摘要：數(shù)據(jù)中心機房終端配電的可靠性、穩(wěn)定性和可維護性與IT設備的安全供電直接相關。數(shù)據(jù)中心的終端配電技術主要有兩種，一種是頭柜和電纜配電，另一種是智能小母線配電。介紹和討論了兩種配電技術，最后對兩種配電方法進行了比較分析，得出了一些有益的結論。

關鍵詞：數(shù)據(jù)中心；終端配電；列頭柜；智能小母線；

一概述

 數(shù)據(jù)中心是國家確定的七個“新基礎設施"領域之一。數(shù)據(jù)中心在國民經濟和社會發(fā)展中發(fā)揮著越來越重要的作用。數(shù)據(jù)中心已成為各行各業(yè)的關鍵基礎設施，為經濟轉型升級提供了重要支持。

 數(shù)據(jù)中心的前提是其供電系統(tǒng)應穩(wěn)定、可靠、不間斷。目前，高度重要的數(shù)據(jù)中心一般采用2N架構的UPS供電方式，以滿足容錯要求。供電系統(tǒng)包括高低壓配電、備用發(fā)電機組、不間斷電源、備用電池、精密配電等子系統(tǒng)。典型的數(shù)據(jù)中心供電系統(tǒng)如圖1所示。

圖1典型數(shù)據(jù)中心2N供電系統(tǒng)圖

 從圖1可以看出，最終的電氣設備實現(xiàn)了全程雙路由容錯供電。

二末端配電

 數(shù)據(jù)中心機房的終端配電一般是指從不間斷電源輸出柜到最終電氣設備的配電部分，最終電氣設備包括IT設備、電氣設備和照明。數(shù)據(jù)中心的終端配電相似于電氣設備，是整個供配電系統(tǒng)的關鍵環(huán)節(jié)，其安全性和可靠性非常重要。

傳統(tǒng)的終端配電技術一般采用頭柜和電纜配電，典型的配電系統(tǒng)如圖2所示。

圖2數(shù)據(jù)中心典型配電系統(tǒng)圖

 注：系統(tǒng)圖中的方框部分為終端配電部分。

三列頭柜配電技術討論

 根據(jù)國家規(guī)范的要求，數(shù)據(jù)中心的基礎設施應按容錯系統(tǒng)配置。當數(shù)據(jù)中心的末端配電采用頭柜和電纜配電時，有多種方案。以數(shù)據(jù)中心應用廣泛的封閉冷通道為例，配電方案主要有以下四種方案。

1方案一：

方案如圖3所示。

圖3頭柜雙柜配電方案

 注：圖中只顯示了一列機柜的配電電纜，另一列機柜也是如此。

 每個封閉的冷通道設置兩個列頭柜，分別位于每個列的頭部。每個列頭柜由不同的UPS系統(tǒng)引出，即2N雙母線系統(tǒng)的UPS系統(tǒng)A引出，2N雙母線系統(tǒng)的UPS系統(tǒng)B引出。

 本供電方案的優(yōu)點是實現(xiàn)全過程雙回路供電，無單點故障點，供電結構清晰。缺點是IT機柜供電需要跨線引電，接線困難。

2方案二：

 方案2機柜布置與方案1相同，如圖3所示，但機柜內部配置與配電電纜敷設不同。具體方案是：每個封閉冷通道還設置兩個機柜、機柜A和機柜B，但每個機柜內部分為A、B路由不同的UPS系統(tǒng)引出，即列頭柜A和列頭柜B中的A路由2N雙母線系統(tǒng)的UPS系統(tǒng)A引出，列頭柜A和列頭柜B中的B路由2N雙母線系統(tǒng)的UPS系統(tǒng)B引出。

3方案三：

 方案三和方案二的區(qū)別在于IT機柜的取電方式不同，即IT機柜的兩個PDU來自不同的列頭柜，第一列IT機柜的PDU（A）來自列頭柜A內的A路，PDU（B）來自列頭柜B內的B路；第二列IT機柜PDU（A）來自列頭柜B內的A路，PDU（B）來自列頭柜A的B路；這種供電方式保證了IT機柜的供電是全程雙路由，沒有單點故障點，但接線復雜，現(xiàn)場接線容易出錯，可能導致IT機柜由假雙路電源供電。

4方案四：

方案四如圖4所示。

圖4列頭柜單柜供電方案

 該方案的優(yōu)點是只占用了一個機柜的位置，節(jié)省了寶貴的機房空間資源。缺點是電纜需要跨線敷設，當機柜需要維護、擴展、更換或位移時，所有后端IT機柜都會斷電。

