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淺談智能母線在數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用及監(jiān)控產(chǎn)品選型
閱讀:530 發(fā)布時(shí)間:2023-2-24
摘要:根據(jù)《“十四五"信息通信行業(yè)發(fā)展規(guī)劃》,,信息通信行業(yè)到2025年將實(shí)現(xiàn)整體規(guī)模進(jìn)一步擴(kuò)大,,整體經(jīng)濟(jì)發(fā)展品質(zhì)顯著提高,基本形成高速泛在,、融合互通,、智慧綠色以及安全穩(wěn)定的新興數(shù)據(jù)基礎(chǔ)建設(shè),進(jìn)一步提高數(shù)據(jù)中心空間及環(huán)境利用率,,提高其節(jié)能水平和智能化管理水平,。在數(shù)據(jù)中心中使用智能母線可以替代列頭柜,從而進(jìn)一步節(jié)省機(jī)房空間,,提升經(jīng)濟(jì)效益,。結(jié)合具體工程實(shí)例,分析智能母線在數(shù)據(jù)中心的詳細(xì)應(yīng)用。
關(guān)鍵詞:智能母線,;數(shù)據(jù)中心,;空間利用;經(jīng)濟(jì)效益
0 引言
末端供電一般采用的是列頭柜供電方式,,需要在每列機(jī)柜或兩列機(jī)柜設(shè)立一臺(tái)列頭柜,,存在著占用空間大、電纜走線多及強(qiáng)弱電分離等問題,。為了解決上述問題,,智能母線應(yīng)運(yùn)而生,其以高度的靈活性,、完善的智能化監(jiān)控能力備受數(shù)據(jù)中心建設(shè)單位的青睞,。
1?智能母線供電方式
智能母線的供電方案在不間斷電源(Uninterruptible Power System,UPS)出線柜之后不需要再敷設(shè)線纜或設(shè)置配電設(shè)備,,而是直接串接智能母線槽,,并配合接插單元為每臺(tái)負(fù)載機(jī)箱內(nèi)裝置供電。數(shù)據(jù)中心智能母線采用樹干式的供配電系統(tǒng),,每列機(jī)柜均通過兩條母線槽供電,,且地板下及機(jī)柜上沒有電纜橋架,便于管理維修,。列頭柜供電系統(tǒng)如圖 1 所示,,智能母線供電系統(tǒng)如圖2所示。

圖 1 列頭柜供電系統(tǒng)(2N)

圖 2 智能母線供電系統(tǒng)(2N)
2?智能母線的優(yōu)勢(shì)
(1)部署簡(jiǎn)單,,易于擴(kuò)展,。傳統(tǒng)配電方式中,列頭配電柜到各機(jī)柜間均采用線纜一對(duì)一連接,,需要鋪設(shè)大量電纜和電纜承載橋架,。工程實(shí)施時(shí)需要根據(jù)機(jī)柜間隔單剪、鋪設(shè),、捆扎或連接每一根電纜,,不僅施工量大、周期長(zhǎng),,而且未來新增回路需要增加鋪設(shè)線纜,。智能母線部署簡(jiǎn)易快捷,僅需將母線槽安裝到所有規(guī)劃設(shè)備的上方,,無需鋪設(shè)大量電纜,,可以
通過插接箱就近供電,部署周期為1~2周,。插接箱位置可調(diào),,IT 機(jī)柜電源分配單元(Power Distribution Unit,,PDU)插頭可以直接插入到母線插接箱中,無復(fù)雜接線工作,。除此之外,,智能母線配置熱插拔插接箱,可以在線熱插拔,。當(dāng)機(jī)房需要增加新的回路時(shí),,只需要增加相應(yīng)輸出回路的插接箱,直接在線插拔就可以實(shí)現(xiàn)擴(kuò)容,,無需對(duì)母線槽進(jìn)行新的調(diào)整,。智能母線構(gòu)成如圖 3 所示。

圖 3 智能母線構(gòu)成圖
(2)供電靈活,,快速可靠,。智能母線供配電模式更加適合現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心發(fā)展的趨勢(shì),在安全可靠的基礎(chǔ)上,,還具備靈活,、快速的優(yōu)點(diǎn)。傳統(tǒng)配電柜里的電纜和開關(guān)都是定額化的,,如果 IT 設(shè)備使用的電功率增加,,就需要重新布放電纜和更換開關(guān)等。智能母線可根據(jù) IT 負(fù)荷實(shí)際需要的電功率自動(dòng)分配,,提高了供電的靈活性,。采用智能母線方式無需機(jī)柜強(qiáng)電電纜橋架等物理設(shè)備,如圖4所示,,提高了空調(diào)送風(fēng)效率,。此外,智能母線所有的產(chǎn)品都是模塊化設(shè)計(jì),,符合現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心快速靈活部署的要求,。

