摘要：針對目(mu)前(qian)數據中心(xin)(xin)末(mo)端(duan)供電(dian)列(lie)頭柜加(jia)電(dian)力電(dian)纜(lan)存(cun)在的(de)不(bu)足，結合實際案(an)例，采用末(mo)端(duan)智能母線系統全新的(de)末(mo)端(duan)供電(dian)方(fang)式，有效提(ti)升了數據中心(xin)(xin)末(mo)端(duan)供電(dian)形式及容量的(de)靈活性(xing)、可(ke)靠性(xing)，為建設(she)安全、經濟(ji)、綠色、智能的(de)數據中心(xin)(xin)提(ti)供支撐。

關鍵詞：智能母(mu)線(xian)、智能母(mu)線(xian)系(xi)統、數(shu)據中(zhong)心(xin)、末(mo)端供電

1. 引言

數(shu)據中心末(mo)端智能母(mu)線通(tong)過(guo)現代通(tong)信(xin)網絡監(jian)(jian)控技術，實時監(jian)(jian)控母(mu)線的(de)溫升(sheng)、電能運(yun)行(xing)參(can)數(shu)等數(shu)據，并對(dui)采集(ji)的(de)實時數(shu)據進行(xing)分析處理(li)(li)和存儲(chu)，上(shang)傳至數(shu)據中心ECC監(jian)(jian)控中心，發出告警及報警信(xin)息，通(tong)過(guo)音頻(pin)及可視(shi)化(hua)的(de)界(jie)面(mian)對(dui)話(hua)窗口告知運(yun)營管理(li)(li)人員，及時排查故障(zhang)。

數據中心末端(duan)智能母線供電系統相對(dui)于(yu)傳(chuan)統的(de)配電列頭柜(ju)加電力電纜(lan)有(you)更大的(de)優勢。配

電(dian)(dian)列(lie)頭(tou)(tou)柜(ju)(ju)加電(dian)(dian)力電(dian)(dian)纜末端配(pei)(pei)電(dian)(dian)方式是由(you)UPS輸出配(pei)(pei)電(dian)(dian)柜(ju)(ju)引電(dian)(dian)力電(dian)(dian)纜至(zhi)(zhi)列(lie)頭(tou)(tou)柜(ju)(ju)，經主路(lu)斷(duan)路(lu)器控制開關控制各分路(lu)斷(duan)路(lu)器開關，最終至(zhi)(zhi)IT設備機柜(ju)(ju)PDU插排供電(dian)(dian)，若(ruo)(ruo)配(pei)(pei)電(dian)(dian)列(lie)頭(tou)(tou)柜(ju)(ju)電(dian)(dian)能(neng)參數監控單(dan)元出現故障，導致相應配(pei)(pei)電(dian)(dian)列(lie)頭(tou)(tou)柜(ju)(ju)所帶(dai)載(zai)的機柜(ju)(ju)失去監控，故存(cun)在單(dan)點隱患，若(ruo)(ruo)期間服務器發生(sheng)宕機，不能(neng)有效及時處理，產生(sheng)嚴重后(hou)果。

1. 智能母線系統(tong)架構及(ji)特點

數據中心末端供電智能母線架構(gou)圖如圖１所示。

圖 １ 數(shu)據(ju)中心末端(duan)供電(dian)智能母線架(jia)構圖

母線(xian)(xian)優點(dian)：軌道式主體結(jie)(jie)構，簡單明(ming)了(le)，安全(quan)性高；插接箱旋轉式插接，帶(dai)電(dian)插拔，安裝(zhuang)快捷(jie)； 母線(xian)(xian)干線(xian)(xian)上(shang)隨處(chu)可插接插接箱，靈活性強；雙零線(xian)(xian)結(jie)(jie)構，更好地應對(dui)諧波效(xiao)應；全(quan)電(dian)參量智(zhi)能檢測模(mo)塊單元，保證末端供電(dian)系統(tong)可靠(kao)、安全(quan)、智(zhi)能。

