"东数西算"新基建提速！机柜级智能配电如何助力数据中心低碳转型？

程瑜 187 0211 2087

安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要：对数据*心机房列头柜配电方式特征和问题进行深入研究，分析机房末端配电安全性及可用性，主要阐述了数据*心机柜配电新模式。

关键词：数据*心；机房机柜；配电模式

一、原始配电方案

*密配电柜配电是原始数据机房柜选用的主要形式，也称之为*密列头柜配电方案。*密配电柜可以分配和收集数据*心机房能源末端信息，属于一种智能配电柜。为IT/CT设备提供电能和能源依据，经表示，可以对电能数据和质量进行控制。利用通讯技术将信息上传到环境监控系统中，能够合理监控整个配电系统的运行情况。如图1所示，原始机房配电布局图。

图1原始机房配电布局图

将列头柜安放在各个列机柜前端，此配电柜不但具有配电与智能监控效果，同时选择集成高、可靠性强的计算机主板，对每一项运行数据进行实时监控，和原始配电柜相比，节省了大量空间，使容积率有所提升。在方案中，各个机柜的PDU配电条都应借助线缆获取列头柜电源，它和配电拓扑属于对应关系。

机房机柜方案问题

（一）生命周期成本问题

通常状况下，对后期业务发展所造成的影响以及用电功率的提升是用户在设计前期需要考虑的*点问题，因此在方案设计之前通常会做大冗余量。然而通过调查察觉，用户方案设计容量、用户设备预计负载量和用电设备负载量之间的差异性非常明显。从整体上看，当前已经建成的数据*心机房的负载率达不到预期设计容量的一半。很多用户反映，能够制定出一种可以一边成长一边投资的方案，从而提高资源利用率。

（二）空间利用率问题

通常在城市*心商务区建设大型数据*心集的较多，其租金不菲，空间能源珍贵。针对本区域即将翻新或建造数据*心的用户来讲，怎样提升设备空间利用率是目前需要解决的*点问题。现代IT服务器渐渐朝着小型化方向发展，假如物理基础设施依旧维持传统肥胖体质将增加数据*心运营效率的提升难度。用户期望可以减少基础物理设施的占地面积，关于此类问题很难在列头柜配电方案中实现。

（三）灵活性问题

随着互联网的不断发展与创新，在某种程度上增加了市场变化率，一部分业务大概在一年内就会爆发，假如还坚持使用原始数据机房建设模式，就有可能在建设初期与*佳使用时间失之交臂，所以业务的成功与否取决于时间，周期较长的数据*心建设是不可行的。怎样提高服务器设备的供电质量、怎样加快设计与建造数据*心周期是用户长期效益的主要内容，二者缺一不可。当前我国数据*心建设时间因为系统进度和要求不同，建设周期通常在3-18个月之间。

三、配电新模式

（1）母线槽配电方案。现阶段，轨道滑触式母线槽配电方案与固定式母线槽配电方案是数据*心智能母线槽配电方案的主要类别。二者本质上的区分在于轨道式母线槽内装有滑触导轨，插接箱能够在母线上轻松滑过，以便满足机柜位置的摆放要求。固定式母线槽配电方案其母线槽属于标准化密集插接口设计，从根本上符合高密度、多样化机柜陈列要求。

（2）安装方式。安装母线槽过程极为便捷，不用任何独特工艺，使用工业连机器插接箱便可。针对地板安装方案来说，通常留有500毫米的高度，而机柜上方则留有1000毫米的高度，这样便符合母线安装标准。在专门的支架上将母线固定好，母线和数据电缆之间的距离没有任何标准。

（3）能效管理系统。母线槽干线配电环节的实现、电能动态监控管理和远程报警及控制功效的实现都可通过数据*心智能母线槽配电方案来完成。如图2所示，系统数据流程图。

将断路器安置在母线智能插接箱内，起到一定的保护作用，与此同时加强电能监测力度，对电流、电压、电量及功率进行监视，了解和掌握各个机柜PDU的运行情况，完成机柜*密监控与作用管理任务。完成故障报警，监测电能质量，例如谐波含量和负载数据，将监测到的数据聚集在PLC处，利用PLC连接通讯协议接口和BMS，借助BMS可随时观测到数据*心机房的运行情况，不管哪个监测点发生问题，都能在系统界面上搜寻相应编码，便于工作人员及时作出调整，减轻维修难度。

图2数据*心监控数据流程图

四、安科瑞*密配电及监控系统解决方案

1概述

随着数据*心的迅猛发展，数据*心的能耗问题也越来越突出，有关数据*心的能源管理和供配电设计已经成为热门问题，*效可靠的数据*心配电系统方案，是提高数据*心电能使用效率，降低设备能耗的有效方式。要实现数据*心的节能，首先需要监测每个用电负载，而数据*心负载回路非常的多，传统的测量仪表无法满足成本、体积、安装、施工等多方面的要求，因此需要采用适用于数据*心集中监控要求的多回路监控装置。

