艾默生数据中心直流解决方案

智能 智能
有无完善的智能化管理
,系统各点状态可知 状态/绝缘/电池/能耗完 善计量方案
节能计算
系统1---效率92% 负载270KW 系统负载率200KW（74.07%）; 系统效率92%（输入217.4KW） 系统2---效率96% 负载270KW 系统负载率200KW（74.07%）; 系统效率96%（输入208.3KW）
数据中心直流供电国家标准 -240V 数据中心直流供电国家标准-240V
240V高压直流供电系统标准 YD/T 2378 - 2011 于2011年12月20日发布.
数据中心直流供电国家标准 -336V 数据中心直流供电国家标准-336V
数据中心直流供电基本原理
220V AC
UPS交流供电
AC/DC
AC/DC
PSU
DC/DC
12 V
VRM VRM VRM VRM
12 V
5V
DC UPS
3.3 V
Loads using Legacy Voltages
1.2 V
Server
VRM VRM
1.8 V
0.8 V
Loads using Silicon Voltages
供电可行性
UPS→220V AC服务器
漏电保护
1．响应漏电时间小于50mS。 2．保护模式可设定为降压或关机。 3．保护电流可设定（3～100mA，默认10mA）。 4．此保护功能可设定为使能或禁止。
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蓄电池单体监测
蓄电池长期运行,单体电压不一致 单节蓄电池的性能劣化,通过内阻检测做到提前告警
电池单体电压检测仪
单体电压测量精度：≤±0.2％ 单体电压测量范围：0.1～16.5V 电池温度测量精度：≤±1℃ 单体采集速度： ≤2ms/节。 采集路数：24路 通讯接口：RS485 通过CE认证。
数据中心直流供电解决方案示例
电源系统 电池管理系统
服务器电源及机柜
Battery control BOX
Pb battery BMS
Li battery BMS Server Power&PDU (TBD to R&D)
240V (900KW)
240V (348KW)
配电系统
监控系统
AC PDU
DC PDU
中国移动第一个 336V实验局 80kW 双母线供电 针对380V 高压直 流服务器
机房设备
蓄电池设备
336V-中国移动哈尔滨仓储式机房
项目地 点
黑龙江省 哈尔滨市
案例简 介 2012年
四套336V直流供电 系统 实际运行的商用系 统
模块化机房
中国电信 上海宝之云 市电+HVDC供电系统 武汉电信1200A系统 单系统双母线供电
智能列头柜-PDI系列
分路支持熔丝或开关配置 支持A,B双路配电 独立监控单元 直流侧防雷设计
电量统计：各个支路每天及每月用电量； 精确测量：母排电流、支路电量及状态； 绝缘监测：母排及各个支路绝缘状态； 负载管理：灵活设置告警点； 智能通信：RS232/RS485
外型尺寸可与服务器机柜一致
直流保护器件 器件保护配合设计 高精度检测部件,保证 检测精度
独立监控,系统集中监控. 完整监控系统,系统各 点状态可知 可提供完整的能耗计 量方案,便于能耗管理
系统篇 配电篇 管理篇 方案篇
监控系统接入层方案
电源柜
RS485/232/IP/USB AC PDU
POWERSTAR 7.0
DC/AC
AC/DC
DC/DC
12 V
VRM VRM VRM VRM
12 V
PSU
5V
AC UPS
3.3 V
Loads using Legacy Voltages
1.2 V
Server
VRM VRM
1.8 V
0.8 V
Loads using Silicon Voltages
240V/336V DC
HVDC供电
AC/DC
AC/DC
DC/DC
12 V
VRM VRM VRM VRM
12 V
PSU
5V
HVDC
3.3 V
Loads using Legacy Voltages
1.2 V
Server
VRM VRM
1.8 V
0.8 V
Loads using Silicon Voltages
