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數(shù)據(jù)中心機(jī)房末端配電技術(shù)與應(yīng)用

發(fā)布時(shí)間: 2022-08-18  點(diǎn)擊次數(shù): 603次

安科瑞 繆凱倫

摘要:隨著云計(jì)算、虛擬化信息技術(shù)的快速發(fā)展,互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)也得到了快速發(fā)展,海量數(shù)據(jù)爆發(fā),作為數(shù)據(jù)中心的載體,機(jī)房末端配電的可靠性、穩(wěn)定性和可維護(hù)性直接關(guān)系到IT設(shè)備的安全供電。數(shù)據(jù)中心的末端配電技術(shù)主要有兩種,一種采用列頭柜加電纜配電,另一種是智能小母線配電。列頭柜的需求也在不斷增加。

關(guān)鍵詞數(shù)據(jù)中心;末端配電;列頭柜

1、概述

數(shù)據(jù)中心是國家確定的“新基建"七大領(lǐng)域之一。數(shù)據(jù)中心在國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展中所起的作用越來越重要,數(shù)據(jù)中心已經(jīng)成為了各行各業(yè)的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施,為經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級(jí)提供了重要支撐。數(shù)據(jù)中心要實(shí)現(xiàn)持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行,前提是其供電系統(tǒng)應(yīng)穩(wěn)定可靠、不間斷。當(dāng)前,重要程度高的數(shù)據(jù)中心一般采用2N架構(gòu)的UPS供電方式,以實(shí)現(xiàn)容錯(cuò)要求,供電系統(tǒng)包括高低壓配電、后備發(fā)電機(jī)組、不間斷電源、后備蓄電池、配電等子系統(tǒng),典型的數(shù)據(jù)中心供電系統(tǒng)如圖1所示。從圖1可以看出,終的用電設(shè)備實(shí)現(xiàn)了全程雙路由容錯(cuò)供電。

1 典型數(shù)據(jù)中心2N供電系統(tǒng)圖

2、末端配電

數(shù)據(jù)中心機(jī)房的末端配電一般是指從不間斷電源輸出柜到終用電設(shè)備的配電部分,終用電設(shè)備包括IT設(shè)備、動(dòng)力設(shè)備和照明等。數(shù)據(jù)中心的末端配電接近用電設(shè)備,是整個(gè)供配電系統(tǒng)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié),它的安全可靠十分重要。傳統(tǒng)的末端配電技術(shù)一般采用列頭柜加電纜配電,典型的配電系統(tǒng)如圖2所示。

2 數(shù)據(jù)中心典型配電系統(tǒng)圖

注:系統(tǒng)圖中的方框部分即為末端配電部分。

3、列頭柜配電技術(shù)探討

按照國家規(guī)范的要求,數(shù)據(jù)中心的基礎(chǔ)設(shè)施宜按容錯(cuò)系統(tǒng)配置。當(dāng)數(shù)據(jù)中心的末端配電采用列頭柜加電纜配電時(shí),存在多種方案。以數(shù)據(jù)中心應(yīng)用較多的封閉冷通道為例,配電方案主要有如下4種方案。

3.1 方案一

方案一如圖3所示。

每個(gè)封閉冷通道設(shè)置兩個(gè)列頭柜,分別位于每列的頭部,每個(gè)列頭柜由不同的UPS系統(tǒng)引出,即列頭柜A由2N雙母線系統(tǒng)的UPS系統(tǒng)A引出,列頭柜B由2N雙母線系統(tǒng)的UPS系統(tǒng)B引出。IT機(jī)柜的供電方式為:每個(gè)IT機(jī) 柜 內(nèi) 包 括 兩路PDU,PDU(A)和PDU(B),其中PDU(A)通過 電纜由列頭柜A取電,PDU(B)通過電纜由列頭柜B取電。本供電方案的優(yōu)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)了全程雙回路供電,無單點(diǎn)故障點(diǎn),供電架構(gòu)清晰。缺點(diǎn)是IT機(jī)柜的供電需要跨列引電,布線有一定難度。


3 列頭柜雙柜配電方案

注:圖中僅示出了其中一列機(jī)柜的配電電纜,另一列機(jī)柜同理。

3.1 方案二

方案二的機(jī)柜布置和方案一相同,如圖3所示,但列頭柜的內(nèi)部配置和配電電纜的敷設(shè)不同。具體方案是:每個(gè)封閉冷通道也設(shè)置兩個(gè)列頭柜,列頭柜A和列頭柜 B,但每個(gè)列頭柜內(nèi)部又分為 A、B 兩路,每路由不同的 UPS系統(tǒng)引出,即列頭柜A和列頭柜B內(nèi)的A路由2N雙母線系統(tǒng)的UPS系統(tǒng)A引出,列頭柜A和列頭柜B內(nèi)的 B路由2N雙母線系統(tǒng)的 UPS系統(tǒng)B引出。IT機(jī)柜的供電方式是IT機(jī)柜的兩路PDU均來自于本列的列頭柜,其中PDU(A)來自于本列列頭柜中的 A路,PDU(B)來自于本列列頭柜中的B路;這種供電方式結(jié)構(gòu)清晰,但當(dāng)列頭柜需要擴(kuò)容、更換或移位時(shí),后端IT機(jī)柜的割接難度和工作量較大。

