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中心机房精密配电解决方案

更新时间:2023-11-28      点击次数:487

新一代数据中心对供电系统的可靠性及可管理性要求越来越高IT用户需要对信息设

备的供电系统进行更可靠与更灵活的配电、更精细化的管理、更准确的成本消耗等。

UPS配电系统作为新一代数据中心机UPS配电系统结构图。

1看到,UPS输出和负载机柜之间,可以设置传统的电源列头柜(指放在一列机柜头部用于配电的机柜,俗称列头柜),为后面的负载机柜进行供电,也可以设置精密配电柜。精密配电柜不但完成传统的电源列头柜的配电功能,同时还可以具有许多强大的监控管理功能,使得数据中心的管理者随时可以了解负载机柜的加载情况、各配电分支回路的状态、各种参数以及不同机群的电量消耗等。

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1UPS配电系统

1机柜电功率的预设定问题

从数据中心机房电源、空调设计的出发点。为此,电信规范专门给出表格(见1),根据不同的机房,对机柜的电功率进行预先设定,从而再去确UPS和空调系统的容量。

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1机柜电功率预设定

1可以看出,不同的机柜电功率对应不同的机柜电流值,要设定的机柜电功率实际上也就是控制单机柜的电流。在没有采用精密配电柜的场合,有些用户在负载机柜上加电流表来控制单机柜的电流,这样的控制方式很直观,现场就可以读出电流值,如2所示。

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2单机柜电流表

但是这样控制机柜电流的方式有许多解决不了的问题。目前数据中心机房内的负载基本上都是双电源负载,而采用机柜内安装两个电流表的方式,电流的控制需要将读数进行现场相加,这样做很不方便,且几乎不太可能实现,因为负载随应用是不断变化的。另外一个问题就是负载机柜的电功率即使超出预先的设定值,系统也没有办法进行报警。并且,这样的控制方式没有办法纳入到机房监控系统中。

从以上的介绍中,可以看到传统配电遇到了挑战,它没有办法解决数据中心电气系统设计的思路,给配电系统赋予更强大的管理和监控功能,这时精密配电产品应运而生,艾默生服务器电源管理系SPMServerPowerManagement)可以满足这一需求。3是精密配电产品的两种典型的系统图,分为单母线系统和双母线系统两种类型。

3可以看出,精密配电柜的一个分支回路或是两个分支回路对应一个机柜。精密配电柜可以监测每一个分支回路的额定电流、实际电流以及电流百分比,具体见精密配电柜的液晶监控显示,如4所示。同时精密配电柜具有支路负载两段的阈值报警功能,比如说单机柜功率按4kVA进行预设定,对应的单机*大电流18A,这时可以选25A的分支开关,当负载电流达到分支开关60%时,系统报警;当负载电流达到分支开关80%时,系统还可以进行报警,而6080%的阈值点可以通过液晶监控屏幕进行修改(见5)。

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3两类母线系统

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4监视的电流读数

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5过载报警

通过以上介绍,知道精密配电产品可以很好地解决机房机柜电功率预设定的问题,而且通过后台的机房监控系统,可以将任意的两个支路电流进行叠加,从而避免了机柜上安装两个电流表的弊病。

2精密配电柜的强大功能

.       安全管理功能

全面的电源管理功能,将配电系统纳入机房监控系统,监测内容丰富。对配电母线可以监测三相输入电压、电流、频率、总功率、有功功率、功率因数、谐波百分比、负载百分比等。同时还可以监测所有回路(包括每一个输出支路)断路器电流、开关状态、运行负载率等,使用户对机房配电系统运行状况一目了然,也便于用户及早发现安全隐患,有效回避风险。

2)运营成本管理功能

精密配电产品实时侦测每一服务器机架的运营成本,精确计算及测量每一服务器机柜、每一路开关的用电功率和用电量。通过后台监控系统可以分月度、季度、年度进行报表统计。

3)记录及报警功能

精密配电产品支持历史记录功能,支持丰富的报警功能,包括主路的过压、欠压、缺相、掉电、过流、超高阈值、超低阈值、开关断开,以及系统的报警等。

4)轻松纳入机房监控系统

精密配电产品提RS232/485SNMP多种智能接口通信方式,可以纳入到机房监控系统中,其所有信息通过一个接口上传,系统更加可靠,节省监控投资。液晶监控面板可以保1000条报警信息,每个报警都有开始和结束的时间,便于故障分析。其报警类型和显示形式如62所示。

