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數(shù)據(jù)中心配電柜

更新時間:2015-01-23   點擊次數(shù):2110次

引言

        由于IT技術飛速發(fā)展,特別是云計算和虛擬化技術的廣泛應用,數(shù)據(jù)中心內服務器、交換機等IT設備正經歷迅速變化.數(shù)據(jù)中心及其配電系統(tǒng)為了滿足這種變化并實現(xiàn)高可用性和節(jié)能減排的要求,在配電產品設計方面也進行了諸多改進.專為數(shù)據(jù)中心設計的配電單元通過可在線擴展、實時在線監(jiān)測等功能可滿足新一代數(shù)據(jù)中心的需求。

1、配電單元

        為了更好地理解配電單元,我們首先介紹其所處的使用環(huán)境和負載類型。正是其使用類型和負載系統(tǒng)決定了該設備一系列與眾不同的特點。

        配電單元是一種主要用于數(shù)據(jù)中心內的配電系統(tǒng),又叫配電列頭柜,配電單元主要安裝于數(shù)據(jù)中心內。數(shù)據(jù)中心是一個聚集了大量服務器、存儲設備、網(wǎng)絡設備及配套UPS、空調等設備的IT設備場所,是實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的集中處理、存儲、傳輸、交換和集中管理等業(yè)務的服務平臺,近年來,國內各行業(yè)業(yè)務處理對信息技術的依賴不斷增加,國內數(shù)據(jù)中心市場逐漸擴大,投資規(guī)??焖僭鲩L,對用電的需求也逐年增加,數(shù)據(jù)中心主要面臨著以下幾個問題點:

1) 首先,由于IT技術,特別是虛擬化和云計算的發(fā)展,要求對整個數(shù)據(jù)中心的電流分布和功率分布進行的實時管理,以保證供電系統(tǒng)和數(shù)據(jù)中心的可靠運行,達到數(shù)據(jù)中心的高可靠性和節(jié)能減排的雙重目的。

2) 其次,配電單元向IT負載提供電力,IT設備的制造技術正在經歷快速發(fā)展變化。數(shù)據(jù)中心內的IT設備和負載功率在未來10年將發(fā)生很大變化,但數(shù)據(jù)中心及其配電系統(tǒng)—般使用壽命在10年及以上的時間。

3) 同時,由于虛擬化和云計算技術的發(fā)展,數(shù)據(jù)中心的功率消耗也將變得難以預測。

        綜上所述,數(shù)據(jù)中心主要體現(xiàn)在如何使數(shù)據(jù)中心的整個生命周期中不斷滿足變化的IT負載類型和負載運營水平,使整個數(shù)據(jù)中心在從建成到推出使用的過程中始終保持和可靠的運行,是對數(shù)據(jù)中心的配電系統(tǒng)提出的新挑戰(zhàn)。

2、配電單元應用方案

        針對數(shù)據(jù)中心配電柜的IT負載的不斷變化和快速發(fā)展,也提高了對于配電柜中監(jiān)測裝置要求,一套可集成各項參數(shù)測量監(jiān)控、且可充分滿足不斷增加的負載要求的監(jiān)控裝置,成了現(xiàn)代配電柜中的重要指標,我們設計了以AMC16MH為監(jiān)控主體的數(shù)據(jù)中心配電柜單元電能質量管理系統(tǒng)方案來實現(xiàn)對兩路進線、多路出線的電參數(shù)、進出線開關狀態(tài)、溫度、接地電壓、漏電流等實現(xiàn)的監(jiān)測。且可根據(jù)用戶需求靈活增加減少出線測量回路數(shù)。以下我們就突出講解我司開發(fā)的以AMC16MH為監(jiān)控主體的數(shù)據(jù)中心配電柜單元電能質量管理系統(tǒng)方案。

