数据中心低压配电系统设计有关问题刘腾

发表时间:2020/5/12   来源:《中国电业》2020年2期   作者:刘腾
[导读] 根据数据中心的低压配电系统,和EMC之间的关联不难发现
        摘要:根据数据中心的低压配电系统,和EMC之间的关联不难发现,低压配电系统的设计,和选择性的保护配合,以及主动电能管理方面的理念方法等,各方面是存在一定问题的,基于此,本文主要讨论了数据中心低压配电系统设计方面的问题。
        关键词:数据中心;低压配电;系统设计;问题
        引言
        数据中心在各方面都获得了一定的飞跃发展,而数据中心当中存在的问题也是比较明显的。目前专家对于能源管理,以及供配电设计等各方面技术问题非常关注,甚至有很多已经成为了国内非常热门的话题。数据中心的配电,向服务器等相关设备输送比较可靠电能的同时,也要保证向辅助设施方面的安全供电。数据中心的配电系统设计,主要的任务是为了能够确定低压供电方面的配电系统的方案,尽量解决接地系统等问题。
        1 低压配电线路
        1.1 低压配电线路过电流保护原理
        低压配电系统一般是树干式,或者是放射式的配电系统,其中主要包括有主配电以及分支配电,还有终端配电,国内比较喜欢采用两台电源的变压器,通过单母线分段之后进行分列运行,也可以使用两段母线相互之间的开关相互进行联络,从而保障配电系统供电连续可靠。一般配电系统里的馈线,会使用电缆或者是母线槽,并且选择一些断路器以及熔断器来保障出线路有可能产生的过载或短路故障。配电线路,不管是电缆还是母线槽,耐热受的能力都是由绝缘材料所决定的。线路保护主要就是一旦产生了短路,或者是一些过载情况的时候,就要切断电流,让故障电流能够尽量产生更小的耐受能力,一般据悉的绝缘电缆,能够承受的最高温度在70°左右。配电线路除了过载短路之外,同时还存在绝缘或是电压故障等,这些故障都会危及到用户的生命,造成财产损失[1]。
        1.2 配电线路保护电器选择
        A类断路器一般来说主要指的是MCB或者MCCB。一般情况下为限流型的断路器,脱扣的特性曲线主要是由过载反延时脱扣以及短路瞬动脱口这两段曲线所组成的。配电线路一旦产生了短路故障,那么短路就会瞬间产生电流,包含有瞬间非周期分量以及短路瞬态冲击系数,这些和短路电流的稳态值都是有直接关系的,使用A类断路器,能够有效地限制瞬态短路电流的具体峰值,在几毫秒的时间之内就可以熄灭电弧,并且快速的切断以及隔离短路方面的故障。
        B类断路器一般主要指的就是ACB,也指的是一种选择性的断路器。脱扣特性主要是由拖载反延时脱扣,以及短路瞬动脱扣,这还有短路延时脱扣这三种组合而成的。这种断路器一般是变压器的总保护开关等,为了能够确保整个配电工电气系统的连续性以及可靠性,必须短时耐受短路电流,让下级的A类断路器可以切断短路故障,使非故障的线路连续进行供电。
        2  Ups和低压供配电系统设备选型和选择性
        在静态的UPS输出电流大概在1.5左右的时候,而且持续的时间超过五秒的时候。UPS当中的逆变器,将会自动将负载切断,所以UPS.不会有过载能力。当存在备用网络的时候,输出电流大概在1.5左右,并且大于十毫秒,那么就要使用电子开关,将其自动切换模式,带旁路模式的供配电系统,要能够进行全选择性的保护配合,所以变压器的保护以及母线联络保护,和主配电馈线保护都会选择ACB。使用时间原则来进行全选择配合,各不同的配给电路时间级差是固定的,分支配的电馈线使用熔断器来隔离开关,能够完全实现能量选择性的配合,虽然超过了选择性的极限电流,但是熔断器也可以起到一定的后备保护作用。列头柜当中的MVB一般使用两种不同的安装方法,一种是带有可随时进行快速带电更换的机构,另外一种是安装比较特殊的底座,可以允许带电热插拔来更换MCB[2]。


