隨著(zhù)電力業(yè)務(wù)的發(fā)展與智能電網(wǎng)的升級，電力數據中心對供電系統的可靠性和智能維護要求也越來(lái)越高。數據中心機柜端配電設計要滿(mǎn)足傳統機房的配電功能，還應滿(mǎn)足于遠期設備擴容；同時(shí)，盡可能減少設備擴容對已投運設備的影響。供電系統除滿(mǎn)足高可靠性外，還應該具備強大的監控功能，機房運維人員隨時(shí)可以了解機柜負載情況、各配電分支回路的電氣狀態(tài)和不同負載機群的電量消耗等。
當前，機房的配電容量一般保持在一定的范圍內，通常按照服務(wù)器機柜、刀片機柜、網(wǎng)絡(luò )機柜、工作機柜、小型機機柜等，常規數據中心單機柜負荷一般在3 kW~8 kW之間。根據各類(lèi)設備功率不同，電氣連接器接口標準也有所區別，這為供電基礎配套實(shí)施帶來(lái)了極大的挑戰。傳統落地式配電單元 （列頭柜） 已不能滿(mǎn)足越來(lái)越多的供電需求。
近年來(lái)，隨著(zhù)數據中心靈活性和多元化發(fā)展，一種更加靈活的機柜端設計方案逐步在電力機房中得到應用，即母線(xiàn)系統配電系統。目前已有大量大型數據中心采購母線(xiàn)系統設計方案，如 Google、Face?book、阿里巴巴和騰訊等數據中心［3］。母線(xiàn)系統在電力行業(yè)作為一種導線(xiàn)應用已經(jīng)有幾十年的歷史，但是對于電力數據中心應用而言，則比較新穎，應用案例不多。與傳統電纜方式對比，母線(xiàn)系統具備更加可靠的安全性、接口電阻和溫升控制也更加優(yōu)越。 1 母線(xiàn)系統結構原理母線(xiàn)系統是由銅、鋁母線(xiàn)柱構成一個(gè)封閉金屬裝置，用來(lái)為分散系統各個(gè)元件分配較大功率。母線(xiàn)系統以銅或鋁作為導體、用非烯性絕緣支撐，然后封裝到金屬槽中形成的新型導體［4］。機房母線(xiàn)系統的額定電壓 380 V，適用于交流 50 Hz，額定電流 250~ 6 300 A三相四線(xiàn)制或三相五線(xiàn)制供配電工程中，它具有容量大、裝拆容易、施工周期短等特點(diǎn)。 1. 1 分類(lèi)及發(fā)展按用途分，母線(xiàn)系統一般分始端母線(xiàn)系統、直通母線(xiàn)系統、L型垂直彎通母線(xiàn)、Z型垂直偏置母線(xiàn)、T型垂直三通母線(xiàn)、X型垂直四通母線(xiàn)等，以及有關(guān)附件及緊固裝置［4］。按絕緣方式，分為空氣式、密集式和高強度三種插接母線(xiàn)系統。按其結構及用途，可分為密集絕緣、空氣附加絕緣、空氣絕緣、耐火絕緣等；按其外殼材料分為鋼外殼、鋁合金外殼和鋼鋁混合外殼母線(xiàn)系統［5］。母線(xiàn)系統的發(fā)展已經(jīng)經(jīng)歷三代，第一代為空氣型母線(xiàn)系統、第二代為密集型母線(xiàn)系統、第三代為復合絕緣性母線(xiàn)系統，母線(xiàn)系統的發(fā)展技術(shù)日臻完善和成熟。 1. 2 優(yōu)點(diǎn)分析母線(xiàn)系統以銅排或鋁為導體，電流容量很大且電氣性能、機械性能好。母線(xiàn)系統的外殼為金屬，具有不燃燒、安全可靠性且使用壽命長(cháng)等特點(diǎn)。與傳統電纜比較，管道或橋架所占位置較少，對于大型建筑物的施工和線(xiàn)纜排布非常有利［4］。
母線(xiàn)系統的主要特點(diǎn)如下：（1） 容量大、壓降很小、短路負載能力強；
（2） 可靠性高；
