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數據中心供配電設計應用

 更新日期:2022-08-12 點(diǎn)擊量:469

俞二雙

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定  201801
 
摘 要:近年來(lái),隨著(zhù)數據中心的迅猛發(fā)展,數據中心的能耗問(wèn)題也越來(lái)越突出,有關(guān)數據中心的能源管理和供配電設計已經(jīng)成為熱門(mén)問(wèn)題,高效可靠的數據中心配電系統方案,是提高數據中心電能使用效率,降低設備能耗的有效方式。結合相關(guān)技術(shù)規范分析某數據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(guān)鍵詞:數據中心 末端配電 列頭柜 
 
1概述
       伴隨科技的發(fā)展,數據中心的數量、規模、功率密度不斷增加,建設等級不斷提高,而配電系統作為數據中心重中之重的環(huán)節,斷電或低質(zhì)量的供電都可能造成服務(wù)器宕機從而造成損失。如何優(yōu)化設計提高數據中心供電的安全可靠性,以確保電子信息系統不間斷穩定運行,成為數據中心設計者面臨的重要課題。對比傳統供配電方案,是否安全經(jīng)濟、運行更穩定的供電方案是設計者在意的問(wèn)題。
2數據機房末端配電方案
2.1項目概況
       某數據中心總建筑面積為1906.24m2,其中數據中心總建筑面積為210.6m2,包括1F數據機房、1F通信機房。功能區域包括主機房(機房、通信機房)、管理區(辦公室、互聯(lián)網(wǎng)設備間等)和輔助用房。
2.2 傳統配電方案一
       10kV高壓電源分別由2路不同變電站市電引來(lái),高壓和低壓不聯(lián)絡(luò ),第三電源由動(dòng)力中心柴油發(fā)電機引來(lái),主備用電源和發(fā)電機電源在變壓器出線(xiàn)處切換,保證數據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(diǎn)應采用直接接地方式,且發(fā)電機星形點(diǎn)之間連接的導體應保證絕緣。數據中心共設2套400kVAUPS系統,組成2N容錯型系統。雙回路、雙輸出柜可為數據中心電子信息設備、工位插座供電。UPS系統的蓄電池可為全部一級負荷提供15min的持續供電。數據中心的服務(wù)器單機負荷按照3kW考慮,負荷不超過(guò)4kW。為避免數據中心UPS在電源切換過(guò)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(kāi)關(guān)ATS應采用PC級且中性線(xiàn)重疊切換的四級開(kāi)關(guān)。
2.3 新型供配電方案二
       隨著(zhù)技術(shù)創(chuàng )新,綠色節能理念的倡導,國際TGG組織提出了數據中心電力使用效率的衡量指標PUE。PUE是數據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=數據中心所有設備能耗/IT設備能耗,PUE是一個(gè)比值,基準是2,越接近1表明能效水平越好,代表一個(gè)數據中心的綠色化程度越高。
       通過(guò)大量數據分析得出高壓直流(High?voltagedirectcurrent,HVDC)供配電系統、交直流一體供配電系統、UPS+HVDC的工作效率較高,能提高數據中心節能指標。
3新老供配電系統方案對比
       UPS供電系統的輸出為工頻,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(huì )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系統供電系統要比HVDC供電系統中間環(huán)節多,HVDC蓄電池直接和母線(xiàn)相連,省去了逆變環(huán)節,而每多一級中間環(huán)節就會(huì )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控裝置是專(zhuān)門(mén)針對于數據中心服務(wù)器電源管理設計的測量裝置。該裝置設計小巧,能夠對A+B兩路進(jìn)線(xiàn)和192路出線(xiàn)的全電參量參數、輸入輸出開(kāi)關(guān)及防雷器狀態(tài)等實(shí)時(shí)監測,所有測量通道的告警閾值均可單獨設定,出線(xiàn)越限事件立即觸發(fā)系統聲光告警,并且可以搭配絕緣檢測模塊,可以檢測直流系統母線(xiàn)及支路的絕緣狀態(tài)進(jìn)行在線(xiàn)實(shí)時(shí)的監測與管理,在傳統儀表的體積上實(shí)現了監控回路的高度集成。
4.1產(chǎn)品型號
4.2 系統組網(wǎng)圖
4.3 搭配采集霍爾

5.結語(yǔ)
       安科瑞電氣股份有限公司長(cháng)期對數據中心行業(yè)進(jìn)行內外部環(huán)境分析,對國家政策、行業(yè)未來(lái)發(fā)展趨勢進(jìn)行行業(yè)熱點(diǎn)分析,預測未來(lái)的行業(yè)發(fā)展方向,同時(shí)完善自身行業(yè)的各種應用解決方案,分析不同客戶(hù)需求,滿(mǎn)足不同客戶(hù)的應用需求。
 
參考文獻
【1】付姣.中小型數據中心供配電系統分析與設計[D]
【2】蓋琪彥.數據中心供配電設計簡(jiǎn)析[J]
【3】安科瑞數據中心IDC配電監控解決方案.2020.11版.
【4】安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計應用手冊.2020.06版.