新一代數(shù)據(jù)中心智能融合電力模塊技術(shù)白皮書

參編單位（按單位名稱拼音排序）奧意建筑工程設(shè)計(jì)有限公司、北京電信規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司、廣東省電力設(shè)計(jì)研究院有限公司、廣東省電信規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司、華信咨詢?cè)O(shè)計(jì)研究院有限公司、鵬博士大數(shù)據(jù)有限公司、上海建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司、上海郵電設(shè)計(jì)咨詢研究院有限公司、深圳市寶騰互聯(lián)科技有限公司、信息產(chǎn)業(yè)電子第十一設(shè)計(jì)研究院科技工程股份有限公司、中國(guó)航空規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院總院有限公司、中國(guó)航空規(guī)劃設(shè)計(jì)研究總院有限公司、中國(guó)建筑中聯(lián)云港數(shù)據(jù)科技股份有限公司、中通服中?？萍加邢薰?、中通服咨詢?cè)O(shè)計(jì)研究院有主編人員（按姓氏拼音排序）參編人員（按姓氏拼音排序） 6 73數(shù)據(jù)中心供配電行業(yè)現(xiàn)狀及挑戰(zhàn) 83.1數(shù)據(jù)中心政策解讀 83.2國(guó)家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)解讀 83.3數(shù)據(jù)中心傳統(tǒng)供配電系統(tǒng)的現(xiàn)狀及挑戰(zhàn) 83.3.1占地面積大 83.3.2部署周期長(zhǎng) 93.3.3能源效率低 103.3.4運(yùn)維成本高 103.3.5可靠性不明 3.3.6部件兼容差 4智能融合電力模塊系統(tǒng) 124.1系統(tǒng)原理及組成 124.1.1系統(tǒng)原理 124.1.2智能融合電力模塊的組成 184.1.3典型設(shè)計(jì)方案 254.2安裝場(chǎng)景及運(yùn)輸 274.2.1安裝場(chǎng)地準(zhǔn)備 274.2.2運(yùn)輸及安裝 274.3調(diào)試及測(cè)試 285電力模塊系統(tǒng)與傳統(tǒng)供配電系統(tǒng)對(duì)比 28 285.2部署周期對(duì)比 295.3鏈路效率對(duì)比 295.4標(biāo)準(zhǔn)化和可換性對(duì)比 305.5運(yùn)維對(duì)比 305.6TCO對(duì)比 5.6.1初始投資對(duì)比 5.6.2運(yùn)行投資對(duì)比 5.7可靠性對(duì)比 326電力模塊故障隔離及可靠性分析 326.1系統(tǒng)故障隔離保護(hù)設(shè)計(jì)及選擇性保護(hù)設(shè)計(jì) 326.2熔斷器系統(tǒng)應(yīng)用可靠性影響分析 367智能融合電力模塊運(yùn)行維護(hù) 38 387.2設(shè)備操作 397.3例行維護(hù) 397.4故障處理 407.5應(yīng)急操作 8總結(jié) 隨著5G、云計(jì)算、萬(wàn)物互聯(lián)、無(wú)人駕駛的快速發(fā)展，大數(shù)據(jù)中心成為新基建的熱點(diǎn)。作為國(guó)家基礎(chǔ)性戰(zhàn)略資源，大數(shù)據(jù)中心成為國(guó)家競(jìng)爭(zhēng)力的戰(zhàn)略制高點(diǎn)之一，數(shù)據(jù)中心的建設(shè)規(guī)模和數(shù)量呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)。數(shù)據(jù)中心傳統(tǒng)供配電系統(tǒng)存在占地面積大、部署周期長(zhǎng)、能源效率低、運(yùn)維成本高、可靠性不明、部件兼容差等諸多挑戰(zhàn)。智能融合電力模塊技術(shù)通過(guò)UPS與低壓配電的融合，系統(tǒng)更為簡(jiǎn)潔、安裝更為簡(jiǎn)單；與傳統(tǒng)供配電系統(tǒng)相比，更省地省電，在建設(shè)周期、安全可靠性、運(yùn)維、TCO方面更具優(yōu)勢(shì)，受到行業(yè)廣泛的認(rèn)可。為了更好地推廣智能融合電力模塊技術(shù)，特編寫《數(shù)據(jù)中心智能融合電力模塊技術(shù)白皮書》，為行業(yè)相關(guān)人員提供參考。62術(shù)語(yǔ)和符號(hào)（或縮寫）2.1數(shù)據(jù)中心DataCenter為集中放置的電子信息設(shè)備運(yùn)行提供運(yùn)行環(huán)境的建筑場(chǎng)所，可以是一棟或幾棟建筑物，也可以是一棟建筑物的一部分，包括主機(jī)房、輔助區(qū)、支持區(qū)和行政管理區(qū)等。2.2不間斷電源UninterruptiblePowerSupply（下文簡(jiǎn)稱UPS）UPS即不間斷電源(UninterruptiblePowerSupply)，是一種含有儲(chǔ)能裝置的不間斷電源。主要用2.3冗余Redundancy重復(fù)配置系統(tǒng)的一些或全部部件，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，冗余配置的部件介入并承擔(dān)故障部件的工作，由此延長(zhǎng)系統(tǒng)的平均無(wú)故障間隔時(shí)間。2.4電能利用效率（PUE）PowerUsageEffectiveness表征數(shù)據(jù)中心電能利用效率的參數(shù)，其數(shù)值為數(shù)據(jù)中心內(nèi)所有用電設(shè)備消耗的總電能與所有電子信息設(shè)備消耗的總電能之比。2.5人工智能（AI）ArtificialIntelligence用于模擬、延伸和擴(kuò)展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)。2.6TCOTotalCostofOwnership即總擁有成本，包括產(chǎn)品采購(gòu)到后期使用、維護(hù)的成本。2.7MTBFMeanTimeBetweenFailure即平均無(wú)故障工作時(shí)間。