張文利，斯利，劉芳ZHANG Wen-li, SI Li, LIU Fang

（江蘇省郵電規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司）(Jiangsu Post and Telecommunications Planning and Design Institute Co., Ltd.)

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高壓直流智能母線在數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用
The Application of HVDC Intelligent Bus in Data Center

張文利，斯利，劉芳
ZHANG Wen-li, SI Li, LIU Fang

（江蘇省郵電規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司）(Jiangsu Post and Telecommunications Planning and Design Institute Co., Ltd.)

【摘要】對(duì)數(shù)據(jù)中心高壓直流的供配電方案進(jìn)行研究，提出一種安全高效的解決方案——高壓直流智能母線供配電方案，并同時(shí)對(duì)高壓直流智能母線的概念、性質(zhì)、發(fā)展前景等問題進(jìn)行了闡述。

【 Abstract】 Researching on the design of power supply and distribution at the data center’s HVDC.Put forward a kind of safe and effective new solution - HVDC intelligent bus-powered systems, and at the same time, making elaborate explanation on the conception characteristics prospects of the HVDC intelligent bus.

【Keywords】data center; HVDC; intelligent bus; efficient utilization

1　引言

現(xiàn)代社會(huì)中，信息的傳遞離不開電，而在信息高速存儲(chǔ)傳遞的數(shù)據(jù)中心，電源安全可靠地運(yùn)行必定是數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重中之重。隨著數(shù)據(jù)中心交流不間斷電源容量的不斷增加，UPS的應(yīng)用也越來越廣泛，然而許多事故都與UPS系統(tǒng)有關(guān)，所以使用這種系統(tǒng)越多，存在的安全隱患就越多。最根本的方法就是采用高壓直流供電系統(tǒng)取代UPS供電系統(tǒng)，實(shí)踐表明，這種供配電方案比UPS系統(tǒng)具有更安全、更可靠、更高效的優(yōu)點(diǎn)。隨著高壓直流供電系統(tǒng)的大量使用，電纜的輸電方式在性能、安全性、可擴(kuò)展性等方面均出現(xiàn)短板，尋找一種更加優(yōu)化的輸電方案迫在眉睫。在傳統(tǒng)的供配電中，交流母線的使用是安全高效的，若把母線的概念應(yīng)用到直流供電系統(tǒng)中，必定可以取代電纜的輸電方式，成為直流供電系統(tǒng)中最具發(fā)展力的輸電方式。

2　高壓直流供電系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)

2.1應(yīng)用實(shí)例已經(jīng)證明其應(yīng)用的可行性

高壓直流系統(tǒng)代替交流UPS 系統(tǒng)為使用交流的負(fù)載供電盡管在國(guó)內(nèi)應(yīng)用還很少，但是國(guó)外早有多次會(huì)議對(duì)高壓直流細(xì)節(jié)問題進(jìn)行商討，其中包括電壓等級(jí)的確定、接點(diǎn)/連接器和其他硬件的研發(fā)、安全和接地問題等。在國(guó)內(nèi)，中國(guó)電信鹽城分公司的成功應(yīng)用實(shí)例，也為這項(xiàng)技術(shù)的更大范圍推廣起到了很好的示范作用。人們之所以越來越重視這項(xiàng)新技術(shù)的應(yīng)用，直流系統(tǒng)的安全可靠性就是充足的理由。

2.2通信發(fā)展無疑需要高壓直流供電系統(tǒng)

建設(shè)節(jié)能環(huán)保的綠色數(shù)據(jù)中心是現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心建設(shè)的新方向，選擇直接使用高壓直流的服務(wù)器產(chǎn)品，以提高效率、降低能耗、減少機(jī)房空調(diào)系統(tǒng)的制冷消耗，符合節(jié)能環(huán)保的新方向、新理念和新政策，所以高壓直流供電系統(tǒng)的應(yīng)用是數(shù)據(jù)中心發(fā)展的必然趨勢(shì)。

3　高壓直流智能母線的內(nèi)容

3.1概念和性質(zhì)

