艾默生数据中心直流解决方案
艾默生直流屏技术资料1
使器件关断(或电压为零时, 使器件开通) , 从而减少开关损耗。它不仅能够解决硬开关变换器中的硬开关损耗问题、容性开通问题、感性关断问题及二极管反向恢复问题, 而且还能解决由硬开关引发的EMI 等问题。
检测支路数为接入该从机的馈出支路的路数。每一个绝缘监测仪从机最多可检测24路馈出支路对地电阻和绝缘状态
监控模块内置的绝缘检测装置原理如以下图所示。合闸母线正极（即正母线）与合闸母线负极（即负母线）通过300kΩ电
阻接到监控模块的P1接线柱上，再通过P1接到大地上。监控模块同时测量正母线同PE间的电压Vhm+，负母线同PE
4遥调：依照监控单元的命令，在10％～100％范围内调剂充电模块的输出电流限流点
输出短路回缩回缩电流≤40％额定电流，可自恢复
输出过压爱惜325±5Vdc 155±5Vdc爱惜后无DC输出，不可恢复，需要从头上电启机
输出欠压告警198±1Vdc 99±1Vdc爱惜后有DC输出，可恢复
输入过压爱惜点485±10Vac爱惜后无DC输出，可恢复，恢复点460±15Vac
模块具有输出过压爱惜欠压告警功能。当输出电压大于325±5Vdc时，模块爱惜，无直流输出，爱惜指示灯（黄色）亮。
模块不能自动恢复，必需将模块断电后从头上电。
当输出电压小于198±1Vdc时，模块告警，有直流输出，爱惜指示灯（黄色）亮。电压恢复后，模块输出欠压告警消失。
3）短路回缩
模块具有短路回缩功能。当模块输出短路时，输出电流不大于40％额定电流。短路因素排除后，模块自动恢复正常输出。
输入欠压爱惜点313±10Vac爱惜后无DC输出，可恢复，恢复点335±10Vac
数据中心高压直流技术
数据中心高压直流技术一、高压直流电源技术原理如关于IT负载电源的分析，90%以上的数据设备电源普遍采用ATX和SSI拓扑架构，其典型的原理框图如图 1 所示。
在交流UPS供电时，IT内部的电源总是将外部供给的交流电通过整流器变换成直流电，然后再经DC-DC变换成不同的等级给IT负载内部的数据部件供电。
图1 IT设备内部电源国内交流数据设备采用的供电电压等级为220V AC。
数据设备PSU一般是110VAC、220VAC和50Hz、60Hz自适应，各厂家数据设备内配置的PSU设计指标一般满足下表的指标要求。
可见，在交流供电时，PSU最高输入电压为264V，最低输入电压为90V，其最高、最低电压峰值分别为：最高电压峰值：264V×1.414= 373.3V；最低电压值：90V×1.414 =127.3V。
表1如果仅从允许的电压输入范围来看，只要直流母排工作电压不高于350V，低电压不低于150V，数据设备一般可以正常工作。
这就产生了是否可以将相应的直流电压直接向数据设备供电的问题，实际应用表明采用240V制式的直流电源直接向数据设备负载供电，绝大部分的数据设备负载不用做任何改造，就能正常工作，这就是目前240V HVDC供电的基本原理。
但是对于336V制式的直流电源，其原理是完全一样的，只是数据设备内部的PSU需要定制化，来适应336V DC 供电的需要，这也是目前直流336V 制式没有240V制式应用广泛的最主要制约因素。
目前，240V制式高压直流在应用时，用电设备基本不做任何改造，经过简单测试验证后即可投入应用。
国内已有多个数据中心运行在 240V 高压直流供电环境下。
采用UPS供电与采用HVDC供电的基本拓扑架构如下图所示。
从图中可以看到，UPS电源和HVDC电源都是先经过整流器把AC整流成DC，它们是一样的原理；在第二级，UPS是经过逆变器把DC逆变成AC，而HVDC是经过DC-DC变换器来把DC转换成另一电压的DC（实际在DC-DC变换器内部，需要把直流先逆变成高频交流，然后经高频变压器降压后，再整流成DC），来实现对数据设备的供电。
艾默生ups 方案
艾默生UPS方案1. 引言艾默生（Emerson）是全球领先的电力设备和技术解决方案提供商，其提供的UPS（不间断电源）方案被广泛应用于各个行业和领域。
本文将重点介绍艾默生UPS方案的概述、特点以及应用场景。
2. 艾默生UPS方案的概述UPS是一种通过蓄电池或其他能量储备设备，为关键设备提供短暂或持续电力供应的装置。
艾默生的UPS方案具有以下特点：•高可靠性：采用先进的电力保护技术和可靠的电池系统，保证电力供应的稳定性和可靠性。
•高效能：采用高效的电力转换技术，提高能源利用率，并减少碳排放，符合环保要求。
