智能母線的供電方案在不間斷電源(Uninterruptible Power System,UPS)出線柜之后不需要再敷設線纜或設置配電設備,而是直接串接智能母線槽,并配合接插單元為每臺負載機箱內裝置供電。數(shù)據(jù)中心智能母線采用樹干式的供配電系統(tǒng),每列機柜均通過兩條母線槽供電,且地板下及機柜上沒有電纜橋架,便于管理維修。列頭柜供電系統(tǒng)如圖 1 所示,智能母線供電系統(tǒng)如圖2所示。
圖 1 列頭柜供電系統(tǒng)(2N)
圖 2 智能母線供電系統(tǒng)(2N)
2?智能母線的優(yōu)勢
(1)部署簡單,易于擴展。傳統(tǒng)配電方式中,列頭配電柜到各機柜間均采用線纜一對一連接,需要鋪設大量電纜和電纜承載橋架。工程實施時需要根據(jù)機柜間隔單剪、鋪設、捆扎或連接每一根電纜,不僅施工量大、周期長,而且未來新增回路需要增加鋪設線纜。智能母線部署簡易快捷,僅需將母線槽安裝到所有規(guī)劃設備的上方,無需鋪設大量電纜,可以
通過插接箱就近供電,部署周期為1～2周。插接箱位置可調,IT 機柜電源分配單元(Power Distribution Unit,PDU)插頭可以直接插入到母線插接箱中,無復雜接線工作。除此之外,智能母線配置熱插拔插接箱,可以在線熱插拔。當機房需要增加新的回路時,只需要增加相應輸出回路的插接箱,直接在線插拔就可以實現(xiàn)擴容,無需對母線槽進行新的調整。智能母線構成如圖 3 所示。
圖 3 智能母線構成圖
(2)供電靈活,快速可靠。智能母線供配電模式更加適合現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心發(fā)展的趨勢,在安全可靠的基礎上,還具備靈活、快速的優(yōu)點。傳統(tǒng)配電柜里的電纜和開關都是定額化的,如果 IT 設備使用的電功率增加,就需要重新布放電纜和更換開關等。智能母線可根據(jù) IT 負荷實際需要的電功率自動分配,提高了供電的靈活性。采用智能母線方式無需機柜強電電纜橋架等物理設備,如圖4所示,提高了空調送風效率。此外,智能母線所有的產品都是模塊化設計,符合現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心快速靈活部署的要求。
圖 4 已經敷設完成的電纜橋架
(3)具有完善的配電監(jiān)控。智能母線供電方式具有與精密列頭柜同樣的智能監(jiān)控功能,可以監(jiān)測插接箱內每條一回路中的相關信息,包括壓力、流量、輸出功率、電能、諧波以及溫度等。智能母線監(jiān)控系統(tǒng)配置通信接口,可以將所有監(jiān)控數(shù)據(jù)上傳給后臺動環(huán)平臺。
(4)節(jié)約機房面積,提高收益。采用智能母線供電無需配置強電列頭柜,節(jié)約了強電配電設備占用空間,可以增加 IT 機柜的安裝數(shù)量,提高了機房利用率和經濟收益。
(5)安全性高,使用壽命長。智能母線采用“金屬外殼+絕緣護套+銅芯母排"結構,電氣穩(wěn)定性更強,同時也擁有良好的散熱性能,有效避免了由熱沉積引起的點老化,延長了使用壽命。
3?智能母線收益分析
從經濟效益方面分析,智能母線也具有一定的競爭優(yōu)勢。雖然智能母線相對于列頭柜方案投資成本較高,但是使用智能母線時無需配置交流列頭柜,原有交流列頭柜的安裝位置可以供資源機柜使用,大大提高了實際收益。
以安徽省某數(shù)據(jù)中心為例, 其建筑面積約8000m2,采用常規(guī)供電方式時可以布置機架1 040架、交流列頭柜 64 架,交流列頭柜設備采購及安裝費用約為 192 萬元,列頭柜至IT 機柜配電線纜投資約為100 萬元,總投資約為 292 萬元。在同樣規(guī)模下,使用智能母線代替交流列頭柜后,智能母線的設備采購及安裝費用約為 570 萬元,投資比常規(guī)供電方式多出278 萬元。但使用智能母線方式供電時,無需交流列頭柜,該數(shù)據(jù)中心可使用IT機架增加 64 架。參考該單位過去3年的機架銷售數(shù)據(jù),單機柜外租平均費用約為0.5萬元 / 月,每月可增加收入 32 萬元。此時計算投資回報周期為 278÷32 ≈ 9月,即在9個月以內就能收回多出的投資。數(shù)據(jù)中心一般運行周期為15年,使用智能母線可以為該建設單位增加收益約為5472 萬元。
4 安科瑞精密配電及監(jiān)控系統(tǒng)解決方案
4.1 概述
