安科(kē)瑞(ruì) 陳聰(cōng)

【摘要】數據中(zhōng)心供配電(diàn)係統與(yǔ)小母(mǔ)綫配(pèi)電(diàn)係統(tǒng)的(dí)特(tè)點(diǎn)和優(yōu)劣勢(shì)進(jìn)行比對，從係統組成以(yǐ)及擴展性，節能性等(děng)各方(fāng)麵(miàn)分析，並結(jié)合實際案例，論(lùn)證(zhèng)了(liǎo)小母(mǔ)綫係統技術(shù)的可(kě)行(háng)性和經濟(jì)實用(yòng)性。

【關(guān)鍵詞(cí)】小(xiǎo)母(mǔ)綫
；數據(jù)中心
；供(gōng)配電(diàn)
；母(mǔ)綫(xiàn)槽

0，引言

當前雲計(jì)算，大(dà)數(shù)據(jù)，人工智能領(lǐng)域技術快速發(fā)展，我(wǒ)國(guó)數(shù)據中(zhōng)心(xīn)運營的(dí)安全性(xìng)和可用性。

伴隨(suí)IT技(jì)術的(dí)發(fā)展(zhǎn)，機(jī)房租僱(lìn)等商(shāng)業模式的興起，機(jī)房(fáng)建設初期對(duì)機櫃(guì)密(mì)度不確(què)定(dìng)大為增(zēng)加，數據(jù)中心(xīn)末端(duān)供(gōng)配電係統在(zài)經(jīng)濟(jì)型，持(chí)續性，靈活(huó)性，可(kě)靠(kào)性上(shàng)提(tí)出(chū)新(xīn)的(dí)要(yào)求和挑(tiāo)戰(zhàn)。

傳(chuán)統的(dí)列(liè)頭(tóu)櫃加電纜(lǎn)的(dí)末(mò)端配(pèi)電方(fāng)式因其(qí)局限(xiàn)性而難(nán)以適(shì)應當(dāng)今技(jì)術的發展。使用靈(líng)活(huó)的(dí)小母(mǔ)綫(xiàn)來替(tì)代(dài)列(liè)頭櫃及電(diàn)纜(lǎn)的配電(diàn)方式(shì)，成(chéng)為(wéi)解決(jué)數(shù)據中(zhōng)心內供配電發展(zhǎn)的(dí)一種(zhǒng)新方式(shì)。

1，傳統配電方(fāng)案

如(rú)圖1所示(shì)，機房(fáng)傳(chuán)統(tǒng)配電方式(shì)一(yī)般采用(yòng)兩回10kV市(shì)電接(jiē)入(rù)至大(dà)樓配電房，經(jīng)過變壓(yā)器，低壓(yā)配電櫃(guì)後輸入2路雙(shuāng)回(huí)路(lù)市電(diàn)進入機(jī)房雙電(diàn)源切換(huàn)箱，雙電(diàn)源切(qiē)換(huàn)箱再(zài)引出電纜至(zhì)UPS電(diàn)源(yuán)設備(bèi)，再(zài)經(jīng)過(guò)UPS輸出櫃連接至(zhì)各列機(jī)櫃配電(diàn)列(liè)頭櫃(guì)，列(liè)頭櫃再敷設電(diàn)纜(lǎn)至(zhì)機櫃內PDU。傳統配(pèi)電方式(shì)技術成熟可靠，單點故障率低。但(dàn)配(pèi)電(diàn)列頭櫃占(zhān)用機櫃空間，電(diàn)纜傳(chuán)輸損耗(hào)大，施工復雜，可擴展(zhǎn)性和(hé)靈活(huó)性(xìng)不(bù)大(dà)。

2，智能小母綫(xiàn)配(pèi)電(diàn)方案

智(zhì)能(néng)小(xiǎo)母綫配(pèi)電(diàn)係統(tǒng)是(shì)一種取(qǔ)代傳統電纜(lǎn)的(dí)數(shù)據(jù)中心末(mò)端配電解(jiě)決方(fāng)案(àn)，它由始端(duān)模(mó)塊，功(gōng)能模(mó)塊(kuài)，末端母綫幹綫(xiàn)，幹(gān)綫連接模(mó)塊，分接(jiē)配電模塊，幹(gān)綫防(fáng)護模(mó)塊，幹(gān)綫端(duān)封等組成，它具備模塊(kuài)外側(cè)接綫，綫路保護(hù)或(huò)控製(zhì)通斷，浪(làng)湧保(bǎo)護(hù)，幹(gān)綫電氣(qì)參(cān)數監測(cè)和保護(hù)控製模塊(kuài)的(dí)狀(zhuàng)態監(jiān)測，承(chéng)載電能(néng)的(dí)主體(tǐ)，實現(xiàn)電(diàn)能傳(chuán)輸等(děng)功能(néng)。如圖2和(hé)圖3所示。

