摘要：隨(suí)著(zhuó)各行業信(xìn)息化(huà)的建設，數(shù)據中心機房機櫃(guì)電功(gōng)率(shuài)的(dí)預(yù)設定(dìng)問題(tí)，並且介紹了(liǎo)如何通過(guò)精密配(pèi)電(diàn)產品去控製機櫃的電流以及精密(mì)配電產(chǎn)品的功能(néng)和(hé)具體應(yīng)用要點。

關鍵(jiàn)詞(cí)：機櫃電功率(shuài)的預(yù)設定；精密(mì)配電(diàn)；分(fēn)支(zhī)回(huí)路；熱插(chā)拔；零地電(diàn)壓

0引言

新(xīn)一(yī)代(dài)數據(jù)中(zhōng)心對供電係(xì)統(tǒng)的(dí)可(kě)靠(kào)性(xìng)及可管(guǎn)理(lǐ)性要(yào)求(qiú)越來越(yuè)高。IT用(yòng)戶需(xū)要對信(xìn)息(xī)設

備的供電(diàn)係(xì)統(tǒng)進(jìn)行更(gēng)可靠(kào)與更(gēng)靈活的配(pèi)電，更(gēng)精細(xì)化的(dí)管(guǎn)理，更準確的(dí)成(chéng)本(běn)消(xiāo)耗等。

UPS配(pèi)電係統(tǒng)作為新一(yī)代(dài)數(shù)據中心機房(fáng)UPS配電係(xì)統結構圖。

從圖(tú)1看到，在UPS輸(shū)出(chū)和負載機櫃(guì)之間(jiān)，可以設(shè)置傳統(tǒng)的(dí)電源列(liè)頭櫃（指(zhǐ)放(fàng)在一列(liè)機櫃頭(tóu)部(bù)用於配電的機櫃，俗(sú)稱(chēng)列頭櫃），為後(hòu)麵(miàn)的負載機(jī)櫃進行供電(diàn)，也(yě)可以設置精(jīng)密配(pèi)電櫃。精密(mì)配(pèi)電櫃(guì)不(bù)但完成(chéng)傳統的電(diàn)源列頭(tóu)櫃的(dí)配(pèi)電功能(néng)，同時還可以具有許多*的(dí)監(jiān)控(kòng)管(guǎn)理(lǐ)功(gōng)能，使得(dé)數(shù)據中(zhōng)心(xīn)的(dí)管理者隨時可以了解(jiě)負載機櫃的加載情(qíng)況(kuàng)，各(gè)配電分支回(huí)路(lù)的狀(zhuàng)態，各(gè)種參數(shù)以(yǐ)及(jí)不同機群的(dí)電(diàn)量消耗等。

圖(tú)1UPS配(pèi)電係(xì)統

1機櫃電(diàn)功率的(dí)預設(shè)定問(wèn)題(tí)

從數(shù)據中心機房(fáng)電(diàn)源，空調設計(jì)的(dí)出(chū)發點(diǎn)。為此，電(diàn)信規範專門(mén)給出表(biǎo)格(gé)（見表1），根(gēn)據不同的(dí)機房(fáng)，對機(jī)櫃(guì)的(dí)電功率進(jìn)行預先(xiān)設定，從而再(zài)去確(què)定(dìng)UPS和(hé)空(kōng)調係統的容(róng)量(liáng)。

表(biǎo)1機櫃電(diàn)功(gōng)率預(yù)設(shè)定(dìng)

從表1可以看出(chū)，不同(tóng)的(dí)機(jī)櫃(guì)電(diàn)功率對(duì)應(yīng)不同的機(jī)櫃(guì)電流(liú)值，要(yào)設定的(dí)機櫃電(diàn)功(gōng)率(shuài)實際上也就是控製單(dān)機櫃的電流。在(zài)沒有采(cǎi)用精密配(pèi)電櫃(guì)的(dí)場(cháng)合，有(yǒu)些(xiē)用(yòng)戶在負(fù)載(zǎi)機(jī)櫃上(shàng)加電流(liú)表來控製單(dān)機(jī)櫃的電(diàn)流，這樣(yàng)的控製方(fāng)式(shì)很直觀，現(xiàn)場(cháng)就(jiù)可(kě)以(yǐ)讀出電流值，如(rú)圖2所示。

圖2單機(jī)櫃電(diàn)流表(biǎo)

