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多回路配電監(jiān)控裝置在數(shù)據(jù)中心精密配電柜中的應(yīng)用

瀏覽次數(shù):1887更新日期:2014-03-21

徐霜

安科瑞電氣股份有限公司  上海  嘉定 201801

0引言

數(shù)據(jù)中心供電電源質(zhì)量的好壞直接影響到IT設(shè)備的安全運(yùn)行,因此對數(shù)據(jù)中心列頭柜電源進(jìn)出線實(shí)行監(jiān)測非常重要,另外,隨著可用能源的減少以及能源成本的提高,如何更加經(jīng)濟(jì)和地使用能源已成為相關(guān)企業(yè)責(zé)無旁貸的責(zé)任。

針對數(shù)據(jù)中心列頭柜對于監(jiān)測裝置的要求,我們設(shè)計(jì)了AMC16M數(shù)據(jù)中心監(jiān)控系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)對兩路進(jìn)線、多路出線的電參數(shù)及進(jìn)出線開關(guān)狀態(tài)等實(shí)現(xiàn)全面的監(jiān)測。

1 監(jiān)測系統(tǒng)圖

如圖1所示,主機(jī)模塊測量兩路進(jìn)線、多路出線的電參量及開關(guān)狀態(tài),通過安裝于前面板上的顯示終端可查看進(jìn)出線的測量數(shù)據(jù)和開關(guān)狀態(tài),并可設(shè)定設(shè)備的參數(shù)及整定值等。所有的數(shù)據(jù)可通過RS485口連接到后臺(tái)配電管理系統(tǒng),從而實(shí)現(xiàn)了對列頭柜和其他設(shè)備的集中監(jiān)測。再配合能效管理軟件,可對配電進(jìn)行優(yōu)化調(diào)節(jié),達(dá)到節(jié)能降耗的目的。

圖1 AMC16M精密配電監(jiān)測方案系統(tǒng)圖

2 功能特點(diǎn)

2.1 多回路監(jiān)測

我司開發(fā)的精密配電監(jiān)測單元AMC16M可分為AMC16MA和AMC16MD兩種,AMC16MA對應(yīng)測量交流進(jìn)出線電流電壓,AMC16MD對應(yīng)測量直流進(jìn)出線電壓電流,外形結(jié)構(gòu)一致,AMC16MA可監(jiān)測1路三相進(jìn)線電壓、2路三相進(jìn)線電流和36路單相出線電流的電氣參數(shù)。

進(jìn)線的電氣參數(shù)包括相電壓、電流、有功功率、無功功率、有功電能、無功電能、視在功率、功率因數(shù)。

出線的電氣參數(shù)包括電流、有功功率、無功功率、有功電能、無功電能。

AMC16MD可測量直流母線電壓、42路直流的出線電流、有功功率、有功電能的電氣參數(shù)。

開關(guān)量模塊ARTU-K32可一次控制32路無源開關(guān)量輸入。

2.2 測量精度高

進(jìn)線電流測量采用0.5級的電流互感器,對于出線回路,測量精度為1.0級,可測量電流低至0.2。

2.3 諧波測量功能

交流監(jiān)控主體可測量進(jìn)出線的電壓和電流諧波。

2.4 分級報(bào)警功能

對進(jìn)線過電流、欠電流2段閥值越限告警,過壓、欠壓、缺相、過頻、低頻率越限告警,可對故障起到預(yù)防作用,便于預(yù)先采取措施,所有的報(bào)警值都可以通過HMI進(jìn)行快速設(shè)定。

2.5 人性化設(shè)計(jì)操作簡潔

采用7"人機(jī)界面,可視性和可操作性好,如圖2所示:

圖2 AMC16M顯示界面主接線圖

2.6 標(biāo)準(zhǔn)通訊接口

監(jiān)控主體具有兩路標(biāo)準(zhǔn)的RS485接口,觸摸屏具有一路RS485、一路RS485/RS232通訊可選接口,可與機(jī)房動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)等連接,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控功能。

2.7 輔助電源

監(jiān)控主體AMC16M工作電源分為AC85V~AC265V/DC100V~350V、DC24V~57V。

2.8 安裝方式

監(jiān)控主體AMC16M為DIN35導(dǎo)軌式安裝方式。

4 產(chǎn)品應(yīng)用

某集團(tuán)公司信息園數(shù)據(jù)中心二期電源空調(diào)工程電源頭柜項(xiàng)目,該信息園區(qū)分為兩層,分為A、B兩路電源,每路需要配備240V/630A直流型二級電源頭柜、380V/160A交流型二級電源頭柜,每個(gè)直流型二級電源頭柜有21路出線電流,每個(gè)交流型二級電源頭柜有24路出線電流,要求如下:對進(jìn)線回路的電壓、電流、頻率、功率、電能等參數(shù)及開關(guān)狀態(tài)和出線的電流、功率、電能等參數(shù)及開關(guān)狀態(tài)的顯示和監(jiān)控。