（3） 外形小且美觀(guān)、重量輕；
（4） 施工連接方便，檢查簡(jiǎn)單。
1. 3 缺點(diǎn)分析
母線(xiàn)系統作為一種新型的末端供電技術(shù)，同樣存在以下不足之處：
（1） 防護等級：目前行業(yè)主流品牌機房母線(xiàn)系統多采用空氣型母線(xiàn)，防護等級為IP40。安裝時(shí)需考慮空調冷凝水防護問(wèn)題，如主機房地板下安裝空調水管，則不建議采用地板下安裝方案；
（2） 對機柜頂部空間要求相對較大，對凈高較小的機房，安裝條件可能存在限制；（3） 智能監控采集功能：機房母線(xiàn)系統對主干和每個(gè)機柜末端的用電參數進(jìn)行監控采集，需另外敷設通訊線(xiàn)纜，工序上相比精密列頭柜復雜。
2 機房母線(xiàn)系統組成電力機房專(zhuān)用母線(xiàn)系統系統由六部分構成：線(xiàn)槽主體、端部饋電模塊、線(xiàn)槽連接模塊、接線(xiàn)盒、監控模塊和通訊模塊。
2. 1 母線(xiàn)系統主體外殼提供線(xiàn)槽保護，提高熱穩定性，滿(mǎn)足各種安裝方式，如豎直吊裝或者水平安裝，側邊可貼標識。導電銅排是根據載流量需求選擇不同截面，表面鍍錫，增強抗腐蝕性并減小接觸電阻的電解銅。表面的絕緣材料具備良好的可短路電流能力。
3. 2 端部饋電模塊端部饋電模塊用于將電力接入母線(xiàn)系統系統。端部饋電模塊內置斷路器、監控模塊以及通訊模塊等，斷路器規格按每列負載需求配置。
2. 3 線(xiàn)槽連接模塊線(xiàn)槽連接模塊用于端部饋電模塊與母線(xiàn)系統主體，線(xiàn)槽主體與主體之間，線(xiàn)槽主體與彎頭之間的連接。
4 連接盒接線(xiàn)盒可以在母線(xiàn)系統主體上安裝，接線(xiàn)盒內置控制空開(kāi)及給機柜供電的插座。目前行業(yè)上，接線(xiàn)盒在母線(xiàn)系統主體上安裝，大多數均支持熱插拔方式，靈活卡位固定，方便隨時(shí)為擴容負載提供電氣連接。接線(xiàn)盒在母線(xiàn)系統主體上具體安裝位置行業(yè)上基本由兩種設計情況，固定安裝和靈活安裝，Sch?neider 等供應商采用固定式位置安裝，即母線(xiàn)系統主體上每隔 600 mm 預留一個(gè)安裝孔位提供接線(xiàn)盒安裝。PDI、Startline等供應商可在主體上任何位置安裝［6］。對不同尺寸規格機柜擺放而言，無(wú)疑后者更加適合機房的設計。 2. 5 監控模塊監控模塊分為末端及主控單元兩部分。末端單元為機房母線(xiàn)系統通過(guò)在端部饋電模塊、接線(xiàn)盒等部件配置智能化電量?jì)x等電氣采集模塊，可即時(shí)采集功率、電流、電壓等電氣數據。主控單元包括硬件主控單元和軟件管理平臺。機房母線(xiàn)系統設計本文以某約 300 平米的電力機房為例，進(jìn)行母線(xiàn)系統方案和傳統列頭柜方案設計比較。該區域可布置 9列機柜，每個(gè)列頭柜對就近兩列機柜供電，每個(gè)機柜尺寸為800 mm×1 100 mm。如圖2所示。
方案 1：每列機柜上方懸吊雙母線(xiàn)系統供電，每條母線(xiàn)系統上的接線(xiàn)盒安裝兩個(gè)空開(kāi)和兩個(gè)工業(yè)插座，分別為該列的兩面機柜供電，支持即插拔方式，簡(jiǎn)易方便業(yè)務(wù)擴容和功能延伸。方案2：如果采用傳統的精密列頭柜配電方案，則需為兩列機柜配置 1個(gè)精密列頭柜，并向每面機柜提供雙電源供電。如圖3所示。