但是這(zhè)樣控(kòng)製機(jī)櫃電流的方式(shì)有許(xǔ)多解(jiě)決不了的問(wèn)題(tí)。目(mù)前數(shù)據中(zhōng)心機房(fáng)內的(dí)負載基本上(shàng)都(dū)是(shì)雙電源負載，而采(cǎi)用機櫃內安裝兩個(gè)電(diàn)流表(biǎo)的(dí)方(fāng)式，電流的控(kòng)製需(xū)要(yào)將讀(dú)數進(jìn)行(háng)現場(cháng)相加，這樣做(zuò)很不(bù)方(fāng)便，且幾乎(hū)不太(tài)可能實現，因為負(fù)載(zǎi)隨應用是不斷(duàn)變(biàn)化的(dí)。另外(wài)一(yī)個問題就(jiù)是負(fù)載機櫃(guì)的電功(gōng)率即使(shǐ)超(chāo)出(chū)預先的(dí)設定值(zhí)，係(xì)統(tǒng)也沒有辦(bàn)法進行報警(jǐng)。並且(qiě)，這(zhè)樣的控製(zhì)方式沒有(yǒu)辦(bàn)法(fǎ)納入到機房(fáng)監控(kòng)係統(tǒng)中。

從以上(shàng)的介(jiè)紹中，可以(yǐ)看(kàn)到(dào)傳統配電遇到了挑(tiāo)戰，它沒(méi)有辦法解決數據中(zhōng)心電氣(qì)係統設(shè)計的(dí)思(sī)路(lù)，給配(pèi)電(diàn)係統賦予更*的(dí)管(guǎn)理和(hé)監控功能，這時(shí)精密配電產(chǎn)品應運而生，艾(ài)默(mò)生(shēng)服務器電源管理係統(tǒng)SPM（ServerPowerManagement）可以(yǐ)滿足這(zhè)一需求。圖3是(shì)精密配(pèi)電產品(pǐn)的兩(liǎng)種典型(xíng)的係(xì)統圖(tú)，分(fēn)為(wéi)單(dān)母綫係統和(hé)雙母(mǔ)綫係(xì)統兩種類(lèi)型。

從圖3可(kě)以看出(chū)，精(jīng)密配(pèi)電(diàn)櫃(guì)的一個分支回(huí)路或(huò)是兩(liǎng)個(gè)分支回路(lù)對應一個機(jī)櫃(guì)。精密(mì)配電櫃(guì)可以監(jiān)測(cè)每(měi)一個分支(zhī)回路的額(é)定(dìng)電(diàn)流，實際電流以(yǐ)及(jí)電(diàn)流百分比(bǐ)，具體見精密(mì)配電櫃的(dí)液晶(jīng)監控顯(xiǎn)示(shì)，如圖(tú)4所(suǒ)示。同時(shí)精密(mì)配電櫃(guì)具有(yǒu)支(zhī)路負載(zǎi)兩段的閾值(zhí)報(bào)警(jǐng)功(gōng)能，比如(rú)說單機櫃(guì)功率(shuài)按照(zhào)4kVA進(jìn)行預(yù)設(shè)定(dìng)，對應(yīng)的(dí)單(dān)機櫃(guì)*大(dà)電(diàn)流(liú)為(wéi)18A，這時可以選擇(zé)25A的分支(zhī)開關，當(dāng)負載電(diàn)流達(dá)到分支(zhī)開(kāi)關的(dí)60％時，係(xì)統(tǒng)報(bào)警；當(dāng)負載電流達(dá)到(dào)分支開關(guān)的80％時，係(xì)統還(huán)可以進(jìn)行(háng)報(bào)警，而且(qiě)60％和80％的閾值點可以通過(guò)液晶監控屏幕進行(háng)修改（見圖(tú)5）。

圖(tú)3兩(liǎng)類母(mǔ)綫係統

圖(tú)4監(jiān)視的電流(liú)讀(dú)數(shù)

圖5過(guò)載報(bào)警(jǐng)

通(tōng)過(guò)以(yǐ)上介(jiè)紹，知道(dào)精(jīng)密(mì)配電(diàn)產(chǎn)品可以很(hěn)好地解(jiě)決機房(fáng)機(jī)櫃電(diàn)功(gōng)率(shuài)預設定的(dí)問(wèn)題(tí)，而且通過(guò)後台的機房監(jiān)控(kòng)係(xì)統(tǒng)，可以將任意的兩個支路(lù)電(diàn)流進行疊(dié)加，從而(ér)避免(miǎn)了機(jī)櫃上安(ān)裝兩(liǎng)個電流(liú)表(biǎo)的弊病。

2精密(mì)配(pèi)電櫃的(dí)*功(gōng)能

.       安全管(guǎn)理(lǐ)功能(néng)

