苏月婷
江苏安科瑞电器制造有限公司
0引言
数据中心供电质量直接影响IT设备的安全运行，因此对数据中心列头柜电源进出线实行监测非常重要，另外，随着全球可用能源的减少以及能源成本的提高，如何更加经济和有效地使用能源已成为相关企业责无旁贷的责任。
我们设计了数据中心头柜对监控装置的要求AMC16M数据中心监控系统实现对两条进线、多条出线电参数和进出线开关状态的全面监控。
1 监测系统图
如图1所示，主机模块通过安装在前面板上的显示终端，测量进出线的测量数据和开关状态，并设置设备的参数和整定值。所有的数据可通过RS485口连接到后台配电管理系统，实现了对列头柜等设备的集中监控。配合能效管理软件，可优化调节配电，达到节能降耗的目的。
图1 AMC16M精密配电监测方案系统图
2 功能特点
我公司开发的精密配电监测单元AMC16M可分为AMC16MA和AMC16MD两种，AMC16MA交流进出线电流电压电压，AMC16MD直流进出线电压电流对应测量，形状结构一致，AMC16MA可监测1路三相进线电压、2路三相进线电流和36路单相出线电流的电气参数。
进线电气参数包括相电压、电流、有功功率、无功功率、有功功率、无功功率、视在功率和功率因数。
电气参数包括电流、有功功率、无功率、有功功率和无功功率。
AMC16MD可测量直流母线电压、42路直流出线电流、有功功率、有功功率的电气参数。
开关量模块ARTU-K32路无源开关量输入可一次控制。
进线电流测量为0.5级电流互感器5级电流互感器的测量精度为1.0级可测电流低至0.25A。
进出线的电压和电流谐波可由交流监控主体测量。
过压、过压、过压、缺相、过频、低频报警可预防故障，便于提前采取措施，所有报警值均可通过HMI快速设置。
采用7"如图2所示：
图2 AMC16M显示界面主接线图
监控主体有两个标准RS485接口，触摸屏一路RS485、一路RS485/RS232通信可选接口可与机房动力环境监测系统连接，实现远程数据采集和监控功能。
监控主体AMC16M工作电源分为AC85V～AC265V/DC100V～350V、DC24V～57V。
监控主体AMC16M为DIN35导轨安装方式。
3 产品应用
某集团公司信息园数据中心二期电源空调工程电源头柜工程分为两层，分为两层A、B每条路需要240电源V/630A直流二级电源头柜，380V/160A交流二级电源头柜，每个直流二级电源头柜有21个出线电流，每个交流二级电源头柜有24个出线电流，要求如下:显示和监控进线电路的电压、电流、频率、功率、电能等参数以及开关状态以及出线电流、功率、电能等参数以及开关状态。
在本项目初期，采用了一种常用的方案，将三个交直流电力仪表和一个直流电力仪表安装在列头柜的进线上，收集电源参数和开关状态，出线安装多个三相/单相电源仪表，测量电源参数，安装多个开关设备收集出线开关状态HMI为了显示和上传数据，在对该方案进行评审的过程中，我们发现该方案1由于收集的设备太多，造成了几个问题。一是增加了列头柜的容量要求，二是增加了列头柜设备的成本；第三，增加了设备维护的难度。结合以上几点，我们需要提供一个简化收集设备的方案。本项目出线电路较多，但采集电流一般较小，可采用我公司现有产品AMC16M和AMC16K或ARTU-K32产品组成一套集进出线多回路采集、开关量状态显示、参数设置报警等功能于一体的方案，AMC16M最多可监测42路单相回路的电流和功率，而且AMC16M分别开发了直流和交流列头柜AMC16MD和AMC16MA两种装置可满足本项目直流和交流电源头柜的要求。对此，我们给出了以下两种方案：
（1）380V/160A交流二级电源头柜
采用AMC16MA作为监测主体，AMC16MA一次相电压测量可满足380个交流直流电源头柜V一次交流线的电压要求三个变比为200A:5A可测量一次进线电流160的互感器A出线电流测量需要24个变比为100A:20mA互感器可满足一次出线电流32A测量要求。
图3交流电源头柜接线图3
（2）240V/630A直流二级电源头柜
采用AMC16MD作为监控主体，支持开关量模块ARTU-K32主体的一次电压测量可满足电源列头柜的240要求V一次直流电压要求，配合使用变比为630A/20mA可测量一次电流630的互感器A，出线电流测量需要21变比100A:50mA互感器可满足一次出线电流32A测量要求。
图4直流电源头柜接线图
综合以上两种比较方案AMC16M作为监控主体的功能特点，首先解决了电源头柜的容量问题，大大降低了电源头柜的成本，简化了后期的维护工作，最终采用了项目AMC16MA作为交流二级电源头柜的监控设备，AMC16MD作为直流二级电源头柜的监测设备，配合开关量模块ARTU-K32.触摸屏和互感器构成全套监控系统方案。
