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超級(jí)干貨丨一文讀懂?dāng)?shù)據(jù)中心末端配電。

來源: | 作者:kiri | 發(fā)布時(shí)間: 2022-05-05 | 1323 次瀏覽 | 分享到:

Fintech

農(nóng)業(yè)時(shí)代的土地，工業(yè)時(shí)代的能源，信息時(shí)代的數(shù)據(jù)，社會(huì)核心資源的變換，昭示著數(shù)字經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展；而數(shù)字經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，更需要夯實(shí)堅(jiān)不可摧的信息“基石”。

全球ICT基礎(chǔ)設(shè)施市場(chǎng)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)張，聚焦東方，“東數(shù)西算”正加快構(gòu)建全國(guó)一體化大數(shù)據(jù)中心體系，國(guó)家樞紐節(jié)點(diǎn)算力集群PUE要求達(dá)到1.25以下，綠色數(shù)據(jù)中心成為行業(yè)剛需。

微模塊、間接蒸發(fā)冷、電力模組等系列節(jié)能產(chǎn)品與技術(shù)進(jìn)入規(guī)?；瘧?yīng)用階段，而作為數(shù)據(jù)中心關(guān)鍵、傳統(tǒng)的末端配電，也步入技術(shù)革新與發(fā)展的道路。

全文共2253字，

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數(shù)據(jù)中心末端配電定義

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末端配電定義——

指給單元IT機(jī)柜、IT設(shè)備供配電的直接電力輸出設(shè)備，可以簡(jiǎn)單分為兩級(jí)：

微模塊級(jí)：列頭柜/小母線

給單/雙排微模塊中機(jī)柜的供配電系統(tǒng)

包括交/直流方案

機(jī)柜級(jí)：PDU

給單元機(jī)柜內(nèi)部IT設(shè)備的供電的設(shè)備

包括交/直流方案

數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)中低壓配電示意圖

數(shù)據(jù)中心末端配電發(fā)展歷程

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列頭柜

屬于歷史久，應(yīng)用時(shí)間長(zhǎng)的末端配電設(shè)備，也是目前成熟的終端配電產(chǎn)品，產(chǎn)品偏定制化，當(dāng)前技術(shù)發(fā)展主要是配合部分高端客戶需求，類似支路溫度檢測(cè)、開關(guān)熱插拔支持調(diào)相等。

PDU

屬于基礎(chǔ)末端的配電產(chǎn)品，產(chǎn)品相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化成熟，當(dāng)前技術(shù)發(fā)展主要往智能PDU方向發(fā)展，未來的智能PDU可能會(huì)演變成機(jī)柜級(jí)監(jiān)控單元，集成U位、環(huán)境、門禁等功能。

小母線

作為近幾年興起的產(chǎn)品，在國(guó)外應(yīng)用已相當(dāng)成熟，但在國(guó)內(nèi)應(yīng)用時(shí)間不算很長(zhǎng)。當(dāng)前國(guó)內(nèi)大部分小母線廠家是單一產(chǎn)品出身（大母線、配電柜、PDU），產(chǎn)品缺乏數(shù)據(jù)中心整體系統(tǒng)設(shè)計(jì)與驗(yàn)證，行業(yè)處于快速發(fā)展與品牌建設(shè)階段。

數(shù)據(jù)中心末端配電的分類及介紹

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基于以上三類產(chǎn)品的不同特性，根據(jù)其功能及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可大致分類如下：

因配電柜與PDU產(chǎn)品相對(duì)比較成熟，這里不做詳細(xì)贅述，本文將重點(diǎn)介紹小母線，在介紹小母線前，為了避免與大母線混淆，這邊先做一個(gè)簡(jiǎn)單對(duì)比介紹：

小母線產(chǎn)品介紹

A、按固定結(jié)構(gòu)特點(diǎn)來分，可分為滑軌式母線與固定式母線。

滑軌式母線

其母線槽一般采用型材設(shè)計(jì)，內(nèi)部銅排與母線槽采用無夾具的固定方式，母線槽中間是一個(gè)連續(xù)中空的腔體，插接箱可以在其中任意位置進(jìn)行安裝，如下圖所示。

母線槽與插接箱-橫截面視圖母線槽-立面圖

固定式母線

其母線槽一般采用非型材設(shè)計(jì)，內(nèi)部銅排與母線槽采用夾具固定，母線槽中間會(huì)有一定的隔段，插接箱只能在特點(diǎn)位置安裝或工廠提前預(yù)制好位置，如下圖所示。

B、按插接箱安裝方式來分，分為水平安裝小母線與垂直安裝小母線。

水平安裝小母線

其插接箱為水平方向安裝，插接箱固定在母線槽側(cè)面。

母線槽與插接箱-側(cè)面安裝示意圖

垂直安裝小母線

其插接箱從垂直方向安裝，插接箱固定在母線槽底部。

母線槽與插接箱-垂直側(cè)面安裝示意圖

不同類型小母線特點(diǎn)對(duì)比

滑軌式

插接箱全點(diǎn)位安裝，位置靈活可調(diào)，整體散熱好，現(xiàn)場(chǎng)靈活，成本相對(duì)高。

固定式

插接箱位置不容易變更，需要提前規(guī)劃設(shè)計(jì)，整體散熱一般，成本相對(duì)低。

水平安裝

小母線整體重心不穩(wěn)，存在一定的內(nèi)部應(yīng)力，結(jié)構(gòu)對(duì)頂部的防水保護(hù)較差；占用水平空間，兩套適合高低疊層放置。