5列頭柜配電方案對比：

 比較以上四種頭柜配電方案，如表1所示。

 表1四種頭柜配電方案對比

 綜合以上四種列頭柜配電方案的優(yōu)缺點，建議采用配電方案1。

四安科瑞精密配電監(jiān)控系統(tǒng)解決方案

1概述

 隨著數(shù)據(jù)中心的快速發(fā)展，數(shù)據(jù)中心的能耗問題日益突出。數(shù)據(jù)中心的能源管理和供配電設計已成為一個熱門問題。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途徑。為了實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心的節(jié)能，首先需要監(jiān)控每個電源負荷，數(shù)據(jù)中心負荷電路很多，傳統(tǒng)的測量儀器不能滿足成本、體積、安裝、施工等方面的要求，需要采用適合數(shù)據(jù)中心集中監(jiān)控要求的多回路監(jiān)控裝置。

2應用場所

 適用于運營商、金融、、互聯(lián)網、企業(yè)等數(shù)據(jù)中心

3系統(tǒng)結構

4系統(tǒng)功能

(1)主頁；(2)進線參數(shù)監(jiān)測；(3)出線參數(shù)監(jiān)測；(4)開關狀態(tài)；(5)報警查詢；

5系統(tǒng)硬件配置

五安科瑞智能母線監(jiān)控解決方案

1概述

 數(shù)據(jù)中心IT服務器傳統(tǒng)配電采用精密配電柜，占用空間大，配電電纜多，新設備不方便。為了節(jié)省面積，智能小母線方案受到許多數(shù)據(jù)中心的青睞，因為它不占用機房面積，可以根據(jù)需要靈活插拔。

 安科瑞智能母線監(jiān)控產品分為溝通和DC母線監(jiān)控兩類，包括開始箱監(jiān)控模塊、插入箱監(jiān)控模塊和觸摸屏。此外，還可與母線槽連接器紅外溫度測量模塊配合，監(jiān)測母線槽的運行溫度，確保母線槽配電的安全。通過標準網線手拉手，可以實現(xiàn)任何插入箱的數(shù)據(jù)上傳和通信，不影響其他在線運行。

2應用場所

 適用于運營商、金融、、互聯(lián)網、企業(yè)等數(shù)據(jù)中心

3系統(tǒng)結構

4系統(tǒng)功能

(1)實時監(jiān)測(2)基本參數(shù)界面(3)諧波數(shù)據(jù)

5系統(tǒng)硬件配置

六總結

 終端配電是數(shù)據(jù)中心供配電系統(tǒng)的末端環(huán)節(jié)，其可靠性、穩(wěn)定性和可維護性直接關系到IT設備的安全供電。數(shù)據(jù)中心的終端配電方式主要有兩種，一種是頭柜和電纜的配電方式，另一種是智能小母線的配電方式。通過分析，得出以下結論：

（1）對于封閉的冷通道，如果采用列頭柜和電纜的配電方式，建議采用上述方案1，即每個冷通道配備2個列頭柜，每個IT機柜從2個列頭柜取1個電源。

（2）智能小母線分為滑軌小母線和直列小母線。考慮到機房的實際應用環(huán)境，建議使用滑軌小母線，不建議使用直列小母線。

（3）推薦智能小母線采用單列雙母線方案。

（4）推薦智能小母線插接箱采用一拖三方案。

（5）對于分批部署服務器的數(shù)據(jù)中心或后期需要調整終端負荷的數(shù)據(jù)中心，強烈建議采用滑軌智能小母線配電方案；如果是一次性部署服務器或固定方案的數(shù)據(jù)中心，可以采用頭柜和電纜的配電方案。

（6）智能小母線成本相對較高，投資回收期約為2年。

 一般來說，由于智能小母線具有不占用機柜位置、配電電路清晰、模塊化結構、工期短、可重復使用等優(yōu)點，雖然成本相對較高，但在整個運行期間可以給投資者帶來更大的回報。因此，建議在數(shù)據(jù)中心推廣智能小母線終端配電技術的應用。

參考文獻

[1]謝擁華。討論數(shù)據(jù)中心機房終端配電技術及應用

[2]2019年12月，開放數(shù)據(jù)中心標準推進委員會《數(shù)據(jù)中心新終端母線baipi書》

[3]AcrelEMS-IDC數(shù)據(jù)中心綜合能效管理解決方案-樣本-樣本

[4]2022.04版數(shù)據(jù)中心解決方案樣本

作者簡介：涂志燕，現(xiàn)任安科瑞電氣有限公司，主要從事數(shù)據(jù)中心相關產品的研發(fā)和應用。