重点关注：
电能质量--------AC220V服务器直接应用； 系统容量--------应用场景； 占地面积--------建设成本； 转换效率--------运营成本； 智能休眠--------负载率动态调节； 模块化 -------- 系统稳定性 ； 电池管理--------电池的影响系统稳定；
交流220V A
DC/DC
12V 市电B 直流240 B B 市电B
HVDC
直流240 B
DC/DC
采用普通服务器 双母线供电,系统可靠性最高 适合可靠性要求高的场合
采用普通服务器或者12V定制服务器 系统整体能效高 适合对能效要求较高的客户
数据中心直流供电基本原理
240V
典型HVDC 应用
大型数据中心 分散供电方案
模块化数据中心 列间供电方案
系统篇 配电篇 管理篇 方案篇
解决方案构成—电源系统
NetSure NetSureHVT HVTE01 E01CA1 CA1 NetSure HVT E01 CN1
一体式系统,150KW 适合列间分散供电应用
系统最大容量1080KW 分体式系统典型配置1200A(360KW) 适合机房集中供电应用
Leakage detector
Main monitor unit Monitor Center Software
Rack
直流供电解决方案核心价值
可靠
电信级设计 器件和系统安全防护设计
节能
系统效率高96% 系统建设成本低（占地） 后期运营成本低（电费）
灵活
能否根据机房不同的架构
提供不同方案 能否提供市电到服务器端 完整的一体化解决方案
解决方案—泰尔检测
系统篇 配电篇 管理篇 方案篇
交流配Βιβλιοθήκη Baidu屏
双路输入 双路可靠互锁
独立监控单元 状态可知
自由出线 机柜封闭保护
直流配电屏
配电分路支持熔丝或开关 独立监控单元 状态一目了然 标配柜内铜排并机 大接线端子设计 母排,支路绝缘监测 直流侧防雷设计
可选 分路电量计量 扩容功能单元
配电系统特点
保安全 -结构防护设计,保 证人身安全 母排防护设计 高低压隔离设计, 保证操作安全 完善的绝缘监测方案, 防患未然 高可靠
-专业认证适合高压
智能化
-集散式监控设计,各单元
易管理
灵活的配电方案,适合 不同场合 柜内并机连接,连接方便 可预留扩容接口,实现在 线扩容 内部接线端子设计方便 安装 外观设计风格统一,视觉 效果美观
广东电信IDC 双系统双母线供电
阿里巴巴东冠机房 12V服务器HVDC供电
腾讯深圳总部 模块化数据中心市电直供
艾默生应用概况
可提供 240V/336V不同电压等级解决方案 超过600套系统在网运行 市电到服务器端到端一体化解决方案
小型数据中心列头供电方案
大型数据中心 双总线集中供电方案
1600A典型系统配置清单
备注：系统配置电池巡检仪、绝缘检测仪 不含交流柜
解决方案构成
艾默生1600A-2000A系统占地—2.0m*0.8m
整流柜
整流柜
直流柜
整流系统
—— 强电网适应性 强电网适应性
正常工作电压范围：260Vac～530Vac； 可耐受600Vac交流高压； 40Hz～70Hz;
高压直流→220V AC服务器
AC220 、DC240、DC336V AC220、DC240、DC336V
AC220 服务器电压 系统运行机构 效率 占地 设备容量 维护性 零地电压 谐波 应用 服务器配置 ~220V 2N 90%~95% 1 800KVA 低 配置隔离变压器 ≤10% 广泛 传统服务器 DC240 DC270/DC12 模块化单系统 双回路 95%~96% 0.42 1080KW 高 无此问题 ≤5% 广泛 传统服务器 DC336 DC400/DC12 模块化单系统 双回路 96%~97% 0.42 1080KW 高 无此问题 ≤5% 多地试点 定制服务器
绝缘检测仪作用
人身安全 开关误跳闸 负载误导通
绝缘检测仪原理
流过互感器的直流信号路径 + 母线 支路负载
回路电阻1 回路电阻2
直流互感器 电流方向
故障电阻
大地
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Emerson Confidential
