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江蘇安科瑞電器制造有限公司

簡述數(shù)據(jù)中心供配電系統(tǒng)的可靠性及產(chǎn)品選型

時間:2020-12-30閱讀:713
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安科瑞 鮑靜君

  摘 要:隨著信息技術(shù)的高速發(fā)展,數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)量的不斷擴大,數(shù)據(jù)中心供配電系統(tǒng)的可靠性成為整個數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)關(guān)鍵業(yè)務(wù)正常運行的必要條件。因此,在項目的前期規(guī)劃設(shè)計以及施工過程中,考慮如何保證供配電系統(tǒng)的可靠性是我們首要考慮的問題。

  根據(jù)數(shù)據(jù)中心對供配電系統(tǒng)的要求,為其建立一個不停電的供配電系統(tǒng)。電力傳輸中的任何元器件的單點故障,都不應(yīng)影響系統(tǒng)的正常供電,并且將計算機負荷和其他負荷分開。為了避免發(fā)生故障時的互相影響,設(shè)計中應(yīng)該考慮各個區(qū)域供配電之間的相對獨立性。

  鑒于數(shù)據(jù)中心設(shè)備連續(xù)不停電運行的重要性,各大設(shè)備廠商所生產(chǎn)的小型機、服務(wù)器等設(shè)備越來越多的是雙電源運行設(shè)備,對于這些雙電源設(shè)備,為了保證其運行的可靠性,建議應(yīng)采用雙母線供電,即兩路供電電源*獨立且互為備份。

  下面簡述數(shù)據(jù)中心內(nèi)設(shè)備供配電系統(tǒng)的形式。

  使用雙路市電供應(yīng),并配置柴油發(fā)電機作為后備電源。并由雙路 UPS 提供電源保護,

  每組UPS電源由N+1臺UPS組成。此供電方式避免了供配電系統(tǒng)的單點故障的存在,可靠性高,達到 99.999%。數(shù)據(jù)中心機房內(nèi)重要設(shè)備均采用此供電形式(見圖 1)。

  我們知道,對于計算機機房內(nèi)的主機設(shè)備而言干凈、不間斷的電源供應(yīng)是很重要

  的。公用供電系統(tǒng)由于電網(wǎng)范圍大,受各種因素的影響,時常會有不正常的現(xiàn)象發(fā)生,往往會對計算機系統(tǒng)造成不利的影響。為此,采用 UPS 不間斷電源為重要,它不但能提供穩(wěn)定可靠的高質(zhì)量的電源,沒有瞬變和可抑止諧波,即使當電網(wǎng)斷電時,它也可由后備電池支撐,繼續(xù)供電,使計算機有一定的時間進行處理。

  計算機系統(tǒng)設(shè)備的供配電屬于負荷中的特別重要負荷,為了保證負荷中特別重要負荷的供電可靠性,需要對電力電網(wǎng)等的供應(yīng)做充分的考慮。例如某數(shù)據(jù)中心機房工程設(shè)備配電考慮兩組(3+1)×400kVAUPS 組成 A、B兩路*獨立的雙母線UPS電源系統(tǒng),后備電池15分鐘,供機房內(nèi)所有設(shè)備電源用電。

  系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖 2 所示。

  ◆UPS 系統(tǒng)中A組UPS與B組UPS的輸出各自獨立向計算機房的各個負荷供電 ;

  ◆UPS 系統(tǒng)內(nèi)部 的A組UPS與B組UPS對于計算機房的核心負荷的電力供應(yīng)相互冗余 ;

  ◆部分單電源負荷可以根據(jù)實際情況配置一些STS裝置,通過STS自動選擇電源供應(yīng)的路徑。

  上述 UPS 系統(tǒng)配置充分考慮了系統(tǒng)分階段實施的要求,系統(tǒng)擴容量方便。UPS系統(tǒng)也可以依據(jù)系統(tǒng)負荷水平在必要時以增加UPS模塊的方式進行系統(tǒng)擴容。

  對于雙電源設(shè)備來說,正常情況下,雙母線運行的 A、B 組UPS電源設(shè)備在并機控制板的調(diào)控下,以同頻率同相位和均流的方式向后接負載供電(每臺UPS各負擔1/2 電流)。在此供電系統(tǒng)下,萬一遇到其中一臺UPS因故障而自動退出供電系統(tǒng)時,剩下的UPS電源仍有足夠的能向后接負載提供高質(zhì)量的 UPS 逆變電源,而無須切換到由市電來供電的交流旁路供電通道上。其輸出電源通過配電柜內(nèi)空氣開關(guān)分別提供至機房內(nèi)各個用電設(shè)備。采用此冗余式“雙總線輸出”供電系統(tǒng)的目的是 :去除可能出現(xiàn)再從UPS冗余并機供電系統(tǒng)的輸出端到終端的“信息網(wǎng)絡(luò)設(shè)備”輸入端之間的各種配送電線路中可能存在的“單點瓶頸”故障隱患,從而為關(guān)鍵性的負載能獲得100% 的高可利用率的電源供應(yīng)奠定堅實的運行基礎(chǔ)。