插接(jie)箱單元特點：旋轉式插接(jie)，無需專(zhuan)用工具；磷銅卷口彈(dan)性插腳；可(ke)任意選裝(zhuang)1P/2P/3P開關(guan)(guan)；可(ke)以實現(xian)一拖一或者一拖多(duo)設置（單極開關(guan)(guan)單機柜，三極開關(guan)(guan) 三機柜）；內裝(zhuang)有電壓(ya)、電流(liu)等電能參數監測模塊。

1. 配(pei)電列頭柜與智能母線末端供(gong)電對比(bi)

數據中心末端供配電系統平面圖如圖2所示。

圖2 數(shu)據中心末端供配電系統(tong)平面圖

數據中心(xin)末(mo)端配(pei)電(dian)列(lie)頭柜(ju)采(cai)用放射(she)式的(de)供配(pei)電(dian)系(xi)統，UPS總(zong)輸出配(pei)電(dian)柜(ju)直接放射(she)敷設至

配電(dian)列(lie)頭柜(ju)及(ji)IT設備柜(ju)。其(qi)優點是(shi)各負(fu)載之間獨立受電(dian)，若(ruo)發生系統故(gu)障，切除故(gu)障回(hui)路(lu)，

縮(suo)小停電范圍(wei)，不(bu)影響其(qi)他回路，國家相應規范對IT設備(bei)重要(yao)(yao)負荷的(de)(de)用(yong)(yong)電技術要(yao)(yao)求(qiu)。其(qi)缺點是分(fen)支線(xian)路多、有色金屬(shu)導體消耗量大、施(shi)工安(an)裝工藝復(fu)雜、系統可擴展性(xing)差，不(bu)能滿足 不(bu)同(tong)業務的(de)(de)用(yong)(yong)電容量需(xu)求(qiu)，分(fen)期實施(shi)時(shi)需(xu)要(yao)(yao)把(ba)末端電力線(xian)纜一次敷設到位(wei)，系統靈活(huo)性(xing)差。此外，傳(chuan)統配(pei)電列頭柜加電力電纜形式的(de)(de)供(gong)配(pei)電系統中，配(pei)電列頭柜需(xu)要(yao)(yao)占用(yong)(yong)數據中心的(de)(de)空間資源。

數據中(zhong)心配(pei)電列頭柜電力(li)電纜拓撲圖如圖3所(suo)示。缺點：線(xian)纜地板(ban)下鋪設(she)工期(qi)長(chang)、難度大，且后期(qi)檢修、管(guan)理困難；列頭柜空間有限，后期(qi)變更的靈(ling)活性較差；線(xian)纜密集鋪設(she)，容易聚集溫(wen)升(sheng)，有火災隱患；線(xian)纜架空地板(ban)下鋪設(she)，影響制冷效(xiao)果；列頭柜占用(yong)機柜位置，造成土地成本浪費。

圖3 數據中心(xin)配電列頭柜拓撲圖

數據中心智(zhi)能母(mu)線(xian)(xian)供配(pei)電(dian)(dian)(dian)(dian)系(xi)(xi)統(tong)(tong)采用樹干(gan)式(shi)的(de)(de)供配(pei)電(dian)(dian)(dian)(dian)系(xi)(xi)統(tong)(tong)，UPS總輸出配(pei)電(dian)(dian)(dian)(dian)柜至各IT設備機(ji)柜之(zhi)間采用兩條干(gan)線(xian)(xian)（智(zhi)能母(mu)線(xian)(xian)）連接的(de)(de)配(pei)電(dian)(dian)(dian)(dian)方式(shi)。其(qi)優(you)點是消耗(hao)的(de)(de)有色金屬(shu)導體量(liang)相對較(jiao)少、安裝施工(gong)快捷方便、即(ji)插即(ji)用、系(xi)(xi)統(tong)(tong)擴(kuo)(kuo)展靈活(huo)，可(ke)(ke)滿足不同承租用戶的(de)(de)個性(xing)化業務用電(dian)(dian)(dian)(dian)容量(liang)，易(yi)于(yu)擴(kuo)(kuo)展與變更。與電(dian)(dian)(dian)(dian)力電(dian)(dian)(dian)(dian)纜相比，智(zhi)能母(mu)線(xian)(xian)可(ke)(ke)靠性(xing)更高、工(gong)程(cheng)生命周期長，并且可(ke)(ke)重復利用。其(qi)缺點是智(zhi)能母(mu)線(xian)(xian)主干(gan)線(xian)(xian)發生故障時，影響范圍大，但母(mu)線(xian)(xian)干(gan)線(xian)(xian)的(de)(de)故障概率很低。