圖 4 已經(jīng)敷設(shè)完成的電纜橋架
(3)具有完善的配電監(jiān)控。智能母線供電方式具有與精密列頭柜同樣的智能監(jiān)控功能,,可以監(jiān)測(cè)插接箱內(nèi)每條一回路中的相關(guān)信息,,包括壓力、流量,、輸出功率、電能,、諧波以及溫度等,。智能母線監(jiān)控系統(tǒng)配置通信接口,可以將所有監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)上傳給后臺(tái)動(dòng)環(huán)平臺(tái),。
(4)節(jié)約機(jī)房面積,,提高收益。采用智能母線供電無需配置強(qiáng)電列頭柜,節(jié)約了強(qiáng)電配電設(shè)備占用空間,,可以增加 IT 機(jī)柜的安裝數(shù)量,,提高了機(jī)房利用率和經(jīng)濟(jì)收益。
(5)安全性高,,使用壽命長(zhǎng),。智能母線采用“金屬外殼+絕緣護(hù)套+銅芯母排"結(jié)構(gòu),電氣穩(wěn)定性更強(qiáng),,同時(shí)也擁有良好的散熱性能,,有效避免了由熱沉積引起的點(diǎn)老化,延長(zhǎng)了使用壽命,。
3?智能母線收益分析
從經(jīng)濟(jì)效益方面分析,,智能母線也具有一定的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。雖然智能母線相對(duì)于列頭柜方案投資成本較高,,但是使用智能母線時(shí)無需配置交流列頭柜,,原有交流列頭柜的安裝位置可以供資源機(jī)柜使用,大大提高了實(shí)際收益,。
以安徽省某數(shù)據(jù)中心為例,, 其建筑面積約8000m2,采用常規(guī)供電方式時(shí)可以布置機(jī)架1 040架,、交流列頭柜 64 架,,交流列頭柜設(shè)備采購及安裝費(fèi)用約為 192 萬元,列頭柜至IT 機(jī)柜配電線纜投資約為100 萬元,,總投資約為 292 萬元,。在同樣規(guī)模下,使用智能母線代替交流列頭柜后,,智能母線的設(shè)備采購及安裝費(fèi)用約為 570 萬元,,投資比常規(guī)供電方式多出278 萬元。但使用智能母線方式供電時(shí),,無需交流列頭柜,,該數(shù)據(jù)中心可使用IT機(jī)架增加 64 架。參考該單位過去3年的機(jī)架銷售數(shù)據(jù),,單機(jī)柜外租平均費(fèi)用約為0.5萬元 / 月,,每月可增加收入 32 萬元。此時(shí)計(jì)算投資回報(bào)周期為 278÷32 ≈ 9月,,即在9個(gè)月以內(nèi)就能收回多出的投資,。數(shù)據(jù)中心一般運(yùn)行周期為15年,使用智能母線可以為該建設(shè)單位增加收益約為5472 萬元,。
4 安科瑞精密配電及監(jiān)控系統(tǒng)解決方案
4.1 概述
隨著數(shù)據(jù)中心的迅猛發(fā)展,,數(shù)據(jù)中心的能耗問題也越來越突出,,有關(guān)數(shù)據(jù)中心的能源管理和供配電設(shè)計(jì)已經(jīng)成為熱門問題,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(shè)備能耗的有效方式。要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心的節(jié)能,,首先需要監(jiān)測(cè)每個(gè)用電負(fù)載,,而數(shù)據(jù)中心負(fù)載回路非常的多,傳統(tǒng)的測(cè)量?jī)x表無法滿足成本,、體積,、安裝、施工等多方面的要求,,因此需要采用適用于數(shù)據(jù)中心集中監(jiān)控要求的多回路監(jiān)控裝置,。
4.2 應(yīng)用場(chǎng)所
適用于運(yùn)營商、金融,、政府,、互聯(lián)網(wǎng)、企業(yè)等數(shù)據(jù)中心,。
4.3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
1)交流

2)直流

4.4 系統(tǒng)功能
1)主頁
開機(jī)進(jìn)入主頁,,包含進(jìn)線參數(shù)、開關(guān)狀態(tài),、出線參數(shù),、報(bào)警查詢等功能,按按鈕可進(jìn)入各功能界面查看,。

