趙斌

（安科瑞電氣股份有限公司  上海  嘉定 201801）

引言

    由於IT技術飛速發展，特別是雲計算和虛擬化技術的廣泛應用，數據中心內服務器
、交換機等IT設備正經曆迅速變化．數據中心及其配電係統為了滿足這種變化並實現高可用性和節能減排的要求，在配電產品設計方麵也進行了諸多改進．專為數據中心設計的精密配電單元通過可在線擴展、實時在線監測等高級功能可滿足新一代數據中心的需求。

1、精密配電單元

    weilegenghaodilijiejingmipeidiandanyuan，womenshouxianjieshaoqisuochudeshiyonghuanjinghefuzaileixing。zhengshiqishiyongleixinghefuzaixitongjuedinglegaishebeiyixilieyuzhongbutongdetedian。

    精jing密mi配pei電dian單dan元yuan是shi一yi種zhong主zhu要yao用yong於yu數shu據ju中zhong心xin內nei的de配pei電dian係xi統tong
，又you叫jiao配pei電dian列lie頭tou櫃gui，精jing密mi配pei電dian單dan元yuan主zhu要yao安an裝zhuang於yu數shu據ju中zhong心xin內nei。數shu據ju中zhong心xin是shi一yi個ge聚ju集ji了le大da量liang服fu務wu器qi、存儲設備
、網絡設備及配套UPS、精密空調等設備的IT設備場所，是實現數據信息的集中處理、存儲、傳輸
、交jiao換huan和he集ji中zhong管guan理li等deng業ye務wu的de服fu務wu平ping台tai，近jin年nian來lai
，國guo內nei各ge行xing業ye業ye務wu處chu理li對dui信xin息xi技ji術shu的de依yi賴lai不bu斷duan增zeng加jia，國guo內nei數shu據ju中zhong心xin市shi場chang逐zhu漸jian擴kuo大da，投tou資zi規gui模mo快kuai速su增zeng長chang，對dui用yong電dian的de需xu求qiu也ye逐zhu年nian增zeng加jia，數shu據ju中zhong心xin主zhu要yao麵mian臨lin著zhe以yi下xia幾ji個ge問wen題ti點dian：

    1） 首先，由於IT技(ji)術(shu)
，特(te)別(bie)是(shi)虛(xu)擬(ni)化(hua)和(he)雲(yun)計(ji)算(suan)的(de)發(fa)展(zhan)，要(yao)求(qiu)對(dui)整(zheng)個(ge)數(shu)據(ju)中(zhong)心(xin)的(de)電(dian)流(liu)分(fen)布(bu)和(he)功(gong)率(lv)分(fen)布(bu)進(jin)行(xing)全(quan)麵(mian)的(de)實(shi)時(shi)管(guan)理(li)，以(yi)保(bao)證(zheng)供(gong)電(dian)係(xi)統(tong)和(he)數(shu)據(ju)中(zhong)心(xin)的(de)高(gao)效(xiao)可(ke)靠(kao)運(yun)行(xing)，達(da)到(dao)數(shu)據(ju)中(zhong)心(xin)的(de)高(gao)可(ke)靠(kao)性(xing)和(he)節(jie)能(neng)減(jian)排(pai)的(de)雙(shuang)重(zhong)目(mu)的(de)。

    2） 其次，精密配電單元向IT負載提供電力，IT設備的製造技術正在經曆快速發展變化。數據中心內的IT設備和負載功率在未來10年將發生很大變化，但數據中心及其配電係統—般使用壽命在10年及以上的時間。

3） 同時
，由於虛擬化和雲計算技術的發展，數據中心的功率消耗也將變得難以預測。

    綜上所述，數據中心主要體現在如何使數據中心的整個生命周期中不斷滿足變化的IT負fu載zai類lei型xing和he負fu載zai運yun營ying水shui平ping
，使shi整zheng個ge數shu據ju中zhong心xin在zai從cong建jian成cheng到dao推tui出chu使shi用yong的de過guo程cheng中zhong始shi終zhong保bao持chi高gao效xiao和he可ke靠kao的de運yun行xing
，是shi對dui數shu據ju中zhong心xin的de配pei電dian係xi統tong提ti出chu的de新xin挑tiao戰zhan。

