1引言
随着网络通信的迅速发展,各地大数据中心的基本建设变得变得越来越重要,供配电系统优先与客户满意度滞后的矛盾变得越来越突出。在大数据中心基本建设之初,没法预测后期客户的确切电源规定和安装规定。大数据中心完成后,经常的客户变更也将改变电源规定和安装规定。高压环网柜供配电系统方式已经没法适应大数据中心的近远期基本建设需求,而声卡机架配电母线的供配电系统方式在解决客户满意度转变的问题上具备很高的灵活性。
2声卡机架配电母线技术原理及优势
(1)技术原理
虽然声卡机架配电母线对于大数据中心来说还是一个较新的定义,但是声卡机架母线供配电系统的定义已经在传统的电力行业中使用数十年了。它提供了一种为新机器增加动力的简便方法,母线配电的方式近才开始在大数据中心中流行起来。这个念头初是由通用电气公司在20世纪90年代后期引入大数据中心市场的。当时,通用汽车推出了一种名为Starline的铁路式封闭母线系统。在过去十年中,这些产品一直在市场上出类拔萃,市场开始慢慢接受这种大数据中心的声卡机架配电母线系统。
由于其优越的性能,母线电源系统在各种电源系统中的使用变得越来越广泛。相对于电缆线供配电系统而言,声卡机架配电母线系统供配电系统具备集肤效应小、载流量大、安装快捷简单,而且封闭母线排热性能比电缆线更为优良,其安全性,线路可扩展性和线路可维护性是电缆线无可比拟的。同时,采用封闭母线系统供配电系统还能合并分支控制回路,优化电气系统,从而节约了工程造价。轨道型封闭母线系统以其简练的电气设备布局,即插即用的供配电系统方式将封闭母线供配电系统的优势发挥得淋漓尽致。
大数据中心的主机房中,沟通交流UPS供配电系统供配电系统场景时,一般在电力主机房内设置UPS双总线供配电系统(2N或3N方式),在主机房内为每列声卡机架配置2个高压环网柜,为该列每个声卡机架内的2个PDU设备配电。声卡机架配电母线的供配电系统方案是:利用“始端箱+封闭母线+母线插接箱”,代替“高压环网柜+电缆线”,为设备机柜供配电系统,声卡机架配电母线系统(含2个始端箱、2根封闭母线及相应数量的母线插接箱),分别对该列通信声卡机架内的2个PDU设备配电。
在大数据中心的主机房中,使用UPS供配电系统场景时,一般在主机房内设置UPS双总线,并在主机房中的每列声卡机架配置两个高压环网柜,以将电源分配给列中每个声卡机架中的两个PDU设备。而声卡机架配电母线的供配电系统场景时,则使用“始端箱+封闭母线+母线插接箱”代替“高压环网柜+电缆线”,为设备机柜供配电系统,声卡机架配电母线系统(包含2根封闭母线、2个始端箱及相应数量的母线插接箱)，分别对该列通信声卡机架内的2个PDU设备配电。
高压环网柜配电模式时,沟通交流UPS输出配电屏至高压环网柜、高压环网柜至声卡机架均使用电缆线沿电力走线槽进行连接;而声卡机架配电母线模式时,UPS输出配电屏到始端箱使用电缆线连接,沿数据机房电力走线槽敷设,母线插接箱到通信设备PDU和始端箱到母线插接箱使用封闭母线供配电系统使用电缆线连接。
备注:声卡机架配电母线重要模块
①母线干线模块
母线干线系统的一个模块,它由母线、母线支撑件和绝缘件、机壳、某些固定件及与其他模块连接的连接件组成。
②始端箱
母线干线模块的進线设备,内有断路器。该设备进线端采用电力电缆与上级配电房设备连接,出线端与母线干线模块固定连接。
③端接箱(分接模块)
母线干线模块的馈出设备,内有断路器。该设备进线端与母线干线模块采用压接方式连接,出线端采用航空插头及电缆线与机柜内PDU连接。
④母线干线弯管模块
导体和外壳设计成安装时可以改变方向的一种母线干线模块。弯管包括L形弯管、T形弯管、Z形弯管和十字形弯管。
(2)技术优势
声卡机架配电母线机架配电母线具备以下技术特征:节省高压环网柜占地,提高装机率;便于调整分开及容量,柔性配电,避免容量浪费;安装便捷,封闭母线整体吊挂,较敷设电缆线显著节省人工;即插即用母线插接箱,灵活满足用户需求转变。
3声卡机架配电母线建设方案
本次大数据中心声卡机架母线在广东移动湛江市大数据中心进行试点应用,试点应用主机房位于3楼302主机房,主机房5列设备共60架4.4kW大数据中心机柜。主机房内每列机柜上方设立两条声卡机架配电母线，每台机柜分别从相匹配的两条母线取电实现双路供配电系统。
主机房内每列机柜上方设立两条声卡机架配电母线,每台机柜分别从相匹配的两条母线取电实现双路供配电系统。5列机柜配置10根250A封闭母线,即每列机柜配置2根封闭母线(1主1备)。
封闭母线始端箱容量380V/250A,封闭母线母线插接箱容量为63A×3路,每个母线插接箱相匹配三个机柜,并配置3个工业连接器。
封闭母线靠近机柜后门处安装,封闭母线底部距离机柜顶部约80CM,背对背安装,接灯线箱采用滑轨式安装,即插即用,便于维护。
各始端箱和各接灯线箱上配置电量采集设备,可监控电量、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数、三相电压、三相电流、频率,电压电流谐波百分比、负载百分比等电量参数。始端箱和接灯线箱监控模块带LCD显示屏可直接显示控制回路基本参数。
主控箱和各始端箱、接灯线箱采用Modbus通讯连接,可对始端箱和接灯线箱所采集的电参数信息进行聚集显示和处理,并将所有监控数据上传至动环平台。
4经济收益分析
主要从基本建设成本上对“始端箱+封闭母线+终端箱”和“高压环网柜+电缆线”两种供配电系统方式做出经济评估对比分析。
①高压环网柜+电缆线,基本建设成本为15.4万余元(其中高压环网柜5台13.1万余元,电力电缆132m1.5万余元,走线槽及安装费0.8万余元)。
②始端箱+封闭母线+终端箱,基本建设成本为31.7万余元(其中端接箱60台16.1万余元,封闭母线73m共5.6万余元,主控箱5台4.1万余元,始端箱10台5.9万余元)。
③以湛江市大数据中心302机房建设成本来对比:以302主机房5列设备共60个声卡机架为例,高压环网柜的基本建设方式由于有占地面积,需计算基建基本建设成本16.5万余元,高压环网柜配套投资为31.9万余元,而声卡机架配电母线的投资为31.7万余元。
我们可以从基本建设成本对比看出两者相差不大,声卡机架配电母线并不增加基本建设成本,但是大数据中心302主机房能腾出五个位置新建机柜,按照一个机柜租金为5000元/月,大数据中心302主机房一年可增加30万余元的租金收入。如果湛江市大数据中心一期全部主机房都以声卡机架配电母线代替高压环网柜的方式,预计可多建100个机柜,每年可增加超过600万余元的收入,经济收益是非常可观的。