數據(ju)中(zhong)心末端配(pei)電智能(neng)母線拓撲圖(tu)如圖(tu)4所示。優(you)點：取消(xiao)配(pei)電列頭柜，節約(yue)占地(di)面積，爭取了更多的盈利(li)性機柜；開關控制(zhi)及數據(ju)采集分布于(yu)始端箱(xiang)和各插(cha)接(jie)(jie)箱(xiang)，避免互相影響；避免了強電在架空地(di)板下敷設(she)，主動發熱(re)少，對制(zhi)冷造成(cheng)的負擔小，有效降低數據(ju)中(zhong)心能(neng)耗和PUE值； 安(an)裝方便快(kuai)捷，工期大大縮短；插(cha)接(jie)(jie)箱(xiang)模塊化，實現分支數量及容量隨時調整；內部均(jun)為銅排輸電，安(an)全性能(neng)更高。

圖4 數(shu)據(ju)中(zhong)心末端(duan)配(pei)電智能(neng)母(mu)線拓撲圖

1. 某B級數(shu)據中心IT設(she)(she)備末端配電設(she)(she)計

某B級數據中心配電架構系統圖如圖5所示(shi)。

圖(tu)5 某B級數(shu)據中心配(pei)電架(jia)構系統(tong)圖(tu)

某B級數據中心末端配電系(xi)統圖、電氣監控系(xi)統圖分別如(ru)圖6、圖7所(suo)示。

圖(tu)6 某B級數(shu)據中心末端配電系統圖(tu)

圖(tu)7 某B級數據中心電氣(qi)監控(kong)系統圖(tu)

其中，每臺機(ji)(ji)(ji)柜IT設(she)備(bei)用(yong)電(dian)量按4KW考慮，機(ji)(ji)(ji)房(fang)內配(pei)電(dian)系統(tong)采用(yong)的(de)電(dian)纜選用(yong)低煙無(wu)鹵電(dian)力(li)(li)電(dian)纜，從(cong)電(dian)源列頭(tou)柜到(dao)(dao)(dao)設(she)備(bei)機(ji)(ji)(ji)柜使用(yong)的(de)電(dian)纜選 用(yong)低煙無(wu)鹵電(dian)力(li)(li)電(dian)纜。機(ji)(ji)(ji)房(fang)內設(she)備(bei)機(ji)(ji)(ji)柜均采用(yong)雙(shuang)回路(lu)供(gong)(gong)電(dian)的(de)方式(shi)，每個機(ji)(ji)(ji)柜均配(pei)備(bei)2個PDU模塊。雙(shuang)回路(lu)供(gong)(gong)電(dian)系統(tong)從(cong)2N雙(shuang)總(zong)線配(pei)置的(de) UPS輸出柜到(dao)(dao)(dao)機(ji)(ji)(ji)柜采用(yong)母線（UPS至吊頂(ding)敷設(she)智能母線采用(yong)電(dian)力(li)(li)電(dian)纜轉(zhuan)接(jie)）方式(shi)，母線到(dao)(dao)(dao)機(ji)(ji)(ji)柜采用(yong)插接(jie)箱(xiang)+電(dian)力(li)(li)電(dian)纜方式(shi)，母線進線箱(xiang)內設(she)置斷路(lu)器及(ji)監(jian)(jian)控(kong)、防雷模塊，插接(jie)箱(xiang)帶(dai)有開關及(ji)遠程監(jian)(jian)控(kong)電(dian)流、功率等(deng)參數(shu)(shu)監(jian)(jian)控(kong)功能，相應的(de)監(jian)(jian)控(kong)參數(shu)(shu)上傳(chuan)至數(shu)(shu)據中心(xin)ECC監(jian)(jian)控(kong)中心(xin)。

