多回路配電監(jiān)控設(shè)備在數(shù)據(jù)中心精細(xì)配電柜中的使用

數(shù)據(jù)中心供電電源質(zhì)量的好壞直接影響到IT設(shè)備的安全運(yùn)行，因此對(duì)數(shù)據(jù)中心列頭柜電源進(jìn)出線實(shí)行監(jiān)測(cè)非常重要，另外，隨著全球可用能源的減少以及能源成本的提高，如何更加經(jīng)濟(jì)和有效地使用能源已成為相關(guān)企業(yè)責(zé)無(wú)旁貸的責(zé)任。

針對(duì)數(shù)據(jù)中心列頭柜對(duì)于監(jiān)測(cè)裝置的要求，我們?cè)O(shè)計(jì)了AMC16M數(shù)據(jù)中心監(jiān)控系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)兩路進(jìn)線、多路出線的電參數(shù)及進(jìn)出線開(kāi)關(guān)狀態(tài)等實(shí)現(xiàn)全面的監(jiān)測(cè)。

1 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)圖

如圖1所示，主機(jī)模塊測(cè)量?jī)陕愤M(jìn)線、多路出線的電參量及開(kāi)關(guān)狀態(tài)，通過(guò)安裝于前面板上的顯示終端可查看進(jìn)出線的測(cè)量數(shù)據(jù)和開(kāi)關(guān)狀態(tài)，并可設(shè)定設(shè)備的參數(shù)及整定值等。所有的數(shù)據(jù)可通過(guò)RS485口連接到后臺(tái)配電管理系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)列頭柜和其他設(shè)備的集中監(jiān)測(cè)。再配合能效管理軟件，可對(duì)配電進(jìn)行優(yōu)化調(diào)節(jié)，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。

圖1 AMC16M精密配電監(jiān)測(cè)方案系統(tǒng)圖

2 功能特點(diǎn)

2.1 全方位多回路監(jiān)測(cè)

我司開(kāi)發(fā)的精密配電監(jiān)測(cè)單元AMC16M可分為AMC16MA和AMC16MD兩種，AMC16MA對(duì)應(yīng)測(cè)量交流進(jìn)出線電流電壓，AMC16MD對(duì)應(yīng)測(cè)量直流進(jìn)出線電壓電流，外形結(jié)構(gòu)一致，AMC16MA可監(jiān)測(cè)1路三相進(jìn)線電壓、2路三相進(jìn)線電流和36路單相出線電流的電氣參數(shù)。

進(jìn)線的電氣參數(shù)包括相電壓、電流、有功功率、無(wú)功功率、有功電能、無(wú)功電能、視在功率、功率因數(shù)。

出線的電氣參數(shù)包括電流、有功功率、無(wú)功功率、有功電能、無(wú)功電能。

AMC16MD可測(cè)量直流母線電壓、42路直流的出線電流、有功功率、有功電能的電氣參數(shù)。

開(kāi)關(guān)量模塊ARTU-K32可一次控制32路無(wú)源開(kāi)關(guān)量輸入。

2.2 測(cè)量精度高

進(jìn)線電流測(cè)量采用0.5級(jí)的電流互感器，對(duì)于出線回路，測(cè)量精度為1.0級(jí)，可測(cè)量電流低至0.25A。

2.3 諧波測(cè)量功能

交流監(jiān)控主體可測(cè)量進(jìn)出線的電壓和電流諧波。

2.4 分級(jí)報(bào)警功能

對(duì)進(jìn)線過(guò)電流、欠電流2段閥值越限告警，過(guò)壓、欠壓、缺相、過(guò)頻、低頻率越限告警，可對(duì)故障起到預(yù)防作用，便于預(yù)先采取措施，所有的報(bào)警值都可以通過(guò)HMI進(jìn)行快速設(shè)定。

2.5 人性化設(shè)計(jì)操作簡(jiǎn)潔

采用7"人機(jī)界面，可視性和可操作性好，如圖2所示：

圖2 AMC16M顯示界面主接線圖

2.6 標(biāo)準(zhǔn)通訊接口

監(jiān)控主體具有兩路標(biāo)準(zhǔn)的RS485接口，觸摸屏具有一路RS485、一路RS485/RS232通訊可選接口，可與機(jī)房動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)等連接，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控功能。

2.7 輔助電源

監(jiān)控主體AMC16M工作電源分為AC85V～AC265V/DC100V～350V、DC24V～57V。

2.8 安裝方式

監(jiān)控主體AMC16M為DIN35導(dǎo)軌式安裝方式。

3 產(chǎn)品應(yīng)用

某集團(tuán)公司信息園數(shù)據(jù)中心二期電源空調(diào)工程電源頭柜項(xiàng)目，該信息園區(qū)分為兩層，分為A、B兩路電源，每路需要配備240V/630A直流型二級(jí)電源頭柜、380V/160A交流型二級(jí)電源頭柜，每個(gè)直流型二級(jí)電源頭柜有21路出線電流，每個(gè)交流型二級(jí)電源頭柜有24路出線電流，要求如下：對(duì)進(jìn)線回路的電壓、電流、頻率、功率、電能等參數(shù)及開(kāi)關(guān)狀態(tài)和出線的電流、功率、電能等參數(shù)及開(kāi)關(guān)狀態(tài)的顯示和監(jiān)控。