就是從新的產(chǎn)品在規(guī)定的工作環(huán)境條件下開(kāi)始工作到出現(xiàn)第一個(gè)故障的時(shí)間的3數(shù)據(jù)中心供配電行業(yè)現(xiàn)狀及挑戰(zhàn)3.1數(shù)據(jù)中心政策解讀近年來(lái)，數(shù)據(jù)中心是為數(shù)不多能源消耗占社會(huì)總用電量比例持續(xù)增長(zhǎng)的行業(yè)。與此同時(shí)，數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)能源消耗、綠色和低碳發(fā)展進(jìn)程正在不斷引發(fā)關(guān)注。我國(guó)二氧化碳排放力爭(zhēng)于2030年前達(dá)到峰值，努力爭(zhēng)取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。數(shù)據(jù)中心行業(yè)亟需順應(yīng)這一發(fā)展趨勢(shì)，降低碳排放，逐步實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心“碳中和”目標(biāo)。2020年12月，國(guó)家發(fā)改委、中央網(wǎng)信辦、工業(yè)和信息化部、國(guó)家能源局等四部委聯(lián)合印發(fā)的《關(guān)于加快構(gòu)建全國(guó)一體化大數(shù)據(jù)中心協(xié)同創(chuàng)新體系的指導(dǎo)意見(jiàn)》中提出，到2025年，東西部數(shù)據(jù)中心實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)性平衡，大型、超大型數(shù)據(jù)中心運(yùn)行PUE不高于1.3。2021年7月，工信部印發(fā)《新型數(shù)據(jù)中心發(fā)展三年行動(dòng)計(jì)劃（2021—2023年）》，明確提出到2023年，新建大型及以上數(shù)據(jù)中心PUE降低到1.3以下，綠色低碳等級(jí)達(dá)到4A級(jí)以上。北京市、上海市、廣東省、深圳市等地方政府也出臺(tái)數(shù)據(jù)中心相關(guān)政策，對(duì)新建數(shù)據(jù)中心的PUE制定了詳細(xì)的準(zhǔn)入門檻和激勵(lì)機(jī)制。2021年10月24日，國(guó)務(wù)院印發(fā)《2030年前碳達(dá)峰行動(dòng)方案》，強(qiáng)化統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，加強(qiáng)黨中央對(duì)碳達(dá)峰、碳中和工作的集中統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)，碳達(dá)峰碳中和工作領(lǐng)導(dǎo)小組對(duì)碳達(dá)峰相關(guān)工作進(jìn)行整體部署和系統(tǒng)推進(jìn)。在政策牽引下，新建數(shù)據(jù)中心必將更加重視減少碳排放，對(duì)應(yīng)到對(duì)供配電的要求，必須要更小的占地（降建筑面積減碳）、更高的效率（減生命周期碳排放），通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新減碳。3.2國(guó)家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)解讀3.3數(shù)據(jù)中心傳統(tǒng)供配電系統(tǒng)的現(xiàn)狀及挑戰(zhàn)3.3.1占地面積大隨著服務(wù)器芯片算力的提升，數(shù)據(jù)中心的IT機(jī)柜單柜平均功率從原來(lái)的4kW，演進(jìn)提升到當(dāng)前的6~8kW,并將很快提升到12~16kW;傳統(tǒng)供配電方案的配電間與IT空間的比例，越來(lái)越高，IT“得房率”（或者說(shuō)出柜率）越來(lái)越低，如何降低供配電間的占比，成為當(dāng)前數(shù)據(jù)中心行業(yè)急需解決的問(wèn)題。83.3.2部署周期長(zhǎng)傳統(tǒng)低壓供配電系統(tǒng)，一般包含變壓器、低壓配電、UPS輸入配電、UPS、UPS輸出配電、輸出饋線，設(shè)備種類多且復(fù)雜，在建設(shè)安裝過(guò)程中十分復(fù)雜，部署周期長(zhǎng)。量的時(shí)間。2）安裝階段：不同設(shè)備的供應(yīng)商接口設(shè)計(jì)不歸一，現(xiàn)場(chǎng)施工需要對(duì)接不同的供應(yīng)商，效率低，耗費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)；各設(shè)備分布放置在不同的位置空間，一次側(cè)主要采用線纜或密集母線方式連接，甚至需要跨層連接，需要現(xiàn)場(chǎng)工勘，再制作電纜和密集母線，時(shí)間上只能串行施工，現(xiàn)場(chǎng)工程量大，交付工期長(zhǎng)。3）調(diào)試階段：現(xiàn)場(chǎng)首先需將此二次側(cè)通過(guò)鋪設(shè)通信線連接到上級(jí)交換機(jī)，再連入動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)，鋪設(shè)二次線纜需要大量的人力和時(shí)間；不同設(shè)備的軟件接口協(xié)議均不同，動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)需對(duì)應(yīng)開(kāi)發(fā)協(xié)議，并一個(gè)個(gè)設(shè)備分布調(diào)試，調(diào)試測(cè)試周期長(zhǎng)。3.3.3能源效率低隨著數(shù)據(jù)中心制冷系統(tǒng)的持續(xù)演進(jìn)優(yōu)化，數(shù)據(jù)中心的設(shè)計(jì)典型PUE從之前的1.8降低到現(xiàn)在的1.3以下，供配電系統(tǒng)的能耗占整個(gè)數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)總能耗比例越來(lái)越高，占到26%左右。因此，數(shù)據(jù)中心的供配電系統(tǒng)的效率將很大程度上決定了其能耗上限，供配電系統(tǒng)的高效省電已成本數(shù)據(jù)中心建設(shè)的重要訴求。