(1)始端(duān)模(mó)塊(kuài)：負責UPS配電(diàn)櫃(guì)與(yǔ)小(xiǎo)母(mǔ)綫的(dí)連接，包(bāo)含電纜進綫模塊，塑殼(ké)斷(duàn)路器(qì)和600mm母綫(xiàn)直綫段，電纜(lǎn)在(zài)始端(duān)模塊(kuài)中(zhōng)通(tōng)過(guò)塑(sù)殼(ké)斷路器(qì)後接(jiē)入(rù)對應的母綫(xiàn)端(duān)子(zǐ)排上。通過實現(xiàn)模塊外(wài)側(cè)接(jiē)綫，綫(xiàn)路(lù)保護或控製通斷(duàn)功(gōng)能，其(qí)規格包括(kuò)160/250/320/400/500/630/800A等。

(2)功(gōng)能模塊(kuài)：集(jí)成了浪湧保(bǎo)護，幹(gān)綫(xiàn)電(diàn)氣(qì)參數(shù)監(jiān)測和保(bǎo)護(hù)控(kòng)製(zhì)模(mó)塊的(dí)狀(zhuàng)態監測(cè)等(děng)功(gōng)能。

(3)末(mò)端(duān)母綫(xiàn)幹綫：承(chéng)載電能(néng)的(dí)主體(tǐ)，實現電(diàn)能(néng)傳輸，內部基(jī)本結(jié)構為(wéi)4根(gēn)銅排(L1，L2，L3，

N)或(huò)5根銅(tóng)排(L1，L2，L3，N，PE),其(qí)規格(gé)包括(kuò)160/250/320/400/500/630/800A等(děng)。

(4)幹(gān)綫(xiàn)連(lián)接：包(bāo)括可(kě)實現幹綫擴展的連接件(jiàn)和(hé)用於(yú)改(gǎi)變(biàn)母(mǔ)綫(xiàn)走向的(dí)各種(zhǒng)彎(wān)頭等。

(5)分(fēn)接(jiē)配(pèi)電模(mó)塊：雙(shuāng)觸(chù)點取電，采用微型(xíng)斷路器作(zuò)為保(bǎo)護元件，是(shì)插(chā)於母綫槽(cáo)主體(tǐ)上的(dí)小型(xíng)配電模(mó)塊(kuài)，用於為(wéi)每一(yī)個用電設備提(tí)供精準的(dí)電力，電流(liú)為(wéi)6~100A。

(6)幹(gān)綫(xiàn)保(bǎo)護(hù)模塊：防(fáng)護蓋板(bǎn)可以提(tí)高幹(gān)綫的防護(hù)等級(jí)並有效地防(fáng)止人員接(jiē)觸(chù)帶電(diàn)導體(tǐ)。

(7)幹綫端封(fēng)：保護(hù)幹綫末端(duān)的封蓋，提高(gāo)防護等級。

(8)配電(diàn)方(fāng)式為：從前(qián)端(duān)UPS配(pèi)電櫃引出電(diàn)纜連(lián)接至母綫(xiàn)槽最前(qián)端的始(shǐ)端模塊(kuài)，通(tōng)過母綫槽(cáo)進(jìn)行(háng)電(diàn)力傳輸(shū)，再根據每個(gè)機(jī)櫃(guì)的功率(shuài)密度(dù)選擇(zé)相應規(guī)格的(dí)分(fēn)接(jiē)配電模塊(kuài)，與(yǔ)機(jī)櫃內(nèi)PDU連(lián)接後(hòu)即(jí)完(wán)成對一(yī)個機(jī)櫃配(pèi)電(diàn)工作。

3，兩種配(pèi)電方式(shì)的(dí)比較

列(liè)頭櫃(guì)+電纜與智能小母綫(xiàn)配電方(fāng)式(shì)的對比如表1所(suǒ)示(shì)。

4，某(mǒu)數(shù)據中(zhōng)心配(pèi)電(diàn)方案介紹

本(běn)項目(mù)為某數(shù)據第4.3.8條(tiáo)相(xiāng)關(guān)要求(qiú)。

機(jī)房(fáng)共規(guī)劃(huá)8列(liè)設(shè)備，組成4個封閉(bì)冷通道(dào)，不設(shè)置配電列(liè)頭(tóu)櫃，在每列機(jī)櫃後門上方水平布置(zhì)雙列母(mǔ)綫，每(měi)條小母(mǔ)綫分別來(lái)自不同UPS輸出(chū)回路，用(yòng)於該列機(jī)櫃AB路供電，本(běn)次設計(jì)采用單列母(mǔ)綫長度為(wéi)2.4m，1.8m，1.2m三(sān)種規格的單條(tiáo)母綫(xiàn)槽和(hé)長(cháng)度為815mm的(dí)始端(duān)模塊(進(jìn)綫箱(xiāng)215mm+母綫(xiàn)槽600mm)拼(pīn)接(jiē)而(ér)成，設計(jì)母(mǔ)綫長度(dù)的原則(zé)優先(xiān)選擇多(duō)條(tiáo)2.4m拼接，餘量(liáng)選用(yòng)1.8m或1.2m。

