艾優(yōu)花
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 2018011
摘 要:隨著各行各業(yè)信息化的普及和提高,數(shù)據(jù)中心機房的地位和作用也越來越重要。作為信息集中、處理、管理中心的數(shù)據(jù)中心機房如何才能更可靠地工作呢?可靠的供配電系統(tǒng)是*的因素。
關(guān)鍵詞:數(shù)據(jù)中心機房;不間斷電源(UPS);電源列頭柜
1數(shù)據(jù)中心機房供配電系統(tǒng)的內(nèi)容、負(fù)荷分類及供電可靠性的實現(xiàn)
1.1供配電系統(tǒng)的內(nèi)容、負(fù)荷分類
本工程為省級銀行的信息中心機房,供配電系統(tǒng)的內(nèi)容有照明用電、空調(diào)用電、計
算機系統(tǒng)用電及防范系統(tǒng)用電等。其中計算機系統(tǒng)和安防系統(tǒng)用電屬一級負(fù)荷中的重要負(fù)荷,所以機房的空調(diào)用電屬一級負(fù)荷;機房照明由于其重要性也屬一類負(fù)荷的照明(并設(shè)備用照明)。
1.2計算機系統(tǒng)供電可靠性的實現(xiàn),如下圖。
圖 1 機房配電工房系統(tǒng)
圖 2 機房配電工房系統(tǒng)
作為機房重要的配電系統(tǒng),計算機系統(tǒng)和安防系統(tǒng)采用 UPS 配電系統(tǒng)來完成傳統(tǒng)的配電功能。機房的機柜較多,供電容量較大,再根據(jù)甲方對供電可靠性的高要求,采用兩套UPS 配電系統(tǒng)來供電。如圖 1,平時的工作電源采用市電,備用電源引自發(fā)電機房供電回路,經(jīng)過雙電源切換裝置(ATSE1)后進入UPS的輸入配電柜,再經(jīng)過 UPS(包括主機和電池),至輸出配電柜輸出配電柜采用放射式供電為電源列頭柜(指放在計算機柜頭部的用于分配電能的機柜,俗稱列頭柜,起到配電、監(jiān)控、測量、保護、告警等功能)、安防用電和計算機維修電源等供電。為防止計算機系統(tǒng)受雷電流的破壞,在 ATSE 后接入浪涌保護器;為進行 UPS 的維護檢修時不影響計算機系統(tǒng)的正常供電,ATSE1(2)應(yīng)為具有旁路功能的轉(zhuǎn)換開關(guān)。
需要指出的是,為加強供電的可靠性,我們把四臺電源列頭柜、維修電源、安防用電的工作和備用電源平均分配到兩套 UPS 的配電回路,即采用“N+1”型冗余并機方案。這樣,如果一臺 UPS 配電系統(tǒng)出現(xiàn)問題,在并機信號的調(diào)控下,此臺 UPS 將會“自動脫機”,由另 N 套 UPS 系統(tǒng)能給所有的負(fù)載供電。
采用“N+1”型冗余并機方案,供電可靠性已經(jīng)很高,可實際使用中仍存在從 UPS 輸出端到用電設(shè)備輸入端的線路故障,如斷路器跳閘或不慎短路等。有效的方法是配置 UPS“雙總線輸出系統(tǒng)”。如圖 1、圖 2,每臺 UPS 的負(fù)載,如電源列頭柜、維修用電等均會在另一臺UPS 有備用回路。當(dāng)一路電源出現(xiàn)故障時,電源列頭柜會通過負(fù)載自動切換開關(guān)(LTS)、維修用電設(shè)備會通過靜態(tài)切換開關(guān)(STS)來切換到備用回路以繼續(xù)正常工作。
1.3空調(diào)用電和照明用電
機房空調(diào)用電和機房照明用電作為一級負(fù)荷,取自另一個市電和發(fā)電機雙電源切換箱的出線回路。機房的一般區(qū)域照度值不小于 500lx,輔助機房區(qū)照度值不小于 300lx,顯色指數(shù) Ra 值不小于 80。機房照明燈具自帶蓄電池,市電斷電后持續(xù)供電時間 180min,這樣就可以滿足發(fā)生火災(zāi)時的備用照明的要求。
2 UPS配電系統(tǒng)功率的確定
2.1 UPS 配電系統(tǒng)功率計算
UPS 配電系統(tǒng)的主要負(fù)荷為電源列頭柜,故列頭柜的功率決定著 UPS 主機的供電容量,如圖 3。
圖 3