3.3.4運(yùn)維成本高運(yùn)維是數(shù)據(jù)中心生命周期內(nèi)重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題，以一個(gè)1500機(jī)柜采用傳統(tǒng)供配電方案的數(shù)據(jù)中心為例，每個(gè)班次的運(yùn)維人員需要3~4人，每天3個(gè)班次輪換，共需要運(yùn)維人員9~12人，加上例行的檢修，以10年運(yùn)行周期計(jì)算，運(yùn)維人工費(fèi)用投入占數(shù)據(jù)中心總投入會(huì)達(dá)到6~10%左右，提升運(yùn)維效率能減少運(yùn)維成本。因此，如何簡(jiǎn)化運(yùn)維工作、提升運(yùn)維的智能化程度也是數(shù)據(jù)中心供配電系統(tǒng)面臨的挑戰(zhàn)3.3.5可靠性不明傳統(tǒng)供配電方案系統(tǒng)的各設(shè)備單元是割裂的，單獨(dú)管理，整個(gè)配電間系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)并不清晰，在網(wǎng)管上也只有簡(jiǎn)單的電壓電流電能等數(shù)據(jù)。系統(tǒng)是否健康安全的運(yùn)行，在監(jiān)控界面上沒(méi)有直接展示出來(lái)，需要依賴運(yùn)維人員個(gè)人的技術(shù)能力來(lái)發(fā)現(xiàn)運(yùn)行的異常狀況。而運(yùn)維人員個(gè)人的技術(shù)能力是一個(gè)不穩(wěn)定因素，這對(duì)整個(gè)數(shù)據(jù)中心長(zhǎng)期穩(wěn)定可靠的運(yùn)行是較大的風(fēng)險(xiǎn)。3.3.6部件兼容差傳統(tǒng)供配電方案的各設(shè)備來(lái)源不同的廠家，每個(gè)廠家的機(jī)柜尺寸、接口位置設(shè)計(jì)、通信協(xié)議均不相同，這些設(shè)備安裝并柜、電氣連接將帶來(lái)很大的挑戰(zhàn)，經(jīng)常需要設(shè)備到場(chǎng)并柜時(shí)才能發(fā)現(xiàn)接口不兼容的問(wèn)題，還需要實(shí)物工勘再去加工整改才能解決。每個(gè)廠家通信協(xié)議不相同，導(dǎo)致系統(tǒng)監(jiān)控只能將設(shè)備通信都接到上層網(wǎng)管，上層網(wǎng)管需要對(duì)每個(gè)設(shè)備都開(kāi)發(fā)單獨(dú)的接入軟件包，設(shè)備之間沒(méi)有通信聯(lián)動(dòng)，每個(gè)設(shè)備都是割裂的在運(yùn)行工作，兼容性差，系統(tǒng)聯(lián)調(diào)聯(lián)測(cè)十分困難。遇到一些聯(lián)調(diào)異常時(shí)，難以定位是哪個(gè)環(huán)節(jié)出的問(wèn)題。 4智能融合電力模塊系統(tǒng)4.1系統(tǒng)原理及組成4.1.1系統(tǒng)原理4.1.1.1電氣系統(tǒng)架構(gòu)智能融合電力模塊，相比標(biāo)準(zhǔn)電力模塊，系統(tǒng)電氣圖變化示意如下（以600K*4并機(jī)IT電力模塊配置為例）：IEC60364-4-43標(biāo)準(zhǔn)/GB16895.5標(biāo)準(zhǔn)要求，分支回路長(zhǎng)度≤3m內(nèi)加保護(hù)器件。圖7GB16895.5標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于保護(hù)器件設(shè)計(jì)的要求對(duì)應(yīng)來(lái)說(shuō)，電力模塊的柜頂輸入主銅排（如4000A主銅排，右下圖S1藍(lán)色線），受進(jìn)線斷路器（4000AACB，下圖P1）保護(hù)，因此輸入主銅排S1長(zhǎng)度不受限制。分支回路，從起點(diǎn)O→分支保護(hù)電器P2點(diǎn)B，這段長(zhǎng)度S2，標(biāo)從柜頂主銅排O點(diǎn)，到UPS輸入保護(hù)器件P2的B點(diǎn)，為分支回路長(zhǎng)度S2（紅色線，導(dǎo)體截面<4000A不受到進(jìn)線斷路器（4000AACB，下右圖P1）保護(hù)，長(zhǎng)度S2限制≤3米。智能融合電力模塊方案，通過(guò)高密100KUPS模塊+極簡(jiǎn)隔離開(kāi)關(guān)+FUSE，將UPS輸入輸出配電與UPS融合色線）≤3米，符合標(biāo)準(zhǔn)。智能融合電力模塊方案，具體電氣圖如下，從分支路的起點(diǎn)到FUSE長(zhǎng)度≤3米。WiFiRES485變壓器進(jìn)線/母聯(lián)柜維旁柜饋線柜饋線柜WiFiRES485變壓器進(jìn)線/母聯(lián)柜維旁柜饋線柜饋線柜4.1.1.2管理系統(tǒng)架構(gòu)智能融合電力模塊組網(wǎng)方案圖如下所示，低壓柜、饋線柜的柜級(jí)監(jiān)控單元和UPS主控通過(guò)FE口接入到智能插座后匯入ECC主控,變壓器的溫控器通過(guò)RS485(MODBUS-RTU)接入ECC主控，ECC主控匯總整個(gè)電力模塊的監(jiān)控信息并綜合后，通過(guò)WIFI接入PAD做本地顯示。ECC主控提供1個(gè)對(duì)外的通信接口，通過(guò)SNMP接入NetECO網(wǎng)管。SNMPNetECO網(wǎng)管是數(shù)據(jù)中心集中管理平臺(tái)，通過(guò)統(tǒng)一的操作平臺(tái)，完成對(duì)供配電系統(tǒng)、樓宇自控系統(tǒng)防系統(tǒng)各子系統(tǒng)無(wú)縫數(shù)據(jù)集成，實(shí)時(shí)獲取各子系統(tǒng)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，通過(guò)對(duì)各子系統(tǒng)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)處理、分析及邏輯判斷，實(shí)現(xiàn)上述各子系統(tǒng)的集中圖形化呈現(xiàn)、集中監(jiān)控、集中告警、集中數(shù)據(jù)分析和統(tǒng)一運(yùn)維管理。主要實(shí)現(xiàn)以下功能：1)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施集中監(jiān)控，全面直觀展示數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)行狀態(tài)，精準(zhǔn)定位故障，分析預(yù)防故障，報(bào)表統(tǒng)計(jì)等基本功能。