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科華分享----超級干貨丨一文讀懂數(shù)據(jù)中心末端配電在中國“智”造的動態(tài)演進中,科華始終秉承自主創(chuàng)新的理念,持續(xù)強化核心技術(shù)競爭力,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)與平臺能力,積極引入更多創(chuàng)新技術(shù)在電力系統(tǒng)實現(xiàn)完美落地,助力行業(yè)智能化發(fā)展。 農(nóng)業(yè)時代的土地,工業(yè)時代的能源,信息時代的數(shù)據(jù),社會核心資源的變換,昭示著數(shù)字經(jīng)濟的迅猛發(fā)展;而數(shù)字經(jīng)濟的迅猛發(fā)展,更需要夯實堅不可摧的信息“基石”。 全球ICT基礎(chǔ)設(shè)施市場規(guī)模持續(xù)擴張,聚焦東方,“東數(shù)西算”正加快構(gòu)建全國一體化大數(shù)據(jù)中心體系,國家樞紐節(jié)點算力集群PUE要求達到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)進入規(guī);瘧(yīng)用階段,而作為數(shù)據(jù)中心最關(guān)鍵、最傳統(tǒng)的末端配電,也步入技術(shù)革新與發(fā)展的道路。
一、數(shù)據(jù)中心末端配電定義 末端配電定義—— 指給單元IT機柜、IT設(shè)備供配電的直接電力輸出設(shè)備,可以簡單分為兩級: 微模塊級:列頭柜/小母線 給單/雙排微模塊中機柜的供配電系統(tǒng) 包括交/直流方案 機柜級:PDU 給單元機柜內(nèi)部IT設(shè)備的供電的設(shè)備 包括交/直流方案
科華數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)中低壓配電示意圖 二、數(shù)據(jù)中心末端配電發(fā)展歷程 列頭柜 屬于歷史最久,應(yīng)用時間最長的末端配電設(shè)備,也是目前最為成熟的終端配電產(chǎn)品,產(chǎn)品偏定制化,當前技術(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、開關(guān)熱插拔支持調(diào)相等。 PDU 屬于最基礎(chǔ)最末端的配電產(chǎn)品,產(chǎn)品相對標準化成熟,當前技術(shù)發(fā)展主要往智能PDU方向發(fā)展,未來的智能PDU可能會演變成機柜級監(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,在國外應(yīng)用已相當成熟,但在國內(nèi)市場應(yīng)用時間不算很長。當前國內(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)計與驗證,行業(yè)處于快速發(fā)展與品牌建設(shè)階段。 三、科華數(shù)據(jù)中心末端配電的分類及介紹 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,可大致分類如下: 因配電柜與PDU產(chǎn)品相對比較成熟,這里不做詳細贅述,本文將重點介紹小母線,在介紹小母線前,為了避免與大母線混淆,這邊先做一個簡單對比介紹: 1、小母線產(chǎn)品介紹 A、按固定結(jié)構(gòu)特點來分,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,內(nèi)部銅排與母線槽采用無夾具的固定方式,母線槽中間是一個連續(xù)中空的腔體,插接箱可以在其中任意位置進行安裝,如下圖所示。
固定式母線 其母線槽一般采用非型材設(shè)計,內(nèi)部銅排與母線槽采用夾具固定,母線槽中間會有一定的隔段,插接箱只能在特點位置安裝或工廠提前預制好位置,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 2、不同類型小母線特點對比 滑軌式:插接箱全點位安裝,位置靈活可調(diào),整體散熱好,現(xiàn)場靈活,成本相對高。 固定式:插接箱位置不容易變更,需要提前規(guī)劃設(shè)計,整體散熱一般,成本相對低。 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)對頂部的防水保護較差;占用水平空間,兩套適合高低疊層放置。 垂直安裝:小母線對稱整體重心較穩(wěn),結(jié)構(gòu)對頂部的防水保護較好;占用高度空間,兩套適合水平并排交錯放置。 3、小母線在數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用場景 場景A A/B路2N配置(藍 /棕),每條母線既給本列機柜供電,也需通過橫向橋架跨天窗給對列機柜供電。 優(yōu)勢:較場景B成本更優(yōu),占用空間少。 劣勢: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 場景B A/B路2N配置(藍 /棕),每條含兩條母線,只需給本列機柜供電。 優(yōu)勢:極簡布線,更整潔美觀。小母線與傳統(tǒng)列頭柜對比優(yōu)劣勢對比圖 5、小母線的可靠性設(shè)計 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: 產(chǎn)品 關(guān)鍵部位—— 母線段與插接箱觸頭連接設(shè)計 觸頭材料、鍍層、防呆\容錯設(shè)計 母線段與母線段的搭接設(shè)計 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——可靠的包裝設(shè)計、關(guān)鍵部位的二次防護 安裝驗收——專職項目經(jīng)理、嚴格工程質(zhì)量控制
資質(zhì)與經(jīng)驗 流程資質(zhì)——IPD開發(fā)流程、CNAS實驗室、相關(guān)認證 可靠性設(shè)計——豐富的可靠性產(chǎn)品設(shè)計經(jīng)驗 豐富場景與產(chǎn)品——大功率UPS、微模塊、DCIM、配電柜、PDU
四、數(shù)據(jù)中心末端配電的未來展望 小母線除了上述優(yōu)點外,還有因其特色功能(容易實現(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,但是在當前綠色、可靠、極簡的數(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)場工程化作業(yè);更小巧便捷的工業(yè)連接器;更簡潔智能的監(jiān)控組網(wǎng)方案。 維護 實現(xiàn)關(guān)鍵器件的在線快速維護。 運維 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;母線段連接段部位溫度檢測與支持巡檢設(shè)計;故障預警與錄波等功能。 系統(tǒng)性 支持冷/熱通道場景下的運維與檢修;與智能PDU深入融合實現(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與微模塊、綜合布線深度融合,此時的產(chǎn)品會是一個標準化的設(shè)計,現(xiàn)場真正做到交鑰匙工程。 |