全麵的(dí)電源(yuán)管(guǎn)理(lǐ)功能，將配電(diàn)係(xì)統納入機房監(jiān)控(kòng)係(xì)統，監測(cè)內容豐富。對(duì)配電母(mǔ)綫(xiàn)可以監測(cè)三相輸(shū)入(rù)電(diàn)壓，電(diàn)流(liú)，頻(pín)率，總功(gōng)率(shuài)，有功功率(shuài)，功(gōng)率因(yīn)數，諧(xié)波百分(fēn)比，負載(zǎi)百分比等(děng)。同(tóng)時還可以監(jiān)測(cè)所有回(huí)路（包(bāo)括每一個(gè)輸出支(zhī)路(lù)）斷路器(qì)電(diàn)流，開關狀態，運行(háng)負(fù)載率等(děng)，使用(yòng)戶(hù)對機房配電係(xì)統(tǒng)運(yùn)行狀(zhuàng)況一目了(liǎo)然，也便(biàn)於(yú)用戶及(jí)早(zǎo)發現安全隱患(huàn)，有效(xiào)回(huí)避風(fēng)險。

（2）運營成(chéng)本管理功能

精密(mì)配(pèi)電(diàn)產品實時偵測每(měi)一(yī)服(fú)務(wù)器機架的(dí)運營(yíng)成(chéng)本，精確(què)計算(suàn)及測(cè)量(liáng)每(měi)一服務器機(jī)櫃(guì)，每(měi)一路開關的(dí)用電(diàn)功率和(hé)用(yòng)電(diàn)量。通過(guò)後台(tái)監控係統可(kě)以分月度(dù)，季度，年(nián)度進(jìn)行報表(biǎo)統計。

（3）記錄及報警(jǐng)功能(néng)

精密(mì)配電產(chǎn)品支持歷史記(jì)錄功能，支持(chí)豐(fēng)富(fù)的報警(jǐng)功(gōng)能(néng)，包(bāo)括(kuò)主(zhǔ)路的(dí)過壓，欠壓(yā)，缺相，掉電(diàn)，過流，超(chāo)高閾(yù)值(zhí)，超(chāo)低(dī)閾值，開關斷開(kāi)，以及(jí)係統的報警(jǐng)等。

（4）輕(qīng)鬆(sōng)納入(rù)機房監控(kòng)係統(tǒng)

精(jīng)密配電產(chǎn)品(pǐn)提供(gōng)RS232/485或SNMP多(duō)種智能接(jiē)口通信(xìn)方式，可以(yǐ)納入到(dào)機(jī)房監(jiān)控(kòng)係統中，其(qí)所有信(xìn)息(xī)通過(guò)一個接口上(shàng)傳，係統更加(jiā)可(kě)靠，節(jié)省監控投(tóu)資(zī)。液晶(jīng)監(jiān)控麵板(bǎn)可以保存1000條報警(jǐng)信(xìn)息，每(měi)個報警(jǐng)都有(yǒu)開(kāi)始和結束(shù)的(dí)時間(jiān)，便於故(gù)障分(fēn)析。其報(bào)警(jǐng)類(lèi)型和(hé)顯示(shì)形式如圖(tú)6和表(biǎo)2所示。

圖6報警類(lèi)型(xíng)表(biǎo)2報警類型

3精密配電櫃的(dí)選(xuǎn)擇(zé)與使用

隨著IT用(yòng)戶對配(pèi)電可(kě)管理性(xìng)的(dí)要求越來(lái)越高(gāo)，精密(mì)配電(diàn)產(chǎn)品(pǐn)應(yīng)用的場合(hé)越來(lái)越多(duō)。其(qí)規(guī)格一般(bān)有(yǒu)20kVA，40kVA，60kVA，80kVA，100kVA，120kVA等六種(zhǒng)規格。精(jīng)密配(pèi)電產(chǎn)品根據不(bù)同的場(cháng)地需(xū)求(qiú)，可(kě)選(xuǎn)用單(dān)母綫係(xì)統或(huò)者雙母綫(xiàn)係統(tǒng)。其(qí)支路斷路器(qì)可以選擇固定(dìng)式(shì)斷路器，也(yě)可(kě)以(yǐ)選(xuǎn)擇熱插(chā)拔可調(tiáo)相斷路(lù)器。支路斷路(lù)器容量有16A，25A，32A，63A，單極或(huò)三(sān)極(jí)可選。當(dāng)分(fēn)支回路選擇(zé)熱插拔(bá)可調(tiáo)相(xiāng)斷路器時，係統(tǒng)不斷電(diàn)即(jí)可進行檢(jiǎn)修，擴(kuò)容(róng)，同(tóng)時(shí)不用改變(biàn)後端(duān)的電纜(lǎn)接綫就(jiù)可(kě)進行三相負(fù)載(zǎi)的(dí)調平衡(héng)，非常(cháng)靈活方(fāng)便(biàn)。通過圖7看(kàn)到(dào)，隻需要將開(kāi)關拔(bá)下，重新(xīn)調整開(kāi)關(guān)後端的撥動開關到相應(yīng)的位置，再重(zhòng)新將開關安裝到導(dǎo)軌上(shàng)，就可

