浅谈IDC数据中心机房低压配电系统的组成与设计

随着我国移动互联网技术的不断发展,海量的数据资源日益庞大,IDC数据中心存储着这些大量的数据信息,其蕴含着巨大的研究和商业价值,因此数据中心IT设备的运行应具有较高的可靠性和稳定性。数据中心供配电系统是为机房内所有需要动力电源的设备提供稳定、可靠电源支持的系统,其中低压配电系统是数据中心机房常见的配电方式,是数据中心稳定运行的能源系统。

数据中心供配电系统指的是从源线路进户起经过高/低压供配电设备到负载止的整个电路系统,主要包括高压变配电系统、柴油发电机系统、自动转换开关系统(ATSE)、输入低压配电系统、不间断电源系统(UPS)、UPS列头配电系统和机架配电系统、电气照明、防雷及接地系统等部分组成。

1.高压变配电系统

主要是将市电6kV/10kV/35kV(3相)通过该变压器转换成380V/400V(3相),供后级低压设备用电。常规情况下,数据中心主要采用市电配电,一般可靠性要求数据中心引入两路市电电源,每一路市电电源的供电容量,都需要完全满足数据中心的全部电力需求,两路电源负荷设备输入端自动切换,正常时同时供电运行。

2.柴油发电机系统

柴油发电机系统作为数据中心的后备应急电源系统,起着至关重要的作用,当市电突发事件时,柴油发电机组将迅速启动、完成并机,向数据中心提供电力保障,保证电子信息设备等业务连续运行。“柴发系统”基本由发动机、发电机、散热水箱、控制系统以及辅助系统组装而成,其要求是需在短时间内启动、并机、带载,完成从空载到满载、从0到1的功率输出。

3.自动转换开关

ATSE( Automatic Transfer Switching Equipment)是自动转换开关设备的简称。是由一个(或几个)转换开关电器和其它必需的电器组成,用于监测电源电路(失压、过压、欠压、断相、频率偏差等)、并将一个或几个负载电路从一个电源自动转换到另一个电源的电器。如市电与发电机的转换,两路市电的转换;主要适用于低压供电系统,在转换电源期间中断向负载供电。

ATSE可分为两个级别:PC 级和CB 级。PC级:只完成双电源自动转换的功能,不具备短路电流分断(仅能接通、承载)的功能;CB级:既完成双电源自动转换的功能,又具有短路电流保护(能接通并分断)的功能。

4.输入低压配电

输入低压配电系统主要作用是电能分配,将前级的电能按照要求、标准与规范分配给各种类型的用电设备,如UPS、空调、照明设备等。

5.UPS系统

UPS电源是一种不间断电源,它可以在电网停电时为电子设备提供电力,UPS电源内部结构包括电池、逆变器、稳压器、充电器、控制器等部分组成,这些部分的质量决定了UPS电源的可靠性和稳定性。在选择UPS电源时,需要考虑其输出电流的稳定性、充电效率等参数,以保证电子设备的正常运行。

UPS配电系统能为数据中心提供永不间断的电能。该系统一般采用双总线技术,由2台UPS构成,主要将电能提供给数据中心内的服务器、机柜设备和运行监控中心的计算机。2台UPS都引入独立的市电,当正常输入市电时,UPS能够稳压市电并提供给负载,同时可以使机内电池储能;当市电中断时,UPS能够立即用逆变器将电池内的储能进行转换并继续向负载供电,确保负载正常运行,避免设备出现不必要的硬件损害。

6.UPS输出列头柜

UPS输出列头柜的主要作用是将UPS系统的输出电能分配给各种类型的终端设备,一般分为强电列头柜和弱电列头柜两种。强电列头柜是管理和分配市电或UPS电的设备,常位于一列机柜的端头;弱电柜主要用于网络布线中线缆的分配,一般机房中弱电柜位于强电柜的另一端。

7.机架配电系统

机架配电系统主要作用是机架内的电能分配,通常是采用PDU来实现机架内服务器等IT设备的电能分配。目前常见的机房末端配电方案为“列头柜+电缆”,即在机房内每一列机架的始端设置两个列头柜(互为主备)。列头柜预留出固定的输出分路,通过电缆经该列机架顶部的走线架敷设,将电能配送到该列各机柜的PDU。从列头柜到机架PDU采用双回路供电,即:每个通信机柜内设置两个PDU(AB路各一、互为主备),每个PDU从对应列头柜的输出分路引入供电回路,为机架内的同一台IDC设备提供双电源保障。

随着大数据产业快速发展,数据中心也在快速发展。数据中心中所存储的数据资源日益庞大,对配电系统提出了更高的要求。低压配电系统是数据中心安全稳定的基础性条件,经过系统、科学的设计和严谨的安装调试,能有效保障实现低压配电系统的建设目标,为数据中心安全稳定运行奠定基础。同为科技(TOWE)是国内专注终端设备电气联接与保护领域知名企业,产品涵盖终端电子电气联接与保护所有领域,包括电源分配单元PDU、工业雷电防护产品、工业电源延长线等,可为机房低压供配电系统建设提供安全可靠的产品保障。

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