在此項(xiàng)目初期采用了目前常用的一個(gè)方案，對(duì)列頭柜的進(jìn)線安裝三個(gè)交直流流電力儀表和一個(gè)直流電力儀表，采集電參數(shù)及開(kāi)關(guān)狀態(tài)，出線安裝多個(gè)三相/單相電力儀表，測(cè)量電參數(shù)，并安裝多個(gè)開(kāi)關(guān)量設(shè)備采集出線開(kāi)關(guān)狀態(tài)，采用HMI來(lái)顯示和上傳數(shù)據(jù)，在此方案進(jìn)行評(píng)審的過(guò)程中，我們發(fā)現(xiàn)方案一由于采集的設(shè)備太多，引起了幾個(gè)問(wèn)題，第一是增加了列頭柜的容量要求，第二是增加了列頭柜內(nèi)設(shè)備的成本；第三增加了設(shè)備維護(hù)難度，綜合以上幾點(diǎn)，我們需要提供出一種方案能簡(jiǎn)化采集設(shè)備。針對(duì)此項(xiàng)目中出線回路較多，但是采集電流一般都比較小的特點(diǎn)，可采用我們公司現(xiàn)有的產(chǎn)品AMC16M和AMC16K或ARTU-K32的產(chǎn)品組成一套集進(jìn)出線多回路采集、開(kāi)關(guān)量狀態(tài)顯示、參數(shù)設(shè)定報(bào)警等一系列功能為一體的方案，AMC16M能夠最多對(duì)42路單相回路電流、功率進(jìn)行監(jiān)測(cè)，而且AMC16M分別針對(duì)直流和交流兩種列頭柜體開(kāi)發(fā)了AMC16MD和AMC16MA兩種裝置，可滿足該項(xiàng)目的直流型和交流型電源頭柜的要求。對(duì)此，我們對(duì)應(yīng)給出了以下兩種方案：

（1）380V/160A交流型二級(jí)電源頭柜

采用AMC16MA作為監(jiān)測(cè)主體，AMC16MA一次相電壓測(cè)量可滿足該交直流電源列頭柜中380V的一次交流線電壓要求，配合使用3個(gè)變比為200A:5A的互感器，可測(cè)量一次進(jìn)線電流160A的測(cè)量要求，出線電流測(cè)量需要采用24個(gè)變比為100A:20mA互感器，可滿足一次出線電流32A的測(cè)量要求。

圖3交流型電源頭柜接線圖

（2）240V/630A直流型二級(jí)電源頭柜

采用AMC16MD作為監(jiān)測(cè)主體，配套一個(gè)開(kāi)關(guān)量模塊ARTU-K32，該主體一次電壓測(cè)量可滿足該電源列頭柜中240V一次直流電壓要求，配合使用變比為630A/20mA的互感器，可測(cè)量一次電流630A，出線電流測(cè)量需要采用21個(gè)變比為100A:50mA互感器，可滿足一次出線電流32A的測(cè)量要求。

圖4直流型電源頭柜接線圖

綜合上面兩個(gè)對(duì)比方案，以AMC16M作為監(jiān)測(cè)主體的功能特點(diǎn)，首先解決了電源頭柜的容量問(wèn)題，也大大降低了電源頭柜的成本，而且也簡(jiǎn)化了后期維護(hù)工作，所以該項(xiàng)目最終采用了AMC16MA作為交流二級(jí)電源頭柜中的監(jiān)測(cè)設(shè)備，AMC16MD作為直流型二級(jí)電源頭柜中的監(jiān)測(cè)設(shè)備，配合開(kāi)關(guān)量模塊ARTU-K32、觸摸屏、互感器組成一個(gè)全套監(jiān)測(cè)系統(tǒng)方案。

4 主要產(chǎn)品型號(hào)規(guī)格及設(shè)備清單

安科瑞公司的數(shù)據(jù)中心列頭柜監(jiān)測(cè)采集裝置是針對(duì)數(shù)據(jù)中心中多回路出線的供電需求而開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的，能夠很好的滿足數(shù)據(jù)中心中各設(shè)備對(duì)電源安全性和可靠性的要求，并符合國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，以下表格為該套方案的產(chǎn)品配套型號(hào)功能介紹。

5 結(jié)束語(yǔ)

隨著數(shù)據(jù)中心的迅猛發(fā)展，數(shù)據(jù)中心的能耗問(wèn)題也越來(lái)越突出，有關(guān)數(shù)據(jù)中心的能源管理和供配電設(shè)計(jì)已經(jīng)成為熱門(mén)問(wèn)題，高效可靠的數(shù)據(jù)中心配電系統(tǒng)方案，是提高數(shù)據(jù)中心電能使用效率，降低設(shè)備能耗的有效方式。要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心的節(jié)能，首先需要對(duì)每個(gè)用電負(fù)載實(shí)現(xiàn)精確的監(jiān)測(cè)，而數(shù)據(jù)中心負(fù)載回路非常的多，傳統(tǒng)的測(cè)量?jī)x表無(wú)法滿足成本、體積、安裝、施工等多方面的要求，因此需要采用適用于數(shù)據(jù)中心集中監(jiān)控要求的多回路監(jiān)控裝置。