李茫茫
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
摘 要：隨著信息技術的高速發展，數據中心業務量的不斷擴大，數據中心供配電系統的可靠性成為整個數據中心系統關鍵業務正常運行的必要條件。因此，在項目的前期規劃設計以及施工過程中，考慮如何保證供配電系統的可靠性是我們首要考慮的問題。
根據數據中心對供配電系統的要求，為其建立一個不停電的供配電系統。電力傳輸中的任何元器件的單點故障，都不應影響系統的正常供電，并且將計算機負荷和其他負荷分開。為了避免發生故障時的互相影響，設計中應該考慮各個區域供配電之間的相對獨立性。
鑒于數據中心設備連續不停電運行的重要性，各大設備廠商所生產的小型機、服務器等設備越來越多的是雙電源運行設備，對于這些雙電源設備，為了保證其運行的可靠性，建議應采用雙母線供電，即兩路供電電源完全獨立且互為備份。
下面簡述數據中心內設備供配電系統的形式。
使用雙路市電供應，并配置柴油發電機作為后備電源。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的單點故障的存在，可靠性高，達到 99.999％。數據中心機房內重要設備均采用此供電形式（見圖 1）。
我們知道，對于計算機機房內的主機設備而言干凈、不間斷的電源供應是很重要
的。公用供電系統由于電網范圍大，受各種因素的影響，時常會有不正常的現象發生，往往會對計算機系統造成不利的影響。為此，采用 UPS 不間斷電源極為重要，它不但能提供穩定可靠的高質量的電源，沒有瞬變和可抑止諧波，即使當電網斷電時，它也可由后備電池支撐，繼續供電，使計算機有一定的時間進行處理。
計算機系統設備的供配電屬于一級負荷中的特別重要負荷，為了保證一級負荷中特別重要負荷的供電可靠性，需要對電力電網等的供應做充分的考慮。例如某數據中心機房工程設備配電考慮兩組（3+1）×400kVAUPS 組成 A、B兩路完全獨立的雙母線UPS電源系統，后備電池15分鐘，供機房內所有設備電源用電。
系統結構圖如圖 2 所示。
◆UPS 系統中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 系統內部 的A組UPS與B組UPS對于計算機房的核心負荷的電力供應相互冗余 ；
◆部分單電源負荷可以根據實際情況配置一些STS裝置，通過STS自動選擇電源供應的路徑。
上述 UPS 系統配置充分考慮了系統分階段實施的要求，系統擴容量方便。UPS系統也可以依據系統負荷水平在必要時以增加UPS模塊的方式進行系統擴容。
對于雙電源設備來說，正常情況下，雙母線運行的 A、B 組UPS電源設備在并機控制板的調控下，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）。在此供電系統下，萬一遇到其中一臺UPS因故障而自動退出供電系統時，剩下的UPS電源仍有足夠的能量向后接負載提供高質量的 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空氣開關分別提供至機房內各個用電設備。采用此冗余式“雙總線輸出”供電系統的目的是 ：消除可能出現再從UPS冗余并機供電系統的輸出端到最終的“信息網絡設備”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，從而為關鍵性的負載能獲得100% 的高可利用率的電源供應奠定堅實的運行基礎。
對于單電源設備來說，從兩套UPS冗余并機系統的輸出配電柜A和B分別送出兩路
UPS 輸出電源至靜態轉換開關STS設備的輸入端上，從而保證末端的設備能獲得高可靠性的 UPS 電源。靜態轉換開關具有極快的自動切換時間 ：2.5 ～ 6ms，避免了關鍵負載斷電。
1安科瑞列頭柜及監測產品介紹
隨著數據中心的迅猛發展，數據中心能耗問題也越來越突出，可靠的數據中心配電系統方案，是提高數據中心電能使用效率，降低設備能耗的有效方式。
AMC系列數據中心精密配電系統是針對數據機房末端設計的，能夠綜合采集所有能源數據的智能系統，為交直流電源配電柜提供準確的電參量信息，并可通過通訊將數據上傳到動環監控系統，實現對整個數據機房的實時監控和有效管理，為實現綠色IDC提供可靠保證。
1.1精密配電管理解決方案
1.1.1交流系統
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狀態,具備電流、功率需用量分析和統計，實現電壓、電流、功率等參數的越限報警功能。
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/5A
1.1.2直流系統
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,具備電流、功率需用量分析和統計，實現電壓、電流、功率等參數的越限功能。
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 開關電源 SBD-30 （48V）
1.2產品規格
說明：■為標配功能。
1.3配套附件
2 安科瑞母線槽監測產品介紹
2.1 概述
數據中心小母線系統是數據中心末端母線供配電系統的俗稱。近年來，隨著數據中心建設的快速發展和更高需求，智能小母線系統逐漸被應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的PDU分配電。始端箱和插接箱內可設置監測模塊，將數據上傳至動環監控中心。
2.2 AMB智能小母線管理系統
1）交流系統功能：
遙測：三相電壓、電流、有功功率、無功功率、視在功率、功率因數、有功電能、無功電能、電纜溫度，系統頻率、零序電流、零地電壓、漏電流、機柜溫度、機柜濕度、開關狀態、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，開關狀態、開關跳閘；
2）直流系統功能：
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、開關狀態、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，開關狀態、開關跳閘；
2.3 產品介紹
說明：■為標配功能。
3結束語
綜上所述，數據中心內設備的供配電電源是數據中心的心臟，是保證數據中心正常運行的關鍵所在。除了以上所述對數據中心內的設備電源的可靠性保證，我們也需要對數據中心內的精密空調設備、照明設備等提供高可靠性的電源，以保證整個數據中心的正常運行。
參考文獻：
【1】吳雪芳 .簡述如何保證數據中心供配電系統的可靠性
【4】安科瑞數據中心IDC配電監控解決方案.2020.03版.
【5】安科瑞企業微電網設計應用手冊.2020.06版.