绝缘监测仪特点
绝缘监测
采用直流法进行检测； 采用主从结构，从机并行运行，检测速度快； 每个从机可监测24个支路，最大监测32×24 =768 条支路 在线校正漏电流传感器零漂和增益，解决传感器漂移问题 创新型的漏电流传感器易损电路不断电更换设计方案；
节能计算
每天节能：24h*（217.4KW-208.3KW）=218.4Kwh 每年节能：218.4*365d=79716KWh 节省电费：63773元（0.8元/Kwh）
单系统双母线
双系统双母线
12V服务器
市电直供
336V应用
336V-中国移动深圳罗湖机房
项目地 点
广东省 深圳市
案例简 介 2010年
高压直流供电系统构架
50Hz 380Vac
AC_PD
交流输入
直流供电系统架构
Ac/Dc
Dc/Dc
240Vdc
电池控 制箱
DC/DC
整流模块
电池巡 检仪
DC_PD
服务器
艾默生数据中心直流供电解决方案
1
市电A
传统数据中心( Tier 3)
直流240 A A B 市电A
2
创新数据中心 (Tier 3)
—— 高效率、高功率因数、低谐波含量 高效率、高功率因数、低谐波含量
采用先进有源PFC功率因数校正技术。 高效率：96%以上 低谐波污染：输入电流THD<5% 高功率因数：>0.99
艾默生高压直流系统—240V
—— 高功率密度 ,节省空间占用 高功率密度 ,节省空间占用
系统占地面积小（360KW/0.48mm）； 有效利用机房空间
直流A
DC/DC
HVDC
直流240 A
HVDC
12V
采用普通服务器 拓扑成熟,可靠性高 适合一般的数据机房供电要求
采用12V定制服务器 电源管理灵活 适合定制服务器供电应用
3
市电A
传统数据中心 (Tier 4) HVDC HVDC
直流240 A 市电A A
4 创新数据中心 (Tier 3+)
解决方案构成—电源系统
3000A典型系统结构图
解决方案构成—电源系统
1200A典型系统结构图
解决方案构成—电源系统
业界1200A系统占地—3.4m*0.6m
交流柜
整流柜
整流柜
整流柜
直流柜
艾默生1200A系统占地—2.2m*0.8m
交流柜
整流柜
直流柜
解决方案构成—举例
系统需求：
1. 为77个机柜供电； 2. 单机柜负载按照4.5kw ；负载总容量：346KW 3.系统备电30min； 配置清单 类别 整流柜 整流模块 直流柜 蓄电池 型号 NetSure HVT E01 R240-15KW PD2401200DF 1000Ah/240Vdc 1套 30（负载23+ 充电4+冗余3） 1套 2组 系统外观 数量
宽度
800
900
1000
1100
1200
电池控制箱
安装于蓄电池侧,保护&维护 独立开关控制 与主监控模块通信,状态可知 可集成电池单体监测仪 容量:250/500/1000/1250A 尺寸:550(宽)*200(深)*800(高)
服务器PDU
提供服务器端配电保护 高压直流开关,可靠保护 19英寸标准宽度设计.尺寸紧凑, 空间占用小 3U（高）×2U(深)×19英寸(宽) 可提供8路(最大10路)
—— 休眠节能 休眠节能
专利模块休眠技术
—— 模块化设计 ,灵活配置扩容 模块化设计 ,灵活配置扩容
专利模块热插拔技术； 系统可预留扩容接口,在线扩容
艾默生高压直流系统—240V
—— 优异的输出性能 优异的输出性能 恒功率输出 240V及以上时模块以15KW功率恒定输出 服务器为恒功率设备，当交流断电恢复时，恒功率输出的模块 能更准确的输出足够的功率，满足供电的需求~ 此情况下，母排电压较低，如果恒电流输出，极有可能出现输 出功率不足的情况~
DC PDU 电池控制箱
电池监测单元 列头PDU 绝缘监测单元
RS485总线
丰富的接口
支持RS232/485智能接口
RJ45接口,可直接通过网络监控 USB接口,方便软件直接升级和数据拷贝 开关量接口,方便开关量采集和控制
YDN23 /WEB/SNMP/HTTP协议
完善的管理功能
状态监测 绝缘监测 电池监测 能耗监测