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智能小母线在数据中心机房的应用与选型

发布时间: 2021-04-23  点击次数: 198次

孟洋

安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定 2018011

  智能小母线是目数据中心机房末端配电的一种形式,在数据中心应用中,相对于传统列头柜形式,有其势。在当今数据中心趋于装配式、模块化、预制化的形势下,智能小母线的普及应用无疑是一种趋势。本文通过对智能小母线的架构、容量规格、组件、监控方式、安装方式等的介绍,详细分析了智能小母线在数据中心的应用及其势。

关键词:智能小母线;组件;容量规格;安装方式;智能监控;数据中心;势

1何为智能小母线

智能小母线是目数据中心机房末端配电的一种形式。十年,内数据中心机房机柜

的配电均采用列头柜的形式,即采用放置于一列IT机柜端部的配电机柜,作为一列或若干列IT机柜的电源分配与保护的终端配电柜。列头柜通常以主断路器从端UPS柜受电,再依靠多个微型输出断路器以放射式与各个IT机柜的PDU连接,从而构成数据中心传统的终端供配电系统。

近五年来,在数据中心趋于装配式、模块化、预制化的形势下,智能小母线系统逐渐被

应用于机房的末端配电中。智能小母线系统通过始端箱接受端UPS来电,以具有金属外壳的母排系统组成输电干线,采用即插式插接箱给各个机柜内的PDU分配电。始端箱和插接箱内设置电力监测模块,并具有通讯至动环监控中心功能。

2小母线的分类、组成及规格选型 

2.1小母线的分类

智能小母线可分为滑动小母线和固定小母线。滑动小母线的接插箱可以根据机柜位置和

使用需要在母线上随意滑动,固定小母线的接插箱一旦接插到母线上则不能随意滑动位置。

2.2小母线的组成

智能小母线主要由下列组件组成:始端箱、插接箱、母线段、拐弯母线段(T型、直角)、母线连接配件(连接耦合器)、末端盖(箱)、pvc盖板、监控模块、安装工具。始端箱是给母线供电的装置,一端与电源进线的大母线对接,另一端与末端小母线连接。接插箱则是接插在小母线上进行分线出线的母线分支插接箱,也称为终端箱,通过接插电缆及工业连接器即可与IT机柜内的PDU连接,为IT设备供电。

2.3小母线的组成

智能小母线在数据中心常用的容量主要有:100A、160A、225A、250A、400A,直线段的成品长度有1米、1.5米、2米、3米,针对非直线路径,还通常配有外弯段、内弯段、T型件等满足拐弯需要。

3小母线的安装方式

小母线的安装方式大致分为机柜上安装及机柜下安装两种方式。机柜上安装又分为柜

顶支架安装、吊杆安装、天花嵌入式安装等,天花嵌入安装通常用在与后部烟冲机柜一起使用,嵌在天花内。机柜下安装即为地板下安装,采用支架支于地面上。除此之外,还有集装箱及模块化机房的安装方式。

接插箱的安装则非常便捷,一般准备、插入、旋转、锁定四部搞定。滑动型小母线的接插箱可以根据机柜位置和使用需要在小母线上随意滑动。

4小母线的监控方式 

智能小母线的始端箱和插接箱内设置电力监测模块,接于数据中心动环监控系统,便于监控中心对其进行实时电力监控。智能小母线的始端箱和插接箱内分别设置智能电量仪,通过RS485总线手拉手环形连接至一个主控模块,主控模块箱上口有RS485、TCP/IP接口用于接入动环系统。

5小母线系统相对于传统列头柜的比较

5.1小母线具有高的灵活性

传统的配电方式为 典型的放射式供配电系统,今后新增或机柜扩容变提升功率时需

要重新排放电缆。而小母线配电系统是典型的树干式供配电系统,总配电柜至各机柜之间采

用一条干线覆盖,再依靠分接单元配电至各机柜PDU。初期建设时,仅需将母线槽安装到所有机柜位上方,包括远期规划的机柜位,可以依据用户的进驻实现即需即安装的部署。个别机柜增加输出容量或者回路数量无需对母线槽做出变,仅需增加或者变插接箱即可,可带电插拔,适合IT业务不确定性发展扩容的需求。

5.2小母线增加了机房的利用率和收益

传统列头柜的方式每个列头柜占据了一个IT机柜位。按每20个IT机柜配置1台强电列头柜计算,一个1000机柜的数据中心则需要50个列头柜,采用智能小母线后,这50个列头柜均可省去,用于安装50个IT机柜,大大提高了机房的利用率。每个机柜租赁费按6万元/年计算,则可增加收益300万元。

5.3小母线系统投入快,施工周期短

智能小母线系统安装部署快速,无须铺设大量电缆,IT机柜 PDU工业插头可直接插入到母线插接箱中,相序自动对应,无复杂接线工作。而传统列头柜加线缆模式,需要完成配电柜就位、电缆桥架安装、电缆裁剪铺设、电缆对接等多个烦琐工序。小母线系统的安装工期相比列头柜系统能缩短3~4倍左右,节约大量的施工时间和人工投入。

