電信級大型IDC電源系統(tǒng)面臨挑戰(zhàn)中壓雙電源轉換裝置勝任

中國移動通信集團吉林有限公司 | 金朝暉

黑龍江省人民政府 | 楊 飛

中國移動通信集團設計院有限公司黑龍江分公司 | 劉 峰

當前，電信、金融、電力等行業(yè)的大型企業(yè)以及全國各個科技園區(qū)、各級政府都在如火如荼地進行大型數(shù)據(jù)中心建設。長期來看，數(shù)據(jù)中心的運營是長線的挑戰(zhàn)，電源等基礎設施的安全穩(wěn)定十分關鍵?？梢灶A見，未來2年~3年，仍然是國內(nèi)數(shù)據(jù)中心建設的高峰期。

然而，云計算數(shù)據(jù)中心及大型IDC數(shù)據(jù)中心電源工程具有負荷量大、單位負荷密度高、供電要求嚴格、供電半徑大等發(fā)展趨勢。對于該類工程，中壓(本文僅以10kV為例)備用發(fā)電機組及中壓雙電源轉換裝置方案，以其輸送半徑大、減少能量損耗、節(jié)省機房面積、易維護管理等諸多優(yōu)勢被業(yè)界認同和應用。

中壓雙電源具備優(yōu)勢

當數(shù)據(jù)中心設施中大部分負載需要保護，或被保護的電源電力需要遠程供電時，通常選用中壓電力轉換方案，將開關近距離放置于通常在戶外的電源端，并且與總進線開關柜搭配，可以避免昂貴又復雜的設備安裝布置。特別是數(shù)據(jù)中心及大型通信設施，通常使用中壓應急備用電力系統(tǒng)。

中壓轉換裝置與低壓轉換裝置性能無異，但中壓因為涉及滅弧問題，開關采用的是兩臺中壓斷路器，而不是低壓開關采用的線圈機構；同時具備導通電量大的優(yōu)勢。

相比傳統(tǒng)使用的低壓雙電源裝置，中壓雙電源轉換裝置具備優(yōu)勢。就現(xiàn)有使用的中壓及低壓雙電源轉換裝置而言，中壓雙電源轉換裝置額定電壓為15kV，額定電流為3000A，其可承載導通電量達45000kW；而低壓具備中性線重疊功能的雙電源裝置額定電壓為690V，額定電流為4000A，其可承載導通電量為2760kW。從這個數(shù)據(jù)來看，中壓可承載的導通電量是低壓的16倍之多。

設備選用需謹慎

依據(jù)2008年11月12日發(fā)布、2009年6月1日實施的GB 50174-2008《電子信息系統(tǒng)機房設計規(guī)范》中8.1.16條規(guī)定：市電與柴油發(fā)電機的切換應采用具備旁路功能的自動轉換開關。自動轉換開關檢修時，不應影響電源的切換。

中壓雙電源轉換裝置

中壓雙電源轉換裝置在通信局（站）的應用規(guī)定

1.雙電源轉換裝置中壓旁路隔離柜通過美國UL1008A、國際IEC60947-6-1。

注：由于目前國內(nèi)還沒有頒布與實施中壓雙電源轉換裝置標準，無法用相應的標準版本來考核生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的產(chǎn)品。

2.雙電源轉換裝置中壓旁路隔離柜控制器采用專用控制單元,帶液晶顯示, 可顯示雙電源轉換裝置觸頭位置的實時狀況。

3.雙電源轉換裝置中壓旁路隔離柜采用三面盤柜設計，完全按照ANSI標準中壓鎧裝盤設計。

4.雙電源轉換裝置中壓旁路隔離柜應可以抽出式運行,負載實現(xiàn)不停電維護檢修功能。

5.雙電源轉換裝置中壓旁路隔離柜市電電源與旁路電源應具備機械鑰匙閉鎖及電氣互鎖,避免雙電源同時投入短路故障。

6.雙電源轉換裝置中壓旁路隔離柜在斷路器抽出時,母排絕緣隔離柵閉合,避免發(fā)生觸電危險。

7.雙電源轉換裝置中壓旁路隔離柜可外接DC24V電源,當雙邊電源失效時,雙電源轉換裝置控制器可以發(fā)送指令使得發(fā)電機延時起動和控制器具備實時顯示功能實時保持。

8.雙電源轉換裝置中壓旁路隔離柜應具備遠程通信功能。

大型云計算數(shù)據(jù)中心對電源系統(tǒng)的要求更高

同時依據(jù)中國移動通信有限公司網(wǎng)絡部2011年12月發(fā)布實施的《中國移動通信網(wǎng)網(wǎng)絡組織安全運行體系第三級中國移動通信網(wǎng)絡供電安全工作要求分冊》中5.1應急物資條文規(guī)定：雙電源轉換裝置應具備旁路功能或配置跨接電纜，跨接電纜長度、線徑、銅接頭等符合要求，主要開關備件齊全。

圖 中壓雙電源轉換裝置配置案例

圖示系統(tǒng)配置為中國移動集團北部地區(qū)某生產(chǎn)中心10kV開關站中66kV/10kV輸入端與10kV備用發(fā)電機組轉發(fā)方案中的一段。該方案得到當?shù)仉姌I(yè)部門的許可認同及中國移動運行維護部門的好評。

目前，不同廠家的技術能力和專業(yè)特點不同，所生產(chǎn)的中壓雙電源轉換裝置技術特點也有所差異，造成產(chǎn)品質量良莠不齊，價格參差各異—歸根結底是采用的技術標準的差異性造成了上述原因。對此，我們就中壓雙電源轉換裝置采用的不同規(guī)范標準進行對比，以ANSI(美國國家標準學會)和IEC(國際電工委員會)標準的對比實驗證明，ANSI比IEC更嚴謹，更具備可實時性。

應用前景廣闊

綜合分析，帶旁路的中壓雙電源轉換裝置以其安全可靠、導通容量大、操作簡便及與供配電系統(tǒng)靈活的組網(wǎng)方式必將在未來的大型（容量10000kVA及以上）通信局（站），得到廣泛應用。