2、精密配電單元應用方案

    針對數據中心精密配電櫃的IT負載的不斷變化和快速發展，也提高了對於精密配電櫃中監測裝置要求
，一套可集成各項參數測量監控、且可充分滿足不斷增加的負載要求的監控裝置，成了現代精密配電櫃中的重要指標
，我們設計了以AMC16MH為監控主體的數據中心精密配電櫃單元電能質量管理係統方案來實現對兩路進線

、多路出線的電參數、進出線開關狀態

、溫度、接地電壓、漏電流等實現全麵的監測。且可根據用戶需求靈活增加減少出線測量回路數。以下我們就突出講解我司開發的以AMC16MH為監控主體的數據中心精密配電櫃單元電能質量管理係統方案。

圖1  精密配電櫃內一次接線圖

圖2  AMC16MH精密配電監測方案係統圖

2.1 實時在線監控

    為了對整個數據中心的電流分布和功率分布進行全麵的實時管理。精密配電單元采用了AMC16MH多回路監控裝置，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
、頻率
，還可同時檢測出線多達84路的電流、有功功率、功(gong)率(lv)因(yin)數(shu)，同(tong)時(shi)
，可(ke)顯(xian)示(shi)累(lei)積(ji)的(de)有(you)功(gong)電(dian)能(neng)和(he)增(zeng)量(liang)電(dian)能(neng)。這(zhe)樣(yang)有(you)效(xiao)地(di)對(dui)整(zheng)個(ge)配(pei)電(dian)單(dan)元(yuan)的(de)電(dian)氣(qi)參(can)數(shu)進(jin)行(xing)實(shi)時(shi)監(jian)控(kong)和(he)記(ji)錄(lu)，尤(you)其(qi)對(dui)其(qi)電(dian)力(li)消(xiao)耗(hao)有(you)實(shi)時(shi)的(de)了(le)解(jie)。可(ke)以(yi)滿(man)足(zu)用(yong)戶(hu)對(dui)於(yu)電(dian)能(neng)計(ji)量(liang)的(de)要(yao)求(qiu)
，為(wei)全(quan)麵(mian)的(de)能(neng)耗(hao)管(guan)理(li)提(ti)供(gong)了(le)硬(ying)件(jian)基(ji)礎(chu)，AMC16MH多回路監控裝置還具有2路RS-485接口，多回路計量監測裝置通過RS-485標準Modbus協議傳輸數據。通過AMC16MH多(duo)回(hui)路(lu)監(jian)控(kong)裝(zhuang)置(zhi)
，精(jing)密(mi)配(pei)電(dian)裝(zhuang)置(zhi)采(cai)集(ji)了(le)輸(shu)入(ru)和(he)輸(shu)出(chu)的(de)各(ge)種(zhong)電(dian)氣(qi)參(can)數(shu)
，從(cong)而(er)實(shi)現(xian)對(dui)整(zheng)個(ge)電(dian)氣(qi)係(xi)統(tong)的(de)監(jian)測(ce)和(he)管(guan)理(li)，以(yi)滿(man)足(zu)數(shu)據(ju)中(zhong)心(xin)負(fu)載(zai)水(shui)平(ping)實(shi)時(shi)變(bian)化(hua)條(tiao)件(jian)下(xia)的(de)高(gao)可(ke)靠(kao)性(xing)。同(tong)時(shi)。提(ti)供(gong)對(dui)於(yu)輸(shu)出(chu)電(dian)流(liu)的(de)報(bao)警(jing)，可(ke)有(you)效(xiao)防(fang)止(zhi)由(you)於(yu)過(guo)負(fu)載(zai)所(suo)導(dao)致(zhi)的(de)斷(duan)電(dian)發(fa)生(sheng)。

