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數(shù)據(jù)中心末端母線(xiàn)特指0.69KV,800A 以下應(yīng)用于數(shù)據(jù)中心內(nèi)部的末端供配電系統(tǒng),應(yīng)用電纜或密集型母排自上級(jí)配電柜出線(xiàn)側(cè)饋入供電始端(箱)單元,通過(guò)母線(xiàn)導(dǎo)體實(shí)現(xiàn)供電,再由配電單元饋電至機(jī)柜側(cè)用電設(shè)備。
數(shù)據(jù)中心末端母線(xiàn)也可稱(chēng)為小母線(xiàn),這是因?yàn)榘凑肇?fù)荷容量分母線(xiàn)分為大母線(xiàn)和小母線(xiàn)(末端母線(xiàn))。傳統(tǒng)密集型母線(xiàn)其電流在1600-6300A 之間,也叫大母線(xiàn)。所謂小母線(xiàn)即是指其電流小,小母線(xiàn)電流在100-800A 之間。故把機(jī)房末端母線(xiàn)也稱(chēng)之為小母線(xiàn)。另外還有照明母線(xiàn),其電流小于100A。
機(jī)房末端母線(xiàn)的主要參數(shù)
額定電流:機(jī)房母線(xiàn)分為交流和直流,交流額定電流一般分為160A,250A,400A,630A,800A 五個(gè)等級(jí),有些廠(chǎng)家根據(jù)自身情況會(huì)有細(xì)分,有廠(chǎng)家達(dá)到800A 以上。直流母線(xiàn)電流等級(jí)分為400A,800A,1250A 部分項(xiàng)目要求大于1250A。
額定電壓:機(jī)房母線(xiàn)交流額定電壓為400V,直流額定電壓要求400V,滿(mǎn)足直流336V 和240V。
額定峰值耐受電流:在規(guī)定的使用和性能條件下,開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備在合閘位置能夠承載的額定短時(shí)耐受電流第一個(gè)大半波的電流峰值。額定峰值耐受電流應(yīng)該等于2.5 倍額定短時(shí)耐受電流。不同額定電流等級(jí)有不同要求。
額定短路電流:指系統(tǒng)在發(fā)生短路時(shí)所需承受的最大電流。不同電流等級(jí)做不同耐受等級(jí)要求。不同額定電流等級(jí)有不同要求。
外殼防護(hù)等級(jí): IP 防護(hù)等級(jí)系統(tǒng)是由IEC 所起草,將電器依其防塵防濕氣之特性加以分級(jí)。機(jī)房?jī)?nèi)平時(shí)母排運(yùn)行溫度再50-70K,殼體溫度30K,高于凝露點(diǎn)15-20 度,不會(huì)發(fā)生凝露現(xiàn)象。機(jī)房?jī)?nèi)溫濕度都會(huì)進(jìn)行控制,水路系統(tǒng)均布置在機(jī)房靜電地板下方,所以架空母線(xiàn)無(wú)需高IP 防護(hù)等級(jí)的設(shè)置,一般IP40 基本可以滿(mǎn)足,電氣安全和便捷操作的需求。
溫升:機(jī)房母線(xiàn)不同于動(dòng)力母線(xiàn),在機(jī)房?jī)?nèi)40%以上的能耗用于制冷,所以對(duì)于機(jī)房母線(xiàn)應(yīng)該執(zhí)行不一樣的溫升標(biāo)準(zhǔn)。目前國(guó)標(biāo)采用的溫升為70k 以下,不能完全滿(mǎn)足機(jī)房使用要求。而業(yè)內(nèi)大多母線(xiàn)廠(chǎng)家由于成本因素均執(zhí)行70k 標(biāo)準(zhǔn)。機(jī)房母線(xiàn)對(duì)于直線(xiàn)段,連接器,外殼,銅排均有不一樣的溫升要求,需要和動(dòng)力母線(xiàn)進(jìn)行明確區(qū)分。
末端母線(xiàn)與傳統(tǒng)配電列頭柜比較
傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心根據(jù)不同負(fù)荷容量選用35kV 或者10kV 作為進(jìn)線(xiàn),根據(jù)不同等級(jí)配置單路或者雙路變壓器及UPS,為IT 設(shè)備供電,而制冷和輔助設(shè)備一般會(huì)有單獨(dú)的配電回路。UPS 配電后端的設(shè)備,我們稱(chēng)之為數(shù)據(jù)中心末端配電。