本工程以服務(wù)器機柜居多,故平均每個機柜取值約 4kW 左右。一列機柜 15 個,共有 4 列。安防系統(tǒng)用電和維修電源功率均為 10kW 左右,UPS 的功率因數(shù)取 COS¢=0.8 需用系數(shù) Kx=0.9。于是有每套 UPS 主機的總功率:Kx*(4kW*15*2+10kW)=117kW,117/ COS¢=146.3kVA。這樣,每套 UPS 配電系統(tǒng)我們可以選用容量為 80 kVA 的兩臺 UPS 主機并機供電(內(nèi)置同步功能)。兩套 UPS 配電系統(tǒng)共有4臺 80kVA 的主機。每臺主機需要電池柜若干,所以對于輸入/輸出配電柜、UPS 主機、電池柜的放置需要占用機房的不少面積。這個在此暫不詳細(xì)討論。
2.2 UPS 配電容量的擴充
因本工程為機房改造,供電負(fù)荷均比較明確。對于一般新建機房工程,考慮到網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的快速發(fā)展,運算速度越來越快,單位體積的耗電量越來越大,以及其他弱電設(shè)備的用電,為滿足 3~5 年的發(fā)展需要,應(yīng)充分考慮到機房的擴容問題,即UPS的配電容量應(yīng)有一定的擴充。
3機房的防雷接地系統(tǒng)
3.1機房的等電位連接
現(xiàn)行國標(biāo)推薦計算機房采用聯(lián)合接地方式,接地電阻<=1 歐。機房內(nèi)設(shè)等電位聯(lián)結(jié)板,機房內(nèi)各弱電設(shè)備機殼、弱電線路橋架、保護套管及線纜金屬外皮等均與等電位端子聯(lián)結(jié)板就近連接。具體做法如下:采用 30mm*3mm 的銅帶(等電位連接帶)沿機房四邊墻線敷設(shè),并將活動地板金屬支撐管腳做多點重復(fù)接地焊接,金屬門窗、天花龍骨、各弱電設(shè)備機殼、弱電線路橋架、保護套管及線纜金屬外皮等等也與機房的等電位連接帶采用 M 型等電位連接。此網(wǎng)格型等電位連接帶與每個機柜至少有兩處焊接,且兩條連接帶長度不同。機房的等電位連接帶多點連接至等電位聯(lián)結(jié)板,聯(lián)結(jié)板再與樓層電氣豎井的等電位端子聯(lián)結(jié)板用 BV-1×32mm2穿 SC20 管連接。
3.2機房的防雷
低壓配電系統(tǒng)和電子信息系統(tǒng)容易受到雷電流的干擾影響甚至損壞設(shè)備。所以在建筑物的變配電房低壓進線柜處設(shè)浪涌保護器,在機房配電柜進線處設(shè)二級浪涌保護器,在電源列頭柜內(nèi)采用帶防雷功能的電源插座,作為第三級保護。
4安科瑞ANDPF列頭柜介紹
4.1產(chǎn)品介紹
隨著數(shù)據(jù)中心的迅猛發(fā)展,數(shù)據(jù)中心能耗問題也越來越突出,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(shè)備能耗的有效方式。AMC系列數(shù)據(jù)中心配電系統(tǒng)是針對數(shù)據(jù)機房末端設(shè)計的,能夠綜合采集所有能源數(shù)據(jù)的智能系統(tǒng),為交直流電源配電柜提供準(zhǔn)確的電參量信息,并可通過通訊將數(shù)據(jù)上傳到動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng),實現(xiàn)對整個數(shù)據(jù)機房的實時監(jiān)控和有效管理,為實現(xiàn)綠色IDC提供可靠保證。
4.2安科瑞配電產(chǎn)品解決方案
1)交流系統(tǒng)
功能要求
遙測:輸入分路的三相電壓、三相電流、頻率、有功功率、有功電度;
遙信:輸入分路的過壓/欠壓,缺相,過流,頻率過高/過低,輸入分路的開關(guān)狀態(tài),具備電流、功率需用量分析和統(tǒng)計,實現(xiàn)電壓、電流、頻率等參數(shù)的越限報警功能。
配置方案如圖4,
圖4 交流系統(tǒng)配置方案
2)直流系統(tǒng)
功能要求
遙測:輸入分路的電壓、電流、功率、電度;
遙信:輸入分路的過壓/欠壓,輸入分路的熔絲狀態(tài),具備電流、功率需用量分析和統(tǒng)計,實現(xiàn)電壓、電流、功率等參數(shù)的越限報警功能。
配置方案如圖5,
圖5 直流系統(tǒng)配置方案
4.3產(chǎn)品選型
外形及尺寸 | 型號 | 功能 |
| AMC16Z-ZA | 測量A+B獨立2路交流三相總進線的母線電壓、電流、有功功率、視在功率、功率因數(shù)、有功電能、零地電壓、中線電流+6路無源開關(guān)量輸入+2路開關(guān)量輸出+1路RS485通訊+2-31次諧波 |
