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浅谈数据中心新型配电模式下的配电设计方案

 摘要:随着数字经济的蓬勃发展,各个行业愈加依赖于信息系统,这对信息系统安全、稳定性的运行有较高的要求。与此同时,各行业对计算及相关资源的需求依然保持持续增加的趋势,计算设备和资源数量仍需要保持快速的增长速度,以满足大数据、5G、人工智能和云计算等新兴技术发展需要。因此,在数据中心的建设过程中,限于有限的资源,提高单机柜装机的功率密度,使数据中心单位面积产生更大的价值是很有必要的,打破传统配电模式,驱动新型数据中心配电方式的变革也是势在必行。

关键词:数据中心、数据中心配电

1.行业趋势及用户需求分析

传统的列头柜配电模式在数据中心工程建设和运行维护中存在较多的问题,包括供电线缆、桥架金属消耗量大、施工难度大、占用机房空间、使用寿命短、系统灵活性差、维护检修难度大、影响气流组织等等,而小母线的应用,从某些程度上为用户避免了传统列头柜配电模式的弊端,在新的数据中心建设形势下,有着巨大的优势,展开如下:

1)安装方便、可靠性高

小母线的安装既不需要在空间狭小的地板下进行,又节约了大量的分支电缆敷设及电缆头的制作工作,其安装方式简单又省时省力。此外,由于省去了电缆头的制作,还可以避免电缆接头氧化、接触不良等问题,提高了供电的可靠性和安全性。

2)节省机房空间

小母线体积紧凑,占用空间少,可在机柜上方通过支架或吊架连接安装,省去了列头柜和地板下电缆及电缆桥架所占用的空间,若是对外租赁的机房,还可通过增加机柜数量,来创造额外收益。

3)使用寿命较长

传统的配电模式中列头柜寿命一般在 10-15 年之间,而小母线的使用寿命一般可达 40 年,可以更好地与建筑使用年限相匹配,而不用频繁更换设备、下架信息系统服务器,可摆脱传统列头柜配电模式末端电力调整的不连续性、工程化和周期长等问题。

4)配电灵活、检修方便

相对于固定配电模式的列头柜,小母线可根据机柜实际负载大小进行灵活分配。在安装小母线时,可以预留一定的插接口,插接口可支持热插拔,以便后续容量调整、容量增加,调相、维修等相关操作。

5)安装方式灵活

在安装方式上,除了常见的在机柜上方吊装或支架固定,也可以根据实际需要选择地板下安装、吊顶上安装、嵌入天花板安装等方式。母线槽的形式和分支单元也可以根据客户的需求专门定制。

6)减少气流阻力,提高机房冷却效益

在机柜上方安装的小母线,可以为地板下方腾出较多的空间,对于下送风系统来说,大大减少了空气流通的阻力,降低了空调设备的功耗。同时,防止桥架、电缆等对气流组织的影响,提高了冷风气流的可用性,提高了机房的冷却效益。

7)后继成本低,可提升数据中心的可用性

一方面,小母线使用寿命长、扩容改造方便,降低了后期机房改造的工程建设成本;另一方面,日常运维时,检查及检修方便,节省人力并大大降低平均可恢复时间,提升数据中心的可用性。

 

2. 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全电量测量、2-63次谐波测量、1路漏电流、8路温度、1路湿度、至大需量、 零地电压、2路开关量输入、2路开关量输出,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. 智能母线监控系统功能特点介绍

监控显示单元配备的人机界面,全屏具有LCD显示,且为中文界面,尺寸不小于10英寸的监控显示屏。能监控单元本体具备对测量数据和告警数据的存储功能,断电后告警信息应可以继续保存,保存时间不低于30天,且具备电能历史查询功能,并可更改设置统计月度电能、年度电能,即可输入起止时间,进行任意时间段内的电能统计,数据存储分界时刻为每日的24时、每小时的00时刻。电能数据存储周期为一年。

 

智能监控单元可同时采集始端箱、插接箱和连接器温度所有数据,并直观的显示母线槽的分布情况。在过压、欠压、断路器断开时有相应的声光告警信号,具有可重复性告警不阻塞功能,能够根据所监测电流值产生过流(过载)告警,并以屏幕显示、指示灯和声音形式(可选)输出告警;具有声音告警功能和手动关闭告警音的功能,电流值恢复正常后,告警应能自动恢复。

4. 智能母线监控系统相关硬件介绍

 

参考文献:

(1)小母线配电模式在数据中心的应用研究.2022.03参考文献:

 

(2)安科瑞数据中心综合解决方案样本.2022.03