几种机房配电新技术介绍
摘要：本文介绍了几种不同的机房配电新技术，阐述了各种新技术的原理、适用场合和实用价值，希望对新技术推广和信息机房建设工作起到促进作用。
关键词：机房配电；UPS；双电源
引言
近年来随着信息化、智慧地球等概念的普及，各种信息化建设项目如雨后春笋一样涌现，每个项目都需要建设相应的后台信息机房。机房中最重要的电气系统设计复杂而繁琐，近几年出现了很多新技术，可以有效简化机房配电系统设计和施工，给机房建设带来便利并有效降低成本。
1三进三出/三进单出/单进单出可转换的UPS
在很多需要小功率UPS供电的场合，经常遇到前端电源和末端负载设备电源制式不确定的情况，加上配电、UPS与负载设备分开招标，经常出现到货后三者电源制式不同的情况，比如前端为三相电源，UPS为三进单出，电缆为三相五线，但后端又是单相设备；或者前端只有单相电源，UPS为三进三出，电缆为单相三线，后端为单相设备。
对以上情况，传统处理方法中对第一种情况需要重新设计UPS配电箱，在配电箱内将UP
关键词：机房配电；UPS；双电源
引言
近年来随着信息化、智慧地球等概念的普及，各种信息化建设项目如雨后春笋一样涌现，每个项目都需要建设相应的后台信息机房。机房中最重要的电气系统设计复杂而繁琐，近几年出现了很多新技术，可以有效简化机房配电系统设计和施工，给机房建设带来便利并有效降低成本。
1三进三出/三进单出/单进单出可转换的UPS
在很多需要小功率UPS供电的场合，经常遇到前端电源和末端负载设备电源制式不确定的情况，加上配电、UPS与负载设备分开招标，经常出现到货后三者电源制式不同的情况，比如前端为三相电源，UPS为三进单出，电缆为三相五线，但后端又是单相设备；或者前端只有单相电源，UPS为三进三出，电缆为单相三线，后端为单相设备。
对以上情况，传统处理方法中对第一种情况需要重新设计UPS配电箱，在配电箱内将UP
S输出开关更换，输出电缆改为单相三线；第二种情况中就只有将三进三出的UPS更换为单进单出才行。但此类问题经常是在货到现场安装时才发现，变更设计重新采购较为麻烦，也会增加成本。所以需要更简便的解决方案。为此诞生了三进三出/三进单出/单进单出可转换的UPS产品。
图1
如上图，遇到电源制式不同的情况时，只需要更改UPS输入输出端的短接片，再从UPS触摸控制屏上选择需要的制式，再更改UPS配电箱内部开关即可。大大降低了配电更改的难度和成本，非常具有实用性。此种UPS产品推出已有几年时间，容量在10-20kVA之间，可选厂家也有四五家，技术成熟，成本低廉，非常适合推广。
2 一体化UPS
在传统机房配电设计中，需要设计UPS输入配电柜和UPS输出配电柜，加上市电总输入配电柜和UPS本身，设备数量明显偏多，需要的安装空间较大，配电连接关系复杂，成本也高。早期UPS体积重量大，只能与配电柜分开，配电室空间紧张问题很突出，但随着高密度小尺寸的模块化UPS的成熟和普及，开始出现了将UPS与和配电开关集成于一体的产品。
图1
如上图，遇到电源制式不同的情况时，只需要更改UPS输入输出端的短接片，再从UPS触摸控制屏上选择需要的制式，再更改UPS配电箱内部开关即可。大大降低了配电更改的难度和成本，非常具有实用性。此种UPS产品推出已有几年时间，容量在10-20kVA之间，可选厂家也有四五家，技术成熟，成本低廉，非常适合推广。
2 一体化UPS
在传统机房配电设计中，需要设计UPS输入配电柜和UPS输出配电柜，加上市电总输入配电柜和UPS本身，设备数量明显偏多，需要的安装空间较大，配电连接关系复杂，成本也高。早期UPS体积重量大，只能与配电柜分开，配电室空间紧张问题很突出，但随着高密度小尺寸的模块化UPS的成熟和普及，开始出现了将UPS与和配电开关集成于一体的产品。
此设备下半部分是模块化UPS，上半部分是配电开关和SPD，配电部分包括总输入开关（ATS或MCCB），UPS输入输出开关，还有市电/UPS分支输出开关。这样就在1个柜体内集成了配电开关和UPS的全部设备，机房设计只要核算配电容量和开关数量足够，接入输入输出电缆即可。大大简化了配电设计，减少了配电柜数量，节省了安装空间。下面是几个不同厂家的一体化UPS产品图片：
图2
当然一体化UPS也并非完美，目前单台最多采用6个25k或5个30k或4个40k的功率模块并联，其中一个模块为冗余，实际可用容量仅为125或120kVA。加之配电开关数量和容量有限，所以单台一体化UPS只适合于20个机柜以内的小机房，2台组成2N供电架构也只能支持40个机柜的机房。另外目前为数不多的几个厂家提供的一体化UPS价格都高于单独模块化UPS+配电柜的方案，只能节省空间，不能降低成本，与产品研发初衷还有一定距离，有待改进。