以(yǐ)很方(fāng)便地調(tiáo)整機(jī)房的三(sān)相負載(zǎi)平衡。

為了解決(jué)機(jī)房的(dí)零(líng)地(dì)電壓(yā)問題(tí)，精密(mì)配電(diàn)產(chǎn)品還可以內置隔離(lí)變(biàn)壓(yā)器。在(zài)目(mù)前的機房工程(chéng)投標中(zhōng)，招(zhāo)標(biāo)方甚至(zhì)會(huì)提出“零(líng)地(dì)電壓(yā)小於(yú)1V或(huò)小於2V"的指(zhǐ)標。降低零地電(diàn)壓有很(hěn)多措(cuò)施，這(zhè)些措施都可以(yǐ)不(bù)同(tóng)程度的(dí)降(jiàng)低(dī)零(líng)地電壓，但在工程實踐中(zhōng)，都不敢保證目前有些(xiē)用(yòng)戶提(tí)出(chū)的“保障(zhàng)IT設(shè)備(bèi)的(dí)輸入零地電(diàn)壓(yā)差(chà)小於(yú)2V"的要(yào)求。如(rú)果(guǒ)要達(dá)到(dào)上麵的要(yào)求，*可靠(kào)的措(cuò)施就是在(zài)IT負載(zǎi)前(qián)端加隔(gé)離變壓器，並(bìng)將(jiāng)隔離後(hòu)的(dí)中性(xìng)綫接地（見圖8，圖(tú)9）。如果(guǒ)采(cǎi)用精密(mì)配(pèi)電櫃做電(diàn)源列(liè)頭櫃(guì)，可以使(shǐ)IT負(fù)載輸(shū)入端零(líng)地(dì)電壓(yā)降(jiàng)低到小(xiǎo)於0.5V的水平，從而*有效(xiào)地(dì)保證了IT負載(zǎi)的良好(hǎo)供(gōng)電環境。

圖7熱插(chā)拔開關圖8隔離變(biàn)壓(yā)器

圖9隔(gé)離變壓器(qì)係(xì)統(tǒng)圖(tú)

4安(ān)科瑞AcrelEMS-IDC數(shù)據中(zhōng)心(xīn)綜合能效(xiào)管理係(xì)統

4.1平(píng)台組成(chéng)

安(ān)科瑞(ruì)電氣緊跟數(shù)據中心(xīn)能(néng)效(xiào)，資(zī)源利(lì)用率(shuài)和(hé)可(kě)用(yòng)性，提(tí)高運(yùn)維效(xiào)率(shuài)並(bìng)降低運維(wéi)成(chéng)本。

AcrelEMS數(shù)據中心的(dí)能源管(guǎn)理提供(gōng)監(jiān)測(cè)和(hé)控製(zhì)，主(zhǔ)要分(fēn)為(wéi)電(diàn)力(lì)監(jiān)控(kòng)，動環監控(kòng)，能耗統計分(fēn)析(xī)（能源管(guǎn)理），蓄電池(chí)監控，精密配電監(jiān)控(kòng)，智(zhì)能母(mǔ)綫(xiàn)監(jiān)控(kòng)，智能照明，消防相(xiāng)關的(dí)子(zǐ)係統(tǒng)。

4.2平(píng)台拓撲圖(tú)

4.3精密(mì)配(pèi)電(diàn)管理係統(tǒng)解決(jué)方(fāng)案(àn)

係(xì)統可(kě)以展(zhǎn)示(shì)精(jīng)密(mì)配電櫃(guì)內進綫和饋綫(xiàn)回路(lù)電(diàn)氣(qì)參(cān)數，包括電流電壓功率電(diàn)能(néng)以(yǐ)及(jí)開關(guān)狀態，並(bìng)可以對(duì)數據(jù)進(jìn)行報警(jǐng)設(shè)置(zhì)和分級，數(shù)據取自(zì)精密配(pèi)電櫃(guì)測量模(mó)塊。

5產品(pǐn)選型(xíng)

6小結(jié)

UPS配電係統作(zuò)為新(xīn)一(yī)代數據中(zhōng)心電(diàn)氣設(shè)計及(jí)應(yīng)用(yòng)的重要(yào)發展(zhǎn)方(fāng)向(xiàng)。

7參考(kǎo)文獻(xiàn)

[1]朱利(lì)偉.數(shù)據中(zhōng)心機(jī)房精(jīng)密配電解(jiě)決方案

[2]安科瑞企業微電網設計與應用(yòng)手(shǒu)冊(cè)2022.5版