•智能管理：配备智能监控和管理系统，能够实时监测电力状态和UPS设备的运行情况，并提供预警和故障诊断功能。
•扩展性：支持灵活的模块化设计，可以根据用户需求进行扩容和升级，提供可持续的电力供应解决方案。
3. 艾默生UPS方案的特点3.1 高可靠性艾默生的UPS方案采用了先进的电力保护技术，如双转换在线技术和静态旁路开关等，能够在电力突变和故障情况下快速切换电源，确保关键设备持续稳定运行。
同时，艾默生的电池系统采用了高容量、长寿命的电池，并提供了智能的电池管理系统，有效延长了电池的使用寿命。
3.2 高效能艾默生的UPS方案采用了最新的电力转换技术，如IGBT（绝缘栅双极型晶体管）技术和DSP（数字信号处理器）控制技术等，能够实现高效的能量转换，提高能源利用率，减少电力损耗和碳排放。
此外，艾默生的UPS方案还支持能量回馈系统，将多余的能量回馈到电网中，进一步提高能源利用率。
3.3 智能管理艾默生的UPS方案配备了智能监控和管理系统，能够实时监测UPS设备的电力参数、温度、湿度等信息，并提供实时报警和故障诊断功能。
用户可以通过远程监控系统对UPS设备进行监控和管理，实现远程故障排除和维护，提高设备的可靠性和运行效率。
3.4 扩展性艾默生的UPS方案采用了模块化设计，支持灵活的扩展和升级。
用户可以根据实际需求灵活选择UPS设备的容量和功能，随时扩容和升级。
有效设计散热模型 艾默生数据中心散热解决方案
有效设计散热模型艾默生数据中心散热解决方案不知道数据中心是否做过这样的统计，但是根据艾默生所提供的数据，大约有2/3的服务器故障会发生机架最顶部的1/3，产生这种问题的原因在于机架顶部的服务器经常过热。
此外有关刀片服务器，其高计算密集度所导致的单位体积内散热需求量的增加，也是业内备受诟病和指责的话题。
但是根据艾默生所提供的数据，与同等数量的1U机架服务器相比，刀片服务器所需要的制冷量非但不增加，反而降低了25%。
为什么艾默生的结论与很多数据中心的结果恰好相反呢？其中，非常重要的一点在于数据中心散热模型的设计，它也是实现新一代数据中心所倡导的绿色节能目标的关键。
据艾默生网络能源中国区副总裁丁麒钢介绍，根据美国环保署向美国国会提交的报告显示，数据中心制冷和电源等辅助支撑设备的能耗，占数据中心总能耗的50%，已经与网络、服务器等设备的运行成本相当。
根据著名的机房设计厂商EYP公司（现在已被惠普公司所并购）的数据显示，制冷设备能耗达到了38%，此外，UPS是另外一个耗能的大户，占到了9%。
丁麒钢表示，这些都可以通过一定的方法进行减少，以达到节能降耗的目的。
采用高效比空调是数据中心节能的关键，这些空调设备要能够根据机房内热负荷的变化，自动控制机组中空调机的运行数量，在热负荷不高的情况下，应该减少空凋运行的数量，以达到节能的目的。
此外，一定要避免同一机房内多台空调机处于相反的运行状态，如制冷/加热、加湿/除湿）。
有关机房的布局对于数据中心节能也至关重要，常见的冷热风通道交替，通过下送风的方式为机架中的IT设备提供制冷。
这种自下而上的制冷方式，机架顶部1/3的部分往往制冷不足，容易因为过热而宕机。
对此，通过增设置顶的空调设备，就可以提供针对高热机房或机房中的高热区域的散热解决方案。
对于传统机房而言，通过下送风方式的改造，与上送风方式相比，工程造价成本降低23%，同时可以节省约29%的电能消耗。
高热密度机房散热解决方案高热密度机房散热对比液冷门系统也是目前构建新一代数据中心比较热门的话题。
艾默生网络能源动力机房一体化解决方案实例
击 ，因 为 将 来 银 行 除 了 不 能 做 承 销 和 自 营 之 外 ， 什 么 业 务 都 能 做 ， 其 在 投 资 银 行 领 域 会 与 券 商 展 开 尤 激烈 的竞 争 ， 就 为整 个证 券业 迎来 了一 个激 烈竞 这 争 的时 代 。这 也 将 改 变 以 往 证 券 行 业 获 得 高 额 垄 断 利 润 的 历 史 ，它 对 证 券 业 的 Ｉ Ｔ采 购 投 入 也 会 产 生
ＦＥＢ． ０ ， １ ２００８ Ｏ ． Ｎ ２
维普资讯
方 案 荟 萃
２０ 年 ２ １ ０８ 月 ０日 第 ２期
坪妇 金骷 电 肛
内安 全 提 出 了 更 高 的 要 求 。
● 静 态 开 关 切 换 系 统 ， ６套 １
● ＤＥ ＵＸＥ 豪 华 空 调 系 统 ， 荟 萃
２０ ０ ８年 ２月 １ ０日第 ２ 期
易 ～
骷一