單列母(mǔ)綫(xiàn)槽的(dí)長(cháng)度不超過該(gāi)列(liè)機(jī)櫃總長度的最(zuì)大長度(dù)，本機(jī)房(fáng)每列機櫃(guì)為12m,母綫槽的長度=0.815+2.4×4+1.2=11.615m。每列機櫃(guì)16台(tái)，按每(měi)台(tái)功率4kW計算(suàn)，單(dān)列(liè)機櫃(guì)總功(gōng)率(shuài)為(wéi)64kW,選(xuǎn)擇(zé)160A母(mǔ)綫(xiàn)槽與160A始(shǐ)端模塊。本次機(jī)櫃設備考(kǎo)慮單相供電，選用單相插(chā)接箱(xiāng)，選(xuǎn)擇32A插接箱，插接箱的(dí)數量(liáng)根據16台(tái)機(jī)櫃計(jì)算為6個(每(měi)3口配(pèi)電(diàn)模(mó)塊為(wéi)1個(gè))。

通(tōng)過智(zhì)能(néng)小母綫(xiàn)方案配電設(shè)計(jì)，每(měi)列省(shěng)去(qù)1個配(pèi)電(diàn)列頭(tóu)櫃(guì)空(kōng)間，更多地為IT設備(bèi)的(dí)擴(kuò)展(zhǎn)預留條件(jiàn)。配電通(tōng)過(guò)插接(jiē)箱(xiāng)實現，支(zhī)持(chí)在綫熱插拔，用(yòng)電需求可以(yǐ)隨時(shí)隨(suí)需(xū)增減，而不涉(shè)及大的工程改(gǎi)動，在(zài)不(bù)影(yǐng)響其他正在(zài)運行(háng)的(dí)機櫃設備(bèi)的(dí)前提下，可(kě)在同(tóng)一(yī)條(tiáo)母綫(xiàn)槽上(shàng)實現單相，三(sān)相(xiāng)轉(zhuǎn)換。正因為這(zhè)些優點(diǎn)，隨(suí)著大(dà)規模數(shù)據(jù)中(zhōng)心(xīn)機房建設(shè)。

圖4 智能小母(mǔ)綫供電方案(àn)平麵圖(tú)

5，結束語(yǔ)

近些年，智能小母(mǔ)綫配(pèi)電(diàn)方案(àn)還沒得(dé)到大規模的普及(jí)和應用(yòng)，但是隨著目前(qián)IDC大(dà)型數(shù)據國(guó)家(jiā)“十(shí)四(sì)五(wǔ)”規(guī)劃中(zhōng)碳(tàn)達峰，碳(tàn)中(zhōng)和(hé)的戰(zhàn)略定位(wèi)也是一致(zhì)的。筆者相信在不久(jiǔ)的將來，智能小(xiǎo)母綫配電方(fāng)式會(huì)得(dé)到大規模的應(yīng)用，也會隨(suí)著(zhuó)設計的(dí)不斷(duàn)*成為一(yī)種(zhǒng)主流。

6，安(ān)科瑞(ruì)智能小母綫解(jiě)決(jué)方(fāng)案

  安科瑞(ruì)智(zhì)能(néng)母(mǔ)綫(xiàn)監(jiān)控產品(pǐn)分(fēn)為(wéi)交(jiāo)流和(hé)直流母(mǔ)綫監(jiān)控(kòng)兩類(lèi)，包(bāo)括始端(duān)箱監測模塊，插(chā)接(jiē)箱(xiāng)監測模(mó)塊以及(jí)觸摸屏，另外(wài)還可以搭(dā)配(pèi)母(mǔ)綫槽連接(jiē)器(qì)紅外(wài)測溫(wēn)模塊(kuài)用(yòng)於(yú)監(jiān)測(cè)母綫(xiàn)槽(cáo)的(dí)運行(háng)溫度(dù)，確(què)保母綫(xiàn)槽配電安全。

6.1，係統結(jié)構(gòu)