AMC16Z-ZD | 測量A+B獨立2路直流總進線的母線電壓、電流、有功功率、有功電能+6路無源開關(guān)量輸入+2路開關(guān)量輸出+1路RS485通訊 | |
AMC16Z-KA | A+B獨立2路單邊各24路有源開關(guān)狀態(tài) | |
AMC16Z-KD | A+B獨立2路單邊各24路無源開關(guān)狀態(tài) | |
AMC16Z-FA | 測量A+B雙路交流出線共48路的全電參數(shù)和開關(guān)顯示狀態(tài)、1路RS485通訊 | |
AMC16Z-FD | 測量A+B雙路直流出線共48路的全電參數(shù)和開關(guān)顯示狀態(tài)、1路RS485通訊 |
表1 列頭柜產(chǎn)品選型表
5安科瑞智能小母線監(jiān)控系統(tǒng)介紹
5.1產(chǎn)品介紹
針對數(shù)據(jù)中心智能小母線的監(jiān)控要求,安科瑞推出了AMB系列小母線監(jiān)控解決方案,該方案包括采集模塊、配套附件、監(jiān)控系統(tǒng),能對母線運行過程中的各種參數(shù)進行監(jiān)控,發(fā)生故障則進行告警,以保證系統(tǒng)穩(wěn)定運行。
AMB檢測單元是針對數(shù)據(jù)中心智能小母線插接箱/始端箱的監(jiān)控要求新設(shè)計的產(chǎn)品,該檢測單元安裝固定在插接箱/始端箱內(nèi)部,插接箱/始端箱采用特別的方式與母線連通,它集成全部電力參數(shù)的測量(如單相或者三相的電流、電壓、有功功率、無功功率、視在功率、頻率、功率因數(shù))以及電能監(jiān)測和考核管理。同時可以實時監(jiān)控母線接口溫度,配合2路Rs45通訊接口(1進1出)或LORA無線通訊,采用MODBUS-RTU協(xié)議可以方便可靠的將監(jiān)測數(shù)據(jù)上傳至主控箱和后臺系統(tǒng),保證系統(tǒng)可靠運行。
5.2產(chǎn)品選型
安科瑞智能母線測控儀表選型如表2,
型號 檢測模塊 | 基本功能 | 選配功能 |
AMB100-A
| 三相交流回路的全電量測量、2-63次諧波測量、1路漏電流、8路溫度、1路濕度、需量、中性線電流、零地電壓、2路開關(guān)量輸入、2路開關(guān)量輸出,1路RS485。 |
/W(LORA) |
AMB110-A | 三相交流回路的全電量測量、2-63次諧波測量、1路漏電流、4路溫度、1路濕度、需量、中性線電流、零地電壓、2路開關(guān)量輸入,1路RS485。 | |
AMB100-D
| 直流1回路的全電量測量、1路漏電流、4路溫度、1路濕度、2路開關(guān)量輸入、2路開關(guān)量輸出,1路RS485 | |
AMB110-D
| 直流3回路的全電量測量、3路漏電流、4路溫度、1路濕度、2路開關(guān)量輸入、2路開關(guān)量輸出,1路RS485。 |
表2 安科瑞智能母線測控儀表選型表
注:AMB100用于始端箱、AMB110用于插接箱、A-交流系統(tǒng)、D-直流系統(tǒng)可選配AMB10顯示器,顯示器只循環(huán)顯示電壓、電流參數(shù)。
6結(jié)束語
隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,計算機房信息處理量日益變大,供電系統(tǒng)的容量和要求也比以前有了很大的提高。這樣,就需要我們更關(guān)注計算機的動力來源-配電系統(tǒng)。要想它能較好的運行,管理人員定期對它的保養(yǎng)、維護以及檢修也是*的。
【參考文獻】
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[2]凌玲.淺析某銀行省級分行數(shù)據(jù)中心機房改造的配電系統(tǒng)設(shè)計[J].城市建設(shè)理論研究,2013(10):63-66.
[3]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊.2020.06版.
安科瑞電氣股份有限公司主營產(chǎn)品:水電預(yù)付費系統(tǒng),遠(yuǎn)程預(yù)付費電表,數(shù)顯多功能電表
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