绿色数据中心的“最后50m”问题-建筑电气2009

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2口n9年第1 1期l El_EC11"RlClTY
层次 (在 EDA和 HDA之间，可能还存在区域布线区 现，长期运行的稳定性、连续性无法保证
域 ZDA)。相应地，配电系统也存在三个层次 ： 资料显示，电缆连接故障是数据中心重要的配电
a． 包括中压配电柜、变压器、备用发电机 、低 故障，配电终端故障占整个配电故障的36％以上
压主配电柜在内的主配电区 b． 节能问题。电缆布线数量大、间距宽 ．相应
b． 包括 UPS(不间断电源 )、低压二级配电柜 、 的线槽或桥架的尺寸也大，如果沿架空地板敷设．会
静态转换开关 (STS)在内的二级配电 (干线配电)区 占用不小的风道面积。例如，200 mm×100 mm的桥
c． 位于计算机房 内的列头柜、机柜机架和其他 架，就占据了 5％～6％ 的通风面积．成为冷量损失
关键负载在内的终端配电区 计算和风道参数设定不可忽视的环节
由于机房 内的物理跨度大致在 10～50 m左右 ． C． 灵活性问题。一旦服务器、存储设备等核心
这一区域可称之为 “最后 50 m”区域 这一区域是 数据设备进行扩容．电力负荷增加．就必须扩大电缆
数据中心配电系统的核心环节 ．其电力负荷远高于一 规格或增加电缆数量。这在尺寸、间距要求都非常苛
般建筑．对数据中心的技术要求 ．正源于这一区域的 刻的情况下异常困难 ，大规模扩容 已经变得不可能
实际需求。按照TIA一942标准，4级数据中心单位面 要对电缆进行管理和维护，也十分困难。由于线路上
存在太多的潜在故障点 ，一旦出现故障．检修工作量
积负荷会达到 0．9～1．6 kW／m2 据美国电力转换集
非常大 因此造成的停机时间也增加了
团APC数据，典型的IT (信息技术)数据设备已经达
此外，在降低对数据电缆的电磁干扰、阻燃等性
到每机架 3～20kW 的功率密度 一个 3 500m 的数据
能上，电缆配电方案也存在着无法回避的劣势。
中心需要提供双路 5 000～6 000 kV．A的供电容量
出于数据安全的考虑．二级配电区的终端配电箱
3 i—Busway解决方案
柜．往往安置于机房以外．与机房内设备实现严格的
物理隔离。机房内的配电线路 。目前主流的做法是从 解决 “最后 50133问题”．需要的是系统的、立足
机房外的配电箱将电源引入每排机柜前端的列头柜 ． 当前且兼顾未来的方案．施耐德电气基于对数据中心
列头柜内安装保护元件．以及必要的监测仪表．再由 配电需求的深刻理解和其独到的电能管理技术 ．提出
保护元件 (断路器)接出电缆，通过架空地板下或梁下 了i—Buswav机房配电解决方案．见图 2。
桥架引入各个机柜。每个机柜应考虑接入两路电源 3．1 方案要点
电缆在线槽 、桥架内成束排列．其载流量从 20～ 采用全冗余的双电源配线结构
a．
100 A不等 为避免电缆发热和损耗增加．电缆间距 b． 以主次衔接的母线槽取代电缆作为配电线路
一 般在 30 mm以上 考虑到对气
来 自二级配电柜的干线母线槽
流通道的影响．线槽或桥架置于冷
DU PDU ＼ 震
通道一侧 (即机柜前面)，并应尽量
机柜 机柜 机柜 机柜 机柜 机柜 机柜 机柜 插接箱
减小尺寸．以免对冷通道通风造成 、
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影响．降低冷却效率
f
次 槽 级
在实际应用中．上述配电线路 一 一 一 一
I一 一 一 一 一 一 一 二
方案存在诸多不妥之处．笔者称之
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为 “最后 50 m问题”： L 次级母线槽／ "-7-"
2 端箱
a． 可用性问题 采用电缆方 jI
案．从配电箱到机柜的整个线路． l 机柜¨『l 机柜 机柜 机柜 机柜 机柜 机柜 机柜
存在多个接线环节 ．需要经过剥
线、绕接或压接等繁杂的现场作
图 2 i—Busway配电方案
业 ．质量难以控制 ．隐患难以发 Fig．2 i—Busway distribution solution