        3 数据中心配电系统能源监控管理
        3.1 主动电能管理的解决方案
        透明化的能源管理,其解决方案最为基础的就是测量,测量主要使用的是多功能仪表。因为数据中心的UPS.以及非线性负荷,很容易会产生很多谐波。除了电参数之外,还必须要对谐波进行测量,一般数据中心会使用以下几方面的测量方式,首先是变压器二次侧,低压主进线的地方,安装中文显示的多功能仪表,而全电量采集电气参数测量精度在0.2秒左右,可以测量记录到31次之下的谐波,这个多功能仪表应该带有10或是100米的以太网接口,可以通过网关等来完成现实和网络之间的通信。其次就是对UPS.的经典回路安装,中文所显示的多功能仪表全电量,使用采集电气参数能够有效地监测到电压的总谐波畸变率,以及电流的总谐波畸变率,测量的精确度大概能够达到0.2%左右。有功的功率在0.5%,电能的累计精度在0.5%,能够支持各方面的通信功能。再次就是重要的馈线回路,可以安装中文所显示的多功能仪表,全电量使用电器参数而配置开放式的通信协议或者是接口,以及数字量接口通信网络结构现场级,以及运行级还有控制级的设备,相互之间使用的是比较统一的一种通信协议,让现场级的测量数据还有设备的状态信息,可以更加畅通地传送到数据中心的管理及平台当中去。管理及要能够按照数据的具体要求,来配置相关的数据库服务器以及操作员的工作站。而管理及以及运行级,需要能够提供相对使用更加便捷的人机界面,来显示数据中心的实时工况信息,以及在处理完毕之后的参数化的数据,其中主要包括有曲线或者是表格等,还有整个数据中心的PUE的值。对于一些比较重要的信息,要完成存盘的工作,制定自定义能源的优化报表,通过联网监控以及优化设备运行,来实现能源优化的管理。电能管理的软件,要能够按照数据中心的具体需求,量身进行定做,通过测量系统以及电能管理软件,来完成透明化的主动能源管理的要求。管理人员可以更加有效地分析能效的现状以及趋势,使用主动决策的方式,来完成节能以及省电还有经济运行的要求[3]。
        3.2 提升数据中心PUE途径
        数据中心的电能管理,需要能够使用主动节能的方法以及对策,首先要能够有效地采集现场设备的具体工况以及运行状态,将电能消耗为主的电气参数以及报警时间,还有统计分析历史数据等各方面的信息,通过使用负荷管理的方式,以及成本管理还有电能质量的分析等,形成一种归档文件,让能耗的现状以及走向,可以变得更加具有透明化的趋势。透明化能够有效地给出提升能源效率的整体途径,给工作人员提供决策参考的信息。主动能效或者是主动节能的方法,主要是根据电荷需求以及电价政策,来配置新型的节能设备,对于整个系统要使用协调控制的方式,尽量让IT自动化的水平和技术有所优化,使用自动化调节的技术,让空调以及制冷系统还有照明等相关辅助设施,可以降低能源消耗,从数据中心的生命周期方面进行考虑,可持续的提升能源体利用率。通过主动能效方面的管理,能够有效地降低能耗,让PUE有所降低,从而使得绿色智能的数据中心发展得以有效提升。
        4 结束语
        综上所述,数据中心需要比较友好的环境,比如PE线当中的不平衡电流,或者是三次谐波电流的话,那么就证明N线中有一些电流分流到了PE线里,会引起比较严重的电磁干扰,需要按照实际情况使用一定的措施来消除环路,让N线电流可以局限在自己的电气系统里,低压配电线系统的过电流保护电器,主要指的是选择性以及后备保护,要根据相关规定来进行分析和评价,配电系统要计算配电网络参数,从而选择性的保护电器根据曲线整定保护特性,这也正是评价选择性的基础条件之一。要能够重视对数据中心的主动电能方面的管理,从而提升用电效率,使用自动化技术是节能效果更加明显,让低压配电系统的设计获得全面发展。
        参考文献:
        [1]尹昊.数据中心低压配电系统设计有关问题[J].科技风,2019(21):187.
        [2]徐承敏.数据中心低压配电系统设计有关问题[J].居舍,2019(08):97.
        [3]陈军.数据中心低压配电系统设计有关问题[J].河南建材,2018(04):340-341.
       
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