吳懷同

（安徽電信規(guī)劃設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司，安徽 合肥 230000）

0 引 言

末端供電一般采用的是列頭柜供電方式，需要在每列機(jī)柜或兩列機(jī)柜設(shè)立一臺(tái)列頭柜，存在著占用空間大、電纜走線(xiàn)多及強(qiáng)弱電分離等問(wèn)題。為了解決上述問(wèn)題，智能母線(xiàn)應(yīng)運(yùn)而生，其以高度的靈活性、完善的智能化監(jiān)控能力備受數(shù)據(jù)中心建設(shè)單位的青睞[1,2]。

1 智能母線(xiàn)供電方式

智能母線(xiàn)的供電方案在不間斷電源（Uninterruptible Power System，UPS）出線(xiàn)柜之后不需要再敷設(shè)線(xiàn)纜或設(shè)置配電設(shè)備，而是直接串接智能母線(xiàn)槽，并配合接插單元為每臺(tái)負(fù)載機(jī)箱內(nèi)裝置供電。數(shù)據(jù)中心智能母線(xiàn)采用樹(shù)干式的供配電系統(tǒng)，每列機(jī)柜均通過(guò)兩條母線(xiàn)槽供電，且地板下及機(jī)柜上沒(méi)有電纜橋架，便于管理維修[3-5]。列頭柜供電系統(tǒng)如圖1所示，智能母線(xiàn)供電系統(tǒng)如圖2所示。

圖1 列頭柜供電系統(tǒng)（2N）

圖2 智能母線(xiàn)供電系統(tǒng)（2N）

2 智能母線(xiàn)的優(yōu)勢(shì)

（1）部署簡(jiǎn)單，易于擴(kuò)展。傳統(tǒng)配電方式中，列頭配電柜到各機(jī)柜間均采用線(xiàn)纜一對(duì)一連接，需要鋪設(shè)大量電纜和電纜承載橋架。工程實(shí)施時(shí)需要根據(jù)機(jī)柜間隔單獨(dú)裁剪、鋪設(shè)、捆扎或連接每一根電纜，不僅施工量大、周期長(zhǎng)，而且未來(lái)新增回路需要增加鋪設(shè)線(xiàn)纜。智能母線(xiàn)部署簡(jiǎn)易快捷，僅需將母線(xiàn)槽安裝到所有規(guī)劃設(shè)備的上方，無(wú)需鋪設(shè)大量電纜，可以通過(guò)插接箱就近供電，部署周期為1～2周。插接箱位置可調(diào)，IT機(jī)柜電源分配單元（Power Distribution Unit，PDU）插頭可以直接插入到母線(xiàn)插接箱中，無(wú)復(fù)雜接線(xiàn)工作。除此之外，智能母線(xiàn)配置熱插拔插接箱，可以在線(xiàn)熱插拔[6]。當(dāng)機(jī)房需要增加新的回路時(shí)，只需要增加相應(yīng)輸出回路的插接箱，直接在線(xiàn)插拔就可以實(shí)現(xiàn)擴(kuò)容，無(wú)需對(duì)母線(xiàn)槽進(jìn)行新的調(diào)整。智能母線(xiàn)構(gòu)成如圖3所示。

圖3 智能母線(xiàn)構(gòu)成圖

（2）供電靈活，快速可靠。智能母線(xiàn)供配電模式更加適合現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心發(fā)展的趨勢(shì)，在安全可靠的基礎(chǔ)上，還具備靈活、快速的優(yōu)點(diǎn)。傳統(tǒng)配電柜里的電纜和開(kāi)關(guān)都是定額化的，如果IT設(shè)備使用的電功率增加，就需要重新布放電纜和更換開(kāi)關(guān)等。智能母線(xiàn)可根據(jù)IT負(fù)荷實(shí)際需要的電功率自動(dòng)分配，提高了供電的靈活性[7]。采用智能母線(xiàn)方式無(wú)需機(jī)柜強(qiáng)電電纜橋架等物理設(shè)備，如圖4所示，提高了空調(diào)送風(fēng)效率。此外，智能母線(xiàn)所有的產(chǎn)品都是模塊化設(shè)計(jì)，符合現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心快速靈活部署的要求。