隨著數(shù)據(jù)中心的迅猛發(fā)展,數(shù)據(jù)中心的能耗問題也越來越突出,有關數(shù)據(jù)中心的能源管理和供配電設計已經成為熱門問題,高效可靠的數(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,降低設備能耗的有效方式。要實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心的節(jié)能,首先需要監(jiān)測每個用電負載,而數(shù)據(jù)中心負載回路非常的多,傳統(tǒng)的測量儀表無法滿足成本、體積、安裝、施工等多方面的要求,因此需要采用適用于數(shù)據(jù)中心集中監(jiān)控要求的多回路監(jiān)控裝置。
4.2 應用場所
適用于運營商、金融、政府、互聯(lián)網、企業(yè)等數(shù)據(jù)中心。
4.3 系統(tǒng)結構
1)交流
2)直流
4.4 系統(tǒng)功能
1)主頁
開機進入主頁,包含進線參數(shù)、開關狀態(tài)、出線參數(shù)、報警查詢等功能,按按鈕可進入各功能界面查看。
2)進線參數(shù)監(jiān)測
監(jiān)測主路的三相電壓、電流、系統(tǒng)頻率;各項及總的有功功率,無功功率,視在功率,功率因數(shù),有功電能、無功電能;電流、電壓不平衡度;電流、電壓諧波含量;最大需量。
3)出線參數(shù)監(jiān)測
分支回路的電壓、電流、有功功率、有功電能、功率因數(shù)額定電流設置、各相電流值;
負載百分比;最大需量。
4)開關狀態(tài)
左側一列為主路開關狀態(tài),主路跳閘SD狀態(tài)、主路防雷開關狀態(tài)、主路防雷故障點狀態(tài),默認為無源檢測點,分閘為綠色,合閘為紅色。主路右側的皆為支路開關狀態(tài);默認為有源檢測點,合閘為紅色,分閘為綠色。
5)報警查詢
當前報警界面可查看實時報警和歷史報警;開關量動作告警;任意數(shù)據(jù)的定時存儲;進線過電流2段閥值越限告警,可任意設定告警值;進線過壓、欠壓、缺相、過頻率、低頻率越限告警; 聲光告警功能。
4.5 系統(tǒng)硬件配置
5 安科瑞智能母線監(jiān)控解決方案
5.1 概述
數(shù)據(jù)中心IT服務器配電傳統(tǒng)采用精密配電柜,占用空間較大,配電線纜多,新增設備不便,為了節(jié)省面積,智能小母線方案由于不占用機房面積、可按需靈活插拔,受到很多數(shù)據(jù)中心的青睞,被越來越多的應用。
安科瑞智能母線監(jiān)控產品分為交流和直流母線監(jiān)控兩類,包括始端箱監(jiān)測模塊、插接箱監(jiān)測模塊以及觸摸屏,另外還可以搭配母線槽連接器紅外測溫模塊用于監(jiān)測母線槽的運行溫度,確保母線槽配電安全。通過標準網線手拉手簡單組網,可以實現(xiàn)任意插接箱檢修或更換時不影響其他在線運行的插接箱的數(shù)據(jù)上傳通訊。
5.2 應用場所
適用于運營商、金融、政府、互聯(lián)網、企業(yè)等數(shù)據(jù)中心
5.3 系統(tǒng)結構
5.4 系統(tǒng)功能
1)實時監(jiān)測
在主頁點擊數(shù)據(jù)采集按鈕后,進入系統(tǒng)圖界面:此界面顯示了每個箱子的電壓。
2)基本參數(shù)界面
顯示電壓、電流、功率、電能等電參數(shù)數(shù)據(jù),在設備地址旁邊的輸入框輸入本箱子對應的儀表地址,即可實現(xiàn)對箱子中儀表數(shù)據(jù)的采集。
3)諧波數(shù)據(jù)
通過點擊“箭頭"來左右切換2-63次諧波數(shù)據(jù)。
4)最大需量
顯示電壓、電流、功率的最大需量的數(shù)值及發(fā)生時間。
5)電能查詢
電能情況可以查詢上12月份的每個月用電量、上一年總用電量、本年已用電量、根據(jù)選擇不同時間查詢電能值。
5.5系統(tǒng)硬件配置
6.結論
信息時代背景下,大規(guī)模集群式數(shù)據(jù)中心越來越多,在建設規(guī)模快速擴大的基礎上,對部署速度和節(jié)能效果也提出了更加苛刻的要求?；诖?需要進一步加強模塊化、智能化、綠色化的數(shù)據(jù)中心建設,通過對智能母線等高效產品的應用,進一步降低數(shù)據(jù)中心總體能耗,縮短部署時間。
更新時間：2024-03-14 
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