在此項(xiàng)目初期采用了目前常用的一個(gè)方案,對列頭柜的進(jìn)線安裝三個(gè)交直流流電力儀表和一個(gè)直流電力儀表,采集電參數(shù)及開關(guān)狀態(tài),出線安裝多個(gè)三相/單相電力儀表,測量電參數(shù),并安裝多個(gè)開關(guān)量設(shè)備采集出線開關(guān)狀態(tài),采用HMI來顯示和上傳數(shù)據(jù),在此方案進(jìn)行評審的過程中,我們發(fā)現(xiàn)方案一由于采集的設(shè)備太多,引起了幾個(gè)問題,*是增加了列頭柜的容量要求,是增加了列頭柜內(nèi)設(shè)備的成本;第三增加了設(shè)備維護(hù)難度,綜合以上幾點(diǎn),我們需要提供出一種方案能簡化采集設(shè)備。針對此項(xiàng)目中出線回路較多,但是采集電流一般都比較小的特點(diǎn),可采用我們公司現(xiàn)有的產(chǎn)品AMC16M和AMC16K或ARTU-K32的產(chǎn)品組成一套集進(jìn)出線多回路采集、開關(guān)量狀態(tài)顯示、參數(shù)設(shè)定報(bào)警等一系列功能為一體的方案,AMC16M能夠zui多對42路單相回路電流、功率進(jìn)行監(jiān)測,而且AMC16M分別針對直流和交流兩種列頭柜體開發(fā)了AMC16MD和AMC16MA兩種裝置,可滿足該項(xiàng)目的直流型和交流型電源頭柜的要求。對此,我們對應(yīng)給出了以下兩種方案:

(1)380V/160A交流型二級電源頭柜

采用AMC16MA作為監(jiān)測主體,AMC16MA一次相電壓測量可滿足該交直流電源列頭柜中380V的一次交流線電壓要求,配合使用3個(gè)變比為200A:的互感器,可測量一次進(jìn)線電流160A的測量要求,出線電流測量需要采用24個(gè)變比為100A:20mA互感器,可滿足一次出線電流32A的測量要求。

圖3交流型電源頭柜接線圖

(2)240V/630A直流型二級電源頭柜

采用AMC16MD作為監(jiān)測主體,配套一個(gè)開關(guān)量模塊ARTU-K32,該主體一次電壓測量可滿足該電源列頭柜中240V一次直流電壓要求,配合使用變比為630A/20mA的互感器,可測量一次電流630A,出線電流測量需要采用21個(gè)變比為100A:50mA互感器,可滿足一次出線電流32A的測量要求。

圖4直流型電源頭柜接線圖

綜合上面兩個(gè)對比方案,以AMC16M作為監(jiān)測主體的功能特點(diǎn),首先解決了電源頭柜的容量問題,也大大降低了電源頭柜的成本,而且也簡化了后期維護(hù)工作,所以該項(xiàng)目zui終采用了AMC16MA作為交流二級電源頭柜中的監(jiān)測設(shè)備,AMC16MD作為直流型二級電源頭柜中的監(jiān)測設(shè)備,配合開關(guān)量模塊ARTU-K32、觸摸屏、互感器組成一個(gè)全套監(jiān)測系統(tǒng)方案。

5 主要產(chǎn)品型號規(guī)格及設(shè)備清單

安科瑞公司的數(shù)據(jù)中心列頭柜監(jiān)測采集裝置是針對數(shù)據(jù)中心中多回路出線的供電需求而開發(fā)設(shè)計(jì)的,能夠很好的滿足數(shù)據(jù)中心中各設(shè)備對電源安全性和可靠性的要求,并符合國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),以下表格為該套方案的產(chǎn)品配套型號功能介紹。

主要產(chǎn)品型號功能

應(yīng)用場合

產(chǎn)品圖片

型號

主要功能

數(shù)據(jù)中心電源配電柜監(jiān)測裝置

AMC16MA

測量三相總進(jìn)線的母線電壓+2路三相進(jìn)線的電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、有功電能、無功電能+36路單相出線(12路三相)的電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、有功電能、無功電能+1路開關(guān)量輸出+1路RS485通訊