2)進(jìn)線參數(shù)監(jiān)測(cè)
監(jiān)測(cè)主路的三相電壓,、電流、系統(tǒng)頻率,;各項(xiàng)及總的有功功率,,無功功率,視在功率,,功率因數(shù),,有功電能、無功電能,;電流,、電壓不平衡度;電流,、電壓諧波含量,;最大需量。

3)出線參數(shù)監(jiān)測(cè)
分支回路的電壓,、電流,、有功功率、有功電能,、功率因數(shù)額定電流設(shè)置,、各相電流值;
負(fù)載百分比,;最大需量,。

4)開關(guān)狀態(tài)
左側(cè)一列為主路開關(guān)狀態(tài),主路跳閘SD狀態(tài),、主路防雷開關(guān)狀態(tài),、主路防雷故障點(diǎn)狀態(tài),默認(rèn)為無源檢測(cè)點(diǎn),,分閘為綠色,,合閘為紅色。主路右側(cè)的皆為支路開關(guān)狀態(tài),;默認(rèn)為有源檢測(cè)點(diǎn),,合閘為紅色,分閘為綠色,。

5)報(bào)警查詢
當(dāng)前報(bào)警界面可查看實(shí)時(shí)報(bào)警和歷史報(bào)警,;開關(guān)量動(dòng)作告警;任意數(shù)據(jù)的定時(shí)存儲(chǔ),;進(jìn)線過電流2段閥值越限告警,,可任意設(shè)定告警值;進(jìn)線過壓,、欠壓,、缺相、過頻率,、低頻率越限告警; 聲光告警功能,。

4.5 系統(tǒng)硬件配置



5 安科瑞智能母線監(jiān)控解決方案
5.1 概述
數(shù)據(jù)中心IT服務(wù)器配電傳統(tǒng)采用精密配電柜,占用空間較大,,配電線纜多,,新增設(shè)備不便,為了節(jié)省面積,,智能小母線方案由于不占用機(jī)房面積,、可按需靈活插拔,受到很多數(shù)據(jù)中心的青睞,,被越來越多的應(yīng)用,。
安科瑞智能母線監(jiān)控產(chǎn)品分為交流和直流母線監(jiān)控兩類,包括始端箱監(jiān)測(cè)模塊,、插接箱監(jiān)測(cè)模塊以及觸摸屏,,另外還可以搭配母線槽連接器紅外測(cè)溫模塊用于監(jiān)測(cè)母線槽的運(yùn)行溫度,,確保母線槽配電安全。通過標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)線手拉手簡(jiǎn)單組網(wǎng),,可以實(shí)現(xiàn)任意插接箱檢修或更換時(shí)不影響其他在線運(yùn)行的插接箱的數(shù)據(jù)上傳通訊,。
5.2 應(yīng)用場(chǎng)所
適用于運(yùn)營商、金融,、政府,、互聯(lián)網(wǎng)、企業(yè)等數(shù)據(jù)中心
5.3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

5.4 系統(tǒng)功能
1)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)
在主頁點(diǎn)擊數(shù)據(jù)采集按鈕后,,進(jìn)入系統(tǒng)圖界面:此界面顯示了每個(gè)箱子的電壓,。

2)基本參數(shù)界面
顯示電壓、電流,、功率,、電能等電參數(shù)數(shù)據(jù),在設(shè)備地址旁邊的輸入框輸入本箱子對(duì)應(yīng)的儀表地址,,即可實(shí)現(xiàn)對(duì)箱子中儀表數(shù)據(jù)的采集,。

3)諧波數(shù)據(jù)
通過點(diǎn)擊“箭頭"來左右切換2-63次諧波數(shù)據(jù)。

4)最大需量
顯示電壓,、電流,、功率的最大需量的數(shù)值及發(fā)生時(shí)間。

5)電能查詢
電能情況可以查詢上12月份的每個(gè)月用電量,、上一年總用電量,、本年已用電量、根據(jù)選擇不同時(shí)間查詢電能值,。

5.5系統(tǒng)硬件配置


6.結(jié)論
信息時(shí)代背景下,,大規(guī)模集群式數(shù)據(jù)中心越來越多,在建設(shè)規(guī)??焖贁U(kuò)大的基礎(chǔ)上,,對(duì)部署速度和節(jié)能效果也提出了更加苛刻的要求?;诖?,需要進(jìn)一步加強(qiáng)模塊化、智能化,、綠色化的數(shù)據(jù)中心建設(shè),,通過對(duì)智能母線等高效產(chǎn)品的應(yīng)用,進(jìn)一步降低數(shù)據(jù)中心總體能耗,,縮短部署時(shí)間,。
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