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安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
摘要：智(zhi)能(neng)小(xiao)母(mu)線(xian)是(shi)目(mu)前(qian)數(shu)據(ju)中(zhong)心(xin)機(ji)房(fang)末(mo)端(duan)配(pei)電(dian)的(de)一(yi)種(zhong)形(xing)式(shi)，在(zai)數(shu)據(ju)中(zhong)心(xin)應(ying)用(yong)中(zhong)，相(xiang)對(dui)於(yu)傳(chuan)統(tong)列(lie)頭(tou)櫃(gui)形(xing)式(shi)，有(you)其(qi)特(te)有(you)的(de)優(you)勢(shi)。在(zai)當(dang)今(jin)數(shu)據(ju)中(zhong)心(xin)趨(qu)於(yu)裝(zhuang)配(pei)式(shi)、模塊化、預製化的形勢下，智能小母線的普及應用無疑是一種趨勢。本文通過對智能小母線的架構、容量規格、組件、監控方式、安裝方式等的介紹，詳細分析了智能小母線在數據中心的應用及其優勢。
關鍵詞：智能小母線；容量規格；安裝方式；智能監控；數據中心
一、何為智能小母線
智能小母線是目前數據中心機房末端配電的一種形式。十年前，國內數據中心機房機櫃的配電均采用列頭櫃的形式，即采用放置於一列IT機櫃端部的配電機櫃，作為一列或若幹列IT機櫃的電源分配與保護的終端配電櫃。列頭櫃通常以主斷路器從前端UPS櫃受電，再依靠多個微型輸出斷路器以放射式與各個IT機櫃的PDU連接，從而構成數據中心傳統的終端供配電係統。
近五年來，在數據中心趨於裝配式、模塊化、預製化的形勢下，智能小母線係統逐漸被應用於機房的末端配電中。智能小母線係統通過始端箱接受前端UPS來電，以具有金屬外殼的母排係統組成輸電幹線，采用即插式插接箱給各個機櫃內的PDU分配電。始端箱和插接箱內設置電力監測模塊，並具有通訊至動環監控中心功能。
二、小母線的分類、組成及規格選型
（一）小母線的分類
智zhi能neng小xiao母mu線xian可ke分fen為wei滑hua動dong小xiao母mu線xian和he固gu定ding小xiao母mu線xian。滑hua動dong小xiao母mu線xian的de接jie插cha箱xiang可ke以yi根gen據ju機ji櫃gui位wei置zhi和he使shi用yong需xu要yao在zai母mu線xian上shang隨sui意yi滑hua動dong，固gu定ding小xiao母mu線xian的de接jie插cha箱xiang一yi旦dan接jie插cha到dao母mu線xian上shang則ze不bu能neng隨sui意yi滑hua動dong位wei置zhi。
（二）小母線的組成
智能小母線主要由下列組件組成：始端箱、插接箱、母線段、拐彎母線段（T型、直角）、母線連接配件（連接耦合器）、末端蓋（箱）、pvc蓋板、監控模塊、安an裝zhuang工gong具ju。始shi端duan箱xiang是shi給gei母mu線xian供gong電dian的de裝zhuang置zhi，一yi端duan與yu電dian源yuan進jin線xian的de大da母mu線xian對dui接jie，另ling一yi端duan與yu末mo端duan小xiao母mu線xian連lian接jie。接jie插cha箱xiang則ze是shi接jie插cha在zai小xiao母mu線xian上shang進jin行xing分fen線xian出chu線xian的de母mu線xian分fen支zhi插cha接jie箱xiang，也ye稱cheng為wei終zhong端duan箱xiang，通tong過guo接jie插cha電dian纜lan及ji工gong業ye連lian接jie器qi即ji可ke與yuIT機櫃內的PDU連接，為IT設備供電。與下圖為智能小母線各組件連接示意圖：
智能小母線各組件連接示意圖
（三）小母線的容量規格
智能小母線在數據中心常用的容量主要有：100A、160A、225A、250A、400A，直線段的成品長度有1米、1.5米、2米、3米，針對非直線路徑，還通常配有外彎段、內彎段、T型件等滿足拐彎需要。
三、小母線的安裝方式
