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王晶晶
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
摘 要:近年來,隨著數(shù)據(jù)中心的迅猛發(fā)展,數(shù)據(jù)中心的能耗問題也越來越突出,有關數(shù)據(jù)中心的能源管理和供配電設計已經(jīng)成為熱門問題,高效可靠的數(shù)據(jù)中心配電系統(tǒng)方案,是提高數(shù)據(jù)中心電能使用效率,降低設備能耗的有效方式。結(jié)合相關技術規(guī)范分析某數(shù)據(jù)中心新舊配電方案的利弊,為新型模塊化機房的設計提供參考。
關鍵詞:數(shù)據(jù)中心 末端配電 列頭柜
1概述
伴隨科技的發(fā)展,數(shù)據(jù)中心的數(shù)量、規(guī)模、功率密度不斷增加,建設等級不斷提高,而配電系統(tǒng)作為數(shù)據(jù)中心重中之重的環(huán)節(jié),斷電或低質(zhì)量的供電都可能造成服務器宕機從而造成損失。如何優(yōu)化設計提高數(shù)據(jù)中心供電的安全可靠性,以確保電子信息系統(tǒng)不間斷穩(wěn)定運行,成為數(shù)據(jù)中心設計者面臨的重要課題。對比傳統(tǒng)供配電方案,是否有更安全經(jīng)濟、運行更穩(wěn)定的供電方案是設計者在意的問題。
2數(shù)據(jù)機房末端配電方案
2.1項目概況
某數(shù)據(jù)中心總建筑面積為1906.24m2,其中數(shù)據(jù)中心總建筑面積為210.6m2,包括1F數(shù)據(jù)機房、1F通信機房。功能區(qū)域包括主機房(機房、通信機房)、管理區(qū)(辦公室、互聯(lián)網(wǎng)設備間等)和輔助用房。
2.2 傳統(tǒng)配電方案一
10kV高壓電源分別由2路不同變電站市電引來,高壓和低壓不聯(lián)絡,第三電源由動力中心柴油發(fā)電機引來,主備用電源和發(fā)電機電源在變壓器出線處切換,保證數(shù)據(jù)中心用電設備可靠用電??紤]單臺發(fā)電機容量遠遠小于2500kW,且發(fā)電機臺數(shù)也未達到10臺以上,故選用0.4kV低壓發(fā)電機組。0.4kV發(fā)電機組中性點應采用直接接地方式,且發(fā)電機星形點之間連接的導體應保證絕緣。數(shù)據(jù)中心共設2套400kVAUPS系統(tǒng),組成2N容錯型系統(tǒng)。雙回路、雙輸出柜可為數(shù)據(jù)中心電子信息設備、工位插座供電。UPS系統(tǒng)的蓄電池可為全部一級負荷提供15min的持續(xù)供電。數(shù)據(jù)中心的服務器單機負荷按照3kW考慮,最大負荷不超過4kW。為避免數(shù)據(jù)中心UPS在電源切換過程中故障影響重要負荷的正常工作,市電與柴油發(fā)電機的切換開關ATS應采用PC級且中性線重疊切換的四級開關。
2.3 新型供配電方案二
隨著技術創(chuàng)新,綠色節(jié)能理念的倡導,國際TGG組織提出了數(shù)據(jù)中心電力使用效率的衡量指標PUE。PUE是數(shù)據(jù)中心消耗的所有能源與IT負載使用的能源之比,是DCIE的反比。PUE=數(shù)據(jù)中心所有設備能耗/IT設備能耗,PUE是一個比值,基準是2,越接近1表明能效水平越好,代表一個數(shù)據(jù)中心的綠色化程度越高。
通過大量數(shù)據(jù)分析得出高壓直流(High?voltagedirectcurrent,HVDC)供配電系統(tǒng)、交直流一體供配電系統(tǒng)、UPS+HVDC的工作效率較高,能提高數(shù)據(jù)中心節(jié)能指標。
3新老供配電系統(tǒng)方案對比