3.3 方案三

方案三和方案二的不同之處僅在于IT機(jī)柜的取電方式不同,即IT機(jī)柜的兩路PDU分別來自于不同的列頭柜,且不同路,第列的IT機(jī)柜的PDU(A)來自于列頭柜A 內(nèi)的A路,PDU(B)來自于列頭柜B內(nèi)的B路;第2列的IT機(jī)柜的PDU(A)來自于列頭柜B內(nèi)的A路,PDU(B)來自于列頭柜A內(nèi)的B路;這種供電方式保證了IT機(jī)柜的供電為全程雙路由,且不存在單點(diǎn)故障點(diǎn),但布線比較復(fù)雜,現(xiàn)場接線容易發(fā)生錯(cuò)誤,可能導(dǎo)致IT機(jī)柜由假雙路電源供電。

3.4 方案四

方案四如圖4所示。


4 列頭柜單柜供電方案

每個(gè)封閉冷通道只設(shè)置1個(gè)列頭柜,位于其中一列的頭部,列頭柜內(nèi)部分為A、B兩路,分別由不同的UPS系統(tǒng)引出。IT機(jī)柜的兩路PDU分別由列頭柜內(nèi)的A路和B路取電。這種方案的優(yōu)點(diǎn)是只占用了一個(gè)機(jī)柜位置,節(jié)約了寶貴的機(jī)房空間資源。缺點(diǎn)是電纜需要跨列敷設(shè),且當(dāng)列頭柜需要維修、擴(kuò)容、更換或移位時(shí),將造成后端所有 IT機(jī)柜斷電。

3.5 列頭柜配電方案對(duì)比

對(duì)上述4種列頭柜配電方案進(jìn)行對(duì)比,如表1所示。


綜合列頭柜的上述4種列頭柜配電方案的優(yōu)、缺點(diǎn),建議采用配電方案一。

4、安科瑞提供的末端交直流監(jiān)控方案

針對(duì)數(shù)據(jù)中心配電柜的IT負(fù)載的不斷變化和快速發(fā)展,也提高了對(duì)于配電柜中監(jiān)測裝置要求,一套可集成各項(xiàng)參數(shù)測量監(jiān)控、且可充分滿足不斷增加的負(fù)載要求的監(jiān)控裝置,成了現(xiàn)代配電柜中的重要指標(biāo)。安科瑞AMC配電監(jiān)控系統(tǒng)可以對(duì)整個(gè)數(shù)據(jù)中心的電流分布和功率分布進(jìn)行全方面的實(shí)時(shí)管理,多可實(shí)現(xiàn)4路進(jìn)線、192路出線的電參數(shù)、進(jìn)出線開關(guān)狀態(tài)、溫度、漏電流等全方面的監(jiān)測。且可根據(jù)用戶需求靈活增加、減少出線測量回路數(shù)。AMC配電系統(tǒng)采用了多回路監(jiān)控裝置,既可以測量進(jìn)線側(cè)三相電流、電壓、有功功率、無功功率、視在功率、功率因數(shù)、頻率,還可同時(shí)檢測出線的電流、有功功率、功率因數(shù)、電能數(shù)據(jù)等。

這樣合理地對(duì)整個(gè)配電單元的電氣參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和記錄,尤其對(duì)其電力消耗有實(shí)時(shí)的了解??梢詽M足用戶對(duì)于電能計(jì)量的要求,為全方面的能耗管理提供了硬件基礎(chǔ),AMC配電監(jiān)控系統(tǒng)支持RS485和TCP/IP協(xié)議傳輸數(shù)據(jù)。

 

 



 

 

5、產(chǎn)品證書

   

6、結(jié)束語

安科瑞列頭柜為網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器等重要設(shè)備提供電力分配、安全保護(hù)、計(jì)量、運(yùn)行管理與提供數(shù)據(jù)級(jí)接地等服務(wù),用于供電可靠性要求較高的不間斷供電領(lǐng)域,以可靠合理的方式,計(jì)算每個(gè)用電負(fù)載的用電量,為數(shù)據(jù)中心的節(jié)能提供合理的依據(jù)。



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