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機(jī)房配電系統(tǒng)新趨勢——智能精密配電柜
摘要：建設(shè)新一代綠色數(shù)據(jù)中心，提高數(shù)據(jù)中心電能利用率PUE（PowerUsageEffectiveness）、加強(qiáng)動力系統(tǒng)的安全性管理，為數(shù)據(jù)中心的設(shè)備運(yùn)行提供一個良好的物理基礎(chǔ)，已經(jīng)是業(yè)界共同關(guān)注的一個熱門話題。
智能配電系統(tǒng)是瑞申公司根據(jù)客戶的技術(shù)要求開發(fā)設(shè)計的一種新型配電柜，適用于電信、金融、政府及IT等IDC數(shù)據(jù)機(jī)房或工業(yè)企業(yè)等重要用戶，為網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器等重要設(shè)備提供電力分配、配電回路保護(hù)、計量、管理與計算機(jī)接地等服務(wù)，用于供電可靠性要求高的不間斷供電領(lǐng)域。關(guān)鍵器件全部采用進(jìn)口產(chǎn)品。
精密配電柜是集電源輸入、輸出、電力監(jiān)測系統(tǒng)的一體化配電設(shè)計，是面向未來的配電系統(tǒng)。除了配電管理之外，更可提供運(yùn)行成本管理和安全管理的功能。
一、概述
建設(shè)新一代綠色數(shù)據(jù)中心，提高數(shù)據(jù)中心電能利用率PUE（PowerUsageEffectiveness）、加強(qiáng)動力系統(tǒng)的安全性管理，為數(shù)據(jù)中心的設(shè)備運(yùn)行提供一個良好的物理基礎(chǔ)，已經(jīng)是業(yè)界共同關(guān)注的一個熱門話題。
“實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心動力及運(yùn)行環(huán)境系統(tǒng)的管理智能化，對數(shù)據(jù)中心整個配電系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行有效管理，實時監(jiān)測各種IT設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)及能源消耗參數(shù)，并根據(jù)其數(shù)據(jù)及時對設(shè)備的工作狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整，如：
1、根據(jù)設(shè)備負(fù)載三相不平衡度來調(diào)整設(shè)備負(fù)載分配器件的相位，降低三相不平衡對設(shè)備的影響；
2、根據(jù)檢測各個分支路開關(guān)的溫度變化來判斷開關(guān)器件的使用性能是否良好，及時發(fā)現(xiàn)并消除故障隱患，保障整個動力系統(tǒng)的運(yùn)行安全；
3、根據(jù)每個機(jī)柜的能耗檢測數(shù)據(jù)，通過軟件分析各種設(shè)備的能耗比，清楚顯示整個機(jī)房配電系統(tǒng)的PUE值。
這些都是新一代綠色數(shù)據(jù)中心對整個機(jī)房配電系統(tǒng)的最新要求，同時也是數(shù)據(jù)中心實現(xiàn)低能耗的一種依據(jù)，實現(xiàn)了對整個能耗系統(tǒng)進(jìn)行有針對性智能化管理，受到了業(yè)界廣泛的重視。
二、業(yè)內(nèi)現(xiàn)狀