2.2 精密配電管理係統軟件

    為(wei)了(le)達(da)到(dao)遠(yuan)程(cheng)管(guan)理(li)的(de)目(mu)的(de)，在(zai)精(jing)密(mi)配(pei)電(dian)監(jian)測(ce)方(fang)案(an)中(zhong)，我(wo)司(si)為(wei)其(qi)專(zhuan)門(men)開(kai)發(fa)了(le)精(jing)密(mi)配(pei)電(dian)管(guan)理(li)係(xi)統(tong)軟(ruan)件(jian)

，有(you)了(le)這(zhe)套(tao)管(guan)理(li)軟(ruan)件(jian)，用(yong)戶(hu)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)數(shu)據(ju)中(zhong)心(xin)後(hou)台(tai)管(guan)理(li)係(xi)統(tong)對(dui)兩(liang)者(zhe)進(jin)行(xing)遠(yuan)程(cheng)訪(fang)問(wen)
，實(shi)現(xian)電(dian)參(can)數(shu)值(zhi)
、開關狀態、零地電壓和漏電流等數據實時監控；還可實現越限告警、事件記錄、數據上傳等功能。為了方便客戶操作和瀏覽，我們特意安裝了彩色觸摸屏。用戶可以在櫃前直接在觸摸屏上進行操作。

圖3  AMC16MH顯示主界麵

圖4 AMC16MH 開關狀態指示界麵

 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。數據中心精密配電單元中使用了模塊化互感器排
，每個AMC16MH裝置最多可測量84路單相出線回路各相參數，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”
，當零點電壓高於電子信息設備的允許值時，將引起硬件故障、燒毀設備，引發控製信號的誤動作，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（一般零地電壓應小於2V）
，應采取措施
，降低零地電壓，以AMC16MH多(duo)回(hui)路(lu)監(jian)控(kong)裝(zhuang)置(zhi)為(wei)監(jian)控(kong)主(zhu)體(ti)的(de)精(jing)密(mi)配(pei)電(dian)櫃(gui)電(dian)能(neng)質(zhi)量(liang)管(guan)理(li)方(fang)案(an)中(zhong)，帶(dai)有(you)零(ling)點(dian)電(dian)壓(ya)測(ce)量(liang)功(gong)能(neng)
，能(neng)將(jiang)監(jian)測(ce)的(de)零(ling)地(di)電(dian)壓(ya)值(zhi)實(shi)時(shi)傳(chuan)送(song)到(dao)安(an)全(quan)監(jian)管(guan)平(ping)台(tai)服(fu)務(wu)器(qi)中(zhong)，並(bing)在(zai)界(jie)麵(mian)上(shang)以(yi)直(zhi)觀(guan)的(de)數(shu)據(ju)表(biao)現(xian)出(chu)來(lai)，一(yi)旦(dan)零(ling)地(di)電(dian)壓(ya)值(zhi)越(yue)限(xian)，係(xi)統(tong)將(jiang)自(zi)動(dong)彈(dan)出(chu)報(bao)警(jing)框(kuang)並(bing)觸(chu)發(fa)報(bao)警(jing)
，提(ti)示(shi)管(guan)理(li)員(yuan)進(jin)行(xing)及(ji)時(shi)進(jin)行(xing)線(xian)路(lu)檢(jian)查(zha)
，保(bao)護(hu)精(jing)密(mi)配(pei)電(dian)櫃(gui)安(an)全(quan)性(xing)能(neng)。

2.5 零序電流監控

    當dang係xi統tong出chu現xian故gu障zhang時shi，三san相xiang變bian得de不bu對dui稱cheng了le，這zhe時shi就jiu能neng分fen解jie出chu有you幅fu值zhi的de零ling序xu分fen量liang了le

，因yin此ci通tong過guo檢jian測ce這zhe零ling序xu電dian流liu分fen量liang，就jiu可ke以yi知zhi道dao係xi統tong出chu了le故gu障zhang（特別是單相接地時的零序分量）。所以該值的監測對係統用電的安全性有著不可忽視的主要性，以AMC16MH為監測裝置的數據中心電源管理係統

