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中心機房精密配電解決方案

更新日期：2023-11-24瀏覽：557次

簡婷

韦德1946网址上海嘉定201801

摘要：隨著各行業(ye) 信息化的建設，數據中心機房機櫃電功率的預設定問題，並且介紹了如何通過精密配電產(chan) 品去控製機櫃的電流以及精密配電產(chan) 品的功能和具體(ti) 應用要點。

關(guan) 鍵詞：機櫃電功率的預設定；精密配電；分支回路；熱插拔；零地電壓

0引言

新一代數據中心對供電係統的可靠性及可管理性要求越來越高。IT用戶需要對信息設

備的供電係統進行更可靠與(yu) 更靈活的配電、更精細化的管理、更準確的成本消耗等。

UPS配電係統作為(wei) 新一代數據中心機房UPS配電係統結構圖。

從(cong) 圖1看到，在UPS輸出和負載機櫃之間，可以設置傳(chuan) 統的電源列頭櫃（指放在一列機櫃頭部用於(yu) 配電的機櫃，俗稱列頭櫃），為(wei) 後麵的負載機櫃進行供電，也可以設置精密配電櫃。精密配電櫃不但完成傳(chuan) 統的電源列頭櫃的配電功能，同時還可以具有許多強大的監控管理功能，使得數據中心的管理者隨時可以了解負載機櫃的加載情況、各配電分支回路的狀態、各種參數以及不同機群的電量消耗等。

圖1UPS配電係統

1機櫃電功率的預設定問題

從(cong) 數據中心機房電源、空調設計的出發點。為(wei) 此，電信規範專(zhuan) 門給出表格（見表1），根據不同的機房，對機櫃的電功率進行預先設定，從(cong) 而再去確定UPS和空調係統的容量。

表1機櫃電功率預設定

從(cong) 表1可以看出，不同的機櫃電功率對應不同的機櫃電流值，要設定的機櫃電功率實際上也就是控製單機櫃的電流。在沒有采用精密配電櫃的場合，有些用戶在負載機櫃上加電流表來控製單機櫃的電流，這樣的控製方式很直觀，現場就可以讀出電流值，如圖2所示。

圖2單機櫃電流表

但是這樣控製機櫃電流的方式有許多解決(jue) 不了的問題。目前數據中心機房內(nei) 的負載基本上都是雙電源負載，而采用機櫃內(nei) 安裝兩(liang) 個(ge) 電流表的方式，電流的控製需要將讀數進行現場相加，這樣做很不方便，且幾乎不太可能實現，因為(wei) 負載隨應用是不斷變化的。另外一個(ge) 問題就是負載機櫃的電功率即使超出預先的設定值，係統也沒有辦法進行報警。並且，這樣的控製方式沒有辦法納入到機房監控係統中。

從(cong) 以上的介紹中，可以看到傳(chuan) 統配電遇到了挑戰，它沒有辦法解決(jue) 數據中心電氣係統設計的思路，給配電係統賦予更強大的管理和監控功能，這時精密配電產(chan) 品應運而生，艾默生服務器電源管理係統SPM（ServerPowerManagement）可以滿足這一需求。圖3是精密配電產(chan) 品的兩(liang) 種典型的係統圖，分為(wei) 單母線係統和雙母線係統兩(liang) 種類型。

從(cong) 圖3可以看出，精密配電櫃的一個(ge) 分支回路或是兩(liang) 個(ge) 分支回路對應一個(ge) 機櫃。精密配電櫃可以監測每一個(ge) 分支回路的額定電流、實際電流以及電流百分比，具體(ti) 見精密配電櫃的液晶監控顯示，如圖4所示。同時精密配電櫃具有支路負載兩(liang) 段的閾值報警功能，比如說單機櫃功率按照4kVA進行預設定，對應的單機櫃*大電流為(wei) 18A，這時可以選擇25A的分支開關(guan) ，當負載電流達到分支開關(guan) 的60％時，係統報警；當負載電流達到分支開關(guan) 的80％時，係統還可以進行報警，而且60％和80％的閾值點可以通過液晶監控屏幕進行修改（見圖5）。