小母線的安裝方式大致分為機櫃上安裝及機櫃下安裝兩種方式。機櫃上安裝又分為櫃頂支架安裝、吊杆安裝、天tian花hua嵌qian入ru式shi安an裝zhuang等deng，天tian花hua嵌qian入ru安an裝zhuang通tong常chang用yong在zai與yu後hou部bu煙yan衝chong機ji櫃gui一yi起qi使shi用yong，嵌qian在zai天tian花hua內nei。機ji櫃gui下xia安an裝zhuang即ji為wei地di板ban下xia安an裝zhuang，采cai用yong支zhi架jia支zhi於yu地di麵mian上shang。除chu此ci之zhi外wai，還hai有you集ji裝zhuang箱xiang及ji模mo塊kuai化hua機ji房fang特te有you的de安an裝zhuang方fang式shi。
接插箱的安裝則非常便捷，一般準備、插入、旋轉、鎖定四部搞定。滑動型小母線的接插箱可以根據機櫃位置和使用需要在小母線上隨意滑動。
四、小母線的監控方式
zhinengxiaomuxiandeshiduanxianghechajiexiangneishezhidianlijiancemokuai，jieyushujuzhongxindonghuanjiankongxitong，bianyujiankongzhongxinduiqijinxingshishidianlijiankong。zhinengxiaomuxiandeshiduanxianghechajiexiangneifenbieshezhizhinengdianliangyi，tongguoRS485總線手拉手環形連接至一個主控模塊，主控模塊箱上口有RS485、TCP/IP接口用於接入動環係統。
五、小母線係統相對於傳統列頭櫃的比較
（一）小母線具有更高的靈活性
chuantongdepeidianfangshiweidianxingdefangsheshigongpeidianxitong，jinhouxinzenghuojiguikuorongbiangengtishenggonglvshixuyaozhongxinpaifangdianlan。erxiaomuxianpeidianxitongshidianxingdeshuganshigongpeidianxitong，zongpeidianguizhigejiguizhijiancaiyongyitiaoganxianfugai，zaiyikaofenjiedanyuanpeidianzhigejiguiPDU。初(chu)期(qi)建(jian)設(she)時(shi)，僅(jin)需(xu)將(jiang)母(mu)線(xian)槽(cao)安(an)裝(zhuang)到(dao)所(suo)有(you)機(ji)櫃(gui)位(wei)上(shang)方(fang)，包(bao)括(kuo)遠(yuan)期(qi)規(gui)劃(hua)的(de)機(ji)櫃(gui)位(wei)，可(ke)以(yi)依(yi)據(ju)用(yong)戶(hu)的(de)進(jin)駐(zhu)實(shi)現(xian)即(ji)需(xu)即(ji)安(an)裝(zhuang)的(de)部(bu)署(shu)。個(ge)別(bie)機(ji)櫃(gui)增(zeng)加(jia)輸(shu)出(chu)容(rong)量(liang)或(huo)者(zhe)回(hui)路(lu)數(shu)量(liang)無(wu)需(xu)對(dui)母(mu)線(xian)槽(cao)做(zuo)出(chu)變(bian)更(geng)，僅(jin)需(xu)增(zeng)加(jia)或(huo)者(zhe)變(bian)更(geng)插(cha)接(jie)箱(xiang)即(ji)可(ke)，可(ke)帶(dai)電(dian)插(cha)拔(ba)，適(shi)合(he)IT業務不確定性發展擴容的需求。
（二）小母線增加了機房的利用率和收益
傳統列頭櫃的方式每個列頭櫃占據了一個IT機櫃位。按每20個IT機櫃配置1台強電列頭櫃計算，一個1000機櫃的數據中心則需要50個列頭櫃，采用智能小母線後，這50個列頭櫃均可省去，用於安裝50個IT機櫃，大大提高了機房的利用率。每個機櫃租賃費按6萬元/年計算，則可增加收益300萬元。
（三）小母線係統投入快，施工周期短
智能小母線係統安裝部署快速，無須鋪設大量電纜，IT機櫃PDU工業插頭可直接插入到母線插接箱中，相序自動對應，無複雜接線工作。而傳統列頭櫃加線纜模式，需要完成配電櫃就位、電纜橋架安裝、電纜裁剪鋪設、電纜對接等多個煩瑣工序。小母線係統的安裝工期相比列頭櫃係統能縮短3～4倍左右，節約大量的施工時間和人工投入。
（四）小母線使用壽命長，可重複利用
智能小母線使用壽命可達到20～25年以上，由於采用模塊化拚裝結構設計，可多次拆卸、移位使用。而傳統的配電列頭櫃加電纜的使用周期為8～10年左右，且一旦擴容或搬遷，列頭櫃和線纜無重複利用的可能。因此，智能小母線係統的使用周期比列頭櫃係統要長2～3倍以上，而且可以多次重複使用，降低了長期應用費用。