2)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心容量全景視圖，管理者可以通過(guò)全景圖，對(duì)數(shù)據(jù)中心容量有一個(gè)全面的掌控，并作出相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施與相應(yīng)規(guī)劃。3)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心資產(chǎn)全生命周期智能管理，給客戶提供面向企業(yè)內(nèi)部統(tǒng)一的資產(chǎn)管理平臺(tái)。4)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心巡檢、維保電子化，提供風(fēng)險(xiǎn)管理，協(xié)助運(yùn)維人員提升運(yùn)維效率4.1.1.3智能融合電力模塊工作模式a)在線雙變換運(yùn)行模式在線雙變換運(yùn)行模式，其核心單元如下所示，經(jīng)過(guò)整流逆變雙變換后，可以濾除電網(wǎng)中幾乎所有的干擾和諧波，對(duì)IT設(shè)備或其它行業(yè)關(guān)鍵設(shè)備提供純凈不間斷電源，同時(shí)還可以反向?yàn)V除動(dòng)力設(shè)備對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生的諧波污染。市電異常后可0ms轉(zhuǎn)換至電池，市電恢復(fù)后又可以0ms轉(zhuǎn)換至市電模式，靜態(tài)旁路作為整流逆變的備份，當(dāng)逆變電路發(fā)生故障，或者當(dāng)負(fù)載受沖擊或過(guò)載時(shí)，逆變器停止輸出，旁路側(cè)接通，由電網(wǎng)直接向負(fù)載供電，在電網(wǎng)質(zhì)量較好時(shí)也可長(zhǎng)期通過(guò)靜態(tài)旁路供電。圖12UPS電氣示意圖b)智能在線運(yùn)行模式智能在線運(yùn)行模式，通過(guò)優(yōu)化供電架構(gòu)和供電邏輯，解決電源切換輸出間斷、低效、諧波大的問(wèn)題。當(dāng)系統(tǒng)工作在智能在線模式時(shí)，UPS自動(dòng)檢測(cè)旁路輸入電網(wǎng)質(zhì)量，電網(wǎng)質(zhì)量較優(yōu)時(shí)，UPS優(yōu)先旁路輸出，逆變開(kāi)機(jī)熱備份中，實(shí)現(xiàn)0ms切換，并且負(fù)載諧波大于設(shè)定值時(shí)，逆變可補(bǔ)償負(fù)載中的諧波分量；電網(wǎng)質(zhì)量較差時(shí)，UPS優(yōu)先逆變輸出，保證供電質(zhì)量。數(shù)據(jù)中心負(fù)載大多數(shù)是雙電源服務(wù)器，正常運(yùn)行期間，UPS的運(yùn)行負(fù)荷在25%~50%之間，針對(duì)此情況，模塊化UPS充分利用其配置靈活的優(yōu)勢(shì)，在智能在線模式下進(jìn)一步推出功率模塊休眠功能，實(shí)現(xiàn)了輕載高效，25%負(fù)載下效率高于98.5%，50%負(fù)載下效率達(dá)到99%。華為智能在線模式功能圖智能在線模式狀態(tài)切換原理：智能在線模式下，優(yōu)先旁路直供，并THDi）判斷是否對(duì)負(fù)載諧波進(jìn)行補(bǔ)償，智能在線下的三種供電狀態(tài)切換邏輯框圖如下：DC/ACElectronicswitchHotbackupZerocurrentDC/ACElectronicswitch0mstransferDC/ACElectronicswitchHotbackupZerocurrentDC/ACElectronicswitch0mstransfer智能在線模式狀態(tài)切換原理圖智能在線模式下，當(dāng)市電電網(wǎng)質(zhì)量變差或者掉電的情況下，可以實(shí)現(xiàn)0ms切換至逆變供電，保證輸出不掉電，并滿足IEC62040-3的最高標(biāo)準(zhǔn)class1。主要實(shí)現(xiàn)方案是通過(guò)逆變輸出串聯(lián)一個(gè)電子開(kāi)關(guān)，旁路供電時(shí)，整流AC/DC和逆變DC/AC一直工作，逆變輸出熱備份電壓，逆變輸出電壓被電子開(kāi)關(guān)截止，整流和逆變雖然工作，但是沒(méi)有負(fù)載，空載運(yùn)行，損耗非常小，所有負(fù)載有旁路直接供給負(fù)載。當(dāng)旁路輸入電壓故障后，供電可以0STSAC/DCDC/DCSTSAC/DCDC/DC圖15UPS0ms切換示意圖0ms切換示意圖當(dāng)輸入掉電、頻率異常、電壓異常，或者電網(wǎng)出現(xiàn)各種諧波（三次諧波、梯形波、階梯波、方波、尖頂波、三角波、礦廠波形、鋼廠波形、承德波形、鞍山波形），ups均能告警旁路電壓異常轉(zhuǎn)逆變供電，切換過(guò)程輸出電壓無(wú)間斷。智能在線模式主動(dòng)補(bǔ)償負(fù)載諧波功能：系統(tǒng)分析UPS的機(jī)架輸出電流ILoad，將其中的諧波成分分解出來(lái)，并通過(guò)通信發(fā)給逆變器作為電流指令。逆變器則工作在電流源模式，按指令輸出諧波電流，負(fù)載上的諧波電流全部由逆變器提供，輸入電流Ibps只是基波成分，從而保證電網(wǎng)輸入電流THDi非常小。智能在線模式可以適配各種負(fù)載組合，包括RC、RL、RCD負(fù)載，逆變均可以補(bǔ)償負(fù)載的無(wú)功成分，補(bǔ)償?shù)臒o(wú)功功率可以到100%，保證旁路輸入的PF>0.99，輸入的THDI<3%。4.1.2智能融合電力模塊的組成4.1.2.1變壓器智能融合電力模塊的變壓器使用行業(yè)目前成熟的方案，高壓側(cè)額定電壓10k，低壓側(cè)額定電壓0.4kV，滿載工作范圍9~11.5kv,頻率范圍50/60Hz。高壓側(cè)無(wú)勵(lì)磁調(diào)壓分接頭，調(diào)壓范圍為±2×2.5接線方式DYn11，應(yīng)用于TN-S接地系統(tǒng)。散熱方式采用自然風(fēng)冷和強(qiáng)制風(fēng)冷相結(jié)合，最高熱點(diǎn)溫度≤125℃,絕緣耐熱等級(jí)F。在國(guó)內(nèi)考慮對(duì)中壓電網(wǎng)的影響，一般容量選擇不大于2.5MVA，同時(shí)能效滿足GB20052-2020電力變壓器能效限定值及能效等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。