圖4 已經(jīng)敷設(shè)完成的電纜橋架

（3）具有完善的配電監(jiān)控。智能母線(xiàn)供電方式具有與精密列頭柜同樣的智能監(jiān)控功能，可以監(jiān)測(cè)插接箱內(nèi)每條一回路中的相關(guān)信息，包括壓力、流量、輸出功率、電能、諧波以及溫度等。智能母線(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)配置通信接口，可以將所有監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)上傳給后臺(tái)動(dòng)環(huán)平臺(tái)。

（4）節(jié)約機(jī)房面積，提高收益。采用智能母線(xiàn)供電無(wú)需配置強(qiáng)電列頭柜，節(jié)約了強(qiáng)電配電設(shè)備占用空間，可以增加IT機(jī)柜的安裝數(shù)量，提高了機(jī)房利用率和經(jīng)濟(jì)收益[8]。

（5）安全性高，使用壽命長(zhǎng)。智能母線(xiàn)采用“金屬外殼+絕緣護(hù)套+銅芯母排”結(jié)構(gòu)，電氣穩(wěn)定性更強(qiáng)，同時(shí)也擁有良好的散熱性能，有效避免了由熱沉積引起的終極點(diǎn)老化，延長(zhǎng)了使用壽命[9]。

3 智能母線(xiàn)收益分析

從經(jīng)濟(jì)效益方面分析，智能母線(xiàn)也具有一定的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。雖然智能母線(xiàn)相對(duì)于列頭柜方案投資成本較高，但是使用智能母線(xiàn)時(shí)無(wú)需配置交流列頭柜，原有交流列頭柜的安裝位置可以供資源機(jī)柜使用，大大提高了實(shí)際收益[10]。

以安徽省某數(shù)據(jù)中心為例，其建筑面積約8 000 m2，采用常規(guī)供電方式時(shí)可以布置機(jī)架1 040架、交流列頭柜64架，交流列頭柜設(shè)備采購(gòu)及安裝費(fèi)用約為192萬(wàn)元，列頭柜至IT機(jī)柜配電線(xiàn)纜投資約為100萬(wàn)元，總投資約為292萬(wàn)元。在同樣規(guī)模下，使用智能母線(xiàn)代替交流列頭柜后，智能母線(xiàn)的設(shè)備采購(gòu)及安裝費(fèi)用約為570萬(wàn)元，投資比常規(guī)供電方式多出278萬(wàn)元。但使用智能母線(xiàn)方式供電時(shí)，無(wú)需交流列頭柜，該數(shù)據(jù)中心可使用IT機(jī)架增加64架。參考該單位過(guò)去3年的機(jī)架銷(xiāo)售數(shù)據(jù)，單機(jī)柜外租平均費(fèi)用約為0.5萬(wàn)元/月，每月可增加收入32萬(wàn)元。此時(shí)計(jì)算投資回報(bào)周期為278÷32≈9月，即在9個(gè)月以?xún)?nèi)就能收回多出的投資。數(shù)據(jù)中心一般運(yùn)行周期為15年，使用智能母線(xiàn)可以為該建設(shè)單位增加收益約為5 472萬(wàn)元。

4 結(jié) 論

信息時(shí)代背景下，大規(guī)模集群式數(shù)據(jù)中心越來(lái)越多，在建設(shè)規(guī)?？焖贁U(kuò)大的基礎(chǔ)上，對(duì)部署速度和節(jié)能效果也提出了更加苛刻的要求。基于此，需要進(jìn)一步加強(qiáng)模塊化、智能化、綠色化的數(shù)據(jù)中心建設(shè)，通過(guò)對(duì)智能母線(xiàn)等高效產(chǎn)品的應(yīng)用，進(jìn)一步降低數(shù)據(jù)中心總體能耗，縮短部署時(shí)間。