況的時(shí)候，從機(jī)的逆變器會(huì)比較容易出現(xiàn)問(wèn)題。
（二）直接并機(jī)供電方案
直接并機(jī)供電方案的形式主要是將多個(gè)同類(lèi)型型號(hào)和功率的 “不間斷電源”在并機(jī)柜或并機(jī)板等基礎(chǔ)上，將輸出端連接在一起而形成的。這一方案的主要功能是多臺(tái)機(jī)器對(duì)負(fù)載功率共同承擔(dān)處理，其中比較顯著的原理是在一般情況下，多個(gè)UPS都具有逆變器的輸出分擔(dān)負(fù)載及電流，在其中任何一個(gè)“不間斷電源”出現(xiàn)問(wèn)題的時(shí)候，其余的都會(huì)再次對(duì)負(fù)載進(jìn)行承擔(dān)，在促使并聯(lián)冗余實(shí)現(xiàn)的時(shí)候，其基礎(chǔ)始終是對(duì)以下相關(guān)內(nèi)容有效處理。
每個(gè)UPS逆變器所輸出的波形之間的相位和頻率等方面需要是相同的。UPS逆變器在輸出電壓的時(shí)候，這些電壓也需要保持一致。每個(gè)UPS都應(yīng)對(duì)其負(fù)載進(jìn)行分擔(dān)處理。如果UPS出現(xiàn)問(wèn)題，就會(huì)出現(xiàn)迅速脫機(jī)的現(xiàn)象，這一方案在具體實(shí)施的時(shí)候，其中多個(gè)UPS能夠?qū)ζ湄?fù)載有效評(píng)分，提升運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠程度。對(duì)于擴(kuò)容部分而言，會(huì)更加簡(jiǎn)便，在正常工作的過(guò)程中，平均分擔(dān)供配電負(fù)載，可以促使系統(tǒng)的使用壽命得以延長(zhǎng)。而這一方案在具體實(shí)施的時(shí)候，其主要的缺點(diǎn)是運(yùn)行的成本相對(duì)比較高。
（三）雙母線供電方案
雙母線供電方案在具體運(yùn)行的時(shí)候，其為了控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的成本，數(shù)據(jù)中心的負(fù)載主要包含著單電源負(fù)載和雙電源負(fù)載等部分，而這一情況下，使用兩套母線系統(tǒng)能夠促使其共同承擔(dān)雙電源負(fù)載，在雙電源負(fù)載的基礎(chǔ)上，其各自承擔(dān)二分之一的單電源負(fù)載，兩套母線會(huì)平均帶有百分之五十的負(fù)載，減少單個(gè)母線負(fù)載的壓力。
雙母線供電方案和以前的供電方案比較大的區(qū)別是，系統(tǒng)備份將整體系統(tǒng)的利益是能夠?qū)ω?fù)載用電的可靠性加以提升，而除此之外，這一方案在具體實(shí)施的時(shí)候，其開(kāi)放性和前瞻性等都比較顯著，這一內(nèi)容對(duì)系統(tǒng)后期的擴(kuò)展和維護(hù)等方面都具有有利影響。
三、安科瑞列頭柜及監(jiān)測(cè)產(chǎn)品介紹
隨著數(shù)據(jù)中心的迅猛發(fā)展，數(shù)據(jù)中心能耗問(wèn)題也越來(lái)越突出，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。
AMC系列數(shù)據(jù)中心精密配電系統(tǒng)是針對(duì)數(shù)據(jù)機(jī)房末端設(shè)計(jì)的，能夠綜合采集所有能源數(shù)據(jù)的智能系統(tǒng)，為交直流電源配電柜提供精確的電參量信息，并可通過(guò)通訊將數(shù)據(jù)上傳到動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)數(shù)據(jù)機(jī)房的實(shí)時(shí)監(jiān)控和有效管理，為實(shí)現(xiàn)綠色I(xiàn)DC提供可靠保證。
1精密配電管理解決方案
1.1交流系統(tǒng)
1）功能要求：
遙測(cè)：輸入分路的三相電壓、三相電流、有功功率、有功電度；輸出分路的單相電壓、單相電流、有功功率、有功電度；
遙信：輸入分路的過(guò)壓/欠壓，缺相,過(guò)流，輸入分路和輸出分路的開(kāi)關(guān)狀態(tài),具備電流、功率需用量分析和統(tǒng)計(jì)，實(shí)現(xiàn)電壓、電流、功率等參數(shù)的越限報(bào)警功能。
