輕松讀懂數據中心機房末端配電
Fintech
農業時代的土地，工業時代的能源，信息時代的數據，社會核心資源的變換，昭示著數字經濟的迅猛發展；而數字經濟的迅猛發展，更需要夯實堅不可摧的信息“基石”。
全球ICT基礎設施市場規模持續擴張，聚焦東方，“東數西算”正加快構建全國一體化大數據中心體系，國家樞紐節點算力集群PUE要求達到1.25以下，綠色數據中心成為行業剛需。
微模塊、間接蒸發冷、電力模組等系列節能產品與技術進入規模化應用階段，而作為數據中心最關鍵、最傳統的末端配電，也步入技術革新與發展的道路。
數據中心末端配電定義
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末端配電定義——
指給單元IT機柜、IT設備供配電的直接電力輸出設備，可以簡單分為兩級：
微模塊級：列頭柜/小母線
給單/雙排微模塊中機柜的供配電系統
包括交/直流方案
機柜級：PDU
給單元機柜內部IT設備的供電的設備
包括交/直流方案
數據中心系統中低壓配電示意圖
數據中心末端配電發展歷程
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列頭柜
屬于歷史最久，應用時間最長的末端配電設備，也是目前最為成熟的終端配電產品，產品偏定制化，當前技術發展主要是配合部分高端客戶需求，類似支路溫度檢測、開關熱插拔支持調相等（請關注公眾號：通信電源人）。
PDU
屬于最基礎最末端的配電產品，產品相對標準化成熟，當前技術發展主要往智能PDU方向發展，未來的智能PDU可能會演變成機柜級監控單元，集成U位、環境、門禁等功能。
小母線
作為近幾年興起的產品，在國外應用已相當成熟，但在國內市場應用時間不算很長。當前國內大部分小母線廠家是單一產品出身（大母線、配電柜、PDU），產品缺乏數據中心整體系統設計與驗證，行業處于快速發展與品牌建設階段（請關注公眾號：通信電源人）。
數據中心末端配電的分類及介紹
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基于以上三類產品的不同特性，根據其功能及結構特點，可大致分類如下：
因配電柜與PDU產品相對比較成熟，這里不做詳細贅述，本文將重點介紹小母線，在介紹小母線前，為了避免與大母線混淆，這邊先做一個簡單對比介紹：
小母線產品介紹
01
A、按固定結構特點來分，可分為滑軌式母線與固定式母線。
滑軌式母線
其母線槽一般采用型材設計，內部銅排與母線槽采用無夾具的固定方式，母線槽中間是一個連續中空的腔體，插接箱可以在其中任意位置進行安裝，如下圖所示。
母線槽與插接箱-橫截面視圖 母線槽-立面圖
固定式母線
其母線槽一般采用非型材設計，內部銅排與母線槽采用夾具固定，母線槽中間會有一定的隔段，插接箱只能在特點位置安裝或工廠提前預制好位置，如下圖所示。
B、按插接箱安裝方式來分，分為水平安裝小母線與垂直安裝小母線。
水平安裝小母線
其插接箱為水平方向安裝，插接箱固定在母線槽側面。
母線槽與插接箱-側面安裝示意圖
垂直安裝小母線
其插接箱從垂直方向安裝，插接箱固定在母線槽底部。
母線槽與插接箱-垂直側面安裝示意圖
不同類型小母線特點對比
02
滑軌式
插接箱全點位安裝，位置靈活可調，整體散熱好，現場靈活，成本相對高。
固定式
插接箱位置不容易變更，需要提前規劃設計，整體散熱一般，成本相對低。
水平安裝
小母線整體重心不穩，存在一定的內部應力，結構對頂部的防水保護較差；占用水平空間，兩套適合高低疊層放置。
垂直安裝
小母線對稱整體重心較穩，結構對頂部的防水保護較好；占用高度空間，兩套適合水平并排交錯放置。
場景A
A/B路2N配置（藍 /棕），每條母線既給本列機柜供電，也需通過橫向橋架跨天窗給對列機柜供電（請關注公眾號：通信電源人）。
優勢：較場景B成本更優，占用空間少。
劣勢：跨列布線，線纜更多，布線更繁瑣，插接箱或輸出分路數量較多。
場景B
A/B路2N配置（藍 /棕），每條含兩條母線，只需給本列機柜供電。
優勢：極簡布線，更整潔美觀。
劣勢：成本較場景A更貴，始端箱或總輸入路數較多。
小母線與傳統列頭柜對比
04
傳統列頭柜方案
智能小母線方案
小母線與傳統列頭柜對比優劣勢對比圖
小母線的可靠性設計
05
小母線作為末端配電重要一環，產品可靠性非常關鍵，而決定小母線產品可靠性有很多因素，歸納下主要有以下幾點：
產品
關鍵部位——
-
母線段與插接箱觸頭連接設計
-
觸頭材料、鍍層、防呆\容錯設計
-
母線段與母線段的搭接設計
監控系統——
-
主路銅排溫度監控、各觸頭溫度監控
-
微斷輸出接口溫度監控
-
三相不平衡告警與優化、故障錄波、監控可靠性
工程與質量
包裝搬運——
-
可靠的包裝設計、關鍵部位的二次防護
安裝驗收——
-
專職項目經理、嚴格工程質量控制
資質與經驗
流程資質——
-
IPD開發流程、CNAS實驗室、相關認證
可靠性設計——
-
豐富的可靠性產品設計經驗
豐富場景與產品——
-
大功率UPS、微模塊、DCIM、配電柜、PDU
數據中心末端配電的未來展望
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小母線除了上述優點外，還有因其特色功能（容易實現三相不平衡、單相/三相靈活調整、快速更換故障件）得到很多用戶青睞，但是在當前綠色、可靠、極簡的數據中心建設要求背景下，仍有優化提升空間。
安裝
深度匹配微模塊安裝，減少現場工程化作業；更小巧便捷的工業連接器；更簡潔智能的監控組網方案。
維護
實現關鍵器件的在線快速維護。
運維
三相不平衡AI優化；電力容量管理，采用更直觀的圖形化顯示界面。
可靠性
關鍵觸頭溫度檢測；母線段連接段部位溫度檢測與支持巡檢設計；故障預警與錄波等功能。
系統性
支持冷/熱通道場景下的運維與檢修；與智能PDU深入融合實現更精確的電力容量管理、U位管理。
隨著數據中心建設往模塊化、集成化、去工程化的方向發展，未來末端配電可能會與微模塊、綜合布線深度融合，此時的產品會是一個標準化的設計，現場真正做到交鑰匙工程。
END
