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超级干货丨一文读懂数据中心末端配电。
来源: | 作者:kiri | 发布时间: 2022-05-05 | 1224 次浏览 | 分享到:

Fintech



农业时代的土地，工业时代的能源，信息时代的数据，社会核心资源的变换，昭示着数字经济的迅猛发展；而数字经济的迅猛发展，更需要夯实坚不可摧的信息“基石”。


全球ICT基础设施市场规模持续扩张，聚焦东方，“东数西算”正加快构建全国一体化大数据中心体系，国家枢纽节点算力集群PUE要求达到1.25以下，绿色数据中心成为行业刚需。


微模块、间接蒸发冷、电力模组等系列节能产品与技术进入规模化应用阶段，而作为数据中心关键、传统的末端配电，也步入技术革新与发展的道路。


全文共2253字，

阅读大约需要5分钟。




1

数据中心末端配电定义

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末端配电定义——

指给单元IT机柜、IT设备供配电的直接电力输出设备，可以简单分为两级：



微模块级：列头柜/小母线

给单/双排微模块中机柜的供配电系统

包括交/直流方案



机柜级：PDU

给单元机柜内部IT设备的供电的设备

包括交/直流方案



数据中心系统中低压配电示意图



2

数据中心末端配电发展历程

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列头柜


属于历史久，应用时间长的末端配电设备，也是目前成熟的终端配电产品，产品偏定制化，当前技术发展主要是配合部分高端客户需求，类似支路温度检测、开关热插拔支持调相等。



PDU


属于基础末端的配电产品，产品相对标准化成熟，当前技术发展主要往智能PDU方向发展，未来的智能PDU可能会演变成机柜级监控单元，集成U位、环境、门禁等功能。



小母线


作为近几年兴起的产品，在国外应用已相当成熟，但在国内应用时间不算很长。当前国内大部分小母线厂家是单一产品出身（大母线、配电柜、PDU），产品缺乏数据中心整体系统设计与验证，行业处于快速发展与品牌建设阶段。





3

数据中心末端配电的分类及介绍

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基于以上三类产品的不同特性，根据其功能及结构特点，可大致分类如下：




因配电柜与PDU产品相对比较成熟，这里不做详细赘述，本文将重点介绍小母线，在介绍小母线前，为了避免与大母线混淆，这边先做一个简单对比介绍：




小母线产品介绍

01



A、按固定结构特点来分，可分为滑轨式母线与固定式母线。


滑轨式母线


其母线槽一般采用型材设计，内部铜排与母线槽采用无夹具的固定方式，母线槽中间是一个连续中空的腔体，插接箱可以在其中任意位置进行安装，如下图所示。


母线槽与插接箱-横截面视图    母线槽-立面图



固定式母线


其母线槽一般采用非型材设计，内部铜排与母线槽采用夹具固定，母线槽中间会有一定的隔段，插接箱只能在特点位置安装或工厂提前预制好位置，如下图所示。





B、按插接箱安装方式来分，分为水平安装小母线与垂直安装小母线。


水平安装小母线


其插接箱为水平方向安装，插接箱固定在母线槽侧面。


母线槽与插接箱-侧面安装示意图


垂直安装小母线


其插接箱从垂直方向安装，插接箱固定在母线槽底部。


母线槽与插接箱-垂直侧面安装示意图



不同类型小母线特点对比

02



滑轨式

插接箱全点位安装，位置灵活可调，整体散热好，现场灵活，成本相对高。


固定式

插接箱位置不容易变更，需要提前规划设计，整体散热一般，成本相对低。


水平安装

小母线整体重心不稳，存在一定的内部应力，结构对顶部的防水保护较差；占用水平空间，两套适合高低叠层放置。


垂直安装

小母线对称整体重心较稳，结构对顶部的防水保护较好；占用高度空间，两套适合水平并排交错放置。



小母线在数据中心的应用场景

03




场景A


A/B路2N配置（蓝 /棕），每条母线既给本列机柜供电，也需通过横向桥架跨天窗给对列机柜供电。



优势：较场景B成本更优，占用空间少。

劣势：跨列布线，线缆更多，布线更繁琐，插接箱或输出分路数量较多。



场景B


A/B路2N配置（蓝 /棕），每条含两条母线，只需给本列机柜供电。



优势：极简布线，更整洁美观。

劣势：成本较场景A更贵，始端箱或总输入路数较多。


小母线与传统列头柜对比

04



传统列头柜方案


智能小母线方案


小母线与传统列头柜对比优劣势对比图




小母线的可靠性设计

05


小母线作为末端配电重要一环，产品可靠性非常关键，而决定小母线产品可靠性有很多因素，归纳下主要有以下几点：


产品


关键部位——

  • 母线段与插接箱触头连接设计

  • 触头材料、镀层、防呆容错设计

  • 母线段与母线段的搭接设计


监控系统——

  • 主路铜排温度监控、各触头温度监控

  • 微断输出接口温度监控

  • 三相不平衡告警与优化、故障录波、监控可靠性



工程与质量


包装搬运——

  • 可靠的包装设计、关键部位的二次防护


安装验收——

  • 专职项目经理、严格工程质量控制



资质与经验


流程资质——

  • IPD开发流程、CNAS实验室、相关认证


可靠性设计——

  • 丰富的可靠性产品设计经验


丰富场景与产品——

  • 大功率UPS、微模块、DCIM、配电柜、PDU




4

数据中心末端配电的未来展望

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小母线除了上述优点外，还有因其特色功能（容易实现三相不平衡、单相/三相灵活调整、快速更换故障件）得到很多用户青睐，但是在当前绿色、可靠、极简的数据中心建设要求背景下，仍有优化提升空间。


安装


深度匹配微模块安装，减少现场工程化作业；更小巧便捷的工业连接器；更简洁智能的监控组网方案。

维护


实现关键器件的在线快速维护。

运维


三相不平衡AI优化；电力容量管理，采用更直观的图形化显示界面。

可靠性


关键触头温度检测；母线段连接段部位温度检测与支持巡检设计；故障预警与录波等功能。

系统性


支持冷/热通道场景下的运维与检修；与智能PDU深入融合实现更精确的电力容量管理、U位管理。


随着数据中心建设往模块化、集成化、去工程化的方向发展，未来末端配电可能会与微模块、综合布线深度融合，此时的产品会是一个标准化的设计，现场真正做到交钥匙工程。



结语：


在中国“智”造的动态演进中，科华始终秉承自主创新的理念，持续强化核心技术竞争力，依托自身在智慧电能、数据中心领域深厚的产品技术与平台能力，积极引入更多创新技术在电力系统实现完美落地，助力行业智能化发展。






——关于伟亚达——

伟亚达电力 一家专做机房电源系统的集成商。

专注于UPS电源丨EPS电源丨免维护蓄电池丨稳压器电源丨机房精密空调丨直流屏等丨电力系统供应，提供“产品销售+售后服务”一站式解决方案。
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