隨著通信網絡的快速發展,各地數據中心的建設變得越來越重要,供電優(you) 先與(yu) 客戶需求滯後的矛盾越來越突出。在數據中心建設之初,無法預測後期客戶的確切電源要求和安裝要求。數據中心完成後,頻繁的客戶更改也將改變電源要求和安裝要求。列頭櫃供電方式已經無法適應數據中心的近遠期建設需求,而機架配電母線的供電方式在解決(jue) 客戶需求變化的問題上具有很高的靈活性。
雖然機架配電母線對於(yu) 數據中心來說還是一個(ge) 較新的概念,但是機架母線供電的概念已經在傳(chuan) 統的電力行業(ye) 中使用數十年了。它提供了一種為(wei) 新機器增加動力的簡便方法,母線配電的方式最近才開始在數據中心中流行起來。這個(ge) 想法最初是由通用電氣公司在20世紀90年代後期引入數據中心市場的。當時,通用汽車推出了一種名為(wei) Starline的鐵路式母線槽係統。在過去十年中,這些產(chan) 品一直在市場上脫穎而出,市場開始慢慢接受這種數據中心的機架配電母線係統。
由於(yu) 其*的性能,母線電源係統在各種電源係統中的使用越來越廣泛。相對於(yu) 電纜供電而言, 機架配電母線係統供電具有集膚效應小、載流量大、安裝快捷簡單,而且母線槽散熱性比電纜更為(wei) 優(you) 良,其安全性,線路可擴展性和線路可維護性是電纜沒辦法比的。同時,采用母線槽係統供電還能合並分支回路,優(you) 化電氣係統,從(cong) 而節約了工程造價(jia) 。
數據中心的機房中,交流UPS供電係統供電場景時,通常在電力機房內(nei) 設置UPS雙總線供電係統 (2N或3N方式),在主機房內(nei) 為(wei) 每列機架配置2個(ge) 列頭櫃,為(wei) 該列每個(ge) 機架內(nei) 的2個(ge) PDU設備配電。機架配電母線的供電方案是:利用“始端箱+母線槽+插接箱",代替“列頭櫃+電纜",為(wei) 設備機櫃供電,機架配電母線係統(含2個(ge) 始端箱、2根母線槽及相應數量的插接箱),分別對該列通信機架內(nei) 的2個(ge) PDU設備配電。
在數據中心的機房中,使用UPS供電場景時,通常在主機房內(nei) 設置UPS雙總線,並在主機房中的每列機架配置兩(liang) 個(ge) 列頭櫃,以將電源分配給列中每個(ge) 機架中的兩(liang) 個(ge) PDU設備。而機架配電母線的供電場景時,則使用“始端箱+母線槽+插接箱"代替“列頭櫃+電纜",為(wei) 設備機櫃供電,機架配電母線係統(包含2根母線槽、2個(ge) 始端箱及相應數量的插接箱),分別對該列通信機架內(nei) 的2個(ge) PDU設備配電。
列頭櫃配電模式時,交流UPS輸出配電屏至列頭櫃、列頭櫃至機架均使用電纜沿電力走線架進行連接;而機架配電母線模式時,UPS輸出配電屏 到始端箱使用電纜連接,沿數據機房電力走線架敷設,插接箱到通信設備PDU和始端箱到插接箱使用母線槽供電使用電纜連接。
①母線幹線單元
母線幹線係統的一個(ge) 單元,它由母線、母線支撐件和絕緣件、外殼、某些固定件及與(yu) 其他單元連接的連接件組成。
② 始端箱
母線幹線單元的線裝置,內(nei) 有斷路器。該裝置進線端采用電力電纜與(yu) 上級低壓配電設備連接,岀線端與(yu) 母線幹線單元固定連接。
③ 端接箱(分接單元)
母線幹線單元的饋出裝置,內(nei) 有斷路器。該裝置進線端與(yu) 母線幹線單元采用插接方式連接,出線端采用航空插頭及電纜與(yu) 機櫃內(nei) PDU連接。
④ 母線幹線彎頭單元
導體(ti) 和外殼設計成安裝時可以轉換方向的一種母線幹線單元。彎頭包括L形彎頭、T形彎頭、Z形彎頭和十字形彎頭。
⑵技術優(you) 勢
機架配電母線機架配電母線具備以下技術特征:節省列頭櫃占地,提高裝機率;便於(yu) 調整分路及容量,柔性配電,避免容量浪費;安裝便捷,母線槽整體(ti) 吊掛,較敷設電纜顯著節省人工;即插即用插接箱,靈活滿足用戶需求變化
本次數據中心機架母線在廣東(dong) 移動湛江數據中心進行試點應用,試點應用機房位於(yu) 3樓302機房,機房5列設備共60架4.4kW數據中心機櫃。
機房內(nei) 每列機櫃上方設立兩(liang) 條機架配電母線,每台機櫃分別從(cong) 對應的兩(liang) 條母線取電實現雙路供電。
機房內(nei) 每列機櫃上方設立兩(liang) 條機架配電母線,每台機櫃分別從(cong) 對應的兩(liang) 條母線取電實現雙路供電。5列機櫃配置10根250A母線槽,即每列機櫃配置2根母線槽(1主1備)。
母線槽始端箱容量380V/250A,母線槽插接箱容量為(wei) 63A x 3路,每個(ge) 插接箱對應三個(ge) 機櫃,並配置3個(ge) 工業(ye) 連接器。