圖1  配電柜內一次接線圖

圖2  AMC16MH配電監(jiān)測方案系統(tǒng)圖

2.1 實時在線監(jiān)控

        為了對整個數(shù)據(jù)中心的電流分布和功率分布進行的實時管理。配電單元采用了AMC16MH多回路監(jiān)控裝置,它既可以測量進線側三相電流、電壓、有功功率、無功功率、視在功率、功率因數(shù)、頻率,還可同時檢測出線多達84路的電流、有功功率、功率因數(shù),同時,可顯示累積的有功電能和增量電能。這樣地對整個配電單元的電氣參數(shù)進行實時監(jiān)控和記錄,尤其對其電力消耗有實時的了解??梢詽M足用戶對于電能計量的要求,為的能耗管理提供了硬件基礎,AMC16MH多回路監(jiān)控裝置還具有2路RS-485接口,多回路計量監(jiān)測裝置通過RS-485標準Modbus協(xié)議傳輸數(shù)據(jù)。通過AMC16MH多回路監(jiān)控裝置,配電裝置采集了輸入和輸出的各種電氣參數(shù),從而實現(xiàn)對整個電氣系統(tǒng)的監(jiān)測和管理,以滿足數(shù)據(jù)中心負載水平實時變化條件下的高可靠性。同時。提供對于輸出電流的報警,可防止由于過負載所導致的斷電發(fā)生。

2.2 配電管理系統(tǒng)軟件

        為了達到遠程管理的目的,在配電監(jiān)測方案中,我司為其專門開發(fā)了配電管理系統(tǒng)軟件,有了這套管理軟件,用戶可以通過數(shù)據(jù)中心后臺管理系統(tǒng)對兩者進行遠程訪問,實現(xiàn)電參數(shù)值、開關狀態(tài)、零地電壓和漏電流等數(shù)據(jù)實時監(jiān)控;還可實現(xiàn)越限告警、事件記錄、數(shù)據(jù)上傳等功能。為了方便客戶操作和瀏覽,我們特意安裝了彩色觸摸屏。用戶可以在柜前直接在觸摸屏上進行操作。

圖3  AMC16MH顯示主界面

圖4 AMC16MH 開關狀態(tài)指示界面

 2.3 多回路可靈活擴展

        為了適應適應IT設備和IT技術快速升級的需要。數(shù)據(jù)中心配電單元中使用了模塊化互感器排,每個AMC16MH裝置多可測量84路單相出線回路各相參數(shù),對應可配備4個互感器排,每個互感器排可連接21路單相出線回路,針對不同IT設備,可隨意減少或添加互感器排,以適應不同客戶需求。

2.4 零地電壓監(jiān)控

        中性線與PE線之間的點位差稱為“零點電壓",當零點電壓高于電子信息設備的允許值時,將引起硬件故障、燒毀設備,引發(fā)控制信號的誤動作,影響通信質量,延誤或阻止通信的正常進行,因此,當零地電壓不滿足負載的使用要求時(一般零地電壓應小于2V),應采取措施,降低零地電壓,以AMC16MH多回路監(jiān)控裝置為監(jiān)控主體的配電柜電能質量管理方案中,帶有零點電壓測量功能,能將監(jiān)測的零地電壓值實時傳送到安全監(jiān)管平臺服務器中,并在界面上以直觀的數(shù)據(jù)表現(xiàn)出來,一旦零地電壓值越限,系統(tǒng)將自動彈出報警框并觸發(fā)報警,提示管理員進行及時進行線路檢查,保護配電柜安全性能。

2.5 零序電流監(jiān)控

        當系統(tǒng)出現(xiàn)故障時,三相變得不對稱了,這時就能分解出有幅值的零序分量了,因此通過檢測這零序電流分量,就可以知道系統(tǒng)出了故障(特別是單相接地時的零序分量)。所以該值的監(jiān)測對系統(tǒng)用電的安全性有著不可忽視的主要性,以AMC16MH為監(jiān)測裝置的數(shù)據(jù)中心電源管理系統(tǒng),可實時監(jiān)測配電柜體重的零序電流,根據(jù)該值分析電路,避免引起更大的電氣故障。