目前在國內(nèi)的機(jī)房工程建設(shè)市場上，大多數(shù)的機(jī)房工程公司對機(jī)房配電智能化的認(rèn)識仍然停留在給配電柜加裝智能電量儀，然后通過動力監(jiān)控軟件進(jìn)行后臺監(jiān)測的方式，這種方式只能監(jiān)測到輸入電源的一些基本的電參數(shù)，不能對整個配電系統(tǒng)進(jìn)行有效的監(jiān)測和分析管理。近幾年，國外的一些主流機(jī)房設(shè)備生產(chǎn)廠家針對機(jī)房配電智能化的需求，相繼推出了一些具有智能化、精密化管理功能的配電柜，受到了市場的普遍關(guān)注與歡迎；但由于其較高的售價，目前在市場上只有一些資金比較充裕的行業(yè)，如：通信、金融、石化、政府等行業(yè)單位能夠應(yīng)用，所以在市場上的占有率并不高。廈門瑞申科技有限公司根據(jù)市場的發(fā)展形勢，推出針對機(jī)房使用的機(jī)房智能精密配電柜產(chǎn)品。
三、瑞申智能精密配電柜的特點與優(yōu)勢
1、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)
智能精密配電柜系列產(chǎn)品包括：動力柜、UPS輸入、輸出柜、列頭柜三大品種。其不僅僅是一臺配電柜，整個系統(tǒng)集電源輸入、輸出、電力監(jiān)測的一體化配電設(shè)計，是面向未來的配電系統(tǒng)。除了配電管理之外，還可提供運(yùn)行成本管理和安全管理的功能。
精密配電柜依靠精確的監(jiān)測模塊、功能強(qiáng)大的數(shù)據(jù)采集單元以及性能優(yōu)越的專家管理系統(tǒng)軟件，為IDC機(jī)房、數(shù)據(jù)中心的安全運(yùn)行、降低能耗提供了可靠的保障及依據(jù)，形成機(jī)房動力及環(huán)境保障一體化解決方案，對數(shù)據(jù)中心的安全運(yùn)行和能源的高效利用作出貢獻(xiàn)。
1.1智能精密配電柜精確監(jiān)測系統(tǒng)包括精密傳感器、數(shù)據(jù)采集模塊及數(shù)據(jù)處理單元。主要功能是將電源的電壓、電流、頻率、功率、諧波等電參數(shù)通過精密傳感器進(jìn)行電轉(zhuǎn)換，然后通過數(shù)據(jù)采集模塊進(jìn)行24位高精度A/D轉(zhuǎn)換，最后將采集到的各電參數(shù)送到數(shù)據(jù)處理單元進(jìn)行數(shù)據(jù)分析及數(shù)據(jù)貯存。
1.2智能精密配電柜主要包括各配電功能器件和專家系統(tǒng)軟件。專家系統(tǒng)依據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)所采集的精確數(shù)據(jù)對整個配電系統(tǒng)進(jìn)行分析，并生成曲線圖，更直觀明了；其監(jiān)測內(nèi)容包括零地電壓、三相平衡度、三相負(fù)載率、電源諧波百份比、各支路的負(fù)載狀態(tài)、開關(guān)器件溫度變化狀態(tài)、耗電量等，同時預(yù)測配電系統(tǒng)可能的潛在風(fēng)險，及時提供最優(yōu)化處理方案，力求做到電能利用的最大化和潛在風(fēng)險的最小化。及早發(fā)現(xiàn)安全隱患，有效規(guī)避風(fēng)險，使系統(tǒng)時刻處于最佳運(yùn)行狀態(tài)。
1.3智能精密配電柜觸摸屏顯示系統(tǒng)內(nèi)置的瑞申公司自主研發(fā)的【智能配電在線監(jiān)測軟件】，把數(shù)據(jù)采集單元采集的數(shù)據(jù)通過RS485接口，上傳到觸摸屏上，經(jīng)過軟件的處理，把所有的監(jiān)測數(shù)據(jù)及告警信息在屏上顯示，并留有RS232/485標(biāo)準(zhǔn)串行接口或網(wǎng)絡(luò)接口，方便配電柜納入數(shù)據(jù)中心專用的動力及環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，進(jìn)行統(tǒng)一的管理，并具備遠(yuǎn)程監(jiān)測能力。
