數據中心機房末端配電技術與應用

hth下载地址 陳聰

摘要：隨著雲(yun) 計算、虛擬化信息技術的快速發展，互聯網、物聯網也得到了快速發展，海量數據爆發，作為(wei) 數據中心的載體(ti) ，機房末端配電的可靠性、穩定性和可維護性直接關(guan) 係到IT設備的安全供電。數據中心的末端配電技術主要有兩(liang) 種，一種采用列頭櫃加電纜配電，另一種是智能小母線配電。列頭櫃的需求也在不斷增加。

關(guan) 鍵詞：數據中心；末端配電；列頭櫃

1、概述

數據中心是國家確定的“新基建”七大領域之一。數據中心在國民經濟和社會(hui) 發展中所起的作用越來越重要，數據中心已經成為(wei) 了各行各業(ye) 的關(guan) 鍵基礎設施，為(wei) 經濟轉型升級提供了重要支撐。數據中心要實現持續穩定運行，前提是其供電係統應穩定可靠、不間斷。當前，重要程度較高的數據中心一般采用2N架構的UPS供電方式，以實現容錯要求，供電係統包括高低壓配電、後備發電機組、不間斷電源、後備蓄電池、配電等子係統，典型的數據中心供電係統如圖1所示。從(cong) 圖1可以看出，終的用電設備實現了全程雙路由容錯供電。

圖1 典型數據中心2N供電係統圖

2、末端配電

數據中心機房的末端配電一般是指從(cong) 不間斷電源輸出櫃到終用電設備的配電部分，終用電設備包括IT設備、動力設備和照明等。數據中心的末端配電較接近用電設備，是整個(ge) 供配電係統中的關(guan) 鍵環節，它的安全可靠十分重要。傳(chuan) 統的末端配電技術一般采用列頭櫃加電纜配電，典型的配電係統如圖2所示。

圖2 數據中心典型配電係統圖

注：係統圖中的方框部分即為(wei) 末端配電部分。

3、列頭櫃配電技術探討

按照國家規範的要求，數據中心的基礎設施宜按容錯係統配置。當數據中心的末端配電采用列頭櫃加電纜配電時，存在多種方案。以數據中心應用較多的封閉冷通道為(wei) 例，配電方案主要有如下4種方案。

3.1 方案一

方案一如圖3所示。

每個(ge) 封閉冷通道設置兩(liang) 個(ge) 列頭櫃，分別位於(yu) 每列的頭部，每個(ge) 列頭櫃由不同的UPS係統引出，即列頭櫃A由2N雙母線係統的UPS係統A引出，列頭櫃B由2N雙母線係統的UPS係統B引出。IT機櫃的供電方式為(wei) ：每個(ge) IT機 櫃 內(nei) 包 括 兩(liang) 路PDU，PDU(A)和PDU(B)，其中PDU（A）通過 電纜由列頭櫃A取電，PDU(B)通過電纜由列頭櫃B取電。本供電方案的優(you) 點是實現了全程雙回路供電，無單點故障點，供電架構清晰。缺點是IT機櫃的供電需要跨列引電，布線有一定難度。

圖3 列頭櫃雙櫃配電方案

注：圖中僅(jin) 示出了其中一列機櫃的配電電纜，另一列機櫃同理。

3.1 方案二

方案二的機櫃布置和方案一相同，如圖3所示，但列頭櫃的內(nei) 部配置和配電電纜的敷設不同。具體(ti) 方案是：每個(ge) 封閉冷通道也設置兩(liang) 個(ge) 列頭櫃，列頭櫃A和列頭櫃 B，但每個(ge) 列頭櫃內(nei) 部又分為(wei) A、B 兩(liang) 路，每路由不同的 UPS係統引出，即列頭櫃A和列頭櫃B內(nei) 的A路由2N雙母線係統的UPS係統A引出，列頭櫃A和列頭櫃B內(nei) 的 B路由2N雙母線係統的 UPS係統B引出。IT機櫃的供電方式是IT機櫃的兩(liang) 路PDU均來自於(yu) 本列的列頭櫃，其中PDU（A）來自於(yu) 本列列頭櫃中的 A路，PDU（B）來自於(yu) 本列列頭櫃中的B路；這種供電方式結構清晰，但當列頭櫃需要擴容、更換或移位時，後端IT機櫃的割接難度和工作量較大。

3.3 方案三

方案三和方案二的不同之處僅(jin) 在於(yu) IT機櫃的取電方式不同，即IT機櫃的兩(liang) 路PDU分別來自於(yu) 不同的列頭櫃，且不同路，第①列的IT機櫃的PDU（A）來自於(yu) 列頭櫃A 內(nei) 的A路，PDU（B）來自於(yu) 列頭櫃B內(nei) 的B路；第2列的IT機櫃的PDU（A）來自於(yu) 列頭櫃B內(nei) 的A路，PDU（B）來自於(yu) 列頭櫃A內(nei) 的B路；這種供電方式保證了IT機櫃的供電為(wei) 全程雙路由，且不存在單點故障點，但布線比較複雜，現場接線容易發生錯誤，可能導致IT機櫃由假雙路電源供電。

3.4 方案四

方案四如圖4所示。

圖 4 列頭櫃單櫃供電方案

每個(ge) 封閉冷通道隻設置1個(ge) 列頭櫃，位於(yu) 其中一列的頭部，列頭櫃內(nei) 部分為(wei) A、B兩(liang) 路，分別由不同的UPS係統引出。IT機櫃的兩(liang) 路PDU分別由列頭櫃內(nei) 的A路和B路取電。這種方案的優(you) 點是隻占用了一個(ge) 機櫃位置，節約了寶貴的機房空間資源。缺點是電纜需要跨列敷設，且當列頭櫃需要維修、擴容、更換或移位時，將造成後端所有 IT機櫃斷電。

3.5 列頭櫃配電方案對比

對上述4種列頭櫃配電方案進行對比，如表1所示。

綜合列頭櫃的上述4種列頭櫃配電方案的優(you) 、缺點，建議采用配電方案一。

4、hth下载地址提供的末端交直流監控方案

針對數據中心配電櫃的IT負載的不斷變化和快速發展，也提高了對於(yu) 配電櫃中監測裝置要求，一套可集成各項參數測量監控、且可充分滿足不斷增加的負載要求的監控裝置，成了現代配電櫃中的重要指標。hth下载地址AMC配電監控係統可以對整個(ge) 數據中心的電流分布和功率分布進行全方麵的實時管理，多可實現4路進線、192路出線的電參數、進出線開關(guan) 狀態、溫度、漏電流等全方麵的監測。且可根據用戶需求靈活增加、減少出線測量回路數。AMC配電係統采用了多回路監控裝置，既可以測量進線側(ce) 三相電流、電壓、有功功率、無功功率、視在功率、功率因數、頻率，還可同時檢測出線的電流、有功功率、功率因數、電能數據等。

這樣合理地對整個(ge) 配電單元的電氣參數進行實時監控和記錄，尤其對其電力消耗有實時的了解。可以滿足用戶對於(yu) 電能計量的要求，為(wei) 全方麵的能耗管理提供了硬件基礎，AMC配電監控係統支持RS485和TCP/IP協議傳(chuan) 輸數據。

5、產(chan) 品證書(shu)

6、結束語

hth下载地址列頭櫃為(wei) 網絡服務器等重要設備提供電力分配、安全保護、計量、運行管理與(yu) 提供數據級接地等服務，用於(yu) 供電可靠性要求較高的不間斷供電領域，以可靠合理的方式，計算每個(ge) 用電負載的用電量，為(wei) 數據中心的節能提供合理的依據。