數(shu)(shu)(shu)據中(zhong)(zhong)心末端配電(dian)(dian)采(cai)(cai)用(yong)智能(neng)母(mu)線配電(dian)(dian)技術，其供電(dian)(dian)容(rong)量靈活(huo)，可以滿足不同承租商的(de)(de)個(ge)性(xing)化(hua)業務需(xu)(xu)求，施(shi)工安(an)裝方便靈活(huo)，部署簡單快(kuai)捷。為(wei)有(you)(you)效(xiao)節(jie)約數(shu)(shu)(shu)據中(zhong)(zhong)心空間資源，取消末端強電(dian)(dian)列頭柜(ju)(ju)(ju)(ju)，原(yuan)有(you)(you)配電(dian)(dian)列頭柜(ju)(ju)(ju)(ju)的(de)(de)位(wei)置(zhi)(zhi)可增加1套IT設(she)備柜(ju)(ju)(ju)(ju)。一(yi)般情況下(xia)每(mei)40個(ge)左右IT設(she)備柜(ju)(ju)(ju)(ju)配置(zhi)(zhi)2套配電(dian)(dian)列頭柜(ju)(ju)(ju)(ju)。取消配電(dian)(dian)列頭柜(ju)(ju)(ju)(ju)，可增加2/40左右的(de)(de)IT設(she)備機(ji)(ji)柜(ju)(ju)(ju)(ju)數(shu)(shu)(shu)量，按(an)主(zhu)機(ji)(ji)房(fang)400架IT機(ji)(ji)柜(ju)(ju)(ju)(ju)為(wei)例，原(yuan)需(xu)(xu)要20個(ge)列頭柜(ju)(ju)(ju)(ju)，采(cai)(cai)用(yong)智能(neng)母(mu)線后IT設(she)備機(ji)(ji)柜(ju)(ju)(ju)(ju)可設(she)置(zhi)(zhi)420個(ge)，對于對外承租的(de)(de)數(shu)(shu)(shu)據中(zhong)(zhong)心，每(mei)個(ge)機(ji)(ji)柜(ju)(ju)(ju)(ju)租賃費8萬元(yuan)/年(nian)計(ji)算，可增加經濟(ji)效(xiao)益160萬元(yuan)，因此可有(you)(you)效(xiao)提高數(shu)(shu)(shu)據中(zhong)(zhong)心的(de)(de)空間利(li)用(yong)率和(he)經濟(ji)性(xing)；采(cai)(cai)用(yong)智能(neng)母(mu)線系統(tong)，機(ji)(ji)柜(ju)(ju)(ju)(ju)上方走線，可減少架空地(di)板(ban)下(xia)電(dian)(dian)氣走線的(de)(de)火災安(an)全隱(yin)患，后期檢(jian)修方便。這為(wei)數(shu)(shu)(shu)據中(zhong)(zhong)心安(an)全運行提供有(you)(you)力保障，大大提高了(le)供電(dian)(dian)運行的(de)(de)可靠性(xing)以及(ji)運行管理(li)的(de)(de)自動化(hua)水平。

4、安科瑞智能小母線解(jie)決方案(an)

??安(an)(an)科瑞智能(neng)母(mu)線(xian)監控產(chan)品分為(wei)交流和(he)直流母(mu)線(xian)監控兩類，包括(kuo)始端箱監測(ce)模(mo)塊、插(cha)接箱監測(ce)模(mo)塊以(yi)及觸摸屏，另外還可以(yi)搭配(pei)母(mu)線(xian)槽連接器紅外測(ce)溫(wen)模(mo)塊用(yong)于監測(ce)母(mu)線(xian)槽的運(yun)行溫(wen)度，確(que)保母(mu)線(xian)槽配(pei)電安(an)(an)全。