6.2，係統功能

6.2.1主(zhǔ)菜單

用(yòng)戶登錄進(jìn)入主(zhǔ)菜單(dān)頁麵，主菜單上顯示(shì)有數據(jù)采(cǎi)集(jí)，報警查(chá)詢(xún)，參數設置(zhì)和幫(bāng)助(zhù)四個板塊，點(diǎn)擊任(rèn)意(yì)板塊可進(jìn)入(rù)對應(yīng)界麵進(jìn)行(háng)數(shù)據(jù)查看(kàn)及參(cān)數(shù)，功能編(biān)輯(jí)。

6.2.2實時監測(cè)

在(zài)主(zhǔ)頁點擊數據采(cǎi)集按鈕後，進(jìn)入係(xì)統圖界(jiè)麵，係(xì)統實時(shí)顯(xiǎn)示(shì)每一路的三相總電(diàn)壓(yā)及(jí)各(gè)個插接(jiē)箱，始端箱(xiāng)的電壓情(qíng)況(kuàng)。

6.2.3 基本參數界(jiè)麵

顯示(shì)電壓，電流，功率(shuài)，電能等(děng)電(diàn)參數數(shù)據(jù)，在設備地址旁邊的(dí)輸(shū)入(rù)框輸入本箱子(zǐ)對應的儀表地(dì)址，即可實現對(duì)箱(xiāng)子(zǐ)中(zhōng)儀(yí)表數據(jù)的(dí)采(cǎi)集。

6.2.4 諧波數據(jù)

係統通(tōng)過(guò)智(zhì)能小母(mǔ)綫監(jiān)控係統(tǒng)，采(cǎi)集諧(xié)波(bō)參數，分(fēn)析各(gè)回(huí)路(lù)是(shì)否(fǒu)存在諧(xié)波，並(bìng)分析(xī)諧(xié)波(bō)次數，通過點擊(jī)“箭頭”可以(yǐ)左右切(qiē)換各(gè)個插(chā)接(jiē)箱，始端箱(xiāng)的2-63次(cì)諧波(bō)數據
；

6.2.5 需量(liáng)閾(yù)值(zhí)

顯示(shì)電(diàn)壓，電(diàn)流，功(gōng)率(shuài)的(dí)需(xū)量閾值及發(fā)生時間，根據(jù)數(shù)據分(fēn)析，調整(zhěng)數據(jù)中(zhōng)心機(jī)房(fáng)的用電負荷，根據(jù)實際用(yòng)電(diàn)情(qíng)況調(tiáo)整變壓(yā)器(qì)容(róng)量(liáng)，或者(zhě)通過人(rén)為(wéi)幹(gān)預(yù)，降(jiàng)低(dī)需量(liáng)閾(yù)值，保障供(gōng)電(diàn)連續性和(hé)穩定性(xìng)。

7.2.6 電能查詢(xún)

電能情況(kuàng)可(kě)以(yǐ)查詢上12月份(fèn)的每個月用(yòng)電量，上一年(nián)總(zǒng)用電量，本(běn)年已(yǐ)用(yòng)電(diàn)量(liáng)，根據選擇不同(tóng)時間查詢(xún)電能值。通(tōng)過時(shí)間對(duì)比，區域對比，分析(xī)出(chū)合(hé)適的用電方案，節(jié)能降耗，降(jiàng)低PUE值(zhí)。

7.3 配(pèi)置方案

8，結(jié)語

本文(wén)介(jiè)紹了(liǎo)數據(jù)中心(xīn)行業(yè)發展(zhǎn)需求(qiú)。

參(cān)考文(wén)獻：

[1]中國電子(zǐ)工(gōng)程(chéng)設計院.GB 50174-2017數據中(zhōng)心設(shè)計規範(fàn)[S].北京(jīng)：中國(guó)計劃(huá)出(chū)版(bǎn)社，2017.

[2]中(zhōng)國航空規(guī)劃(huá)設計研究總院(yuàn)有限公(gōng)司(sī).工(gōng)業(yè)與民用供配(pèi)電(diàn)設(shè)計手冊[M].北京(jīng)：中國(guó)電(diàn)力(lì)出(chū)版社(shè)，2016.

[3]謝(xiè)昆(kūn).淺析(xī)機架(jià)母綫配電技(jì)術(shù)在數據中心機(jī)房(fáng)的應用[J].信息通信，2019(10):79-81.

[4]何(hé)鑫.某(mǒu)數(shù)據中(zhōng)心(xīn)小(xiǎo)母綫配電係統(tǒng)的(dí)應(yīng)用[J].智能(néng)建築.2023(03)

[5]安(ān)科瑞企業微電網設(shè)計與應用手冊.2022.05版(bǎn)。