.       引言

數據中心末端智能母線(xiàn)通過(guò)現代通信網(wǎng)絡(luò )監控技術(shù)，實(shí)時(shí)監控母線(xiàn)的溫升、電能運行參數等數據，并對采集的實(shí)時(shí)數據進(jìn)行分析處理和存儲，上傳至數據中心ECC監控中心，發(fā)出告警及報警信息，通過(guò)音頻及可視化的界面對話(huà)窗口告知運營(yíng)管理人員，及時(shí)排查故障。

數據中心末端智能母線(xiàn)供電系統相對于傳統的配電列頭柜加電力電纜有更大的優(yōu)勢。配

電列頭柜加電力電纜末端配電方式是由UPS輸出配電柜引電力電纜至列頭柜，經(jīng)主路斷路器控制開(kāi)關(guān)控制各分路斷路器開(kāi)關(guān)，最終至IT設備機柜PDU插排供電，若配電列頭柜電能參數監控單元出現故障，導致相應配電列頭柜所帶載的機柜失去監控，故存在單點(diǎn)隱患，若期間服務(wù)器發(fā)生宕機，不能有效及時(shí)處理，產(chǎn)生嚴重后果。

.       智能母線(xiàn)系統架構及特點(diǎn)

數據中心末端供電智能母線(xiàn)架構圖如圖１所示。

圖 １ 數據中心末端供電智能母線(xiàn)架構圖

母線(xiàn)優(yōu)點(diǎn)：軌道式主體結構，簡(jiǎn)單明了，安全性高；插接箱旋轉式插接，帶電插拔，安裝快捷； 母線(xiàn)干線(xiàn)上隨處可插接插接箱，靈活性強；雙零線(xiàn)結構，更好地應對諧波效應；全電參量智能檢測模塊單元，保證末端供電系統可靠、安全、智能。

插接箱單元特點(diǎn)：旋轉式插接，無(wú)需專(zhuān)用工具；磷銅卷口彈性插腳；可任意選裝1P/2P/3P開(kāi)關(guān)；可以實(shí)現一拖一或者一拖多設置（單極開(kāi)關(guān)單機柜，三極開(kāi)關(guān) 三機柜）；內裝有電壓、電流等電能參數監測模塊。

.       配電列頭柜與智能母線(xiàn)末端供電對比

數據中心末端供配電系統平面圖如圖2所示。

圖2 數據中心末端供配電系統平面圖

數據中心末端配電列頭柜采用放射式的供配電系統，UPS總輸出配電柜直接放射敷設至

配電列頭柜及IT設備柜。其優(yōu)點(diǎn)是各負載之間獨立受電，若發(fā)生系統故障，切除故障回路，

縮小停電范圍，不影響其他回路，滿(mǎn)足國家相應規范對IT設備重要負荷的用電技術(shù)要求。其缺點(diǎn)是分支線(xiàn)路多、有色金屬導體消耗量大、施工安裝工藝復雜、系統可擴展性差，不能滿(mǎn)足 不同業(yè)務(wù)的用電容量需求，分期實(shí)施時(shí)需要把末端電力線(xiàn)纜一次敷設到位，系統靈活性差。此外，傳統配電列頭柜加電力電纜形式的供配電系統中，配電列頭柜需要占用數據中心的空間資源。

數據中心配電列頭柜電力電纜拓撲圖如圖3所示。缺點(diǎn)：線(xiàn)纜地板下鋪設工期長(cháng)、難度大，且后期檢修、管理困難；列頭柜空間有限，后期變更的靈活性較差；線(xiàn)纜密集鋪設，容易聚集溫升，有火災隱患；線(xiàn)纜架空地板下鋪設，影響制冷效果；列頭柜占用機柜位置，造成土地成本浪費。

圖3 數據中心配電列頭柜拓撲圖

數據中心智能母線(xiàn)供配電系統采用樹(shù)干式的供配電系統，UPS總輸出配電柜至各IT設備機柜之間采用兩條干線(xiàn)（智能母線(xiàn)）連接的配電方式。其優(yōu)點(diǎn)是消耗的有色金屬導體量相對較少、安裝施工快捷方便、即插即用、系統擴展靈活，可滿(mǎn)足不同承租用戶(hù)的個(gè)性化業(yè)務(wù)用電容量，易于擴展與變更。與電力電纜相比，智能母線(xiàn)可靠性更高、工程生命周期長(cháng)，并且可重復利用。其缺點(diǎn)是智能母線(xiàn)主干線(xiàn)發(fā)生故障時(shí)，影響范圍大，但母線(xiàn)干線(xiàn)的故障概率很低。

數據中心末端配電智能母線(xiàn)拓撲圖如圖4所示。優(yōu)點(diǎn)：取消配電列頭柜，節約占地面積，爭取了更多的盈利性機柜；開(kāi)關(guān)控制及數據采集分布于始端箱和各插接箱，避免互相影響；避免了強電在架空地板下敷設，主動(dòng)發(fā)熱少，對制冷造成的負擔小，有效降低數據中心能耗和PUE值； 安裝方便快捷，工期大大縮短；插接箱模塊化，實(shí)現分支數量及容量隨時(shí)調整；內部均為銅排輸電，安全性能更高。