變壓器內(nèi)配置溫控器，監(jiān)控變壓器繞組內(nèi)溫度，并支持溫度數(shù)據(jù)上報(bào)。4.1.2.2低壓配電柜智能融合電力模塊的低壓配電柜，機(jī)柜柜體設(shè)計(jì)為1.0米深（含前后門），柜體高度設(shè)計(jì)為2米高，與UPS、饋線柜、變壓器平齊，柜體加上柜頂連接銅排高2.2米。機(jī)柜設(shè)計(jì)的分隔形式form3B，單點(diǎn)短路故障時(shí)減少影響范圍。低壓配電柜內(nèi)置一個(gè)柜級(jí)監(jiān)控單元，采集機(jī)柜內(nèi)各支路電壓、電流、頻率、電能、諧波、銅排溫度、開(kāi)關(guān)狀態(tài)信息等。考慮數(shù)據(jù)中心每路供電鏈路一般都設(shè)計(jì)成獨(dú)立的TN-S接地系統(tǒng)，母聯(lián)斷路器建議選擇為4P斷路器。考慮UPS電池供電模式下的零地電壓差盡量的小，進(jìn)線斷路器建議選擇為3P斷路器。進(jìn)線和母聯(lián)斷路器的分?jǐn)嗄芰Φ倪x取需大于該節(jié)點(diǎn)的短路電流，一般需要根據(jù)中壓電網(wǎng)容量、中壓鏈路阻抗、變壓器容量、變壓器短路阻抗來(lái)計(jì)算短路電流，通常設(shè)計(jì)選型上2.5M的變壓器場(chǎng)景進(jìn)線和母聯(lián)斷路器分?jǐn)嗄芰Α?5kA?？紤]UPS無(wú)柜級(jí)EMC濾波板，UPS的外部維修旁路選擇為3P斷路器滿足標(biāo)準(zhǔn)。無(wú)功補(bǔ)償和諧波補(bǔ)償，根據(jù)項(xiàng)目需求配置，無(wú)功補(bǔ)償推薦用SVG，諧波補(bǔ)償用APF。====功率模塊n功率模塊1旁路模塊====功率模塊n功率模塊1旁路模塊4.1.2.3UPS柜智能融合電力模塊的UPS，配置主路輸入、旁路輸入、內(nèi)部維修旁路、輸出4個(gè)負(fù)荷隔離開(kāi)關(guān)，在功率模塊內(nèi)的輸入輸出端口配置熔斷器做短路保護(hù)，在旁路模塊的輸入和輸出銅排上配置熔斷器做短路保護(hù)，功率模塊和旁路模塊的過(guò)載保護(hù)由模塊自身軟件進(jìn)行保護(hù)。智能融合電力模塊的UPS，需將UPS所有模塊、4個(gè)負(fù)荷隔離開(kāi)關(guān)集成至一個(gè)機(jī)柜內(nèi)，確保從柜頂銅排到模塊保護(hù)熔斷器的任意一條路徑的導(dǎo)體長(zhǎng)度<3米。======圖19UPS電氣圖及正面視圖智能融合電力模塊的UPS，設(shè)計(jì)容量上推薦用400/500/600K并機(jī)，通過(guò)靈活并機(jī)支持不同容量需求，如4*600KUPS可與2.5M變壓器組合配置，4*500KUPS可與2.0M變壓器組合配置，3*500KUPS可與1.6M變壓器組合配置等，給IT負(fù)載供電；或者在同一變壓器下有多組UPS給不同的IT和動(dòng)力負(fù)載。4.1.2.4交流輸出饋線柜智能融合電力模塊的輸出饋線柜，機(jī)柜柜體設(shè)計(jì)為1.0米深（含前后門），柜體高度設(shè)計(jì)為2米高，與UPS、低壓柜、變壓器平齊，柜體加上柜頂連接銅排高2.2米。機(jī)柜設(shè)計(jì)的分隔形式form3B，單點(diǎn)短路故障時(shí)減少影響范圍。柜內(nèi)置一個(gè)柜級(jí)監(jiān)控單元，采集機(jī)柜內(nèi)各支路電壓、電流、頻率、電能、諧波、銅排溫度、開(kāi)關(guān)狀態(tài)信息等?？紤]適配不同的饋線輸出支路，機(jī)柜設(shè)計(jì)為0.6米和0.8米兩種寬度，垂直母排最大2000A；0.6米寬單列布局，最大配置400A/630A7pcs或160/250A9pcs；0.8米寬機(jī)柜雙列布局，最大配置160/250A18pcs。斷路器的分?jǐn)嗄芰Φ倪x取需大于該節(jié)點(diǎn)的短路電流，一般需要根據(jù)中壓電網(wǎng)容量、中壓鏈路阻抗、變壓器容量、變壓器短路阻抗、前級(jí)銅排電抗、各級(jí)開(kāi)關(guān)阻抗等來(lái)計(jì)算短路電流，通常設(shè)計(jì)選型斷路器分?jǐn)嗄芰x擇50kA。4.1.2.5柜間連接母線單元智能融合電力模塊的柜間連接母線單元，放置在柜頂?shù)蛪汗?、UPS和饋線柜的柜頂。柜頂設(shè)計(jì)兩層水平主母排，輸入主母排和輸出主母排，下層輸入水平主母排通過(guò)垂直排連接進(jìn)線母聯(lián)斷路器的輸出、外部維旁的輸入、UPS的輸入等，上層輸出水平主母排通過(guò)垂直排連接UPS的輸出、外部維旁的輸出、饋線柜輸入等。水平主母排每間隔一段距離設(shè)置母線夾緊固，短時(shí)耐受電流能力≥65kA。兩層銅排加上頂部防護(hù)封板高475mm，加上下部機(jī)柜柜體2米，整個(gè)電力模塊高度2.475米。第一層輸入水平主母排第二層輸出水平主母排垂直排頂部連接母線單元頂部連接母線單元4.1.2.6撬裝式結(jié)構(gòu)底座在現(xiàn)場(chǎng)的周轉(zhuǎn)通道和吊裝通道條件允許情況下，智能融合電力模塊可以通過(guò)撬裝式結(jié)構(gòu)底座，將變壓器、低壓柜、UPS、饋線柜固定安裝在底座上，加上柜頂連接母線單元、監(jiān)控系統(tǒng)組合為一體，整體在工廠預(yù)制總裝測(cè)試，再整體運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)安裝?？紤]底座需滿足承重應(yīng)力及3級(jí)公路運(yùn)輸震動(dòng)要求，底座設(shè)計(jì)為150mm高，使用5mm厚角鋼，并設(shè)置吊裝掛耳位?？紤]運(yùn)輸途中惡劣氣候，需整體外部包覆防水布，內(nèi)放置防碰撞及防潮輔料。