32
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592数 l据 l中 l心 J设 f计 l专 l栏 J(上)
载体 顶．正常需要预留500mm的空间。如果实际高度无
来 自于两个电源的主母线槽从二级配电柜引 法满足要求 ．需要小心处理插接箱位置．避开灯具等
c．
出后．直接进入机房内．也可以由机房外配电箱引出 天花板附着设施
后进入机房 b． 母 线槽 固定 方 式 采用架空地板下安装．
d． 干线母线槽上提供大量插接箱．每个插接箱 支架安装在水泥地面上．母线架在配套的支架上面，
接出一条次级母线槽 ，为一排机柜供电。理论上一条 支架间距以3in以内为宜 ：采用梁下安装 ，应按照 3m
干线母线槽可提供 100个插接箱 ，为 100排机柜供电。 的间距在水泥楼板上固定吊架．母线槽安装在吊架上
次级母线槽也提供大量的插接箱 ，每个插接 c． 母线槽与数据电缆的距离。由于母线槽的导
e．
箱为一个机柜提供电源。由于采用双电源配线方案 ， 体封闭在连续并可靠接地的金属外壳之内．其对数
每个机柜接受来 自不同电源的两组插接箱供电。 据电缆 的电磁干扰已被有效屏蔽 。可不对母线槽与
f． 从配电柜、主母线插接箱到次级母线插接箱 ， 数据电缆的距离做要求 如果母线槽不能完全满足
分别装设空气断路器 (ACB)、塑壳断路器 (MCCB) TIA一942标准第 7．3．1条款的要求 ．则母线槽与数
和单极 (或三极 )小型断路器 (MCB)，实现具有 据电缆应有 150 300mm的间隔
全选择性的分级保护 3。3 电源管理系统
g． 在塑壳断路器、小型断路器内集成 了电气参 i—Buswav方案所提供的不仅仅是以母线槽为载
数监测和通信模块．通过基于Modbus或TCP／IP (传 体的配电线路．而是能够动态监测从干线到机柜的电
输控制协议 ／互联网协议)协议的现场总线系统，可 气状态 ．并实现远程报警与控制功能的智能化系统 。
以与数据中心的建筑设备管理系统 BMS无缝对接。 见图4。干线插接箱采用的NSX断路器本身具有电气
3．2 母线槽安装方式 状态数据采集和通信功能．次级母线插接箱内可以安
母线槽可以适应现场要求 ．采用架空地板下安装 装以 18 mm为基本模数的参数测量模块 EN40和通信
或梁下安装 (见图 3)。 模块 ASI40，可以将每个机柜的通断状态、电流、电
压等参数实时上传 每条母线上端 (可 以是配电柜
插接箱 安装支架 次级母线
内．也可以是干线母线槽 的始端箱 内)放置 TWIDO
监控点编码和控制单元 ．多个控制单元通过网关将数
一
据汇集到中央处理单元 M340 i—Buswav电源管理系
统具备了从数据分析到故障报警在内的所有功能
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TWIDO控制器l l TWIDO控制器
插接箱 安装支架 次级母线
图 3 母线槽的两种安装方式
Modbus
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Fig．3 Two installing modes for busway 总线 ： !～竺一 塑堡塑I
NSX插接箱 c6sN~

在2009年的《建筑电气》专题中，探讨了绿色数据中心建设过程中面临的"最后50米"（Last Mile）挑战。此概念指的是从数据中心主设备（如机房内的服务器、存储设备等）到终端应用设备（如工作区的信息插座或用户终端）之间的布线与能效优化部分。随着数据中心对能源效率和环境可持续性的日益重视，解决这"最后50米"的问题变得尤为重要。 在这一阶段，需要关注的关键因素包括但不限于：高密度、低能耗的数据中心内部布线设计，如采用高性能电缆、高效能接头和模块化布线系统；照明与电源管理系统的节能措施，如LED照明和智能电力分配系统；以及空调和冷却系统的优化，确保在提供足够的散热需求的同时，降低能耗并减少碳足迹。 通过对这"最后50米"的精细化管理和技术升级，可以显著提升整个数据中心的能效水平，使其更加符合绿色建筑和可持续发展目标的要求。