六、安科瑞精密配電及監控係統解決方案
（一）概述
suizheshujuzhongxindexunmengfazhan，shujuzhongxindenenghaowentiyeyuelaiyuetuchu，youguanshujuzhongxindenengyuanguanlihegongpeidianshejiyijingchengweiremenwenti，gaoxiaokekaodeshujuzhongxinpeidianxitongfangan，shitigaoshujuzhongxindiannengshiyongxiaolv，jiangdishebeinenghaodeyouxiaofangshi。yaoshixianshujuzhongxindejieneng，shouxianxuyaojiancemeigeyongdianfuzai，ershujuzhongxinfuzaihuilufeichangdeduo，chuantongdeceliangyibiaowufamanzuchengben、體積、安裝、施工等多方麵的要求，因此需要采用適用於數據中心集中監控要求的多回路監控裝置。
（二）應用場所
適用於運營商、金融、政府、互聯網、企業等數據中心
（三）係統結構
1）交流
2）直流
（四）係統功能
1）主頁
開機進入主頁，包含進線參數、開關狀態、出線參數、報警查詢等功能，按按鈕可進入各功能界麵查看。
2）進線參數監測
監測主路的三相電壓、電流、係統頻率；各項及總的有功功率，無功功率，視在功率，功率因數，有功電能、無功電能；電流、電壓不平衡度；電流、電壓諧波含量；*大需量。
3）出線參數監測
分支回路的電壓、電流、有功功率、有功電能、功率因數額定電流設置、各相電流值；負載百分比；*大需量。
4）開關狀態
左側一列為主路開關狀態，主路跳閘SD狀態、主路防雷開關狀態、主路防雷故障點狀態，默認為無源檢測點，分閘為綠色，合閘為紅色。主路右側的皆為支路開關狀態；默認為有源檢測點，合閘為紅色，分閘為綠色。
5）報警查詢
當前報警界麵可查看實時報警和曆史報警；開關量動作告警；任意數據的定時存儲；進線過電流2段閥值越限告警，可任意設定告警值；進線過壓、欠壓、缺相、過頻率、低頻率越限告警；聲光告警功能。
（五）係統硬件配置
七、安科瑞智能母線監控解決方案
（一）概述
數據中心IT服務器配電傳統采用精密配電櫃，占用空間較大，配電線纜多，新增設備不便，為了節省麵積，智能小母線方案由於不占用機房麵積、可按需靈活插拔，受到很多數據中心的青睞，被越來越多的應用。
安科瑞智能母線監控產品分為交流和直流母線監控兩類，包括始端箱監測模塊、chajiexiangjiancemokuaiyijichumoping，lingwaihaikeyidapeimuxiancaolianjieqihongwaicewenmokuaiyongyujiancemuxiancaodeyunxingwendu，quebaomuxiancaopeidiananquan。tongguobiaozhunwangxianshoulashoujiandanzuwang，keyishixianrenyichajiexiangjianxiuhuogenghuanshibuyingxiangqitazaixianyunxingdechajiexiangdeshujushangchuantongxun。
（二）應用場所
適用於運營商、金融、政府、互聯網、企業等數據中心
（三）係統結構
（四）係統功能
1）實時監測
在主頁點擊數據采集按鈕後，進入係統圖界麵：此界麵顯示了每個箱子的電壓。
2）基本參數界麵
顯示電壓、電流、功率、電能等電參數數據，在設備地址旁邊的輸入框輸入本箱子對應的儀表地址，即可實現對箱子中儀表數據的采集。
3）諧波數據
通過點擊“箭頭”來左右切換2-63次諧波數據。
4）*大需量
顯示電壓、電流、功率的*大需量的數值及發生時間。
5）電能查詢
電能情況可以查詢上12月份的每個月用電量、上一年總用電量、本年已用電量、根據選擇不同時間查詢電能值。
（五）係統硬件配置
參考文獻
【1】堯素貞.智能小母線在數據中心的應用.2020
【2】張大紅.數據中心小母線與列頭櫃供配電係統的綜合比較.2019
【3】AcrelEMS-IDC數據中心綜合能效管理解決方案-樣本
【4】數據中心解決方案樣本2022.04版
作者簡介
尤兵兵，現任職於安科瑞電氣股份有限公司，主要從事數據中心相關產品的研發及應用
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