浅谈数据中心机房末端配电技术与产品监控选型
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摘要：数据中心机房末端配电的可靠性、稳定性和可维护性直接关系到IT设备的安全供电。数据中心的末端配电技术主要有两种，一种采用列头柜加电缆配电，另一种是智能小母线配电。分别对两种配电技术进行了介绍和探讨，最后对两种配电方式进行了对比分析，得出一些有益的结论。
关键词：数据中心；末端配电；列头柜；智能小母线
1概述
数据中心是国家确定的“新基建”七大领域之一。数据中心在国民经济和社会发展中所起的作用越来越重要，数据中心已经成为了各行各业的关键基础设施，为经济转型升级提供了重要支撑。
数据中心要实现持续稳定运行，前提是其供电系统应稳定可靠、不间断。当前，重要程度高的A级数据中心一般采用2N架构的UPS供电方式，以实现容错要求，供电系统包括高低压配电、后备发电机组、不间断电源、后备蓄电池、精密配电等子系统，典型的数据中心供电系统如图1所示。
图1 典型数据中心2N供电系统图
从图1可以看出，最终的用电设备实现了全程双路由容错供电。
2末端配电
数据中心机房的末端配电一般是指从不间断电源输出柜到最终用电设备的配电部分，最终用电设备包括IT设备、动力设备和照明等。数据中心的末端配电最接近用电设备，是整个供配电系统中的关键环节，它的安全可靠十分重要。
传统的末端配电技术一般采用列头柜加电缆配电，典型的配电系统如图 2 所示。
图2 数据中心典型配电系统图
3安科瑞精密配电及监控系统解决方案
3.1概述
随着数据中心的迅猛发展，数据中心的能耗问题也越来越突出，有关数据中心的能源管理和供配电设计已经成为热门问题，高效可靠的数据中心配电系统方案，是提高数据中心电能使用效率，降低设备能耗的有效方式。要实现数据中心的节能，首先需要监测每个用电负载，而数据中心负载回路非常的多，传统的测量仪表无法满足成本、体积、安装、施工等多方面的要求，因此需要采用适用于数据中心集中监控要求的多回路监控装置。
3.2应用场所
适用于运营商、金融、政府、互联网、企业等数据中心
3.3系统结构
4.系统功能
1）主页
开机进入主页，包含进线参数、开关状态、出线参数、报警查询等功能，按按钮可进入各功能界面查看。
2）进线参数监测
监测主路的三相电压、电流、系统频率；各项及总的有功功率，无功功率，视在功率，功率因数，有功电能、无功电能；电流、电压不平衡度；电流、电压谐波含量；最大需量。
3）出线参数监测
分支回路的电压、电流、有功功率、有功电能、功率因数额定电流设置、各相电流值；负载百分比；最大需量。
4）开关状态
左侧一列为主路开关状态，主路跳闸SD状态、主路防雷开关状态、主路防雷故障点状态，默认为无源检测点，分闸为绿色，合闸为红色。主路右侧的皆为支路开关状态；默认为有源检测点，合闸为红色，分闸为绿色。
5）报警查询
当前报警界面可查看实时报警和历史报警；开关量动作告警；任意数据的定时存储；进线过电流2段阀值越限告警，可任意设定告警值；进线过压、欠压、缺相、过频率、低频率越限告警；声光告警功能。
5.系统硬件配置
6.安科瑞智能母线监控解决方案
6.1概述
数据中心IT服务器配电传统采用精密配电柜，占用空间较大，配电线缆多，新增设备不便，为了节省面积，智能小母线方案由于不占用机房面积、可按需灵活插拔，受到很多数据中心的青睐，被越来越多的应用。
安科瑞智能母线监控产品分为交流和直流母线监控两类，包括始端箱监测模块、插接箱监测模块以及触摸屏，另外还可以搭配母线槽连接器红外测温模块用于监测母线槽的运行温度，确保母线槽配电安全。通过标准网线手拉手简单组网，可以实现任意插接箱检修或更换时不影响其他在线运行的插接箱的数据上传通讯。
6.2应用场所
适用于运营商、金融、政府、互联网、企业等数据中心
6.3系统结构
7.4系统功能
1）实时监测
在主页点击数据采集按钮后，进入系统图界面：此界面显示了每个箱子的电压。
2）基本参数界面
显示电压、电流、功率、电能等电参数数据，在设备地址旁边的输入框输入本箱子对应的仪表地址，即可实现对箱子中仪表数据的采集。
3）谐波数据
7.5系统硬件配置
8总结
末端配电是数据中心供配电系统的末梢环节，它的可靠性、稳定性和可维护性直接关系到IT设备的安全供电。数据中心的末端配电方式主要包括两种，一种是采用列头柜加电缆的配电方式，另一种是智能小母线配电方式。本文通过分析，得出如下结论：
（1）对于封闭冷通道，如果采用列头柜加电缆的配电方式，建议采用上文中的方案一，即每个冷通道配置2个列头柜，每个IT机柜分别从2个列头柜各取1路电源。
（2）智能小母线分为滑轨式小母线和直列式小母线，考虑到机房的实际应用环境，推荐采用滑轨式小母线，不建议采用直列式小母线。
（3）智能小母线推荐采用单列双母线方案。
（4）智能小母线的插接箱推荐采用一拖三方案。
（5）对于分批次部署服务器的数据中心，或后期需要进行末端负荷调整的数据中心，强烈建议采用滑轨式的智能小母线配电方案；如果是一次性部署服务器或是方案固定的数据中心，可采用列头柜加电缆的配电方案。
（6）智能小母线造价相对较高，投资回收期约为2年。
总的来说，由于智能小母线具有不占用机柜位置、配电回路清晰、模块化结构、工期短、可重复利用等优点，虽然其造价相对较高，但在整个运营期内可以为投资方带来更大的收益。因此，建议在数据中心内推广应用智能小母线末端配电技术。
