機房配電系統新趨勢——智能精密配電柜

摘要：建設新一代綠色數據中心，提高數據中心電能利用率PUE（PowerUsageEffectiveness）、加強動力系統的安全性管理，為數據中心的設備運行提供一個良好的物理基礎，已經是業界共同關注的一個熱門話題。

智能配電系統是瑞申公司根據客戶的技術要求開發設計的一種新型配電柜，適用于電信、金融、政府及IT等IDC數據機房或工業企業等重要用戶，為網絡服務器等重要設備提供電力分配、配電回路保護、計量、管理與計算機接地等服務，用于供電可靠性要求高的不間斷供電領域。關鍵器件全部采用進口產品。 

   精密配電柜是集電源輸入、輸出、電力監測系統的一體化配電設計，是面向未來的配電系統。除了配電管理之外，更可提供運行成本管理和安全管理的功能。

一、概述 
　　 
　　建設新一代綠色數據中心，提高數據中心電能利用率PUE（PowerUsageEffectiveness）、加強動力系統的安全性管理，為數據中心的設備運行提供一個良好的物理基礎，已經是業界共同關注的一個熱門話題。 
　　 
　　“實現數據中心動力及運行環境系統的管理智能化，對數據中心整個配電系統的運行狀態進行有效管理，實時監測各種IT設備的運行狀態及能源消耗參數，并根據其數據及時對設備的工作狀態進行調整，如：
    1、根據設備負載三相不平衡度來調整設備負載分配器件的相位，降低三相不平衡對設備的影響；
    2、根據檢測各個分支路開關的溫度變化來判斷開關器件的使用性能是否良好，及時發現并消除故障隱患，保障整個動力系統的運行安全；
    3、根據每個機柜的能耗檢測數據，通過軟件分析各種設備的能耗比，清楚顯示整個機房配電系統的PUE值。

這些都是新一代綠色數據中心對整個機房配電系統的最新要求，同時也是數據中心實現低能耗的一種依據，實現了對整個能耗系統進行有針對性智能化管理，受到了業界廣泛的重視。 
　　 
　　二、業內現狀 
　　 
　　目前在國內的機房工程建設市場上，大多數的機房工程公司對機房配電智能化的認識仍然停留在給配電柜加裝智能電量儀，然后通過動力監控軟件進行后臺監測的方式，這種方式只能監測到輸入電源的一些基本的電參數，不能對整個配電系統進行有效的監測和分析管理。近幾年，國外的一些主流機房設備生產廠家針對機房配電智能化的需求，相繼推出了一些具有智能化、精密化管理功能的配電柜，受到了市場的普遍關注與歡迎；但由于其較高的售價，目前在市場上只有一些資金比較充裕的行業，如：通信、金融、石化、政府等行業單位能夠應用，所以在市場上的占有率并不高。廈門瑞申科技有限公司根據市場的發展形勢，推出針對機房使用的機房智能精密配電柜產品。 
　　 
　　三、瑞申智能精密配電柜的特點與優勢 
　　 
　　1、產品結構 
　　 
　　智能精密配電柜系列產品包括：動力柜、UPS輸入、輸出柜、列頭柜三大品種。其不僅僅是一臺配電柜，整個系統集電源輸入、輸出、電力監測的一體化配電設計，是面向未來的配電系統。除了配電管理之外，還可提供運行成本管理和安全管理的功能。 
　　 
　　精密配電柜依靠精確的監測模塊、功能強大的數據采集單元以及性能優越的專家管理系統軟件，為IDC機房、數據中心的安全運行、降低能耗提供了可靠的保障及依據，形成機房動力及環境保障一體化解決方案，對數據中心的安全運行和能源的高效利用作出貢獻。 
　　 
　　1.1智能精密配電柜精確監測系統包括精密傳感器、數據采集模塊及數據處理單元。主要功能是將電源的電壓、電流、頻率、功率、諧波等電參數通過精密傳感器進行電轉換，然后通過數據采集模塊進行24位高精度A/D轉換，最后將采集到的各電參數送到數據處理單元進行數據分析及數據貯存。 