5.4小母线使用寿命长,可重复利用

智能小母线使用寿命可达到20~25年以上,由于采用模块化拼装结构设计,可多次拆

卸、移位使用。而传统的配电列头柜加电缆的使用周期为8~10年左右,且一旦扩容或搬迁,

列头柜和线缆无重复利用的可能。因此,智能小母线系统的使用周期比列头柜系统要长2~3倍以上,而且可以多次重复使用,降低了长期应用费用。

6安科瑞ANDPF精密列头柜介绍

6.1产品介绍

随着数据中心的迅猛发展,数据中心能耗问题也越来越突出,可靠的数据中心配电系统方案,是提高数据中心电能使用效率,降低设备能耗的有效方式。

AMC系列数据中心精密配电系统是针对数据机房末端设计的,能够综合采集所有能源数据的智能系统为交直流电源配电柜提供准确的电参量信息,并可通过通讯将数据上传到动环监控系统,实现对整个数据机房的实时监控和有效管理,为实现全面绿色IDC提供可靠保证。

6.2安科瑞精密配电产品解决方案

1)交流系统

功能要求

遥测:输入分路的三相电压、三相电流、频率、有功功率、有功电度;

遥信:输入分路的过压/欠压,缺相,过流,频率过高/过低,输入分路的开关状态,具备电流、功率需用量分析和统计,实现电压、电流、频率等参数的越限报警功能。

 

功能要求

遥测:输入分路的电压、电流、功率、电度;

遥信:输入分路的过压/欠压,输入分路的熔丝状态,具备电流、功率需用量分析和统计,实现电压、电流、功率等参数的越限报警功能。

6.3产品选型

外形及尺寸

型号

功能

 

 

 

 

 

AMC16Z-ZA

测量A+B独立2路交流三相总进线的母线电压、电流、有功功率、视在功率、功率因数、有功电能、地电压、中线电流+6路无源开关量输入+2路开关量输出+1路RS485通讯+2-31次谐波

AMC16Z-ZD

测量A+B独立2路直流总进线的母线电压、电流、有功功率、有功电能+6路无源开关量输入+2路开关量输出+1路RS485通讯

AMC16Z-KA

A+B独立2路单边各24路有源开关状态

AMC16Z-KD

A+B独立2路单边各24路无源开关状态

AMC16Z-FA

测量A+B双路交流出线共48路的全电参数和开关显示状态、1路RS485通讯

AMC16Z-FD

测量A+B双路直流出线共48路的全电参数和开关显示状态、1路RS485通讯

1 精密列头柜产品选型表

7安科瑞智能小母线监控系统介绍

7.1产品介绍

针对数据中心智能小母线的监控要求,安科瑞推出了AMB系列小母线监控解决方案,该方案包括采集模块、配套附件、监控系统,能对母线运行过程中的各种参数进行监控,发生故障则进行告警,以保证系统稳定运行。

AMB检测单元是针对数据中心智能小母线插接箱/始端箱的监控要求新设计的产品,该检测单元安装固定在插接箱/始端箱内部,插接箱/始端箱采用特的方式与母线连通,它集成全部电力参数的测量(如单相或者三相的电流、电压、有功功率、无功功率、视在功率、频率、功率因数)以及电能监测和考核管理。同时可以实时监控母线接口温度,配合2路Rs45通讯接口(1进1出)或LORA无线通讯,采用MODBUS-RTU协议可以方便可靠的将监测数据上传至主控箱和后台系统,保证系统可靠运行。

7.2产品选型

安科瑞智能母线测控仪表选型如表2

 

 

 

 

 

型号

检测模块

基本功能

选配功能

 

AMB100-A

 

三相交流回路的全电量测量、2-63次谐波测量、1路漏电流、8路温度、1路湿度、需量、中性线电流、地电压、2路开关量输入、2路开关量输出,1路RS485。

 

 

 

 

 

 

/W(LORA)

 

AMB110-A

三相交流回路的全电量测量、2-63次谐波测量、1路漏电流、4路温度、1路湿度、需量、中性线电流、地电压、2路开关量输入,1路RS485。

 

AMB100-D

 

直流1回路的全电量测量、1路漏电流、4路温度、1路湿度、2路开关量输入、2路开关量输出,1路RS485

 

AMB110-D

 

直流3回路的全电量测量、3路漏电流、4路温度、1路湿度、2路开关量输入、2路开关量输出,1路RS485。

2 安科瑞智能母线测控仪表选型

注:AMB100用于始端箱、AMB110用于插接箱、A-交流系统、D-直流系统可选配AMB10显示器,显示器只循环显示电压、电流参数。

【参考文献】

[1] 尧素贞.智能小母线在数据中心的应用[J].百科论坛,2020(06):1311.

[2] 张大红.数据中心小母线与列头柜供配电系统的综合比较[J].现代建筑电气,2019(10):22-25.

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