导读 渊内部资料 免费交流冤 荫中标新闻 荫数据机房高压直流供电技术应用动态 及展望 荫数据机房高压直流供电解决方案 EMERSON NETWORK POWER TECHNOLOGIES 第八期(总第 100 期) 2010 年8 月 20 日 星期五 中 标 新 闻 本期 4 版 艾默生网络能源有限公司 主管主办 登记证号: 粤内登字 B 第00071 号 编号: ENPT201008 荫江苏电信数据机房 240V 直流供电方 案介绍 荫数据机房高压直流供电改造方案研究 荫通信用高压直流电源系统绝缘监测 方案 艾默生 240V 直流电源系统中标广西 电信试点项目 经过数月的实际运行和测试验证，客户给与我司产品的可靠 信成功应用 性、安全性给予高度评价，后续多套大容量系统继续采用 E法国电信是欧洲具有代表性的通信运营商，较早关注 336V MERSON 产品，240V 直流电源系统在南京电信的示范性作用在 直流电源系统在 IDC 机房的试验研究。EMERSON 凭借卓越的 广西电信为响应电信集团关于 IDC 机房节能要求，探索可 后续多个项目中得以体现。 全球销售平台和品牌形象，赢得与法国电信合作建设试验局的机 靠、 节能的 240V 直流供电解决方案， 日前在省内寻找两个适宜的 会，日前已有多套 336V 直流电源系统成功应用于法国电信 IDC 机房进行试点，着力打造稳定、安全、绿色环保的数据中心机房。 艾默生 240V 直流电源系统在江苏电 机房。系统运行稳定、性能优异，充分体现了 EMERSON 做为全 前期多个主流电源厂家都积极推广各自的 240V 直流动力解决方 球电源行业先行者的技术优势。 案， EMERSON 通过与客户深入的技术交流，充分展示产品可靠、 信首次集中采购中中标 前不久，江苏省电信公司组织了首次集中采购招标，汇集从 安全、节能技术优势， 最终赢得客户的高度信赖，两个试点机房的 中国移动集团与艾默生合作研究 电源全部采用我司 240V 直流大容量分体式电源系统，占据市场 事通信电源和电力操作电源等众多厂商，都想借此机会扩大通信 电源市场份额或挤入这个市场。通过积极而富有成效的应标准备 336V 直流供电技术 拓展先机。 工作， 成功获得技术第一的理想成绩， 为江苏省地市开展 240V 直 为推动高压直流技术的应用，EMERSON 作为中国移动集团 流供电试验局的建设奠定良好基础，重新占据市场的主导权， 继 艾默生 240V 直流电源系统在南京电 合作伙伴进行了 336V 直流供电试验局研究，主要目的是为 IDC 续树立起 EMERSON 在 IDC 机房动力平台方面的优秀品牌形 机房寻求更加绿色的动力平台。EMERSON 为中国移动提供了 信成功建设试验局 象。 高性能的 336V 直流电源系统，该电源系统继承艾默生电源高可 江苏省电信公司在国内最早探索 IDC 机房 240V 直流解决 靠、高可用特点，融合了安全为本的高防护、高安全设计技术，得 方案，EMERSON 于 2010 年 4 月成功中标南京电信公司 240V 艾默生 336V 直流电源系统在法国电 到客户一致好评。 直流电源项目。 数据机房高压直流供电技术应用动态及展望 艾默生网络能源有限公司 一、前言 机房的供电问题，直接关系到网络的质量和成 本，历来受到业界的关注。 传统语音通信领域，通信设备主要为交换和传 输设备，直流供电为机房的主要供电方式。随着数 据通信的发展，各种以交流供电为主的数据通信设 备越来越多。针对不同的设备和业务出现了交流供 电和直流供电并存的局面。从方便机房的管理维 护，提高可靠性，降低成本的角度。业界一直在研究 数据和语音设备供电方案的统一问题。研究方向一 个是统一为交流供电，另一个为统一为直流供电。 这个阶段的研究以理论研究为主，实际的应用较 少。 进入 21 世纪，随着 IP 技术带来的 INTERNET 应用的普及，数据机房越来越多。数据中心的主要 设备如服务器，路由器，磁盘阵列等均采用交流供 电方式，因此数据机房主要采用交流供电方式。随 着机房规模的不断增大，机房的耗电问题，扩容问 题，维护问题变的日益复杂，为解决以上问题，以 UPS 为核心的传统交流供电系统在不断发展。与此 同时，由于直流供电方式具有拓扑简单，扩容方便 等固有特点引起了业界的浓厚兴趣，数据机房采用 直流供电研究的热情不断提高，并在业界的共同努 力下不断的成熟，逐步从实验室走向应用。 