1.2智能精密配電柜主要包括各配電功能器件和專家系統軟件。專家系統依據監測系統所采集的精確數據對整個配電系統進行分析，并生成曲線圖，更直觀明了；其監測內容包括零地電壓、三相平衡度、三相負載率、電源諧波百份比、各支路的負載狀態、開關器件溫度變化狀態、耗電量等，同時預測配電系統可能的潛在風險，及時提供最優化處理方案，力求做到電能利用的最大化和潛在風險的最小化。及早發現安全隱患，有效規避風險，使系統時刻處于最佳運行狀態。 
　　 
　　1.3智能精密配電柜觸摸屏顯示系統內置的瑞申公司自主研發的【智能配電在線監測軟件】，把數據采集單元采集的數據通過RS485接口，上傳到觸摸屏上，經過軟件的處理，把所有的監測數據及告警信息在屏上顯示，并留有RS232/485標準串行接口或網絡接口，方便配電柜納入數據中心專用的動力及環境監測系統，進行統一的管理，并具備遠程監測能力。 
　　 
　　1.4智能精密配電柜采用最新安裝工藝，服務器機柜外形，與機房內的設備機柜保持一致性，美觀大氣；前后網孔門設計，通風性更好，布局更合理，結構更緊湊，同時也提高了產品的可靠性。 
　　 
　　1.5智能精密配電柜各個功能單元采用了模塊化設計安裝，極大地提高產品生產效率，有效地降低系統維護難度，減少維護時間及維護費用。同時也使系統具備了快速更換和快速擴展的能力。 
　　 
　　2、產品優勢 
　　 
　　從上述介紹的功能來看，智能配電系統產品的優勢在于其對配電系統運行狀態監測的全面性、專業性以及人性化、智能化的管理功能。 
　　 
　　2.1運行管理 
　　 
　　整個配電柜通過自主研發的數據采集單元，智能觸摸屏顯示各項電參數，如：主電源參數、各支路實際電流、開關狀態、支路電量、柜內溫濕度…等，并自動生成趨勢圖，使各開關的運行參數顯示一目了然。通過各種監測數據，分析了影響配電系統能源消耗的關鍵因素，并從配電系統的電源分配、設備的調整等方面，顯示準確的數據，為降低能耗提供依據。智能屏幕更具有人性化的設計，查詢非常直觀。 
　　 
　　2.2安全管理： 
　　 
　　安全管理是配電系統管理的一個重要組成部分，它是以安全為目的，進行有關安全方面的參數截取、分析判斷、組織恢復、快速維修、協調規避等功能，使系統快速有效地判斷故障原因，排除故障，使之達到安全狀態。 

　　通過對各電參數閥值設置上下限，一旦電參數超出閥值，如：電壓、三相不平衡、負載百分比等，系統即時報警并記錄事件參數。 
　　 
　　3、完善的監測功能 
　　 
　　輸入電源全參數監測，全面監測市電各運行參數是否有異常狀況，并進行告警提示，提醒用戶及時處理； 
　　 
　　柜內溫濕度的精確監測，使用戶管理員可以有針對性的調節空調送風，防止機柜溫度出現過高或過低現象，保障設備有一個良好的運行環境，也是降低能耗的一種手段； 
　　 
　　三相不平衡度監測，及時提醒用戶調整三相負載的分布比例，杜絕因三相不平衡而造成的設備損壞； 
　　 
　　零地電壓監測，是機房內一項重要但又容易被忽略的參數，主要是由三相負載不平衡、高次諧波、零線接頭氧化等因數造成，零地電壓高于1V就容易造成電子設備的損壞，IBM、HP等公司甚至因為零地電壓過高而拒絕開機； 
　　 
　　各輸出支路負載電流，負載率及開關狀態及電量監測，能讓用戶掌握各種設備的運行情況，及時調整負載分布，支路電量統計功能可以讓用戶清楚了解每一個機柜的耗電量，對能效管理、降低能耗提供可靠的依據； 
　　 
　　具備系統故障自檢功能。系統各個功能單元發生故障時，通過故障自檢系統，產生一個故障信息，讓用戶及工廠售后人員準確判斷故障位置所在及故障原因，使故障排除時間大大縮短。