變壓器變壓器撬裝式底座低壓柜低壓柜UPS饋線柜4.1.2.7智能管理系統(tǒng)智能融合電力模塊的管理系統(tǒng)，由本地智能管理系統(tǒng)和智能網(wǎng)管Neteco組成，本地智能管理系統(tǒng)硬件由變壓器的溫控器、低壓柜/饋線柜的柜級(jí)監(jiān)控單元、UPS主控把各柜信息通過(guò)智能插座匯入ECC主控；ECC主控統(tǒng)一監(jiān)控匯總，在本地PAD上統(tǒng)一顯示電力模塊各單元的電流、電壓、頻率、電能、諧波、負(fù)載率、開(kāi)關(guān)狀態(tài)、UPS狀態(tài)、各節(jié)點(diǎn)溫度，供用戶本地直觀的識(shí)別系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)；同時(shí)ECC把信息上報(bào)給網(wǎng)管，供網(wǎng)管顯示3D視圖、電壓電流電能等運(yùn)行參數(shù)、鏈路圖及故障影響分析、開(kāi)關(guān)在線整定、開(kāi)關(guān)健康度預(yù)測(cè)、UPS電容/風(fēng)扇壽命檢測(cè)、各節(jié)點(diǎn)溫度預(yù)測(cè)及AI異常預(yù)警、圖像AI識(shí)別等智能運(yùn)維特性，提升系統(tǒng)運(yùn)維效率。電氣鏈路圖及影響分析展示方案參考：溫度檢測(cè)及AI異常預(yù)警展示方案參考：開(kāi)關(guān)在線整定方案展示參考如下：開(kāi)關(guān)在線整定方案展示參考如下：=~= ===~===~疊光輸入~~===~= ===~===~疊光輸入~~==圖像AI識(shí)別方案參考如下：4.1.2.8疊光選裝組件數(shù)據(jù)中心考慮降PUE，減少碳排放，在數(shù)據(jù)中心的屋面、周邊空地可布置光伏組件。通常1mm2面積光伏組件產(chǎn)出100~200W功率，因此總體功率一般不大，可在低壓側(cè)0.4kV疊光輸入，一般一個(gè)電力模塊按40~200K功率設(shè)計(jì)低壓疊光容量。疊光輸入的斷路器可連接到輸入主母線，經(jīng)過(guò)UPS后給負(fù)載供電。10kVac0.4kVac==~~=====~=~0.4kVac~==~== ~=~=~=======~==~=~~==~== ~=~=~=======~==~=~4.1.3典型設(shè)計(jì)方案數(shù)據(jù)中心典型2N系統(tǒng)，可分為兩種典型設(shè)計(jì)方案，方案一為純IT電力模塊，2N兩個(gè)電力模塊做低壓母聯(lián)3投2，UPS輸出支路共同給同一IT負(fù)載供電，系統(tǒng)電氣圖如下：市電A市電B母聯(lián)密集母線0.4kVac0.40.4kVac~~======~~====~~====~0.4kVac0.40.4kVac圖292N系統(tǒng)純IT電力模塊關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)如下：純IT電力模塊2.5MW2.0MW（H*W*D,mm）2475×9800×1600（不帶底座）2475×9800×1500（不帶底座）2500KVA2000KVAUPS5000H-600kVA*45000H-500kVA*4250A3P*9Or400A3P*7Or630A3P*73柜250A3P*9Or400A3P*7Or630A3P*73柜方案二為IT動(dòng)力共電力模塊，2N兩個(gè)電力模塊做低壓母聯(lián)3投2，ITUPS輸出支路共同給同一IT負(fù)載供電，一路動(dòng)力UPS+一路市電直供給動(dòng)力負(fù)載供電，系統(tǒng)電氣圖如下：~====~==~==~~====~ ~=~=~========~==~~~====~==~==~~====~ ~=~=~========~==~~~~====~~IT負(fù)載動(dòng)力負(fù)載1動(dòng)力負(fù)載2圖302N系統(tǒng)IT動(dòng)力共電力模塊IT動(dòng)力共電力模塊2.5MW2.0MW（H*W*D,mm）2475×10800×1600（不帶底座）2475×10800×1500（不帶底座）2500KVA2000KVAUPS5000H-600kVA*3IT5000H-500kVA*1動(dòng)力5000H-500kVA*3IT5000H-500kVA*1動(dòng)力250A3P*9Or400A3P*7Or630A3P*72柜250A3P*9Or400A3P*7Or630A3P*72柜250A3P*9Or400A3P*7Or630A3P*72柜250A3P*9Or400A3P*7Or630A3P*72柜4.2安裝場(chǎng)景及運(yùn)輸4.2.1安裝場(chǎng)地準(zhǔn)備智能融合電力模塊安裝場(chǎng)地要求：1）空間不受限時(shí)，電力模塊前面至少需預(yù)留2300mm，后面至少需預(yù)留1000mm，頂部至少需預(yù)留800mm。2）空間受限時(shí)，電力模塊前面至少需預(yù)留2100mm，后面至少需預(yù)留800mm，頂部至少需預(yù)留500mm。3）變壓器側(cè)作為主運(yùn)輸通道時(shí)空間至少1500mm，饋線柜側(cè)作為運(yùn)維通道至少預(yù)留800mm。4）饋線柜側(cè)作為主運(yùn)輸通道時(shí)空間至少1500mm，變壓器側(cè)作為運(yùn)維通道至少預(yù)留800mm。5）電力模塊安裝場(chǎng)地的集中載荷至少為1.8T/m2，對(duì)房間分布載荷承載的要求根據(jù)各項(xiàng)目具體的設(shè)計(jì)詳細(xì)計(jì)算。4.2.2運(yùn)輸及安裝智能融合電力模塊，兩種運(yùn)輸場(chǎng)景，場(chǎng)景一為工程現(xiàn)場(chǎng)條件受限，各機(jī)柜發(fā)到現(xiàn)場(chǎng)安裝固定到槽鋼底座的機(jī)柜固定孔位上；場(chǎng)景二為工程現(xiàn)場(chǎng)條件支持撬裝式（預(yù)制式）運(yùn)輸及安裝，準(zhǔn)備工作如下：1）將打包好的撬裝式（預(yù)制式）智能融合電力模塊，吊上平板車運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)2）根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的場(chǎng)地確定預(yù)制電力模塊安裝位置和朝向，并保證安裝地面平整3）卸貨時(shí)先將電力模塊的一端用吊車吊至房?jī)?nèi)，然后在卸貨區(qū)入口處用坦克輪墊上，前面用電動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)慢慢的將電力模塊推至房?jī)?nèi)后在電力模塊后端放置坦克輪，就位固定。4.3調(diào)試及測(cè)試如是撬裝式出廠已測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)只需上電，調(diào)測(cè)OK后，再上UPS單機(jī)調(diào)測(cè)→并機(jī)調(diào)測(cè)，最后再斷開(kāi)維修旁路柜，完成供電系統(tǒng)上電調(diào)測(cè)。