智能母線系統在數據中心末端供電的應用

前言

數據中心末端智能母線通過現代通信網絡監控技術，實時監控母線的溫升、電能運行參數等數據，并對采集的實時數據進行分析處理和存儲，上傳至數據中心ECC監控中心，發出告警及報警信息，通過音頻及可視化的界面對話窗口告知運營管理人員，及時排查故障。

數據中心末端智能母線供電系統相對于傳統的配電列頭柜加電力電纜有更大的優勢。配電列頭柜加電力電纜末端配電方式是由UPS輸出配電柜引電力電纜至列頭柜，經主路斷路器控制開關控制各分路斷路器開關，最終至IT設備機柜 PDU插排供電，若配電列頭柜電能參數監控單元出現故障，導致相應配電列頭柜所帶載的機柜失去監控，故存在單點隱患，若期間服務器發生宕機，不能有效及時處理，產生嚴重后果。

1、末端供電智能母線系統架構及特點

數據中心未端供電智能母線架構圖如圖 1所示。

圖1 數據中心未端供電智能母線架構圖

母線優點：軌道式主體結構，簡單明了，安全性高;插接箱旋轉式插接，帶電插拔，安裝快捷；母線干線上隨處可插接插接箱，靈活性強;雙零線結構，更好地應對諧波效應；全電參量智能檢測模塊單元，保證未端供電系統可靠、安全、智能。

插接箱單元特點：旋轉式插接，無需專用工具；磷銅卷口彈性插腳;可任意選裝1 P/2P/3P開關；可以實現一拖一或者一拖多設置(單極開關單機柜，三極開關三機柜)；內裝有電壓、電流等電能參數監測模塊。

2、配電列頭柜電力電纜與智能母線末端供電對比

數據中心末端供配電系統平面圖如圖2所示。

圖 2 數據中心末端供配電系統平面圖

數據中心未端配電列頭柜采用放射式的供配電系統，UPS總輸出配電柜直接放射敷設至配電列頭柜及|T設備柜。其優點是各負載之間獨立受電，若發生系統故障，切除故障回路，縮小停電范圍，不影響其他回路，滿足國家相應規范對|T設備重要負荷的用電技術要求。其缺點是分支線路多、有色金屬導體消耗量大、施工安裝工藝復雜、系統可擴展性差，不能滿足不同業務的用電容量需求，分期實施時需要把末端電力線纜一次敷設到位，系統靈活性差。此外，傳統配電列頭柜加電力電纜形式的供配電系統中，配電列頭柜需要占用數據中心的空間資源。

數據中心配電列頭柜電力電纜拓撲圖如圖3所示。缺點:線纜地板下鋪設工期長、難度大，且后期檢修、管理困難;列頭柜空間有限，后期變更的靈活性較差;線纜密集鋪設，容易聚集溫升，有火災隱患;線纜架空地板下鋪設，影響制冷效果;列頭柜占用機柜位置，造成土地成本浪費。

圖3 數據中心配電列頭柜電力電纜拓撲圖

數據中心智能母線供配電系統采用樹干式的供配電系統，UPS總輸出配電柜至各IT設備機柜之間采用兩條干線(智能母線)連接的配電方式。其優點是消耗的有色金屬導體量相對較少、安裝施工快捷方便、即插即用、系統擴展靈活，可滿足不同承租用戶的個性化業務用電容量，易于擴展與變更。與電力電纜相比，智能母線可靠性更高、工程生命周期長，并且可重復利用。其缺點是智能母線主干線發生故障時，影響范圍大，但母線干線的故障概率很低。數據中心未端配電智能母線拓撲圖如圖4 所示。優點：取消配電列頭柜，節約占地面積，爭取了更多的盈利性機柜；開關控制及數據采集分布于始端箱和各插接箱，避免互相影響；避免了強電在架空地板下敷設，主動發熱少，對制冷造成的負擔小，有效降低數據中心能耗和PUE值；安裝方便快捷，工期大大縮短；插接箱模塊化，實現分支數量及容量隨時調整；內部均為銅排輸電，安全性能更高。

圖4 數據中心未端配電智能母線拓撲圖

3、安科瑞智能母線監控系統解決方案

AMB智能母線監控系統是針對母線的智能監控要求而設計的一套完整的解決方案，包括始端箱檢測模塊、插接箱檢測模塊、本地監控系統等，集成了常規電力參數的測量、電能監測和考核管理，同時具有在線報警功能，可以實時監測母線接口溫度，采用 RS485有線或lora無線通訊方式，方便可靠的將監測數據上傳至本地監控系統或者是后臺動環監控系統，確保系統安全可靠運行。

3.1智能母線監控系統架構圖如圖5所示。

圖5 智能母線監控系統架構圖

3.2智能母線監控系統相關硬件介紹

3.3智能母線監控系統觸摸屏界面

智能母線監控系統觸摸屏主界面如圖6所示。

圖6 智能母線監控系統觸摸屏主界面

智能母線監控系統觸摸屏子界面如圖7所示。

圖7 智能母線監控系統觸摸屏子界面

3.4后臺系統軟件介紹

安科瑞能效管理系統可以監測數據中心中所有數據，如：集成電力監控、電源備自投、電氣接點測溫、智能照明控制、電能質量監測及治理、蓄電池在線監測、精密配電監控、智能母線監控以及消防監控等多種子功能。

通過一體化融合監控平臺提高運維效率、降低運營成本、實現綠色低碳、節能降耗、提升PUE值。

參考文獻

[1]數據中心末端供電智能母線系統設計應用.2022.03

[2]安科瑞數據中心綜合解決方案樣本.2022.03