跟著電力業(yè)務(wù)的開展和智能電網(wǎng)的升級(jí),電力數(shù)據(jù)中心對(duì)供電系統(tǒng)的可靠性和智能維護(hù)要求越來越高。數(shù)據(jù)中心機(jī)柜端配電規(guī)劃要滿足傳統(tǒng)機(jī)房的配電功用,還應(yīng)滿足長(zhǎng)期的設(shè)備擴(kuò)容要求;同時(shí),還要盡或許減少設(shè)備擴(kuò)容對(duì)現(xiàn)在已運(yùn)行的設(shè)備產(chǎn)生影響。供電系統(tǒng)除滿足高可靠性外,還應(yīng)該具有強(qiáng)大的監(jiān)控功用,機(jī)房運(yùn)維人員隨時(shí)能夠了解機(jī)柜負(fù)載情況、各配電分支回路的電氣情況和不同負(fù)載機(jī)群的電量消耗等。
當(dāng)前,數(shù)據(jù)機(jī)房的配電容量一般保持在必定的范圍內(nèi),一般依照服務(wù)器機(jī)柜、刀片機(jī)柜、網(wǎng)絡(luò)機(jī)柜、作業(yè)機(jī)柜、小型機(jī)機(jī)柜等,常規(guī)數(shù)據(jù)中心單機(jī)柜負(fù)荷一般在3kW~8kW之間。根據(jù)各類設(shè)備功率不同,電氣聯(lián)接器接口規(guī)范也有所區(qū)別,這為供電根底配套實(shí)施帶來了極大的應(yīng)戰(zhàn)。傳統(tǒng)落地式配電單元(列頭柜)已不能滿足越來越多的供電需求。
近年來,跟著數(shù)據(jù)中心活絡(luò)性和多元化開展,一種愈加活絡(luò)的機(jī)柜端規(guī)劃方案逐步在電力機(jī)房中得到運(yùn)用,即母線槽配電系統(tǒng)。現(xiàn)在已有很多大型數(shù)據(jù)中心采購(gòu)母線槽規(guī)劃方案,如、Facebook、阿里巴巴和騰訊等數(shù)據(jù)中心。母線槽在電力工作作為一種導(dǎo)線運(yùn)用現(xiàn)已有幾十年的歷史,但是關(guān)于電力數(shù)據(jù)中心運(yùn)用而言,則比較新穎,運(yùn)用案例不多。與傳統(tǒng)電纜辦法對(duì)比,母線槽具有愈加可靠的安全性、接口電阻和溫升控制也愈加優(yōu)勝。1母線槽結(jié)構(gòu)原理母線槽是由銅、鋁母線柱構(gòu)成一個(gè)封閉金屬設(shè)備,用來為渙散系統(tǒng)各個(gè)元件分配較大功率。母線槽首要以銅或鋁作為導(dǎo)體、用非烯性絕緣支撐,然后封裝到金屬槽中。機(jī)房母線槽的額外電壓380V,適用于溝通50Hz,額外電流250~6300A三相四線制或三相五線制供配電工程中,它具有容量大、裝拆簡(jiǎn)略、施工周期短等特征。
1.1分類及開展按用處分,母線槽一般分始端母線槽、直通母線槽、L型垂直彎通母線、Z型垂直偏置母線、T型垂直三通母線、X型垂直四通母線等,以及有關(guān)附件及緊固設(shè)備。按絕緣辦法,分為空氣式、布滿式和高強(qiáng)度三種插接母線槽。按其結(jié)構(gòu)及用處,可分為布滿絕緣、空氣附加絕緣、空氣絕緣、耐火絕緣等;按其外殼材料分為鋼外殼、鋁合金外殼和鋼鋁混合外殼母線槽。母線槽的開展現(xiàn)已閱歷三代,代為空氣型母線槽、第二代為布滿型母線槽、第三代為復(fù)合絕緣性母線槽,母線槽的技術(shù)開展日漸完善和成熟。
1.2優(yōu)點(diǎn)分析,母線槽以銅排或鋁為導(dǎo)體,電流容量大且電氣功用、機(jī)械功用好。母線槽的外殼為金屬,具有不焚燒、安全可靠性且運(yùn)用壽數(shù)長(zhǎng)等特征。與傳統(tǒng)電纜比較,管道或橋架所占方位較少,關(guān)于大型建筑物的施工和線纜排布非常有利。
母線槽的首要特征如下:
(1) 容量大、壓降很小、短路負(fù)載性能強(qiáng);
(2) 可靠性高;
(3) 外形小且漂亮、重量輕;
(4) 施工聯(lián)接便當(dāng),檢查簡(jiǎn)略。
1.3缺點(diǎn)分析
母線槽作為一種新式的結(jié)束供電技術(shù),同樣存在以下不足之處:
(1)防護(hù)等級(jí):現(xiàn)在工作干流品牌機(jī)房母線槽多選用空氣型母線,防護(hù)等級(jí)為IP40。設(shè)備時(shí)需考慮到空調(diào)冷凝水防護(hù)問題,如主機(jī)房地板下設(shè)備空調(diào)水管,則不建議選用地板下設(shè)備方案;