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艾默生 网络能源 动 力机房一体 化解 决方案实例
艾 默 生 网络能源 有 限公 司
一
、
背 景
算 方 式 、 信 协 议 、 据 接 口等 方 面 也 存 在 明 显 的 通 数
差异。
２０ ０ １年 ７月 中 国人 民银 行 发 布 施 行 《 业 银 行 商 中 间 业 务 暂 行 规 定 》， 明确 商 业 银 行 在 经 过 人 行 审
查 批 准 后 ， 开 办 金 融 衍 生 业 务 、 理 证 券 业 务 以 可 代
以上诸 多 的 因素带 来 的后 果是 ：业 务的 增加 、 管 理 、 计 比较 困 难 ； 软 件 厂 家 依 赖 性 增 加 ， 求 统 对 要 厂家 能在 各种 系统 平 台上 进行 二 次开 发 ， 商 实施 厂
爱默生产品目录中文
组件
制冷系统
CRV柜间精确制冷空调 XD柜间精确制冷空调 PEX精密空调 Cooltherm/Coolloop 水冷机柜 Datamate3000精密空调 SDC双循环节能精密空调
供配电系统
Hipluse U/NXL UPS APM UPS NXR UPS APL UPS SPM精密智能配电柜 HVDC高压直流UPS
Layer 4: 业务
咨询 / 设计
实施建设
运维
• 建立建设项目的总体技术 框架和设计思路 • 完成各子系统的技术架构 设计和技术需求分析 • 提供相关设计图纸和项目 整体实施进度计划 • 提供项目投资预算确保设 计满足需求
M3 M2 M1
综合维护模式 ( 总包模式 ) 维护管理模式
•配置维护资源 •设备维修维护 •所有M1服务内容 •维护管理
IP KVM交换机
ATS
转换开关 抗瞬态浪涌 抑制器
TVSS
交流配电 系统
UPS
服务处理器 管理器
SPM
服务器电源 管理器
UMG 通用 管理网关
蓄电池
精密空调
PEX
IT基础设施 管控 解决方案
油机
机房环境 调节 解决方案
CRV
SmartAisle™
1
Design & Build 云睿™ 数据中心总包业务
3
Smart Solutions 智慧数据中心解决方案
资
产
配
置
变
更
事
件
流
程
能
效
监
控
Trellis数据中心基础设施管理解决方案
低压配电 自动切换系统 解决方案 市电
艾默生通信直流电源PS48120(1800)电源系统技术说明书
PS48120/1800电源系统技术说明书1. 系统简介及结构PS48120/1800型智能高频开关通信电源是由交流配电单元、直流配电单元、整流模块(R48-1800A ；48V/30A)、监控模块（M500D ）、机柜等构成的一种电源系统。
本电源系统满配置时可输出额定电流120A 。
该电源特别适用于GSM 、CDMA 移动基站、固定网中、小容量交换局、传输中继站和微波、卫星通信站。
1．1 系统型号说明1201800PS 48/输出额定电流（120A ）整流模块额定功率（1800W ）输出额定电压（-48V ）电源系统-X1配置型号图1-1 系统型号说明注：－48V 表示输出电压为直流、输出正极端接地。
1．2 系统配置PS48120/1800系统有2种配置方式：1．PS48120/1800-X1：双路交流手动输入、无用户交流输出，直流输出路数为7路； 2．PS48120/1800-X2：两路交流自动输入、有用户交流输出，直流输出路数为7路。
电源系统的配置表见表1-1。
PS48120/1800-X1PS48120/1800-X2监控模块M500D 1台 整流模块R48-1800A标准配置：4台；可选数量：2～4台 防雷 II/C 级防雷交流输入两路交流输入，交流输入空开规格： 2×63A/2P交流配电交流输出 无用户交流输出两路三芯插座，由一路16A/1P 的MCB 控制防雷 直流侧防雷直流配电电池两路电池输入熔丝：2×100A NT00PS48120/1800-X1 PS48120/1800-X2负载输出7路负载输出，总负载电流≤100A。
其中：1×63A/1P（MCB），2×32A/1P（MCB），1×10A/1P（MCB），1×100A NT00（FUSE），1×50A NT00（FUSE），1×6A NT00（FUSE）可选部件温度传感器及其线缆，DC/DC模块，远程监控组件表1-1 PS48120/1800系统配置表1．3 系统结构电源内部结构如图1-2所示。