UPS供電系統(tǒng)的輸出為工頻,濾波損耗較大,HVDC為高頻濾波且占地面積更小。UPS的電池在輸入端,如果UPS本身發(fā)生故障,負載依然會發(fā)生停電;而HVDC的電池在輸出端,即使HVDC本身發(fā)生故障,電池仍然可以給負載供電,保障不間斷供電。UPS系統(tǒng)供電系統(tǒng)要比HVDC供電系統(tǒng)中間環(huán)節(jié)多,HVDC蓄電池直接和母線相連,省去了逆變環(huán)節(jié),而每多一級中間環(huán)節(jié)就會導致變換效率降低,從而導致能耗增加。
4安科瑞針對HVDC方案推出的解決方案
安科瑞公司AMC16Z系列直流精密配電監(jiān)控裝置是專門針對于數(shù)據(jù)中心服務器電源管理設計的測量裝置。該裝置設計小巧,能夠?qū)+B兩路進線和192路出線的全電參量參數(shù)、輸入輸出開關及防雷器狀態(tài)等實時監(jiān)測,所有測量通道的告警閾值均可單獨設定,出線越限事件立即觸發(fā)系統(tǒng)聲光告警,并且可以搭配絕緣檢測模塊,可以檢測直流系統(tǒng)母線及支路的絕緣狀態(tài)進行在線實時的監(jiān)測與管理,在傳統(tǒng)儀表的體積上實現(xiàn)了監(jiān)控回路的高度集成。
4.1產(chǎn)品型號
型號 | 功能描述 |
AMC16Z-ZD | 監(jiān)測A+B雙路直流進線回路的全電量參數(shù)、6路開關狀態(tài)監(jiān)測、2路報警輸出、1路溫濕度檢測、1路RS485通訊、±12V輸出(僅供電給進線模塊配套霍爾傳感器)。 |
AMC16Z-FDK24 | 監(jiān)測A+B雙路直流出線24分路的全電量參數(shù)和開關量狀態(tài)、1路RS485通訊。 |
AMC16Z-FDK48 | 監(jiān)測A+B雙路直流出線48分路的全電量參數(shù)和開關量狀態(tài)、1路RS485通訊。 |
AMC16Z-KA | 濕接點,監(jiān)測A+B共48分路的開關量狀態(tài)、1路RS485通訊。 |
AMC16Z-KD | 干接點,監(jiān)測A+B共48分路的開關量狀態(tài)、1路RS485通訊。 |
AMC16Z-ZJY | 監(jiān)測A+B雙路直流進線回路的母線電壓、母線對地電壓、母線絕緣狀態(tài)等,一路RS485接口用于連接至觸摸屏或者RS485集線器,同時另外配有6路RS485接口用于外接智能型漏電流傳感器,最多可測量192個支路; |
AMC16Z-FJY | 外配模擬型漏電流傳感器時選用,與主模塊通過RS485接口連接,用于分路絕緣狀態(tài)監(jiān)測,最多可擴展8臺,可監(jiān)測A+B雙路直流出線各12分路的絕緣狀態(tài),也可配置為單路直流出線24路分路的絕緣狀態(tài)、1路RS485通訊。 |
4.2 系統(tǒng)組網(wǎng)圖
4.3 搭配采集霍爾
4.4本地觸摸屏系統(tǒng)
5. 結(jié)語
安科瑞電氣股份有限公司長期對數(shù)據(jù)中心行業(yè)進行全面的內(nèi)外部環(huán)境分析,對國家政策、行業(yè)未來發(fā)展趨勢進行行業(yè)熱點分析,預測未來的行業(yè)發(fā)展方向,同時完善自身行業(yè)的各種應用解決方案,分析不同客戶需求,滿足不同客戶的應用需求。
參考文獻
【1】付姣.中小型數(shù)據(jù)中心供配電系統(tǒng)分析與設計[D]
【2】蓋琪彥.數(shù)據(jù)中心供配電設計簡析[J]
【3】安科瑞數(shù)據(jù)中心IDC配電監(jiān)控解決方案.2020.11版.
【4】安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計應用手冊.2020.06版.
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