  對于單電源設(shè)備來說,從兩套UPS冗余并機系統(tǒng)的輸出配電柜A和B分別送出兩路

  UPS 輸出電源至靜態(tài)轉(zhuǎn)換開關(guān)STS設(shè)備的輸入端上,從而保證末端的設(shè)備能獲得高可靠性的 UPS 電源。靜態(tài)轉(zhuǎn)換開關(guān)具有很快的自動切換時間 :2.5 ~ 6ms,避免了關(guān)鍵負載斷電。

  1安科瑞列頭柜及監(jiān)測產(chǎn)品介紹

  隨著數(shù)據(jù)中心的迅猛發(fā)展,數(shù)據(jù)中心能耗問題也越來越突出,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)備能耗的方式。

  AMC系列數(shù)據(jù)中心配電系統(tǒng)是針對數(shù)據(jù)機房末端設(shè)計的,能夠綜合采集所有能源數(shù)據(jù)的智能系統(tǒng),為交直流電源配電柜提供準確的電參量信息,并可通過通訊將數(shù)據(jù)上傳到動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng),實現(xiàn)對整個數(shù)據(jù)機房的實時監(jiān)控和管理,為實現(xiàn)綠色IDC提供可靠保證。

  1.1配電管理解決方案

  1.1.1交流系統(tǒng)

  1)功能要求:

  遙測:輸入分路的三相電壓、三相電流、有功功率、有功電度;輸出分路的單相電壓、單相電流、有功功率、有功電度;

  遙信:輸入分路的過壓/欠壓,缺相,過流,輸入分路和輸出分路的開關(guān)狀態(tài),具備電流、功率需用量分析和統(tǒng)計,實現(xiàn)電壓、電流、功率等參數(shù)的越限報警功能。

  2)配置方案-示意圖

配置方案

  多功能儀表       PZ72L-E4

  電流互感器       AKH-0.66-30I-XXA/5 A

  1.1.2直流系統(tǒng)

  1) 功能要求

  遙測:輸入分路的電壓、電流、功率、電度;

  遙信:輸入分路的過壓/欠壓,輸入分路的熔絲狀態(tài),具備電流、功率需用量分析和統(tǒng)計,實現(xiàn)電壓、電流、功率等參數(shù)的越限功能。

  2)配置方案-示意圖

配置方案

  多功能儀表          PZ72L-DE

  霍爾傳感器          AHKC-F-  XXA/5V 開關(guān)電源            SBD-30  (48V)

  1.2產(chǎn)品規(guī)格

  說明:■為標配功能。

  1.3配套附件

  2 安科瑞母線槽監(jiān)測產(chǎn)品介紹

  2.1 概述

  數(shù)據(jù)中心小母線系統(tǒng)是數(shù)據(jù)中心末端母線供配電系統(tǒng)的俗稱。近年來,隨著數(shù)據(jù)中心建設(shè)的快速發(fā)展和更高需求,智能小母線系統(tǒng)逐漸被應(yīng)用于機房的末端配電中,具有電流小、插接方便、智能化程度高等特點,即插式插接箱給各個機柜內(nèi)的PDU分配電。始端箱和插接箱內(nèi)可設(shè)置監(jiān)測模塊,將數(shù)據(jù)上傳至動環(huán)監(jiān)控中心。

  2.2  AMB智能小母線管理系統(tǒng)

  1)交流系統(tǒng)功能:

  遙測:三相電壓、電流、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、電纜溫度,系統(tǒng)頻率、零序電流、零地電壓、漏電流、機柜溫度、機柜濕度、開關(guān)狀態(tài)、電壓/電流諧波含量、電流/功率;

  遙信:過電流2段閥值越限、過/欠壓、過功率告警、缺相、過頻率、欠頻率越限、零地電壓、零線電流、溫/濕度告警,開關(guān)狀態(tài)、開關(guān)跳閘;

  2)直流系統(tǒng)功能:

  遙測:電壓、電流、功率、電能、電纜溫度、漏電流、機柜溫度、機柜濕度、開關(guān)狀態(tài)、電流/功率;

  遙信:過電流2段閥值越限、過/欠壓、過功率告警、缺相、溫/濕度告警,開關(guān)狀態(tài)、開關(guān)跳閘;

  2.3 產(chǎn)品介紹

  說明:■為標配功能。

  3結(jié)束語

  綜上所述,數(shù)據(jù)中心內(nèi)設(shè)備的供配電電源是數(shù)據(jù)中心的心臟,是保證數(shù)據(jù)中心正常運行的關(guān)鍵所在。除了以上所述對數(shù)據(jù)中心內(nèi)的設(shè)備電源的可靠性保證,我們也需要對數(shù)據(jù)中心內(nèi)的空調(diào)設(shè)備、照明設(shè)備等提供高可靠性的電源,以保證整個數(shù)據(jù)中心的正常運行。

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