4 主要产品型号规格及设备清单
安科瑞公司数据中心头柜监控采集装置是为数据中心多回路电源需求而开发设计的，能很好地满足数据中心设备的电源安全性和可靠性要求，并符合国家相关标准，以下表格是该方案的产品型号功能介绍。
| 主要产品型号功能 |
|||
| 应用场合 |
产品图片 |
型号 |
主要功能 |
| 数据中心电源配电柜监测装置 |
AMC16MA |
测量三相总进线母线电压 2路三相进线的电流、有功功率、无功功率、功率因数、有功电能、无功电能 电流、有功功率、无功率、功率因数、有功电能、无功电能 1路开关量输出 1路RS485通讯 |
|
| AMC16MD |
测量直流母线电压 42路直流出线电流、有功电能 1路开关量输出 1路RS485通讯 |
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| ARTU-K32 |
32路开关量采集，RS485/Modbus协议，SOE事件记录 |
||
| 触摸屏 |
数据采集、显示、存储、查询、转发 |
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| 软件数据中心电源管理系统 |
进出线路电参数检测、开关状态监测、负荷百分比检测、三相电压、三相电流不平衡检测、报警、事件记录、数据上传 |
||
| AKH-0.66W |
与AMC16M用于监测产品的保护电流互感器。最大可测电流为100A，变比为100A/20mA |
||
| AKH-0.66 30I 200/5 |
与AMC16MA配套使用的保护电流互感器最大可测量200A，变比为200A/5A |
||
| CS630FA/20mA |
与AMC16MD配套使用的保护型电流互感器，最大可测量直流630A，变比为630A/20mA |
||
| AHBC-LTA-100A |
与AMC16MD配套使用的测量型电流互感器，最大可测量100A，变比为100A/50mA |
||
| SBD-30（开关电源） |
与AMC16MD配套使用的开关电源，可提供±48V直流电源 |
||
| D-20（开关电源） |
与直流型霍尔传感器配套使用，可提供±15V直流电源 |
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| 交流型监测装置设备清单 |
||||
| 序号 |
名称 |
型号 |
数量 |
计量单位 |
| 1 |
数据监测装置 |
安科瑞 AMC16MA |
1 |
只 |
| 2 |
开关量模块 |
安科瑞 ARTU-K32 |
1 |
只 |
| 3 |
触摸屏 |
安科瑞TPC7062KX |
1 |
只 |
| 4 |
电流互感器 |
安科瑞 AKH-0.66W |
24 |
只 |
| 安科瑞 AKH-0.66 30I 200/5 |
3 |
只 |
||
| 直流型监测装置设备清单 |
||||
| 序号 |
名称 |
型号 |
数量 |
计量单位 |
| 1 |
数据监测装置 |
安科瑞 AMC16MD |
1 |
只 |
| 2 |
开关量模块 |
安科瑞 ARTU-K32 |
1 |
只 |
| 3 |
触摸屏 |
安科瑞TPC7062KX |
1 |
只 |
| 4 |
直流型互感器 |
安科瑞 CS630FA/20mA |
1 |
只 |
| 5 |
直流的霍尔传感器 |
安科瑞AHBC-LTA-100A |
21 |
只 |
| 6 |
开关电源 |
安科瑞 D-20 |
1 |
只 |
| 7 |
开关电源 |
安科瑞 SBD-30（±48V/±15V） |
1 |
只 |
5 结束语
随着数据中心的迅猛发展，数据中心的能耗问题也越来越突出，有关数据中心的能源管理和供配电设计已经成为热门问题，高效可靠的数据中心配电系统方案，是提高数据中心电能使用效率，降低设备能耗的有效方式。要实现数据中心的节能，首先需要对每个用电负载实现精确的监测，而数据中心负载回路非常的多，传统的测量仪表无法满足成本、体积、安装、施工等多方面的要求，因此需要采用适用于数据中心集中监控要求的多回路监控装置。
而AMC16M是专门针对数据中心交流列头柜二开发设计的，对此类产品的应用做了深入的研究，从功能、性能、可用性、经济性等方面都优于其他方案。
参考文献
[1]中华人民共和国信息产业部.YDT 939-2005传输设备用电源分配列柜[S].北京：中国标准出版社，2005
[2]精密配电监测单元在数据中心列头柜中的应用.广东：曹文江
[3]安科瑞电气股份有限公司产品选型手册2013.08版