3 带智能发电机管理功能的UPS
以往的数据中心如果配备柴油发电机，其启停控制信号一般来自于市电与油机电源切换
图2
当然一体化UPS也并非完美，目前单台最多采用6个25k或5个30k或4个40k的功率模块并联，其中一个模块为冗余，实际可用容量仅为125或120kVA。加之配电开关数量和容量有限，所以单台一体化UPS只适合于20个机柜以内的小机房，2台组成2N供电架构也只能支持40个机柜的机房。另外目前为数不多的几个厂家提供的一体化UPS价格都高于单独模块化UPS+配电柜的方案，只能节省空间，不能降低成本，与产品研发初衷还有一定距离，有待改进。
3 带智能发电机管理功能的UPS
以往的数据中心如果配备柴油发电机，其启停控制信号一般来自于市电与油机电源切换
的智能型ATS，此种ATS成本相对较高，为此有个别厂家开始推出带智能发电机管理的UPS，依靠UPS监测前端市电是否断电，然后发出信号给柴油发电机，控制油机的启停，这样可以降低对智能ATS的依赖。更重要的是，在柴油发电机容量不足时，可以实现柴油发电机和蓄电池同时输入各带一部分负载的功能。在很多非专门设计的中小型机房中，都常出现柴油发电机容量偏小，但受制于建筑条件无法扩容的情况。如果采用此技术，只要增加一定的UPS蓄电池容量，再与油机配合，就可有效解决机房柴油发电机容量不足的困难。
4带双电源输入功能的精密空调
模块化机房解决方案 根据GB50174《数据中心设计规范》，A级和B级机房的空调设备应采用双电源配电末端切换的供电方式，因此每台空调需要设计一个ATS切换箱，一个中型机房经常设计二三十台空调，就需要二三十个ATS箱，空调附近的墙上经常挂满ATS箱，既增加成本，又让设计施工复杂化，但为了保证高靠性又不得不做。如果是采用行间空调的机房，空调台数更多，空调夹在机柜中间，远离墙壁，做ATS箱更麻烦。为此很多厂家制作出了带双电源输入功能的精密空调，将ATS集成到空调内部，不再需要末端ATS箱，大大简化了设计施工，降低成本。但此技术目前主要用于行间精密空调上。
5 结束语
4带双电源输入功能的精密空调
模块化机房解决方案 根据GB50174《数据中心设计规范》，A级和B级机房的空调设备应采用双电源配电末端切换的供电方式，因此每台空调需要设计一个ATS切换箱，一个中型机房经常设计二三十台空调，就需要二三十个ATS箱，空调附近的墙上经常挂满ATS箱，既增加成本，又让设计施工复杂化，但为了保证高靠性又不得不做。如果是采用行间空调的机房，空调台数更多，空调夹在机柜中间，远离墙壁，做ATS箱更麻烦。为此很多厂家制作出了带双电源输入功能的精密空调，将ATS集成到空调内部，不再需要末端ATS箱，大大简化了设计施工，降低成本。但此技术目前主要用于行间精密空调上。
5 结束语
本文介绍的几项新技术具有代表性和普遍适用性，及时学习并合理利用这些新技术可以简化信息机房设计施工，降低建设和运营成本，希望对广大同行业工作者有所帮助。
参考文献：
[1] 维谛技术《Liebert®_ITA2.0-5-20kva》2017
[2] 维谛技术《VERTIV_SmartAisle2模块化数据中心解决方案》20171108
[3] 华为技术有限公司《FusionModule2000 2.0智能微模块简版彩页》
[4] 科华恒盛《三进三出高频化KR系列（10-20KVA）-J》20181121
[5] 科华恒盛《一体化UPS》20180725
[6] 科华恒盛《KR系列三进三出UPS（300-800kVA）》20181121
[7] 维谛技术《Liebert CRV+智能高效的列间空调》2017
参考文献：
[1] 维谛技术《Liebert®_ITA2.0-5-20kva》2017
[2] 维谛技术《VERTIV_SmartAisle2模块化数据中心解决方案》20171108
[3] 华为技术有限公司《FusionModule2000 2.0智能微模块简版彩页》
[4] 科华恒盛《三进三出高频化KR系列（10-20KVA）-J》20181121
[5] 科华恒盛《一体化UPS》20180725
[6] 科华恒盛《KR系列三进三出UPS（300-800kVA）》20181121
[7] 维谛技术《Liebert CRV+智能高效的列间空调》2017
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