(2)對(duì)機(jī)柜頂部空間要求相對(duì)較大,對(duì)凈高較小的機(jī)房,設(shè)備條件或許存在限制;(3)智能監(jiān)控搜集功用:機(jī)房母線槽對(duì)主干和每個(gè)機(jī)柜結(jié)束的用電參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控搜集,需別的敷設(shè)通訊線纜,工序上比較精密列頭柜凌亂。
2機(jī)房專用的母線槽系統(tǒng)首要由六部分構(gòu)成:線槽主體、端部饋電模塊、線槽聯(lián)接模塊、接線盒、監(jiān)控模塊和通訊模塊。
2.1母線槽主體外殼供給線槽維護(hù),提高熱安穩(wěn)性,滿足各種設(shè)備辦法,如豎直吊裝或許水平設(shè)備,側(cè)邊可貼標(biāo)識(shí)。導(dǎo)電銅排是根據(jù)載流量需求選擇不同截面,表面鍍錫,增強(qiáng)抗腐蝕性并減小接觸電阻的電解銅。表面的絕緣材料具有出色的可短路電流性能。
2.2端部饋電模塊端部饋電模塊用于將電力接入母線槽系統(tǒng)。端部饋電模塊內(nèi)置斷路器、監(jiān)控模塊以及通訊模塊等,斷路器規(guī)范按每列負(fù)載需求配備。
2.3線槽聯(lián)接模塊線槽聯(lián)接模塊用于端部饋電模塊與母線槽主體,線槽主體與主體之間,線槽主體與彎頭之間的聯(lián)接。
2.4聯(lián)接盒接線盒能夠在母線槽主體上設(shè)備,接線盒內(nèi)置控制空開及給機(jī)柜供電的插座?,F(xiàn)在工作上,接線盒在母線槽主體上設(shè)備,大多數(shù)均支撐熱插拔辦法,活絡(luò)卡位固定,便當(dāng)隨時(shí)為擴(kuò)容負(fù)載供給電氣聯(lián)接。接線盒在母線槽主體上具體設(shè)備方位工作上根本由兩種規(guī)劃情況,固定設(shè)備和活絡(luò)設(shè)備,Schneider等供貨商選用固定式方位設(shè)備,即母線槽主體上每隔600mm預(yù)留一個(gè)設(shè)備孔位供給接線盒設(shè)備。PDI、Startline等供貨商可在主體就任何方位設(shè)備。對(duì)不同尺度規(guī)范機(jī)柜擺放而言,無疑后者愈加適合機(jī)房的規(guī)劃。2.5監(jiān)控模塊監(jiān)控模塊分為結(jié)束及主控單元兩部分。結(jié)束單元為機(jī)房母線槽經(jīng)過在端部饋電模塊、接線盒等部件配備智能化電量?jī)x等電氣搜集模塊,可即時(shí)搜集功率、電流、電壓等電氣數(shù)據(jù)。主控單元包括硬件主控單元和軟件管理途徑。機(jī)房母線槽規(guī)劃本文以某約300平米的電力機(jī)房為例,進(jìn)行母線槽方案和傳統(tǒng)列頭柜方案規(guī)劃比較。該區(qū)域可安頓9列機(jī)柜,每個(gè)列頭柜對(duì)就近兩列機(jī)柜供電,每個(gè)機(jī)柜尺度為800mm×1100mm。如圖2所示。
方案1:每列機(jī)柜上方懸吊雙母線槽供電,每條母線槽上的接線盒設(shè)備兩個(gè)空開和兩個(gè)工業(yè)插座,分別為該列的雙面機(jī)柜供電,支撐即插拔辦法,簡(jiǎn)易便當(dāng)業(yè)務(wù)擴(kuò)容和功用延伸。
方案2:假設(shè)選用傳統(tǒng)的精密列頭柜配電方案,則需為兩列機(jī)柜配備1個(gè)精密列頭柜,并向每面機(jī)柜供給雙電源供電。如圖3所示。
3母線槽主體配備
每個(gè)機(jī)柜平均功率按終期需求6kW進(jìn)行計(jì)算,按平面安頓,機(jī)房中每列最多為8面機(jī)柜,每一列機(jī)柜功率為P=8×6kW=48kW,長(zhǎng)期最大作業(yè)電流I=48/(0.8×3×0.22)=90A。母線截面一般應(yīng)按最大長(zhǎng)期作業(yè)電流選取,在年均負(fù)荷較大且母線槽距離較長(zhǎng)時(shí),一般比按最大長(zhǎng)期作業(yè)電流選擇的母線槽截面要大些[7-8]。本案例為年均負(fù)荷大、且距離較長(zhǎng)的情況,結(jié)束母線槽規(guī)范按160A配備,即每一列機(jī)柜配備2條160A母線槽,分別從主備供UPS電源接入
3.1端部配電模塊配備
端部饋電模塊由每一列機(jī)柜對(duì)應(yīng)的主備供母線槽各配備1個(gè)接入配電盒,與主干母線槽的插接箱間選用電纜聯(lián)接。