再用電腦接ECC登入配置，完成監(jiān)控系統(tǒng)調(diào)試測(cè)試。5電力模塊系統(tǒng)與傳統(tǒng)供配電系統(tǒng)對(duì)比5.1占地對(duì)比機(jī)柜數(shù)從22柜→11柜,節(jié)省占地40%。以典型的1500柜、8kW/R、2N架構(gòu)為模型，IT機(jī)柜白空間安裝3m2/柜測(cè)算可增加部署IT柜170。Item可增加的IT柜數(shù)1266m2756m2510m25.2部署周期對(duì)比傳統(tǒng)攢機(jī)式方案，以2.5M電力模塊為例，現(xiàn)場(chǎng)需連接15根銅排+264根線纜，設(shè)備來(lái)源多個(gè)供應(yīng)商，銅排、線纜均需要現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備到場(chǎng)就位工勘后再加工，設(shè)備的安裝、母線線纜的加工和安裝、設(shè)備單體調(diào)試、聯(lián)調(diào)、系統(tǒng)驗(yàn)證，整個(gè)周期>2月。撬裝式智能融合電力模塊作為一個(gè)整體已經(jīng)出廠預(yù)裝和調(diào)測(cè)，只需要現(xiàn)場(chǎng)安裝就位和與上層網(wǎng)管的簡(jiǎn)單聯(lián)調(diào)，整個(gè)周期<2周；對(duì)于非撬裝式散發(fā)現(xiàn)場(chǎng)安裝的場(chǎng)景，增加機(jī)柜、銅排等安裝就位步驟，整個(gè)周期≈2周。5.3鏈路效率對(duì)比智能融合電力模塊，通過(guò)高效的UPS5000H+融合鏈路提升效率，相比傳統(tǒng)方案，UPS雙變換工作模式下效率從94.5%-->95.6%，提升1.1%；智能融合的UPS工作在智能在線模式下，效率提升到97.8%，提升3.3%。5.4標(biāo)準(zhǔn)化和可換性對(duì)比智能融合電力模塊作為一體式產(chǎn)品，相比傳統(tǒng)的組合攢機(jī)式方案，能標(biāo)準(zhǔn)化的批量復(fù)制，設(shè)計(jì)、交付、驗(yàn)收、運(yùn)維更為簡(jiǎn)單。同時(shí)，智能融合電力模塊堅(jiān)持模塊化的思路，將關(guān)鍵部件如UPS功率模塊、旁路模塊、配電饋線模塊、SVG/APF模塊、監(jiān)控模塊、集中主控全部模塊化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)5分鐘快速更換。5.5運(yùn)維對(duì)比智能融合電力模塊通過(guò)高效的全鏈路可視的集中監(jiān)控管理，和智能可靠的AI運(yùn)維，相比傳統(tǒng)方案在運(yùn)維效率上有明顯的提升，并能提供可預(yù)測(cè)性的運(yùn)維，運(yùn)行安全可控。Item每個(gè)開(kāi)關(guān)部件單獨(dú)表計(jì)，各部件割裂單獨(dú)管理，本地顯示維5.6TCO對(duì)比5.6.1初始投資對(duì)比數(shù)據(jù)中心的初始投資主要包含建筑建造費(fèi)用、設(shè)備費(fèi)用、安裝調(diào)試費(fèi)用幾部分。其中建筑建造費(fèi)用受供配電系統(tǒng)占地面積的影響，相比傳統(tǒng)的方案，智能融合電力模塊體積密度高，占地降40%，以1500柜/12MW數(shù)據(jù)中心為例，出柜率比傳統(tǒng)方案多170柜，高10%左右的出柜率。安裝調(diào)試費(fèi)用與系統(tǒng)組成的復(fù)雜度強(qiáng)相關(guān)，智能融合電力模塊為一體式產(chǎn)品，相比于由多個(gè)供應(yīng)商設(shè)備組成的傳統(tǒng)綜合設(shè)備費(fèi)用考慮，由于智能融合電力模塊設(shè)備本體集成度高，對(duì)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)的要求較高，雖然機(jī)柜數(shù)相比傳統(tǒng)方案減少，但單柜設(shè)備費(fèi)用較傳統(tǒng)方案極高，以一個(gè)1500機(jī)柜/12MW的數(shù)據(jù)中心為例，智能融合電力模塊方案設(shè)備費(fèi)用與傳統(tǒng)方案持平。5.6.2運(yùn)行投資對(duì)比數(shù)據(jù)中心的運(yùn)行費(fèi)用主要包括設(shè)備消耗的電費(fèi)、水費(fèi)、耗材費(fèi)用、例行檢修費(fèi)用等，其中電費(fèi)取決于數(shù)據(jù)中心運(yùn)行PUE，例行檢修費(fèi)用取決于系統(tǒng)的復(fù)雜度。智能融合電力模塊方案相比傳統(tǒng)方案，雙變換模式效率高1.1%，智能在線模式效率高3.3%，顯著提升整個(gè)數(shù)據(jù)中心PUE。以1500機(jī)柜/12MW/負(fù)載率50%/電費(fèi)0.75元/kWh的數(shù)據(jù)中心為例，10年生命周期，雙變換模式相比傳統(tǒng)方案節(jié)省電費(fèi)約640萬(wàn)，智能在線模式再節(jié)省約1280萬(wàn)。傳統(tǒng)方案有多個(gè)供應(yīng)商設(shè)備攢機(jī)組成，運(yùn)維工作復(fù)雜，所需巡檢的設(shè)備、參數(shù)都數(shù)倍于智能融合電力模塊，在數(shù)據(jù)中心生命周期內(nèi)，運(yùn)維費(fèi)用傳統(tǒng)方案會(huì)更高。以北京的某數(shù)據(jù)中心模型為例：該數(shù)據(jù)中心機(jī)柜數(shù)1500個(gè)，單柜功率密度8kW/R，當(dāng)?shù)仉娰M(fèi)0.75元/kWh，負(fù)載率50%，測(cè)算10年總運(yùn)行費(fèi)用。kW1200012000A0.6ABBC0.5CD0.82D（雙變換）0.4D（智能在線）（含人工、備件等）F0.8FTCO（總成本10年）G0.9G（雙變換）0.74G（智能在線）表5北京地區(qū)間接蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)和冷凍水系統(tǒng)的TCO對(duì)比5.7可靠性對(duì)比智能融合電力模塊融合了UPS輸入輸出配電，相比傳統(tǒng)方案供配電系統(tǒng)鏈路連接點(diǎn)更少，系統(tǒng)更為簡(jiǎn)單，出現(xiàn)失效故障的可能性更低；且撬裝式在工廠組裝預(yù)制化，標(biāo)準(zhǔn)流水式作業(yè)，出廠測(cè)試，安裝施工總裝環(huán)節(jié)引入失效點(diǎn)的可能性更小，相比傳統(tǒng)方案可靠性相對(duì)更高一些。