，可實時監測精密配電櫃體重的零序電流，根據該值分析電路

，避免引起更大的電氣故障。

2.6 漏電流采集功能

    國guo內nei數shu據ju中zhong心xin市shi場chang逐zhu漸jian擴kuo大da，投tou資zi規gui模mo快kuai速su增zeng長chang，對dui用yong電dian的de需xu求qiu也ye逐zhu年nian增zeng加jia，同tong時shi也ye留liu下xia了le安an全quan隱yin患huan，近jin年nian來lai
，電dian氣qi火huo災zai在zai火huo災zai起qi因yin中zhong居ju首shou位wei。針zhen對dui近jin年nian來lai電dian氣qi火huo災zai事shi故gu居ju高gao不bu下xia的de嚴yan峻jun形xing勢shi，根gen據ju電dian氣qi火huo災zai的de規gui律lv和he數shu據ju中zhong心xin用yong電dian特te點dian，在zai我wo們men的de精jing密mi配pei電dian櫃gui應ying用yong方fang案an中zhong增zeng加jia了le漏lou電dian流liu采cai集ji功gong能neng，並bing能neng將jiang漏lou電dian流liu采cai集ji數shu據ju實shi時shi傳chuan送song到dao後hou台tai管guan理li係xi統tong，達da到dao後hou台tai統tong一yi管guan理li

，實shi時shi監jian控kong的de目mu的de。

2.7 溫度采集功能

    在機房中，有大量的服務器等精密設備，設備對溫、濕度等運行環境的要求非常嚴格
，所以應加裝溫度傳感器
，以實時監測精密配電櫃內的溫度

，以AMC16MH多回路監控裝置為監控主體的精密配電櫃電能質量管理方案中，帶有2路(lu)溫(wen)度(du)傳(chuan)感(gan)器(qi)
，能(neng)將(jiang)監(jian)測(ce)的(de)溫(wen)度(du)值(zhi)實(shi)時(shi)傳(chuan)送(song)到(dao)當(dang)地(di)的(de)機(ji)房(fang)監(jian)控(kong)及(ji)安(an)全(quan)監(jian)管(guan)平(ping)台(tai)服(fu)務(wu)器(qi)中(zhong)
，並(bing)在(zai)界(jie)麵(mian)上(shang)以(yi)直(zhi)觀(guan)的(de)數(shu)據(ju)表(biao)現(xian)出(chu)來(lai)
，一(yi)旦(dan)溫(wen)度(du)值(zhi)越(yue)限(xian)，係(xi)統(tong)將(jiang)自(zi)動(dong)彈(dan)出(chu)報(bao)警(jing)框(kuang)並(bing)觸(chu)發(fa)報(bao)警(jing)，提(ti)示(shi)管(guan)理(li)員(yuan)通(tong)過(guo)調(tiao)節(jie)空(kong)調(tiao)溫(wen)度(du)值(zhi)為(wei)精(jing)密(mi)配(pei)電(dian)櫃(gui)提(ti)供(gong)最(zui)佳(jia)運(yun)行(xing)環(huan)境(jing)。

2.8 諧波測量功能

    隨著數據中心的發展，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、節能燈，在這些信息技術設備雖然每台設備向電網注入的諧波電流不大
，但這些設備數量大、fenbuguang。zaishiyongshijuyoujizhongdetedian，zaimouxieshiduanhuishizhurudaodianwangdexiebodianliuduidianwangzaochengdexiebowentitebietuchu，zhebudanshijierugaidianwangdeshebeiwufazhengchanggongzuo，shenzhizaochengguzhang，erqiehaihuishigongdianxitongzhongxingxianchengshoudedianliuchaozai，yingxianggongdianxitongdedianlishusong。yincixiebowentidedaogeyouguanfangmiandegaoduzhongshi。AMC16MH增加了進線和出線諧波、總zong諧xie波bo測ce量liang功gong能neng
，並bing能neng將jiang監jian測ce的de諧xie波bo值zhi實shi時shi傳chuan送song到dao當dang地di的de機ji房fang監jian控kong及ji安an全quan監jian管guan平ping台tai服fu務wu器qi中zhong，在zai界jie麵mian上shang以yi直zhi觀guan的de數shu據ju表biao現xian出chu來lai，一yi旦dan諧xie波bo值zhi越yue限xian
，係xi統tong將jiang自zi動dong彈dan出chu報bao警jing框kuang並bing觸chu發fa報bao警jing。