2）配置方案-示意圖
配置方案
多功能儀表 PZ72L-E4
電流互感器 AKH-0.66-30I-XXA/5A
1.2直流系統(tǒng)
1) 功能要求
遙測(cè)：輸入分路的電壓、電流、功率、電度；
遙信：輸入分路的過(guò)壓/欠壓，輸入分路的熔絲狀態(tài),具備電流、功率需用量分析和統(tǒng)計(jì)，實(shí)現(xiàn)電壓、電流、功率等參數(shù)的越限功能。
2)配置方案-示意圖
2產(chǎn)品規(guī)格
型號(hào)
四、安科瑞母線槽監(jiān)測(cè)產(chǎn)品介紹
1 概述
數(shù)據(jù)中心小母線系統(tǒng)是數(shù)據(jù)中心末端母線供配電系統(tǒng)的俗稱(chēng)。近年來(lái)，隨著數(shù)據(jù)中心建設(shè)的快速發(fā)展和更高需求，智能小母線系統(tǒng)逐漸被應(yīng)用于機(jī)房的末端配電中，具有電流小、插接方便、智能化程度高等特點(diǎn)，即插式插接箱給各個(gè)機(jī)柜內(nèi)的PDU分配電。始端箱和插接箱內(nèi)可設(shè)置監(jiān)測(cè)模塊，將數(shù)據(jù)上傳至動(dòng)環(huán)監(jiān)控中心。
2 AMB智能小母線管理系統(tǒng)
1）交流系統(tǒng)功能：
遙測(cè)：三相電壓、電流、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、電纜溫度，系統(tǒng)頻率、零序電流、零地電壓、漏電流、機(jī)柜溫度、機(jī)柜濕度、開(kāi)關(guān)狀態(tài)、電壓/電流諧波含量、電流/功率；
遙信：過(guò)電流2段閥值越限、過(guò)/欠壓、過(guò)功率告警、缺相、過(guò)頻率、欠頻率越限、零地電壓、零線電流、溫/濕度告警，開(kāi)關(guān)狀態(tài)、開(kāi)關(guān)跳閘；
2）直流系統(tǒng)功能：
遙測(cè)：電壓、電流、功率、電能、電纜溫度、漏電流、機(jī)柜溫度、機(jī)柜濕度、開(kāi)關(guān)狀態(tài)、電流/功率；
遙信：過(guò)電流2段閥值越限、過(guò)/欠壓、過(guò)功率告警、缺相、溫/濕度告警，開(kāi)關(guān)狀態(tài)、開(kāi)關(guān)跳閘；
3 產(chǎn)品介紹
說(shuō)明：■為標(biāo)配功能。
五、結(jié)束語(yǔ)
數(shù)據(jù)中心供配電系統(tǒng)屬于比較重要的和具有系統(tǒng)性特點(diǎn)的工程，數(shù)據(jù)中心在具體運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)候，需要注重方案的建設(shè)和研究。建設(shè)的而過(guò)程中，需要對(duì)其相關(guān)因素加以考慮，并且對(duì)數(shù)據(jù)中心的可靠性有效提升，對(duì)系統(tǒng)的建設(shè)提供必要的技術(shù)措施指導(dǎo)。在數(shù)據(jù)中心供配電系統(tǒng)具體運(yùn)行的時(shí)候，也需要不斷促使其能耗以及負(fù)載等方面得以降低。數(shù)據(jù)中心本身具有相關(guān)的等級(jí)區(qū)別，因此需要有效調(diào)整供配電系統(tǒng)，對(duì)不必要的建設(shè)投資有效減少，在數(shù)據(jù)中心安全運(yùn)行的基礎(chǔ)上，促使數(shù)據(jù)中心的運(yùn)行和維護(hù)成本等方面都有效降低。
參考文獻(xiàn)：
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【3】安科瑞數(shù)據(jù)中心IDC配電監(jiān)控解決方案.2020.03版.
【4】安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)應(yīng)用手冊(cè).2020.06版.
作者簡(jiǎn)介：
宋兵兵，男，本科，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向?yàn)榻^緣監(jiān)測(cè)及剩余電流監(jiān)測(cè)， QQ：3007723194 手機(jī)：13482141563（微信同號(hào)）
