智能母线系统在数据中心末端供电的应用

时间：2022-09-19作者：安科瑞电气股份有限公司浏览：209

周晓丽
安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定201801
 
前言
      数据中心末端智能母线通过现代通信网络监控技术，实时监控母线的温升、电能运行参数等数据，并对采集的实时数据进行分析处理和存储，上传至数据中心ECC监控中心，发出告警及报警信息，通过音频及可视化的界面对话窗口告知运营管理人员，及时排查故障。
      数据中心末端智能母线供电系统相对于传统的配电列头柜加电力电缆有更大的优势。配电列头柜加电力电缆末端配电方式是由UPS输出配电柜引电力电缆至列头柜，经主路断路器控制开关控制各分路断路器开关，最终至IT设备机柜 PDU插排供电，若配电列头柜电能参数监控单元出现故障，导致相应配电列头柜所带载的机柜失去监控，故存在单点隐患，若期间服务器发生宕机，不能有效及时处理，产生严重后果。
 
 
1、末端供电智能母线系统架构及特点
      数据中心未端供电智能母线架构图如图 1所示。


图1 数据中心未端供电智能母线架构图
      母线优点：轨道式主体结构，简单明了，安全性高;插接箱旋转式插接，带电插拔，安装快捷；母线干线上随处可插接插接箱，灵活性强;双零线结构，更好地应对谐波效应；全电参量智能检测模块单元，保证未端供电系统可靠、安全、智能。
      插接箱单元特点：旋转式插接，***工具；磷铜卷口弹性插脚;可任意选装1 P/2P/3P开关；可以实现一拖一或者一拖多设置(单极开关单机柜，三极开关三机柜)；内装有电压、电流等电能参数监测模块。
 
2、配电列头柜电力电缆与智能母线末端供电对比
  数据中心末端供配电系统平面图如图2所示。
 


 
                                                                                                  图 2 数据中心末端供配电系统平面图
      数据中心未端配电列头柜采用放射式的供配电系统，UPS总输出配电柜直接放射敷设至配电列头柜及|T设备柜。其优点是各负载之间独立受电，若发生系统故障，切除故障回路，缩小停电范围，不影响其他回路，完全满足国家相应规范对|T设备重要负荷的用电技术要求。其缺点是分支线路多、有色金属导体消耗量大、施工安装工艺复杂、系统可扩展性差，不能满足不同业务的用电容量需求，分期实施时需要把末端电力线缆一次敷设到位，系统灵活性差。此外，传统配电列头柜加电力电缆形式的供配电系统中，配电列头柜需要占用数据中心的空间资源。
      数据中心配电列头柜电力电缆拓扑图如图3所示。缺点:线缆地板下铺设工期长、难度大，且后期检修、管理困难;列头柜空间有限，后期变更的灵活性较差;线缆密集铺设，容易聚集温升，有火灾隐患;线缆架空地板下铺设，影响制冷效果;列头柜占用机柜位置，造成土地成本浪费。


                                                        图3 数据中心配电列头柜电力电缆拓扑图
      数据中心智能母线供配电系统采用树干式的供配电系统，UPS总输出配电柜至各IT设备机柜之间采用两条干线(智能母线)连接的配电方式。其优点是消耗的有色金属导体量相对较少、安装施工快捷方便、即插即用、系统扩展灵活，可满足不同承租用户的个性化业务用电容量，易于扩展与变更。与电力电缆相比，智能母线可靠性更高、工程生命周期长，并且可重复利用。其缺点是智能母线主干线发生故障时，影响范围大，但母线干线的故障概率很低。数据中心未端配电智能母线拓扑图如图4 所示。优点：取消配电列头柜，节约占地面积，争取了更多的盈利性机柜；开关控制及数据采集分布于始端箱和各插接箱，避免互相影响；避免了强电在架空地板下敷设，主动发热少，对制冷造成的负担小，有效降低数据中心能耗和PUE值；安装方便快捷，工期大大缩短；插接箱模块化，实现分支数量及容量随时调整；内部均为铜排输电，安全性能更高。


                                                                          图4 数据中心未端配电智能母线拓扑图
 
 
3、安科瑞智能母线监控系统解决方案
      AMB智能母线监控系统是针对母线的智能监控要求而设计的一套完整的解决方案，包括始端箱检测模块、插接箱检测模块、本地监控系统等，集成了常规电力参数的测量、电能监测和考核管理，同时具有在线报警功能，可以实时监测母线接口温度，采用 RS485有线或lora无线通讯方式，方便可靠的将监测数据上传至本地监控系统或者是后台动环监控系统，确保系统安全可靠运行。
3.1智能母线监控系统架构图如图5所示。
 


                                                     图5 智能母线监控系统架构图
 
3.2智能母线监控系统相关硬件介绍


 
3.3智能母线监控系统触摸屏界面
      智能母线监控系统触摸屏主界面如图6所示。


 
                                            图6 智能母线监控系统触摸屏主界面
      智能母线监控系统触摸屏子界面如图7所示。


 
                                                        图7 智能母线监控系统触摸屏子界面
 
3.4后台系统软件介绍
     安科瑞能效管理系统可以监测数据中心中所有数据，如：集成电力监控、电源备自投、电气接点测温、智能照明控制、电能质量监测及治理、蓄电池在线监测、精密配电监控、智能母线监控以及消防监控等多种子功能。
      通过一体化融合监控平台提高运维效率、降低运营成本、实现绿色低碳、节能降耗、提升PUE值。
 
参考文献：
（1）数据中心末端供电智能母线系统设计应用.2022.03
（2）安科瑞数据中心综合解决方案样本.2022.03
 
 
作者简介：
周晓丽，女，现任职于安科瑞电气股份有限公司，主要从事数据中心相关产品的研发及应用。
 
 


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