傳統(tǒng)的列頭柜,采用電纜進(jìn)行出線(xiàn),出線(xiàn)配置1P 或2P 空開(kāi),每一個(gè)出線(xiàn)回路鏈接一根電纜到一臺(tái)機(jī)柜,再通過(guò)工業(yè)連接器或者直接連接到PDU 的端子排上,為服務(wù)器進(jìn)行供電。列頭柜在設(shè)計(jì)中往往會(huì)配置一些備用回路,以備日后增容或者維修,可是一旦列頭柜方案落地實(shí)施后,再進(jìn)行調(diào)整和更改會(huì)變得非常麻煩,甚至需要停機(jī)進(jìn)行作業(yè)。采用電纜出線(xiàn),如果雙路配電的方案,會(huì)有大量的電纜需要部署,后期維護(hù)、增加、減少機(jī)柜、調(diào)整機(jī)柜布局、增加機(jī)柜容量難度很大。
機(jī)房末端母線(xiàn)系統(tǒng)方案很好解決了上述問(wèn)題,特別是對(duì)于大容量、高壓直流的配電方案和面對(duì)機(jī)柜使用客戶(hù)需要經(jīng)常變化配置的機(jī)房應(yīng)用中具有更大的優(yōu)勢(shì)。
末端母線(xiàn)配電的工作形式可以分為雙路熱備份和一主一備的冷備份方式。目前采用的主流方案是雙路熱備份的配電方案。
雙路熱備份
采用兩路母線(xiàn)供電,兩路母線(xiàn)分別來(lái)自不同的UPS 和變壓器。平時(shí)各占50%負(fù)荷,一旦一路失電需要一路帶100%的負(fù)荷。此種方式可以在發(fā)生斷電故障時(shí)候進(jìn)行快速切換,是目前比較常用的一種母線(xiàn)配電形式。
一主一備(冷備份)
采用兩路母線(xiàn)供電,兩路母線(xiàn)分別來(lái)自不同的UPS 和變壓器。分為主備回路,平時(shí)主回路承載100%負(fù)荷容量,備用回路不帶電,主回路失電后,備用回路自動(dòng)切換。此種配電形式比較直觀,一路設(shè)備相對(duì)線(xiàn)路損耗較少。但是主路負(fù)荷即是全部負(fù)荷,對(duì)設(shè)備要求比較高,對(duì)母線(xiàn)溫升需要進(jìn)行特殊規(guī)范,需要比雙路熱備份要求更低才不會(huì)由于母線(xiàn)溫升導(dǎo)致對(duì)機(jī)房環(huán)境產(chǎn)生影響。冷備份的方案適合對(duì)供電可靠性要求相對(duì)較低的場(chǎng)景。
由于母線(xiàn)結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單,部署更加快捷,模塊設(shè)計(jì)更容易實(shí)施和調(diào)整,所以越來(lái)越
多的微模塊方案也采用末端母線(xiàn)配電形式。常見(jiàn)的方案有一下兩種:
四路母線(xiàn)供電:此種方式采用4 路母線(xiàn)架設(shè)在兩排微模塊機(jī)柜后上方,直接為下方PDU 配電。這樣每條母線(xiàn)負(fù)荷容量較小,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,部署靈活。但是需要配置四個(gè)始端箱,單側(cè)兩個(gè)始端箱放置需要進(jìn)行設(shè)計(jì)以便于后期維護(hù)。另外上層斷路器需要相應(yīng)的配置4個(gè)。

雙路母線(xiàn)U 型布置:此種方式減少了始端箱數(shù)量,母線(xiàn)整體性更強(qiáng)。但是單路母線(xiàn)負(fù)荷更高。另外,母線(xiàn)需要跨過(guò)冷通道天窗,需要單獨(dú)設(shè)計(jì)。跨通道部分也可采用線(xiàn)纜做轉(zhuǎn)接。 同時(shí)由于母線(xiàn)槽需要承擔(dān)整個(gè)模塊的負(fù)荷,因而同等情況下,其額定容量是四路母線(xiàn)方案的兩倍。

母線(xiàn)部署方案
吊桿安裝 母線(xiàn)傳統(tǒng)部署方式,母線(xiàn)的安裝路徑需要提前設(shè)計(jì),以避開(kāi)弱電和其他管路,一般母線(xiàn)的部署需要在弱電和橋架之前。

微模塊安裝的母線(xiàn)方案 往往需要整體與環(huán)境解耦合,不依賴(lài)于環(huán)境部署,母線(xiàn)直接在機(jī)柜后上部用支架架設(shè)。此種方式可以減少縱向架設(shè)空間。解耦合方案中還有兩種形式,一種是支架吊裝方案,一種是托舉架空方案。

末端母線(xiàn)進(jìn)線(xiàn)模式
母線(xiàn)進(jìn)線(xiàn)從插接箱進(jìn)入,有交直流分別。交流母線(xiàn)380V,5 芯線(xiàn)纜,進(jìn)線(xiàn)三相+PE+N。直流進(jìn)線(xiàn)正極+負(fù)極+PE。交直流均可以使用電纜進(jìn)行連接,交流從UPS 配電出線(xiàn)柜引電纜通過(guò)電纜橋架進(jìn)入始端箱。直流從HVDC 直接引出電纜到母線(xiàn)始端箱。

使用末端母線(xiàn)系統(tǒng),極大的提高資金的回報(bào)率,分期投資,避免浪費(fèi),增加了機(jī)房的有效出租面積,快速交付,增加租金收益;減少發(fā)熱,降低機(jī)房制冷量,節(jié)能效果顯著。符合國(guó)際T-3,T-4 機(jī)房的建設(shè)規(guī)范。但是目前機(jī)房末端母線(xiàn)還處于發(fā)展初期,設(shè)備廠(chǎng)商大多剛剛進(jìn)入市場(chǎng),價(jià)格還高于列頭方案30%左右,所以直觀上客戶(hù)還是感覺(jué)投資過(guò)高。但是隨著新型末端母線(xiàn)的出現(xiàn),技術(shù)的進(jìn)步,市場(chǎng)的不斷成熟,末端母線(xiàn)將會(huì)逐漸成為機(jī)房末端配電的主流方案。