母線槽靠近機櫃後門處安裝,母線槽底部距離機櫃頂部約80CM,背靠背安裝,接插箱采用滑軌式安裝,即插即用,便於(yu) 維護。
各始端箱和各接插箱上配置電量采集裝置,可監控電量、有功功率、無功功率、視在功率、功率因數、三相電壓、三相電流、頻率,電壓電流諧波百分比、負載百分比等電量參數。始端箱和接 插箱監控單元帶LCD顯示屏可直接顯示回路基本參數。
主控箱和各始端箱、接插箱采用Modbus通訊連接,可對始端箱和接插箱所采集的電參數信息進行集中顯示和處理,並將所有監控數據上傳(chuan) 至動環平台。
主要從(cong) 建設成本上對“始端箱+母線槽+終端箱"和“列頭櫃+電纜"兩(liang) 種供電方式做岀經濟評 估對比分析。
①列頭櫃+電纜,建設成本為(wei) 15.4萬(wan) 元(其中列頭櫃5台13.1萬(wan) 元,電力電纜132ml.5萬(wan) 元,走線架及安裝費0.8萬(wan) 元)。
② 始端箱+母線槽+終端箱,建設成本為(wei) 31.7萬(wan) 元(其中端接箱60台16.1萬(wan) 元,母線槽73m共5.6萬(wan) 元,主控箱5台4.1萬(wan) 元,始端箱10台5.9萬(wan) 元)。
③ 以湛江數據中心302機房建設成本來對比:以302機房5列設備共60個(ge) 機架為(wei) 例,列頭櫃的建設方式由於(yu) 有占地麵積,需計算基建建設成本16.5萬(wan) 元,列頭櫃配套投資為(wei) 31.9萬(wan) 元,而機架配電母線的投資為(wei) 31.7萬(wan) 元。
我們(men) 可以從(cong) 建設成本對比看岀兩(liang) 者相差不大,機架配電母線並不增加建設成本,但是數據中心302機房能騰出五個(ge) 位置新建機櫃,按照一個(ge) 機櫃租金為(wei) 5000元/月,數據中心302機房一年可增加30萬(wan) 元的租金收入。如果湛江數據中心一期全部機房都以機架配電母線代替列頭櫃的方式,預計可多建100個(ge) 機櫃,每年可增加超過600萬(wan) 元的收入,經濟效益是非常可觀的。
隨著數據中心的迅猛發展,數據中心的能耗問題也越來越突出,有關(guan) 數據中心的能源管理和供配電設計已經成為(wei) 熱門問題,高效可靠的數據中心配電係統方案,是提高數據中心電能使用效率,降低設備能耗的有效方式。要實現數據中心的節能,首先需要監測每個(ge) 用電負載,而數據中心負載回路非常的多,傳(chuan) 統的測量 儀(yi) 表無法滿足成本、體(ti) 積、安裝、施工等多方麵的要求,因此需要采用適用於(yu) 數據中心集中監控要求的多回路監控裝置。
適用於(yu) 運營商、金融、政府、互聯網、企業(ye) 等數據中心
監測主路的三相電壓、電流、係統頻率;各項及總的有功功率,無功功率,視在功率,功率因數,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。
左側(ce) 一列為(wei) 主路開關(guan) 狀態,主路跳閘SD狀態、主路防雷開關(guan) 狀態、主路防雷故障點狀態,默認為(wei) 無源檢測點,分閘為(wei) 綠色,合閘為(wei) 紅色。主路右側(ce) 的皆為(wei) 支路開關(guan) 狀態;默認為(wei) 有源檢測點,合閘為(wei) 紅色,分閘為(wei) 綠色。
當前報警界麵可查看實時報警和曆史報警;開關(guan) 量動作告警;任意數據的定時存儲(chu) ;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。
數據中心IT服務器配電傳(chuan) 統采用精密配電櫃,占用空間較大,配電線纜多,新增設備不便,為(wei) 了節省麵積,智能小母線方案由於(yu) 不占用機房麵積、可按需靈活插拔,受到很多數據中心的青睞,被越來越多的應用。
安科瑞智能母線監控產(chan) 品分為(wei) 交流和直流母線監控兩(liang) 類,包括始端箱監測模塊、插接箱監測模塊以及觸摸屏,另外還可以搭配母線槽連接器紅外測溫模塊用於(yu) 監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據上傳(chuan) 通訊。
本文機架配電母線在湛江數據中心302機房的建設試用,可使我們(men) 對其產(chan) 品性能和使用特點有更深入的了解,通過對工程實際使用性能和經濟技術指標分析,驗證機架配電母線供電方式在數據中心使用的可行性和必要性。相信隨著機架配電母線大麵積推廣,數據中心能節省更多機房空間來增加裝機量,增加公司的市場運營收入。