2.6 漏電流采集功能

        國內數(shù)據(jù)中心市場逐漸擴大,投資規(guī)模快速增長,對用電的需求也逐年增加,同時也留下了安全隱患,近年來,電氣火災在火災起因中居。針對近年來電氣火災事故居高不下的嚴峻形勢,根據(jù)電氣火災的規(guī)律和數(shù)據(jù)中心用電特點,在我們的配電柜應用方案中增加了漏電流采集功能,并能將漏電流采集數(shù)據(jù)實時傳送到后臺管理系統(tǒng),達到后臺統(tǒng)一管理,實時監(jiān)控的目的。

2.7 溫度采集功能

        在機房中,有大量的服務器等設備,設備對溫、濕度等運行環(huán)境的要求非常嚴格,所以應加裝溫度傳感器,以實時監(jiān)測配電柜內的溫度,以AMC16MH多回路監(jiān)控裝置為監(jiān)控主體的配電柜電能質量管理方案中,帶有2路溫度傳感器,能將監(jiān)測的溫度值實時傳送到當?shù)氐臋C房監(jiān)控及安全監(jiān)管平臺服務器中,并在界面上以直觀的數(shù)據(jù)表現(xiàn)出來,一旦溫度值越限,系統(tǒng)將自動彈出報警框并觸發(fā)報警,提示管理員通過調節(jié)空調溫度值為配電柜提供佳運行環(huán)境。

2.8 諧波測量功能

        隨著數(shù)據(jù)中心的發(fā)展,大量增加使用的大功率半導體開關器件以及各類開關電源產品,如顯示器、空調器、節(jié)能燈,在這些信息技術設備雖然每臺設備向電網(wǎng)注入的諧波電流不大,但這些設備數(shù)量大、分布廣。在使用時具有集中的特點,在某些時段會使注入到電網(wǎng)的諧波電流對電網(wǎng)造成的諧波問題特別突出,這不但使接入該電網(wǎng)的設備無法正常工作,甚至造成故障,而且還會使供電系統(tǒng)中性線承受的電流超載,影響供電系統(tǒng)的電力輸送。因此諧波問題得到各有關方面的高度重視。AMC16MH增加了進線和出線諧波、總諧波測量功能,并能將監(jiān)測的諧波值實時傳送到當?shù)氐臋C房監(jiān)控及安全監(jiān)管平臺服務器中,在界面上以直觀的數(shù)據(jù)表現(xiàn)出來,一旦諧波值越限,系統(tǒng)將自動彈出報警框并觸發(fā)報警。

 3 主要產品型號設備清單

        安科瑞公司的監(jiān)測采集裝置是針對數(shù)據(jù)中心中多回路出線的供電需求而開發(fā)設計的,能夠很好的滿足數(shù)據(jù)中心中各設備對電源安全性和可靠性的要求,并符合國家相關標準,以下表格為該套方案的產品配套型號功能介紹。


 4、結語

        由于IT技術的快速發(fā)展和IT應用的日益廣泛,尤其是云計算和虛擬化技術的出現(xiàn),服務器的負載水平不斷提高同時變得難以預測,這使得數(shù)據(jù)中心內的電流管理變得非常重要,良好的全系統(tǒng)電流管理和報警可以地降低由于開關誤動作或過載保護而造成的IT負載斷電,同時減少了由于斷電而產生的經濟和聲譽上的損失。從各個方面來看,我們所研發(fā)出來的以AMC16MH為監(jiān)測裝置的數(shù)據(jù)中心配電電源質量管理方案能地適應了配電柜單元的需求,使客戶在節(jié)省初期投資的同時,提高整個供電系統(tǒng)的可靠性和管理性,從而可觀地降低了數(shù)據(jù)中心的初期投資和運營費用。   

參考文獻

[1]專為數(shù)據(jù)中心設計的配電單元介紹.:周巍

[2]安科瑞電氣股份有限公司產品選型手冊2013.08版

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