1.4智能精密配電柜采用最新安裝工藝，服務(wù)器機(jī)柜外形，與機(jī)房內(nèi)的設(shè)備機(jī)柜保持一致性，美觀大氣；前后網(wǎng)孔門設(shè)計，通風(fēng)性更好，布局更合理，結(jié)構(gòu)更緊湊，同時也提高了產(chǎn)品的可靠性。
1.5智能精密配電柜各個功能單元采用了模塊化設(shè)計安裝，極大地提高產(chǎn)品生產(chǎn)效率，有效地降低系統(tǒng)維護(hù)難度，減少維護(hù)時間及維護(hù)費(fèi)用。同時也使系統(tǒng)具備了快速更換和快速擴(kuò)展的能力。
2、產(chǎn)品優(yōu)勢
從上述介紹的功能來看，智能配電系統(tǒng)產(chǎn)品的優(yōu)勢在于其對配電系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測的全面性、專業(yè)性以及人性化、智能化的管理功能。
2.1運(yùn)行管理
整個配電柜通過自主研發(fā)的數(shù)據(jù)采集單元，智能觸摸屏顯示各項電參數(shù)，如：主電源參數(shù)、各支路實際電流、開關(guān)狀態(tài)、支路電量、柜內(nèi)溫濕度…等，并自動生成趨勢圖，使各開關(guān)的運(yùn)行參數(shù)顯示一目了然。通過各種監(jiān)測數(shù)據(jù)，分析了影響配電系統(tǒng)能源消耗的關(guān)鍵因素，并從配電系統(tǒng)的電源分配、設(shè)備的調(diào)整等方面，顯示準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，為降低能耗提供依據(jù)。智能屏幕更具有人性化的設(shè)計，查詢非常直觀。
2.2安全管理：
安全管理是配電系統(tǒng)管理的一個重要組成部分，它是以安全為目的，進(jìn)行有關(guān)安全方面的參數(shù)截取、分析判斷、組織恢復(fù)、快速維修、協(xié)調(diào)規(guī)避等功能，使系統(tǒng)快速有效地判斷故障原因，排除故障，使之達(dá)到安全狀態(tài)。
通過對各電參數(shù)閥值設(shè)置上下限，一旦電參數(shù)超出閥值，如：電壓、三相不平衡、負(fù)載百分比等，系統(tǒng)即時報警并記錄事件參數(shù)。
3、完善的監(jiān)測功能
輸入電源全參數(shù)監(jiān)測，全面監(jiān)測市電各運(yùn)行參數(shù)是否有異常狀況，并進(jìn)行告警提示，提醒用戶及時處理；
柜內(nèi)溫濕度的精確監(jiān)測，使用戶管理員可以有針對性的調(diào)節(jié)空調(diào)送風(fēng)，防止機(jī)柜溫度出現(xiàn)過高或過低現(xiàn)象，保障設(shè)備有一個良好的運(yùn)行環(huán)境，也是降低能耗的一種手段；
三相不平衡度監(jiān)測，及時提醒用戶調(diào)整三相負(fù)載的分布比例，杜絕因三相不平衡而造成的設(shè)備損壞；
零地電壓監(jiān)測，是機(jī)房內(nèi)一項重要但又容易被忽略的參數(shù)，主要是由三相負(fù)載不平衡、高次諧波、零線接頭氧化等因數(shù)造成，零地電壓高于1V就容易造成電子設(shè)備的損壞，IBM、HP等公司甚至因為零地電壓過高而拒絕開機(jī)；
各輸出支路負(fù)載電流，負(fù)載率及開關(guān)狀態(tài)及電量監(jiān)測，能讓用戶掌握各種設(shè)備的運(yùn)行情況，及時調(diào)整負(fù)載分布，支路電量統(tǒng)計功能可以讓用戶清楚了解每一個機(jī)柜的耗電量，對能效管理、降低能耗提供可靠的依據(jù)；
具備系統(tǒng)故障自檢功能。系統(tǒng)各個功能單元發(fā)生故障時，通過故障自檢系統(tǒng)，產(chǎn)生一個故障信息，讓用戶及工廠售后人員準(zhǔn)確判斷故障位置所在及故障原因，使故障排除時間大大縮短。
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