通過以上介紹，知道精密配電產(chan) 品可以很好地解決(jue) 機房機櫃電功率預設定的問題，而且通過後台的機房監控係統，可以將任意的兩(liang) 個(ge) 支路電流進行疊加，從(cong) 而避免了機櫃上安裝兩(liang) 個(ge) 電流表的弊病。

2精密配電櫃的強大功能

安全管理功能

全麵的電源管理功能，將配電係統納入機房監控係統，監測內(nei) 容豐(feng) 富。對配電母線可以監測三相輸入電壓、電流、頻率、總功率、有功功率、功率因數、諧波百分比、負載百分比等。同時還可以監測所有回路（包括每一個(ge) 輸出支路）斷路器電流、開關(guan) 狀態、運行負載率等，使用戶對機房配電係統運行狀況一目了然，也便於(yu) 用戶及早發現安全隱患，有效回避風險。

（2）運營成本管理功能

精密配電產(chan) 品實時偵(zhen) 測每一服務器機架的運營成本，精確計算及測量每一服務器機櫃、每一路開關(guan) 的用電功率和用電量。通過後台監控係統可以分月度、季度、年度進行報表統計。

（3）記錄及報警功能

精密配電產(chan) 品支持曆史記錄功能，支持豐(feng) 富的報警功能，包括主路的過壓、欠壓、缺相、掉電、過流、超高閾值、超低閾值、開關(guan) 斷開，以及係統的報警等。

（4）輕鬆納入機房監控係統

精密配電產(chan) 品提供RS232/485或SNMP多種智能接口通信方式，可以納入到機房監控係統中，其所有信息通過一個(ge) 接口上傳(chuan) ，係統更加可靠，節省監控投資。液晶監控麵板可以保存1000條報警信息，每個(ge) 報警都有開始和結束的時間，便於(yu) 故障分析。其報警類型和顯示形式如圖6和表2所示。

圖6報警類型表2報警類型

3精密配電櫃的選擇與(yu) 使用

隨著IT用戶對配電可管理性的要求越來越高，精密配電產(chan) 品應用的場合越來越多。其規格一般有20kVA、40kVA、60kVA、80kVA、100kVA、120kVA等六種規格。精密配電產(chan) 品根據不同的場地需求，可選用單母線係統或者雙母線係統。其支路斷路器可以選擇固定式斷路器，也可以選擇熱插拔可調相斷路器。支路斷路器容量有16A、25A、32A、63A，單極或三極可選。當分支回路選擇熱插拔可調相斷路器時，係統不斷電即可進行檢修、擴容，同時不用改變後端的電纜接線就可進行三相負載的調平衡，非常靈活方便。通過圖7看到，隻需要將開關(guan) 拔下，重新調整開關(guan) 後端的撥動開關(guan) 到相應的位置，再重新將開關(guan) 安裝到導軌上，就可

以很方便地調整機房的三相負載平衡。

為(wei) 了解決(jue) 機房的零地電壓問題，精密配電產(chan) 品還可以內(nei) 置隔離變壓器。在目前的機房工程投標中，招標方甚至會(hui) 提出“零地電壓小於(yu) 1V或小於(yu) 2V”的指標。降低零地電壓有很多措施，這些措施都可以不同程度的降低零地電壓，但在工程實踐中，都不敢保證目前有些用戶提出的“保障IT設備的輸入零地電壓差小於(yu) 2V”的要求。如果要達到上麵的要求，*可靠的措施就是在IT負載前端加隔離變壓器，並將隔離後的中性線接地（見圖8、圖9）。如果采用精密配電櫃做電源列頭櫃，可以使IT負載輸入端零地電壓降低到小於(yu) 0.5V的水平，從(cong) 而*有效地保證了IT負載的良好供電環境。