3.2機(jī)柜端饋電盒配備主備供結(jié)束母線槽上設(shè)備機(jī)柜端饋電盒,關(guān)于服務(wù)器機(jī)柜和存儲(chǔ)機(jī)柜配備32A開關(guān),對(duì)作業(yè)站機(jī)柜和網(wǎng)絡(luò)機(jī)柜配備16A開關(guān),經(jīng)過工業(yè)聯(lián)接器與機(jī)柜上的PDU插排進(jìn)行聯(lián)接。
3.3智能監(jiān)控和通訊功用配備監(jiān)控系統(tǒng)搜集功用包括開關(guān)情況、電量、功率、功率因數(shù)、電壓等。通訊功用為經(jīng)過結(jié)束母線槽供電監(jiān)控途徑向機(jī)房動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)敞開接口并供給監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。
3.4母線槽接地傳統(tǒng)的維護(hù)地線PE線放置在母線槽內(nèi)一側(cè),而新式母線槽選用外殼做PE整體接地。在母線槽強(qiáng)制性規(guī)范GB7251.1的7.4條電擊防護(hù)的7.4.3.1.5條中規(guī)則,假設(shè)選用的辦法能夠保證電路有持久出色的導(dǎo)電性能,并且載流容量足以接受成套設(shè)備中流過的接地缺點(diǎn)電流,那么組裝成套設(shè)備的各種金屬部件則被以為能夠有用地保證維護(hù)電路的連續(xù)性。
4方案對(duì)比
針對(duì)方案1的母線槽技術(shù)和方案2的傳統(tǒng)精密列頭柜方案,其差異和優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比分析如下:
4.1技術(shù)對(duì)比
1)散熱性
機(jī)房母線槽不同于國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)的布滿型母線槽,選用敞開式規(guī)劃,載流銅排直接與空氣接觸,運(yùn)用空氣傳導(dǎo)散熱,并經(jīng)過緊密接觸的鋼制外殼,把熱量發(fā)出出去。別的,母線槽外部鋁殼除起到維護(hù)效果外,表面還經(jīng)過陽極化處理,可增強(qiáng)散熱性能;銅排表面鍍鎳,下降接觸電阻,下降電壓降,減少損耗。傳統(tǒng)的列頭柜加電纜辦法,電纜的絕緣材料既是絕緣材料,又是隔熱材料,在機(jī)柜數(shù)量眾多的情況下,電纜會(huì)調(diào)集較多,較難散熱,因此電力電纜在橋架內(nèi)敷設(shè)時(shí),為保證出色散熱,一般最多允許敷設(shè)2層。因此母線槽的散熱功用和電纜
比較愈加優(yōu)勝。
2) 可維護(hù)性
傳統(tǒng)的電纜辦法,因其材料易磨損和易老化,且壽數(shù)較短等要素,需求守時(shí)進(jìn)行檢查和維護(hù),到運(yùn)用年限后還需更換。而母線槽為金屬架構(gòu),維護(hù)簡(jiǎn)略,日常維護(hù)一般僅需丈量外殼和穿芯螺栓的溫升、進(jìn)線箱的接頭溫升等罷了。
3) 過載性能
電纜所用的絕緣材料常期作業(yè)溫度一般為95~105℃,母線槽的過載性能大大高于電纜。別的,電纜的最大載流范圍為1000mm截面積,額外電流1600A,而母線槽額外電流最大能做到6300A。
4) 空間安頓母線槽可節(jié)省配電柜或列頭柜占用的空間,可防止運(yùn)用電纜,從而減少布線的困難,以圖1為例,可節(jié)省6個(gè)列頭柜空間。
5) 規(guī)劃和設(shè)備規(guī)劃簡(jiǎn)略,布局簡(jiǎn)略,設(shè)備過程簡(jiǎn)略,無需專業(yè)東西。
6) 擴(kuò)容和總具有本錢(TCO)母線槽設(shè)備后可根據(jù)需求重新配備,可在規(guī)劃時(shí)預(yù)留容量,未來擴(kuò)容便當(dāng),總具有本錢較低。
7)環(huán)保特性母線槽全部材料都選用無毒阻燃材料,99%的材料可回收,環(huán)保特性較好,而電纜則有必定的污染性。
郵箱:981510293@126.com
地址:寶應(yīng)縣魯垛鎮(zhèn)工業(yè)園區(qū)
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