2应用场所

适用于运营商、金融、政府、互联网、企业等数据*心

3系统结构

1）交流

4系统功能

1）主页

开机进入主页，包含进线参数、开关状态、出线参数、报警查询等功能，按按钮可进入各功能界面查看。

2）进线参数监测

监测主路的三相电压、电流、系统频率；各项及总的有功功率，无功功率，视在功率，功率因数，有功电能、无功电能；电流、电压不平衡度；电流、电压谐波含量；*大需量。

3）出线参数监测

分支回路的电压、电流、有功功率、有功电能、功率因数额定电流设置、各相电流值；

负载百分比；*大需量。

4）开关状态

左侧一列为主路开关状态，主路跳闸SD状态、主路防雷开关状态、主路防雷故障点状态，默认为无源检测点，分闸为绿色，合闸为红色。主路右侧的皆为支路开关状态；默认为有源检测点，合闸为红色，分闸为绿色。

5）报警查询

当前报警界面可查看实时报警和历史报警；开关量动作告警；任意数据的定时存储；进线过电流2段阀值越限告警，可任意设定告警值；进线过压、欠压、缺相、过频率、低频率越限告警;声光告警功能。

5系统硬件配置

名称	图片	型号	功能
*密电源管理系统软件

	ACREL-AMC1000	一次图显示、进线、出线回路所有电参量监测；回路开关状态监测及报警；负载百分比显示；不平衡度检测；电流两段式报警；事件记录；数据定时存储转发。
*密配电柜		ANDPF	电源分配列柜。为IT机柜提供网络布线传输服务和配电管理。 分为交流和直流列头柜两类。
双路交流进线监测模块

	AMC100-ZA	监测A+B双路三相交流进线回路的全电量参数、8路开关状态监测、2路报警输出、2路漏电监测、1路温湿度检测、3路RS485通讯、2-63次谐波
双路交流出线监测模块		AMC100-FAK30	监测A+B双路交流出线共30分路的全电参量参数和开关状态（有源），1路485通讯
双路交流出线监测模块		AMC100-FAK48	监测A+B双路交流出线共30分路的全电参量参数和开关状态（有源），1路485通讯
双路直流进线监测模块

	AMC100-ZD	监测A+B双路三相直流进线回路的全电量参数、8路开关状态监测、4路报警输出、1路温湿度检测、3路RS485通讯
双路直流出线监测模块		AMC100-FDK30	监测A+B双路交流出线共30分路的全电量参数和开关量状态(有源）、1路RS485通讯
双路直流出线监测模块		AMC100-FDK48	监测A+B双路交流出线共48分路的全电量参数和开关量状态（有源）、1路RS485通讯
触摸显示屏

	ATP007kt	实时显示*密配电柜进出线的电压、电流、功率、电能、电能质量、开关状态等。
双路交流进线监测模块

	AMC16Z-ZA	监测A+B双路三相交流进线回路的全电量参数、6路开关状态监测、2路报警输出、2路漏电监测、1路温湿度检测、1路RS485通讯、相序检测
双路直流出线监测模块		AMC16Z-FAK24	监测A+B双路交流出线共24分路的全电量参数和开关量状态、1路RS485通讯、相位调整
双路直流出线监测模块		AMC16Z-FAK48	监测A+B双路交流出线共48分路的全电量参数和开关量状态、1路RS485通讯、相位调整
双路直流进线监测模块

	AMC16Z-ZD	监测A+B双路三相直流进线回路的全电量参数、6路开关状态监测、2路报警输出、2路漏电监测、1路温湿度检测、1路RS485通讯、相序检测
双路直流出线监测模块		AMC16Z-FDK24	监测A+B双路交流出线共48分路的全电量参数和开关量状态、1路RS485通讯、相位调整
电流互感器

	AKH-0.66-W	用于列头柜进出线回路电流采集。
霍尔传感器		AHKC-F-XXXA/5V	监测主路电流，孔径43*13

五、结语

综上所述，随着经济建设的不断发展，在一定程度上促进了信息技术的发展进程，信息时代接踵而来。基于大数据背景下，数据量明显增加，拓宽了数据*心规模。面积广、密度高、级别高的数据*心会随之出现，对配电系统标准也会有所增加，除了符合基本供电要求外，还要熟悉机房运行情况，例如损耗、安装警示、发生风险等。原始配电方案已经不能满足用户的所有要求，数据*心*末端的配电要借助实用性强、安全性高、机敏性强的配电支架来完成。相信，智能母线槽配电系统就是一个不错的选择。

参考文献

[1]肖波.数据*心供配电系统设计理念[J].通讯世界,2015(7):91.

[2]周涛.数据*心项目的规划探讨[J].电子世界,2015(13):4-5.

[3]吴刚.探讨数据*心机房机柜配电新模式

[4]数据*心解决方案样本2022.04版

审核编辑 黄宇