NetSure系列336V高压直流一体化解决方案-Vertiv
n 监控模块热插拔功能，维护方便 n 支持 TCP/IP， SNMP， Web 浏览器，远程下载，
实现遥测、遥信、遥调、遥控功能
监控模块
特性 EMC 防护 可靠性
描述 EN55022 Class B
IP20 MTBF ＞ 57 万小时
整流模块
特性 输入电压 输出电压范围 最大输出功率
监控模块 M822E
特点
n 全面智能监控和管理，包括交流柜、直流柜、整流柜的各种信息监测和显示，自 动进行各种保护和故障告警功能
n 智能化电池管理，自动均浮充转化、自动调压、充电无极限流、温度补偿、电池 容量计算、在线电池测试
n 8 路 DO，6 路 DI，DO 的定义可现场设置 n 可存储 4000 条历史告警记录以及 10 组电池测试数据 n 支持 USB 数据下载和软件在线升级功能 n 具备休眠节能智能控制技术 n 采用 CAN 总线与整流模块通信，比 RS485 方式更
n 整流模块、监控模块无损伤热插拔， 在线维护，方便快捷
n 耐油机启动。能承受油机瞬间过压， 对油机输出要求不高
n 专业并机扩容设计。可方便实现在 线并机或者改造割接
n 更高功率密度。节省占地面积
n 绿色环保设计。休眠节能技术，有 效提高系统效率；采用先进的电磁 兼 容 设 计， 传 导 和 辐 射 均 能 达 到 Class A 的要求
噪声
在周围环境温度为 25℃时，≤ 60dB(A)
ROHS 要求
满足 RoHS 指令中 R5 的要求
特点
n 安全性高。系统关门和开门都无任 何裸露带电体；带直流母排、直流 输出支路绝缘降低或接地告警功 能；直流配电带独立配电监控全面 监测和 7 英寸 LCD 显示运行状态， 故障自动告警
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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
44
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；
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)
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
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
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
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)
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
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
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
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
解决方案—泰尔检测
系统篇 配电篇 管理篇 方案篇
交流配电屏
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
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
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；
—— 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~
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
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
—— 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
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