日期：2022-05-05
数据中心末端配电定义
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末端配电定义——
指给单元IT机柜、IT设备供配电的直接电力输出设备，可以简单分为两级：
微模块级：列头柜/小母线
给单/双排微模块中机柜的供配电系统
包括交/直流方案
机柜级：PDU
给单元机柜内部IT设备的供电的设备
包括交/直流方案
数据中心系统中低压配电示意图
数据中心末端配电发展历程
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列头柜
属于历史最久，应用时间最长的末端配电设备，也是目前最为成熟的终端配电产品，产品偏定制化，当前技术发展主要是配合部分高端客户需求，类似支路温度检测、开关热插拔支持调相等。
PDU
属于最基础最末端的配电产品，产品相对标准化成熟，当前技术发展主要往智能PDU方向发展，未来的智能PDU可能会演变成机柜级监控单元，集成U位、环境、门禁等功能。
小母线
作为近几年兴起的产品，在国外应用已相当成熟，但在国内市场应用时间不算很长。当前国内大部分小母线厂家是单一产品出身（大母线、配电柜、PDU），产品缺乏数据中心整体系统设计与验证，行业处于快速发展与品牌建设阶段。
数据中心末端配电的分类及介绍
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基于以上三类产品的不同特性，根据其功能及结构特点，可大致分类如下：
因配电柜与PDU产品相对比较成熟，这里不做详细赘述，本文将重点介绍小母线，在介绍小母线前，为了避免与大母线混淆，这边先做一个简单对比介绍：
小母线产品介绍
01
A、按固定结构特点来分，可分为滑轨式母线与固定式母线。
滑轨式母线
其母线槽一般采用型材设计，内部铜排与母线槽采用无夹具的固定方式，母线槽中间是一个连续中空的腔体，插接箱可以在其中任意位置进行安装，如下图所示。
母线槽与插接箱-横截面视图 母线槽-立面图
固定式母线
其母线槽一般采用非型材设计，内部铜排与母线槽采用夹具固定，母线槽中间会有一定的隔段，插接箱只能在特点位置安装或工厂提前预制好位置，如下图所示。
B、按插接箱安装方式来分，分为水平安装小母线与垂直安装小母线。
水平安装小母线
其插接箱为水平方向安装，插接箱固定在母线槽侧面。
母线槽与插接箱-侧面安装示意图
垂直安装小母线
其插接箱从垂直方向安装，插接箱固定在母线槽底部。
母线槽与插接箱-垂直侧面安装示意图
不同类型小母线特点对比
02
滑轨式
插接箱全点位安装，位置灵活可调，整体散热好，现场灵活，成本相对高。
固定式
插接箱位置不容易变更，需要提前规划设计，整体散热一般，成本相对低。
水平安装
小母线整体重心不稳，存在一定的内部应力，结构对顶部的防水保护较差；占用水平空间，两套适合高低叠层放置。
垂直安装
小母线对称整体重心较稳，结构对顶部的防水保护较好；占用高度空间，两套适合水平并排交错放置。
小母线在数据中心的应用场景
03
场景A
A/B路2N配置（蓝 /棕），每条母线既给本列机柜供电，也需通过横向桥架跨天窗给对列机柜供电。
优势：较场景B成本更优，占用空间少。
劣势：跨列布线，线缆更多，布线更繁琐，插接箱或输出分路数量较多。
场景B
A/B路2N配置（蓝 /棕），每条含两条母线，只需给本列机柜供电。
优势：极简布线，更整洁美观。
劣势：成本较场景A更贵，始端箱或总输入路数较多。
小母线与传统列头柜对比
04
传统列头柜方案
智能小母线方案
小母线与传统列头柜对比优劣势对比图
小母线的可靠性设计
05
小母线作为末端配电重要一环，产品可靠性非常关键，而决定小母线产品可靠性有很多因素，归纳下主要有以下几点：
产品
关键部位——
母线段与插接箱触头连接设计
触头材料、镀层、防呆\容错设计
母线段与母线段的搭接设计
监控系统——
主路铜排温度监控、各触头温度监控
微断输出接口温度监控
三相不平衡告警与优化、故障录波、监控可靠性
工程与质量
包装搬运——
可靠的包装设计、关键部位的二次防护
安装验收——
专职项目经理、严格工程质量控制
资质与经验
流程资质——
IPD开发流程、CNAS实验室、相关认证
可靠性设计——
丰富的可靠性产品设计经验
丰富场景与产品——
大功率UPS、微模块、DCIM、配电柜、PDU
数据中心末端配电的未来展望
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小母线除了上述优点外，还有因其特色功能（容易实现三相不平衡、单相/三相灵活调整、快速更换故障件）得到很多用户青睐，但是在当前绿色、可靠、极简的数据中心建设要求背景下，仍有优化提升空间。
安装
深度匹配微模块安装，减少现场工程化作业；更小巧便捷的工业连接器；更简洁智能的监控组网方案。
维护
实现关键器件的在线快速维护。
运维
三相不平衡AI优化；电力容量管理，采用更直观的图形化显示界面。
可靠性
关键触头温度检测；母线段连接段部位温度检测与支持巡检设计；故障预警与录波等功能。
系统性
支持冷/热通道场景下的运维与检修；与智能PDU深入融合实现更精确的电力容量管理、U位管理。
随着数据中心建设往模块化、集成化、去工程化的方向发展，未来末端配电可能会与微模块、综合布线深度融合，此时的产品会是一个标准化的设计，现场真正做到交钥匙工程。
结语：
在中国“智”造的动态演进中，科华始终秉承自主创新的理念，持续强化核心技术竞争力，依托自身在智慧电能、数据中心领域深厚的产品技术与平台能力，积极引入更多创新技术在电力系统实现完美落地，助力行业智能化发展。
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