理論計(jì)算2.5M配置兩種方案的MTBF和SystemDowntime（min/ItemMTBF(hrs)135072153910SystemDowntime（min/year）1.941.926電力模塊故障隔離及可靠性分析6.1系統(tǒng)故障隔離保護(hù)設(shè)計(jì)及選擇性保護(hù)設(shè)計(jì)工況一：電力模塊支路饋線輸出端口脫扣，智能融合電力模塊與傳統(tǒng)攢機(jī)方案或標(biāo)準(zhǔn)電力模塊保護(hù)動(dòng)作相同，故障支路斷路器斷開(kāi)隔離，其它路正常工作，如下示意圖：饋線支路塑殼斷路器與UPS熔斷器的選擇性保護(hù)曲線如下，塑殼斷路器選擇630A熱磁（磁不可調(diào)）型，是選擇性保護(hù)最惡劣工況，從圖上看，UPS熔斷器（1800A）與塑殼斷路器（630A）滿足時(shí)間選擇性保護(hù)要求，塑殼630A輸出短路時(shí)，熔斷器不會(huì)熔斷保護(hù)。塑殼斷路器選擇630A及以下容量均能與UPS熔斷器實(shí)現(xiàn)時(shí)間選擇性保護(hù)。圖39FUSE與后級(jí)斷路器的選擇性保護(hù)曲線工況二：電力模塊UPS旁路模塊故障，智能融合電力模塊相比傳統(tǒng)攢機(jī)方案或標(biāo)準(zhǔn)電力模塊保護(hù)隔離范圍更小，僅故障旁路退出脫離，其它路正常工作，如下示意圖：圖40UPS旁路模塊短路工況影響分析對(duì)比圖41FUSE與前級(jí)斷路器的選擇性保護(hù)曲線上圖所示，ACB4000A與FUSE全時(shí)間段均實(shí)現(xiàn)全選擇性保護(hù)。工況三：電力模塊UPS功率模塊故障，智能融合電力模塊相與傳統(tǒng)攢機(jī)方案或標(biāo)準(zhǔn)電力模塊保護(hù)隔離范圍相同，僅故障功率模塊退出脫離，其它正常工作，如下示意圖：圖42UPS功率模塊短路工況影響分析對(duì)比工況四：電力模塊母線短路故障，兩種方案均退出工作，靠系統(tǒng)2N保障數(shù)據(jù)中心IT負(fù)載不斷電，如下示意圖：圖43UPS輸出母線短路工況影響分析對(duì)比圖44UPS輸入母線短路工況影響分析對(duì)比工況五：電力模塊UPS輸入開(kāi)關(guān)到UPS模塊間短路故障，智能融合電力模塊整個(gè)退出工作，靠系統(tǒng)2N保障數(shù)據(jù)中心IT負(fù)載不斷電，相比傳統(tǒng)攢機(jī)或標(biāo)準(zhǔn)電力模塊理論故障范圍擴(kuò)大，但考慮智能融合電力模塊相比傳統(tǒng)方案，融合掉了UPS輸入配電柜節(jié)點(diǎn)，理論上出現(xiàn)短路故障的概率更低，綜合看系統(tǒng)可靠性基本相同，如下示意圖：圖45UPS柜內(nèi)線纜破皮短路極端工況影響分析對(duì)比6.2熔斷器系統(tǒng)應(yīng)用可靠性影響分析熔斷器對(duì)脈沖電流的承受能力，隨著不同工況，如脈沖出現(xiàn)的頻次/脈沖時(shí)間，承受能力均有變化，如下是熔斷器宣稱的不同條件下的脈沖電流承受能力規(guī)格：下表為熔斷器隨脈沖時(shí)間不同變化的It曲線及典型時(shí)間的It值熔絲1800A時(shí)間（S）電流（A）49007300110500130000.01160000.001320000.00091000工況一：IT負(fù)載條件下影響分析考慮數(shù)據(jù)中心運(yùn)行工況復(fù)雜，IT負(fù)載沖擊電流按照每天服務(wù)器電源重復(fù)同時(shí)重啟3~5次最惡劣的假設(shè)工況，脈沖時(shí)間小于1S按1S時(shí)間評(píng)估，Imax=<It*50%=10500*0.5=5250Imax能承受5250A/1S脈沖電流，是600K滿載電流的倍數(shù)如下：倍數(shù)=Imax/（600*1000W*1.05（充電系數(shù)）*0.9（負(fù)載系數(shù)）*1.2（電壓波動(dòng)系數(shù)）/220V/3/0.96（效率））=5.01服務(wù)器電源按照行業(yè)規(guī)范，沖擊電流要求小于滿載的1.5倍<5.01，因此遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于熔斷器能承受的脈沖電流，即使考慮熔斷器10%容差指標(biāo)也無(wú)風(fēng)險(xiǎn)。工況二：典型動(dòng)力負(fù)載條件下影響分析動(dòng)力負(fù)載，負(fù)載功耗集中的設(shè)備為冷凍水的冷機(jī)、冷塔、風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)、冷塔的泵功率占比小，占比最大的為冷機(jī)中的壓縮機(jī)，壓縮機(jī)有變頻和定頻兩種，變頻壓縮機(jī)沖擊電流平滑，基本與滿載電流相同，通常在需考核綠色節(jié)能指標(biāo)的數(shù)據(jù)中心使用，無(wú)風(fēng)險(xiǎn)。定頻壓縮機(jī)，應(yīng)用在關(guān)注capex投資的場(chǎng)景，大型冷機(jī)的壓縮機(jī)都是N+1架構(gòu)，一般最少2+1架構(gòu)，典型比如4+1架構(gòu)，5臺(tái)壓縮機(jī)一臺(tái)臺(tái)分步啟動(dòng)，每臺(tái)壓縮機(jī)的啟動(dòng)脈沖電流一般為5~7倍滿載電流，時(shí)間<10S，計(jì)算此時(shí)熔斷器能承受的脈沖時(shí)間（按10S時(shí)間）如下：Imax=<It*60%=7300*0.6=4380AImax能承受4380A/10S脈沖電流，是600K滿載電流的倍數(shù)如下：倍數(shù)=Imax/（600*1000W*1.05（充電系數(shù)）*0.9（負(fù)載系數(shù)）*1.2（電壓波動(dòng)系數(shù)）/220V/3/0.99（效率））=4.31按前面分析，動(dòng)力壓縮機(jī)典型4+1架構(gòu)，即分步啟動(dòng)5臺(tái)壓縮機(jī)的最后一臺(tái)時(shí)，脈沖電流達(dá)到最大值為滿載電流倍倍<4.31，即使考慮熔斷器10%容差指標(biāo)，3<4.31*0.9，也無(wú)風(fēng)險(xiǎn).用中因脈沖電流超過(guò)承受值導(dǎo)致熔斷器受損傷壽命降低的風(fēng)險(xiǎn)，