浅谈电力企业数据中心列头柜配电设计及监控产品选型.docx

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1、浅谈电力企业数据中心列头柜配电设计及监控产品选型胡冠楠安科瑞电气股份有限公司上海嘉定摘要：本文将从电力数据中心的末端供电可靠性出发，对几种主要的数据中心机柜供电方案进行对比研究，分析其优缺点，以及应用场景，提出为电力数据中心的关键负载提供可靠性用电保障的参考方案。重点分析列头柜几种配置发展方向对其可靠性、灵活性以及经济性角度进行深入探讨，为关键电力负载提供可靠性的用电保障。关键词：数据中心末端配电列头柜1概述：电力数据中心是电力企业通信、调度、信息、营销、经营、综合管理及分析决策等服务的公共信息平台，是各业务应用系统的数据交换和共享平台,是电力企业跨业务、跨流程高级应用的重要支持平台。电力数据

2、中心既包含信息系统应用服务，还包括综合数据通信链路、综合环境控制基础设施，其中配电系统是支撑电力数据中心正常运行最为关键的设施之一。2.传统列头柜供电方式传统数据中心机柜端配电采用配电列头柜加电缆的配电方式，同时每个机柜配置两条PDU插座，通过电缆从列头柜取电。列头柜与机柜之间的供电一般有两种模式。2 .1模式一:每个列头柜同时配置A和B两路主输入开关及对应馈线开关，每个机柜从1个列头柜取电。2.2模式二:每个列头柜配置A或B两路主输入开关及对应馈线开关，每个机柜从2个列头柜取电。34 .模式一与模式二对比模式一采用1个列头柜向末端设备提供A、B路电源，模式二分布在两个列头柜向末端设备提供A路

3、或B路电源。按照国家标准A级机房供配电系统结构时，正常运行情况下，模式一和模式二均满足容错要求，即当A、B路任何一路出现故障时均不影响末端设备运行。从运维管理角度考虑，模式一中的一路出现故障时，因A、B两路供电均在一个列头柜内，因此需停电维护，增加了运维的难度和可操作性。当列头柜内配置较低时，存在任何一路故障时有可能对另外一路造成故障的风险。因此，从可靠性和可用性比较，模式二相对较高。5 .传统列头柜配置比较列头柜作为数据中心机房末端配电管理的核心设备，需满足配电、监控、测量、保护、告警等作用。由于信息化设备进一步集中，数据中心对供电可靠性和可管理性要要求越来越高，同时，随着电力电子技术的发展

4、和计算机技术的融合，列头柜高度智能化的技术也逐步成熟，从第一代简单智能列头柜逐步演进到高度智能第三代的技术。5.1 列头柜的发展大致分为三代，如下：第一代：多数采用开关竖直安装，在进线端加入数字电表或触摸屏和通讯接口，只监控主路，未监控分路。第二代：在第二代基础上增加分路监控，实现电源监控和能源管理。第三代：在第三代基础上提高了智能化技术，集中开关模块化、二次元件模块化、调相、监控与一体。其中，第一代为传统配电柜，第二代为目前数据中心常用精密配电柜，第三代为模块化精密配电柜，从柜体集成、监控、维护等方面进行比较。（如下图）内容普通列头柜精密列柜柜模块化列头柜安装方式立式柜体J立式柜体立式柜体连

5、接方式传统端子硬涟接可支持热插拔模块化热插拔电流监测只监测总电流监测总电流，三相电各支路电流及输出各分支至机柜电流监测总电流，三相电各支路电流及愉出各分支至机柜电流电能监测无电能消耗显示，无法提供机房用电数据配置电能模块，测算电能消耗，实现合理、节约用电，降低用电成本配置电能模块，测算电能消耗，实现合理、节约用电，降低用电成本显示模块传统机械式，仪表显示1CD液晶屏显示数据准确1CD液晶屏显示数据准确电路调整不支持调相支持调相支持调相，操作方便电路维护不支持带电更换部件支持带电更换开关支持带电更换开关及二次部分从上表格中可以看出，相比传统配电柜，从安全管理、运行管理角度看,精密配电柜可提供机房