AMC16MD

測量直流母線電壓+42路直流的出線電流、有功電能+1路開關(guān)量輸出+1路RS485通訊

ARTU-K32

32路開關(guān)量采集、RS485/Modbus協(xié)議,SOE事件記錄

觸摸屏

數(shù)據(jù)采集、顯示、儲(chǔ)存、查詢、轉(zhuǎn)發(fā)

數(shù)據(jù)中心電源管理系統(tǒng)軟件

進(jìn)線、出線回路電參數(shù)檢測、開關(guān)狀態(tài)監(jiān)測、負(fù)荷百分比檢測;三相電壓、三相電流不平衡度檢測;越限告警、事件記錄、數(shù)據(jù)上傳

AKH-0.66W

與AMC16M監(jiān)測產(chǎn)品配套使用的保護(hù)型電流互感器。zui大可測電流為100A,變比為100A/20mA

AKH-0.66 30I 200/5

與AMC16MA配套使用的保護(hù)型電流互感器,zui大可測量200A,變比為200A/

CS630FA/20mA

與AMC16MD配套使用的保護(hù)型電流互感器,zui大可測量直流630A,變比為630A/20mA

AHBC-LTA-100A

與AMC16MD配套使用的測量型電流互感器,zui大可測量100A,變比為100A/50mA

SBD-30(開關(guān)電源)

與AMC16MD配套使用的開關(guān)電源,可提供±48V直流電源

 

D-20(開關(guān)電源)

與直流型霍爾傳感器配套使用,可提供±15V直流電源

 

 

交流型監(jiān)測裝置設(shè)備清單

序號

名稱

型號

數(shù)量

計(jì)量單位

1

數(shù)據(jù)監(jiān)測裝置

安科瑞 AMC16MA

1

2

開關(guān)量模塊

安科瑞 ARTU-K32

1

3

觸摸屏

安科瑞TPC7062KX

1

4

電流互感器

安科瑞 AKH-0.66W

24

安科瑞 AKH-0.66 30I 200/5

3

 

 

直流型監(jiān)測裝置設(shè)備清單

序號

名稱

型號

數(shù)量

計(jì)量單位

1

數(shù)據(jù)監(jiān)測裝置

安科瑞 AMC16MD

1

2

開關(guān)量模塊

安科瑞 ARTU-K32

1

3

觸摸屏

安科瑞TPC7062KX

1

4

直流型互感器

安科瑞 CS630FA/20mA

1

5

直流的霍爾傳感器

安科瑞AHBC-LTA-100A

21

6

開關(guān)電源

安科瑞 D-20

1

7

開關(guān)電源

安科瑞 SBD-30(±48V/±15V)

1

 

6 結(jié)束語

隨著數(shù)據(jù)中心的迅猛發(fā)展,數(shù)據(jù)中心的能耗問題也越來越突出,有關(guān)數(shù)據(jù)中心的能源管理和供配電設(shè)計(jì)已經(jīng)成為熱門問題,可靠的數(shù)據(jù)中心配電系統(tǒng)方案,是提高數(shù)據(jù)中心電能使用效率,降低設(shè)備能耗的方式。要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心的節(jié)能,首先需要對每個(gè)用電負(fù)載實(shí)現(xiàn)的監(jiān)測,而數(shù)據(jù)中心負(fù)載回路非常的多,傳統(tǒng)的測量儀表無法滿足成本、體積、安裝、施工等多方面的要求,因此需要采用適用于數(shù)據(jù)中心集中監(jiān)控要求的多回路監(jiān)控裝置。

而AMC16M是專門針對數(shù)據(jù)中心交流列頭柜二開發(fā)設(shè)計(jì)的,對此類產(chǎn)品的應(yīng)用做了深入的研究,從功能、性能、可用性、經(jīng)濟(jì)性等方面都優(yōu)于其他方案。

參考文獻(xiàn)

[1]中華人民共和國信息產(chǎn)業(yè)部.YDT 939-2005傳輸設(shè)備用電源分配列柜[S].北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2005

[2]精密配電監(jiān)測單元在數(shù)據(jù)中心列頭柜中的應(yīng)用.廣東:曹文江

[3]安科瑞電氣股份有限公司產(chǎn)品選型手冊2013.08版

作者簡介:

徐霜,女,本科,安科瑞電氣股份有限公司,主要研究方向?yàn)閿?shù)據(jù)中心配電柜設(shè)計(jì),: 7   :7