垂直安裝

小母線對(duì)稱整體重心較穩(wěn)，結(jié)構(gòu)對(duì)頂部的防水保護(hù)較好；占用高度空間，兩套適合水平并排交錯(cuò)放置。

小母線在數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用場(chǎng)景

場(chǎng)景A

A/B路2N配置（藍(lán) /棕），每條母線既給本列機(jī)柜供電，也需通過橫向橋架跨天窗給對(duì)列機(jī)柜供電。

優(yōu)勢(shì)：較場(chǎng)景B成本更優(yōu)，占用空間少。

劣勢(shì)：跨列布線，線纜更多，布線更繁瑣，插接箱或輸出分路數(shù)量較多。

場(chǎng)景B

A/B路2N配置（藍(lán) /棕），每條含兩條母線，只需給本列機(jī)柜供電。

優(yōu)勢(shì)：極簡(jiǎn)布線，更整潔美觀。

劣勢(shì)：成本較場(chǎng)景A更貴，始端箱或總輸入路數(shù)較多。

小母線與傳統(tǒng)列頭柜對(duì)比

傳統(tǒng)列頭柜方案

智能小母線方案

小母線與傳統(tǒng)列頭柜對(duì)比優(yōu)劣勢(shì)對(duì)比圖

小母線的可靠性設(shè)計(jì)

小母線作為末端配電重要一環(huán)，產(chǎn)品可靠性非常關(guān)鍵，而決定小母線產(chǎn)品可靠性有很多因素，歸納下主要有以下幾點(diǎn)：

產(chǎn)品

關(guān)鍵部位——

母線段與插接箱觸頭連接設(shè)計(jì)
觸頭材料、鍍層、防呆容錯(cuò)設(shè)計(jì)
母線段與母線段的搭接設(shè)計(jì)

監(jiān)控系統(tǒng)——

主路銅排溫度監(jiān)控、各觸頭溫度監(jiān)控
微斷輸出接口溫度監(jiān)控
三相不平衡告警與優(yōu)化、故障錄波、監(jiān)控可靠性

工程與質(zhì)量

包裝搬運(yùn)——

可靠的包裝設(shè)計(jì)、關(guān)鍵部位的二次防護(hù)

安裝驗(yàn)收——

專職項(xiàng)目經(jīng)理、嚴(yán)格工程質(zhì)量控制

資質(zhì)與經(jīng)驗(yàn)

流程資質(zhì)——

IPD開發(fā)流程、CNAS實(shí)驗(yàn)室、相關(guān)認(rèn)證

可靠性設(shè)計(jì)——

豐富的可靠性產(chǎn)品設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)

豐富場(chǎng)景與產(chǎn)品——

大功率UPS、微模塊、DCIM、配電柜、PDU

數(shù)據(jù)中心末端配電的未來展望

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小母線除了上述優(yōu)點(diǎn)外，還有因其特色功能（容易實(shí)現(xiàn)三相不平衡、單相/三相靈活調(diào)整、快速更換故障件）得到很多用戶青睞，但是在當(dāng)前綠色、可靠、極簡(jiǎn)的數(shù)據(jù)中心建設(shè)要求背景下，仍有優(yōu)化提升空間。

安裝

深度匹配微模塊安裝，減少現(xiàn)場(chǎng)工程化作業(yè)；更小巧便捷的工業(yè)連接器；更簡(jiǎn)潔智能的監(jiān)控組網(wǎng)方案。

維護(hù)

實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵器件的在線快速維護(hù)。

運(yùn)維

三相不平衡AI優(yōu)化；電力容量管理，采用更直觀的圖形化顯示界面。

可靠性

關(guān)鍵觸頭溫度檢測(cè)；母線段連接段部位溫度檢測(cè)與支持巡檢設(shè)計(jì)；故障預(yù)警與錄波等功能。

系統(tǒng)性

支持冷/熱通道場(chǎng)景下的運(yùn)維與檢修；與智能PDU深入融合實(shí)現(xiàn)更精確的電力容量管理、U位管理。

隨著數(shù)據(jù)中心建設(shè)往模塊化、集成化、去工程化的方向發(fā)展，未來末端配電可能會(huì)與微模塊、綜合布線深度融合，此時(shí)的產(chǎn)品會(huì)是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)，現(xiàn)場(chǎng)真正做到交鑰匙工程。

結(jié)語：

在中國(guó)“智”造的動(dòng)態(tài)演進(jìn)中，科華始終秉承自主創(chuàng)新的理念，持續(xù)強(qiáng)化核心技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)力，依托自身在智慧電能、數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域深厚的產(chǎn)品技術(shù)與平臺(tái)能力，積極引入更多創(chuàng)新技術(shù)在電力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)完美落地，助力行業(yè)智能化發(fā)展。