 3 主要產品型號設備清單

    安(an)科(ke)瑞(rui)公(gong)司(si)的(de)數(shu)據(ju)中(zhong)心(xin)精(jing)密(mi)配(pei)電(dian)櫃(gui)監(jian)測(ce)采(cai)集(ji)裝(zhuang)置(zhi)是(shi)針(zhen)對(dui)數(shu)據(ju)中(zhong)心(xin)中(zhong)多(duo)回(hui)路(lu)出(chu)線(xian)的(de)供(gong)電(dian)需(xu)求(qiu)而(er)開(kai)發(fa)設(she)計(ji)的(de)，能(neng)夠(gou)很(hen)好(hao)的(de)滿(man)足(zu)數(shu)據(ju)中(zhong)心(xin)中(zhong)各(ge)設(she)備(bei)對(dui)電(dian)源(yuan)安(an)全(quan)性(xing)和(he)可(ke)靠(kao)性(xing)的(de)要(yao)求(qiu)
，並(bing)符(fu)合(he)國(guo)家(jia)相(xiang)關(guan)標(biao)準(zhun)，以(yi)下(xia)表(biao)格(ge)為(wei)該(gai)套(tao)方(fang)案(an)的(de)產(chan)品(pin)配(pei)套(tao)型(xing)號(hao)功(gong)能(neng)介(jie)紹(shao)。

4、結語

    由於IT技術的快速發展和IT應(ying)用(yong)的(de)日(ri)益(yi)廣(guang)泛(fan)

，尤(you)其(qi)是(shi)雲(yun)計(ji)算(suan)和(he)虛(xu)擬(ni)化(hua)技(ji)術(shu)的(de)出(chu)現(xian)，服(fu)務(wu)器(qi)的(de)負(fu)載(zai)水(shui)平(ping)不(bu)斷(duan)提(ti)高(gao)同(tong)時(shi)變(bian)得(de)難(nan)以(yi)預(yu)測(ce)，這(zhe)使(shi)得(de)數(shu)據(ju)中(zhong)心(xin)內(nei)的(de)電(dian)流(liu)管(guan)理(li)變(bian)得(de)非(fei)常(chang)重(zhong)要(yao)，良(liang)好(hao)的(de)全(quan)係(xi)統(tong)電(dian)流(liu)管(guan)理(li)和(he)報(bao)警(jing)可(ke)以(yi)有(you)效(xiao)地(di)降(jiang)低(di)由(you)於(yu)開(kai)關(guan)誤(wu)動(dong)作(zuo)或(huo)過(guo)載(zai)保(bao)護(hu)而(er)造(zao)成(cheng)的(de)IT負載斷電，同時減少了由於斷電而產生的經濟和聲譽上的損失。從各個方麵來看，我們所研發出來的以AMC16MHweijiancezhuangzhideshujuzhongxinjingmipeidiandianyuanzhiliangguanlifangannengyouxiaodishiyinglejingmipeidianguidanyuandexuqiu，shikehuzaijieshengchuqitouzidetongshi，tigaozhenggegongdianxitongdekekaoxingheguanlixing，congerkeguandijiangdileshujuzhongxindechuqitouziheyunyingfeiyong。

參考文獻

[1]專為數據中心設計的精密配電單元介紹.：周巍

[2]安科瑞電氣股份有限公司產品選型手冊2013.08版

作者簡介：

趙斌
，男，本科
，安科瑞電氣股份有限公司
，主要研究方向為數據中心配電櫃設計
，Email: 2880157852@qq.com手機： QQ：2880157852