母線用高導(dǎo)電率的銅、鋁制材料制成，載流量很大而且集膚效應(yīng)??；另外用金屬槽作為外殼，所以具有不燃燒，安全可靠性高的優(yōu)點(diǎn)。除此之外，母線比傳統(tǒng)的配電電纜使用壽命要長(zhǎng)，母線的供配電無需專門的列頭柜進(jìn)行配電，減少供配電占用面積，提高空間使用效率。

直流母線排用于解決數(shù)據(jù)中心微模塊系統(tǒng)直流饋線問題。傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心直流饋線有專門的直流列頭柜用于布局各個(gè)直流分路，這使得數(shù)據(jù)中心必須留出一定的面積給列頭柜布置，從而減少了整體空間的使用效率。利用直流母線排方案可以直接節(jié)省略直流列頭柜而提高空間使用效率。

3.2特點(diǎn)

采用高壓直流智能母線，具備以下非常明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

1) 高性能。母線采用高密度的銅排或者鋁排制成，集膚效應(yīng)和電阻小，電流密度和載流量大，在使用的時(shí)候不需要降容。

2) 高安全可靠性。母線槽由金屬封閉外殼制成，它能夠保護(hù)高壓直流智能母線免受外界損傷，母線槽的金屬封閉外殼還可以作為整體接地，這種接地非常安全可靠。

3) 線路更加優(yōu)化。某些分支回路可以通過母線槽進(jìn)行合并，并且通過插接箱使之成為一個(gè)大的母線槽。這樣可以優(yōu)化線路，簡(jiǎn)化電氣系統(tǒng)，得到較多股線低的電流值。因此整體上節(jié)約了工程的造價(jià)，并且維護(hù)方便。

4) 擴(kuò)展性好。母線由多段組成，系統(tǒng)的擴(kuò)展可通過增加或者改變母線段數(shù)來實(shí)現(xiàn)，重新利用率高。

5) 安裝簡(jiǎn)單方便。高壓直流智能母線由多段母線組成，每一段母線體積較小且重量較輕。因此，安裝時(shí)所需施工人數(shù)少且安裝快速便捷。

3.3性能比較

高壓直流智能母線與傳統(tǒng)電纜的比較見表1。

4　結(jié)束語

目前，高壓直流智能母線的研發(fā)及應(yīng)用還處于初期階段，盡管如此，我們應(yīng)當(dāng)看到高壓直流智能母線在生產(chǎn)應(yīng)用中的優(yōu)勢(shì)，以及所帶來的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。隨著高壓直流供電系統(tǒng)的日益普及，電纜的使用已經(jīng)不能滿足性能、安全、維護(hù)等方面的需求，高壓直流智能母線的出現(xiàn)滿足了高壓直流供電系統(tǒng)在輸電方面的要求。高壓直流智能母線的日益普及是大勢(shì)所趨。

總之，高壓直流智能母線作為國(guó)內(nèi)IDC數(shù)據(jù)中心高壓直流供電系統(tǒng)的一種全新應(yīng)用，仍需在未來的IDC數(shù)據(jù)中心規(guī)劃設(shè)計(jì)中積極探索，積累經(jīng)驗(yàn)，不斷完善成熟，為IDC數(shù)據(jù)中心的節(jié)能、能耗監(jiān)控和運(yùn)維做出更多貢獻(xiàn)。

表1　高壓直流智能母線與傳統(tǒng)電纜的優(yōu)劣比較

參考文獻(xiàn)

[1] 李聚聰.淺談低壓母線槽在高層建筑中的選用[J].廣東科技，2008,(200):179-180.

[2] 王平.2009.通信用高壓直流供電系統(tǒng)應(yīng)用探討[C]//中國(guó)通信電源與防雷論壇論文集，2009:43-45.

[3] 王飛.高壓直流供電技術(shù)及應(yīng)用前景[J].廣東建材，2010 [4] 丁聰.分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng)在IDC機(jī)房的應(yīng)用[J].中國(guó)新通信，2014,(4).

[5] 劉振鑾.母線槽的選擇與安裝要點(diǎn)探討[J].科技與企業(yè)，2012,(11).

【關(guān)鍵詞 】數(shù)據(jù)中心；高壓直流；智能母線；高效利用