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6报警类型2报警类型

3精密配电柜的选择与使用

IT用户对配电可管理性的要求越来越高,精密配电产品应用的场合越来越多。其规格一般20kVA40kVA60kVA80kVA100kVA120kVA等六种规格。精密配电产品根据不同的场地需求,可选用单母线系统或者双母线系统。其支路断路器可以选择固定式断路器,也可以选择热插拔可调相断路器。支路断路器容量16A25A32A63A,单极或三极可选。当分支回路选择热插拔可调相断路器时,系统不断电即可进行检修、扩容,同时不用改变后端的电缆接线就可进行三相负载的调平衡,非常灵活方便。通过7看到,只需要将开关拔下,重新调整开关后端的拨动开关到相应的位置,再重新将开关安装到导轨上,就可

以很方便地调整机房的三相负载平衡。

为了解决机房的零地电压问题,精密配电产品还可以内置隔离变压器。在目前的机房工程投标中,招标方甚至会提零地电压小1V或小2V"的指标。降低零地电压有很多措施,这些措施都可以不同程度的降低零地电压,但在工程实践中,都不敢保证目前有些用户提出IT设备的输入零地电压差小2V"的要求。如果要达到上面的要求*可靠的措施就是IT负载前端加隔离变压器,并将隔离后的中性线接地(见89)。如果采用精密配电柜做电源列头柜,可以使IT负载输入端零地电压降低到小0.5V的水平,从*有效地保证IT负载的良好供电环境。

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7热插拔开关8隔离变压器

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9隔离变压器系统图

4安科AcrelEMS-IDC数据中心综合能效管理系统

4.1平台组成

安科瑞电气紧跟数据中心能效、资源利用率和可用性,提高运维效率并降低运维成本。

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AcrelEMS数据中心的能源管理提供监测和控制,主要分为电力监控、动环监控、能耗统计分析(能源管理)、蓄电池监控、精密配电监控、智能母线监控、智能照明、消防相关的子系统。

4.2平台拓扑图

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4.3精密配电管理系统解决方案

系统可以展示精密配电柜内进线和馈线回路电气参数,包括电流电压功率电能以及开关状态,并可以对数据进行报警设置和分级,数据取自精密配电柜测量模块。

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5产品选型

名称

图片

型号

功能

精密配电柜

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ANDPF

电源分配列柜。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。

主路进线监测模块

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AMC100-ZA

用于交流列头柜内进线回路的电参量、开关状态、温湿度等数据采集。

主路进线监测模块

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AMC100-ZD

用于直流列头柜内进线回路的电参量、开关状态、温湿度等数据采集。

支路出线监测模块

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AMC100-FAK48

用于交流列头柜内出线回路的电参量、开关状态、温度等数据采集。

支路出线监测模块

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AMC100-FAK30

用于交流列头柜内出线回路的电参量、开关状态、温度等数据采集。

支路出线监测模块

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AMC100-FDK48

用于直流列头柜内出线回路的电参量、开关状态、温度等数据采集。

支路出线监测模块

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AMC100-FDK30

用于直流列头柜内出线回路的电参量、开关状态、温度等数据采集。

支路出线监测模块

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AMC100-KD48

干接点,监A+B48分路的开关量状态1RS485通讯。

支路出线监测模块

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AMC100-KD30

干接点,监A+B30分路的开关量状态1RS485通讯。

支路出线监测模块

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AMC100-FT48

1RS485通讯48路温度测量。

支路出线监测模块

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AMC100-FT30

1RS485通讯30路温度测量。

主路绝缘监测模块

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AMC100-ZJY

A+B2路主母线绝缘。

支路绝缘监测模块

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AMC100-FJY

48支路绝缘。

电流互感器

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AKH-0.66-W

用于列头柜进出线回路电流采集。

触摸显示屏

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ATP007kt

实时显示精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。

6小结

UPS配电系统作为新一代数据中心电气设计及应用的重要发展方向。

7参考文献

[1]朱利.数据中心机房精密配电解决方案

[2]安科瑞企业微电网设计与应用手2022.5

 

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