4.1、系統結構

4.2、系統功能

4.2.1主菜單

用戶登錄進入(ru)主(zhu)菜單頁面，主(zhu)菜單上顯示有數(shu)據(ju)(ju)采集、報警(jing)查詢(xun)、參數(shu)設置(zhi)和(he)幫助四個(ge)板塊(kuai)，點擊任意(yi)板塊(kuai)可進入(ru)對應界(jie)面進行數(shu)據(ju)(ju)查看(kan)及參數(shu)、功(gong)能編輯。

4.2.2實時監測

在主頁點擊數據(ju)采集按(an)鈕后，進入系統圖(tu)界面，系統實時顯示(shi)每一路的三相總(zong)電壓(ya)及各(ge)個(ge)插(cha)接(jie)箱、始(shi)端箱的電壓(ya)情(qing)況(kuang)。

4.2.3 基本參數界面

顯示(shi)電(dian)壓(ya)、電(dian)流、功率、電(dian)能等電(dian)參數(shu)數(shu)據(ju)，在(zai)設(she)備地址(zhi)旁邊的(de)(de)輸入(ru)框(kuang)輸入(ru)本箱(xiang)(xiang)子對應的(de)(de)儀表地址(zhi)，即(ji)可實(shi)現對箱(xiang)(xiang)子中(zhong)儀表數(shu)據(ju)的(de)(de)采集。

4.2.4 諧波(bo)數(shu)據

系統通過智能小(xiao)母線監(jian)控系統，采集諧(xie)(xie)波參數，分析各回(hui)路是(shi)否存在諧(xie)(xie)波，并分析諧(xie)(xie)波次數，通過點(dian)擊“箭頭"可以(yi)左右切換(huan)各個插接箱(xiang)、始(shi)端箱(xiang)的2-63次諧(xie)(xie)波數據；

4.2.5 需量閾值

顯(xian)示電(dian)(dian)壓、電(dian)(dian)流、功率的(de)需量閾值及發生時間，根據數據分(fen)析(xi)，調整數據中心(xin)機房的(de)用電(dian)(dian)負荷，根據實際(ji)用電(dian)(dian)情(qing)況調整變壓器容量，或者通過人為干預(yu)，降低(di)需量閾值，保障(zhang)供電(dian)(dian)連續性(xing)和穩定(ding)性(xing)。

4.2.6 電能(neng)查(cha)詢

電(dian)(dian)(dian)能(neng)(neng)情況(kuang)可(ke)以查詢上12月份的(de)每個月用(yong)電(dian)(dian)(dian)量(liang)、上一年總用(yong)電(dian)(dian)(dian)量(liang)、本年已(yi)用(yong)電(dian)(dian)(dian)量(liang)、根據(ju)選擇不(bu)同時(shi)間(jian)查詢電(dian)(dian)(dian)能(neng)(neng)值(zhi)(zhi)。通過時(shi)間(jian)對(dui)比(bi)，區(qu)域對(dui)比(bi)，分(fen)析出合適的(de)用(yong)電(dian)(dian)(dian)方(fang)案，節(jie)能(neng)(neng)降耗，降低PUE值(zhi)(zhi)。

4.3 配置方案

5、結語

本(ben)文介(jie)紹了(le)數據(ju)中心(xin)末端配(pei)電智能母(mu)線(xian)(xian)系(xi)(xi)(xi)統與配(pei)電列頭(tou)柜形式(shi)供配(pei)電系(xi)(xi)(xi)統的技術性(xing)(xing)能，通過(guo)案例更(geng)進(jin)一(yi)步明確了(le)末端智能母(mu)線(xian)(xian)系(xi)(xi)(xi)統的優(you)點，并對配(pei)電列頭(tou)柜電力電纜方案和(he)智能母(mu)線(xian)(xian)系(xi)(xi)(xi)統配(pei)電方案進(jin)行(xing)分析。采用柔(rou)性(xing)(xing)更(geng)強(qiang)、安全(quan)性(xing)(xing)和(he)可(ke)靠(kao)性(xing)(xing)更(geng)高的智能母(mu)線(xian)(xian)系(xi)(xi)(xi)統將(jiang)更(geng)加適合新基建數據(ju)中心(xin)行(xing)業發展需求(qiu)。

安科瑞侯文莉