圖4 數據中心末端配電智能母線(xiàn)拓撲圖

.       某B級數據中心IT設備末端配電設計

某B級數據中心配電架構系統圖如圖5所示。

圖5 某B級數據中心配電架構系統圖

某B級數據中心末端配電系統圖、電氣監控系統圖分別如圖6、圖7所示。

圖6 某B級數據中心末端配電系統圖

圖7 某B級數據中心電氣監控系統圖

其中，每臺機柜IT設備用電量按4KW考慮，機房?jì)扰潆娤到y采用的電纜選用低煙無(wú)鹵電力電纜，從電源列頭柜到設備機柜使用的電纜選 用低煙無(wú)鹵電力電纜。機房?jì)仍O備機柜均采用雙回路供電的方式，每個(gè)機柜均配備2個(gè)PDU模塊。雙回路供電系統從2N雙總線(xiàn)配置的 UPS輸出柜到機柜采用母線(xiàn)（UPS至吊頂敷設智能母線(xiàn)采用電力電纜轉接）方式，母線(xiàn)到機柜采用插接箱+電力電纜方式，母線(xiàn)進(jìn)線(xiàn)箱內設置斷路器及監控、防雷模塊，插接箱帶有開(kāi)關(guān)及遠程監控電流、功率等參數監控功能，相應的監控參數上傳至數據中心ECC監控中心。

數據中心末端配電采用智能母線(xiàn)配電技術(shù)，其供電容量靈活，可以滿(mǎn)足不同承租商的個(gè)性化業(yè)務(wù)需求，施工安裝方便靈活，部署簡(jiǎn)單快捷。為有效節約數據中心空間資源，取消末端強電列頭柜，原有配電列頭柜的位置可增加1套IT設備柜。一般情況下每40個(gè)左右IT設備柜配置2套配電列頭柜。取消配電列頭柜，可增加2/40左右的IT設備機柜數量，按主機房400架IT機柜為例，原需要20個(gè)列頭柜，采用智能母線(xiàn)后IT設備機柜可設置420個(gè)，對于對外承租的數據中心，每個(gè)機柜租賃費8萬(wàn)元/年計算，可增加經(jīng)濟效益160萬(wàn)元，因此可有效提高數據中心的空間利用率和經(jīng)濟性；采用智能母線(xiàn)系統，機柜上方走線(xiàn)，可減少架空地板下電氣走線(xiàn)的火災安全隱患，后期檢修方便。這為數據中心安全運行提供有力保障，大大提高了供電運行的可靠性以及運行管理的自動(dòng)化水平。

4、安科瑞智能小母線(xiàn)解決方案

??安科瑞智能母線(xiàn)監控產(chǎn)品分為交流和直流母線(xiàn)監控兩類(lèi)，包括始端箱監測模塊、插接箱監測模塊以及觸摸屏，另外還可以搭配母線(xiàn)槽連接器紅外測溫模塊用于監測母線(xiàn)槽的運行溫度，確保母線(xiàn)槽配電安全。

4.1、系統結構

4.2、系統功能

4.2.1主菜單

用戶(hù)登錄進(jìn)入主菜單頁(yè)面，主菜單上顯示有數據采集、報警查詢(xún)、參數設置和幫助四個(gè)板塊，點(diǎn)擊任意板塊可進(jìn)入對應界面進(jìn)行數據查看及參數、功能編輯。

4.2.2實(shí)時(shí)監測

在主頁(yè)點(diǎn)擊數據采集按鈕后，進(jìn)入系統圖界面，系統實(shí)時(shí)顯示每一路的三相總電壓及各個(gè)插接箱、始端箱的電壓情況。

4.2.3 基本參數界面

顯示電壓、電流、功率、電能等電參數數據，在設備地址旁邊的輸入框輸入本箱子對應的儀表地址，即可實(shí)現對箱子中儀表數據的采集。

4.2.4 諧波數據

系統通過(guò)智能小母線(xiàn)監控系統，采集諧波參數，分析各回路是否存在諧波，并分析諧波次數，通過(guò)點(diǎn)擊“箭頭"可以左右切換各個(gè)插接箱、始端箱的2-63次諧波數據；

4.2.5 需量閾值

顯示電壓、電流、功率的需量閾值及發(fā)生時(shí)間，根據數據分析，調整數據中心機房的用電負荷，根據實(shí)際用電情況調整變壓器容量，或者通過(guò)人為干預，降低需量閾值，保障供電連續性和穩定性。

4.2.6 電能查詢(xún)

電能情況可以查詢(xún)上12月份的每個(gè)月用電量、上一年總用電量、本年已用電量、根據選擇不同時(shí)間查詢(xún)電能值。通過(guò)時(shí)間對比，區域對比，分析出合適的用電方案，節能降耗，降低PUE值。

4.3 配置方案

5、結語(yǔ)

本文介紹了數據中心末端配電智能母線(xiàn)系統與配電列頭柜形式供配電系統的技術(shù)性能，通過(guò)案例更進(jìn)一步明確了末端智能母線(xiàn)系統的優(yōu)點(diǎn)，并對配電列頭柜電力電纜方案和智能母線(xiàn)系統配電方案進(jìn)行分析。采用柔性更強、安全性和可靠性更高的智能母線(xiàn)系統將更加適合新基建數據中心行業(yè)發(fā)展需求。

參考文獻:

[1]數據中心設計規范. GB50174-2017[S]．

[2]李玉昇．數據中心供電系統規劃與發(fā)展[J].電氣應用，2020(11):4-7

[3]邵帥飛，鄭曉茜.數據中心末端供電智能母線(xiàn)系統設計應用[J].現代建筑電氣.2022.03.

[4]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊，2022.05版.

[5]數據中心綜合解決方案.2022.02版.