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数据中心母线布置方式

在与客户的一些技术沟通过程中,我们经常会遇到如何部署机柜母线的问题。本文将结合数据中心机房机架顶部布置、空调方案、通信布线、消防、照明等空间需求,探讨母线的设计理念和部署方法。

在讨论母线方案之前,我们首先了解数据中心的配电系统结构。 (1)数据中心配电产品的结构 根据图1结构,我们可以将数据中心的供配电系统分为三个层次: d215bbc024848443a681f70629cef755.png ①第一层:接入层配电 数据中心总配电系统由高低压配电柜变压器柴油发电机组成。 ②二楼:机房配电 机房配电系统:低压配电柜及UPS,UPS由配电柜和精密空调柜组成。 ③三层:机柜配电 终端配电系统:头柜或机房专用母线系统(交流方案、交流直流方案)PDU)、工业连接器和服务器自电源线。 (2)数据中心电力冗余安全配置 根据美国标准TIA-942《数据中心的通信基础设施标准》,考量基础设施的“可用性”、“稳定性”和“安全性”,将IDC分为四个等级(Tier1,Tier2,Tier3及Tier4)。见表1。T4标准是第三方机房的最高水平,其最大特点是提供灾难容忍服务。 T4:容错级。同时提供多个系统,通常称为2N或者2(N 1)系统。安全冗余配置一般由市电和柴油发电机组供电,安全可靠,成本低电安全可靠,成本低。但数据中心需要24个h全天候运行,一旦市电出现电缆维修停电等情况,需要发电机供电。 在数据中心的供电问题上,如图2所示,如果数据中心可以同的电网,如图2所示。另一个电源可以在一路维护的情况下使用,但如果只有一个市场电源,它将准备发电机,并在停电时供电。如果N代表市场电力,N 一是一路市电加一路发电机N是两路市电,通常有2N 1.两路市电和发电机作为后备。 (3)数据中心机柜母线配置 母线输电配置也用于机房末端配电系统AB路2N设置供电系统方案,为服务器关键设备提供双向供电,确保供电的稳定性、可用性和安全性。

(1)母线划分(见表2) 根据母线的容量、应用环境和主要功能,母线分为:动力母线(通常称为大母线)、机房母线(通常称为小母线)和其他母线(如照明、防火母线等)。

一般定义800A电流等级为机房母线和动力母线的分界点。 (2)机房母线系统 ①机房母线设计要求 低温升、智能化、易维护、多插孔、交直流通用。 ②机房母线分类 ?滑轨母线; ?直列式母线 (3)滑轨母线的铜排导体采用环绕布置,中间形成连续的空间通道。底部连续开槽具有插孔密集布置或全点接入分支回路的特点,如图3所示。 (4)直列母线结构及插箱安装方式(图4)直列母线铜排导体平行布置,母线左右两侧可间隔或密集布置插孔接入分支回路的特点。 (5)数据中心母线的应用场景(图5) ①总变配电系统:动力大母线; ②低压配电柜输电到机房配电柜; ③UPS配电柜配电到机柜母线始端箱或列头柜(替代电缆); ④终端配电系统:机房小母线; ⑤终端配电方案包括配电到机柜等关键负载。 (*本文不详细说明电缆输配电到机柜等关键负荷的方案。 (6)机房母线供电特点 在数据中心主机房,交流UPS供电系统的供电场景通常设置在电力室UPS双总线供电系统(2)N或3N方式)。 ①在主机房内,每列机架配有一个头柜,每列机架内有两个PDU设备供电; ②母线供电方案:使用始端箱 母线槽 插接箱取代列头柜 电缆”为IT设备机柜供电。母线系统(包括两个始端箱、两个母线槽和相应数量的插接箱)分别针对通信机架中的两个PDU设备配电。 两种不同配电方式的供电系统,如图6所示,传统的列头柜和机房母线。 ?传统的头柜配电模式,UPS设备到列头柜、列头柜到机架,常采用电缆连接、沿线架敷设的方式; ?机房母线配电,UPS设备至端箱采用电缆连接(或大母线配电至端箱),沿机房电源采用主线架(常用800mm宽)敷设;从始端箱到插接箱由母线槽供电,从插接箱到PDU采用电缆连接。 如图7所示,母线方案的优缺点对比如图7所示。

(1)母线布局方案的类型 ①柜顶布置(适用于机房层静空间大于3).2M,含500mm地板)特点:直观简单,不占空间,散热好,操作维护简单。 ②柜底布置(适用于机房防静电地板,仅直列母线结构) 特点:占用地板下空间影响散热,插箱向上安装,操作维护困难,不宜观察。适用于旧机房改造工程和下送风冷却。 *本文仅详细讨论了柜顶布置,其简单方便的特点决定了机房一般采用柜顶布置。 (2)母线供电模式 基于供电冗余的考虑,数据中心采用2N冗余供配电方式。因此,机柜供电采用AB路母线2N冗余电源,服务器通常有两个电源输入端口,AB同时接入路电源,目前供电方案有以下配置方法: ①1路交流,1路直流; ②二路交流包括双路热备(各50%供电负荷,同时供电);一主一备(单路供电100%负荷,ATS如图8所示,切换电路供电)。 (3)母线机柜顶部的布置 按母线供电电路划分,机房母线布置分为两种: ①AB-4路布置(图9) 如:I字型部署4路母线供电,采用双路电源4路母线架设在两排微模块柜后上方,直接在下方PDU配电。简单,清晰,多数采用此部署方案。具体情况如图9所示。 ②AB-2路布置(图10) ?中间部署。2.母线单独供电,减少了起始箱和电缆根的数量,使母线更加完整。但单路母线负荷较高。此外,母线需要穿过冷通道天窗,需要单独设计。(不推荐) ?U字型部署。2路母线环线供电,在单列机柜末端环绕布置形成单列机柜双路模式,双列机柜假四路供电模式,此种方式减少了始端箱数量及供电电缆根数,母线整体性更强。(推荐) 对比以上两种布置方案AB双列四路母线方案在成本上没有太大区别;虽然母线数量减少了一倍,但电流水平增加了一倍,但实际上可以从成本的角度相互抵消。在运行维护和使用方便方面,建议采用I型部署四路母线布置方案,更简单、可靠、方便运行维护。

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标签: 直列连接电缆

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