6、电源管理功能,将配电系统完全纳入机房监控系统,监测内容除电气系统主母线及支路所有电气参数，为机房提供更为管理及服务。同时，用户可以及早发现安全隐患，采取相应改进措施改善机房供电情况，有效规避风险。6 .安科瑞推出的解决方案6.1 第一代配置：遥测：输入分路的三相电压、三相电流、频率、有功功率、有功电度；遥信：输入分路的过压/欠压，缺相，过流，频率过高/过低，输入分路的开关状态，具备电流、功率需用量分析和统计，实现电压、电流、频率、功率等参数的越限报警功能。配置方案示意图*配置方案5.2第二代配置:遥测：输入分路的三相电压、三相电流、有功功率、有功电度;遥信：输入分路的过压/欠压，缺相,过流，输

7、入分路和输出分路的开关状态，具备电流、功率需用量分析和统计，实现电压、电流、功率等参数的越限报警功能。*配置方案触摸屏主回路模块出线开关量模块电流互感器ATP007kt（由主回路模块供电）AMC16Z-ZA（24V电源播出给触摸屏供电）AMC16Z-KA（有源）AMC16Z-KD（无源）AKH-O.66-301-XXA/5AimI|M联10F7（_IwmII5.3第三代配置:遥测：输入分路的三相电压、三相电流、有功功率、有功电度；输出分路的单相电压、单相电流、有功功率、有功电度；遥信：输入分路的过压/欠压，缺相,过流，输入分路和输出分路的开关状态，具备电流、功率需用量分析和统计，实现电压、电流

8、、功率等参数的越限报警功能。配置方案示意图*配置方案触摸屏ATPOOTkt（由主回路模块供电）主回路模块AMC16Z-ZA（24V电源愉出给触摸屏供电:出线电参量&开关量采集模块AMC16Z-FAK48AMC16Z-FAK24电流互感器AKH-0.66-30I-XXA/5AAKH-0.66-W-9N50A50A5.4产品型号型号功能描述AMC16Z-ZA监测4日双路三相交流逑戋回路的全电量参数、6路开关区监测、2路报警黜、2路漏S测、1路温S蟋测、1除S485通讯、相序测。AMC16Z-FA监则A州双路交融烘24分路摊电1参数、1除S485通讯、概迹.AMC16Z-FAK24监则A+B懈交融蜒

9、24分路的全1皴和程量悔、1J&S485遹乱、相位调整。AMC16Z-FAK48监则A+B蟠交流出姚48分路的全S蝴和开关量悔、18&S485通乱、相位调整。AMC16Z-KA湿接点，监测A-IB共48分路的开关量状态、1路RS485通讯。AMC16Z-KD干接点，监测A毋共48分路的开关量状态、1路RS485通讯。5.5系统组网图:分路模块3分路模块2分路模块1主路模块5.结语可靠性、可维护性、经济性、可扩展性和节能环保是电力数据建设和运维的几大关键要素，供配电系统更是数据中心基础设施中的关键环节。随着电网IT信息系统快速发展，数据中心末端配电应采用具备更高可用性、更高安全性和灵活性的配电结构进行支撑。安科瑞电气股份有限公司长期对数据中心行业进行内外部环境分析,对国家政策、行业未来发展趋势进行行业热点分析，预测未来的行业发展方向，同时完善自身行业的各种应用解决方案，分析不同客户需求，满足不同客户的应用需求。参考文献1王德文，刘扬.一种电力云数据中心的任务调度策略J.电力系统自动化,20142安科瑞数据中心IDC配电监控解决方案.2023.11版.3安科瑞企业微电网设计应用手册.2023.06版.【4】吴劲松，李光泰，李舒涛，王玉庭，张学昶（中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司，）2018