需要说明一点，目前通信领域所说的高压直流 供电，是针对直流 48V 低压而言的，标称电压基本 都在 400V 以下。这点与电力行业的电压划分是不 同的，根据国内电力行业的划分，1000V 以下的电 压为低压，1000V 以上的称为高压。因此通信领域 的高压直流供电按照电力行业的划分仍属于低压 应用。为便于理解，本文仍沿用高压直流供电的说 法。 以下希望通过对近年来数据机房直流供电领 域相关进展的描述，力争反映出该领域的研究和应 用动态，并基于此对未来的发展趋势进行展望。 二、近期高压直流供电技术研究和应用动态 1. 美国伯克里国家实验室的研究 为了提高 IDC 机房的能效，在美国加洲能源 委员会的发起下，美国伯克利国家实验室（LBNL） 联合产业链相关企业于 2006 年进行了一项旨在提 高 IDC 机房能效的研究，IDC 机房采 用 直流 供 电 是研究的重点之一。 由于商用服务器只有 48V 和交流两种输入方 式，交流服务器内部有一个 400V 的直流母线，这样 交流服务器经过改造，可满足 400V 直流输入要求。 因此，实验系统的服务器直流输入电压为 400V。 研究项目对 IDC 机房采用不同的供电架构进 行了比较分析，并实际搭建了 400V 高压直流供电 系统和服务器系统 （对交流服务器进行改造），与 UPS 供电系统进行了对比测试。研究结果表明，在 实验条件下，机房采用 400V 直流供电比 UPS 供电 实现节电 7%。同时，直流供电系统具有更简单的结 构和更高的可靠性。尽管业界对这项研究的过程和 欢迎投稿袁 稿酬从优 电话院0755-86010905 结果还有许多值得讨论的地方，但这项研究是第一 次针对 IDC 机房应用环境就直流和交流供电方式 进行了系统的比较研究，其实验结果为业界后续研 究提供了很好的借鉴。 统的拓扑结构与 48V 通信电源方式类似。采用电源 设备直接为服务器供电，电池组通过保护器件直接 挂接在母线的备电方式。实验采用标称电压 336V， 兼容 168 只铅酸电池的工作方式。高压直流经机架 上的 DC/DC 模块降压后为服务器供电。 图 1：美国伯克利实验室实验系统示意 2）日本 NTT 的应用研究 日本 NTT 在数据机房供电方式，尤其在高压 直流供电领域研究的历史较长。基于提高可靠性， 降低系统成本的角度，NTT 在 1999 年提出了通信 设备和数据设备统一采用 270V 直流供电的设想并 进行了相关理论分析。 随着技术和应用的不断发展，在前期研究的基 础上，NTT 于 2008 年 构 建了 两套 380V 直 流 系统 进行 IDC 高压直流应用的实验验证。 图 2：NTT 实验系统示意 实验系统为两套 100KW 系统，包括 13KW 和 9KW 两种功率模块，实验系统电池采用 180 节串 联，浮充电压为 401.4V。实验用服务器没有详细的 说明。 日本的电源系统架构有一点特殊之处，电池没 有直接连接于电源母线，而是通过一个电压补偿器 与母线连接。这种架构的好处是可以使电源母线电 压尽量保持稳定，方便后端负载的电源设计。不足 之处是电池组需要独立的充电器和补偿器。此外， 二极管串接于电池供电回路，增加损耗。在这种供 电架构下，电源输出标称电压和电池组节数没有对 应关系，这点值得注意。 NTT 公布了相关的效率和动态响应等实验结 果。通过相关实验，NTT 建议服务器额定输入电压 取 380V 直流，理由是最接近目前交流服务器输入 电源的 PFC 直流母线电压，这样，服务器电源的更 改最容易实现。此外，380V 直流输入在效率，节约 线材，系统安全等方面综合考虑是最优的方案。 3）法国电信的研究 法国电信是较早研究服务器高压直流供电的 运营商之一。法国电信从 2008 年开始针对服务器 机房高压直流供电问题着手进行实验研究。实验系 图 3：法国电信实验系统示意 4）KT 的应用 韩国电信近几年在服务器高压直流供电的研究 也比较活跃。 韩国电信研究的一个出发点是目前网上存在大 量的交流服务器，高压直流供电系统设计要考虑兼 容目前的交流服务器，在此基础上提出了标称电压 300V 的直流系统， 电池组采用 150 节铅酸电池串接， 并进行了实验研究。实验结果表明采用 300V 直流供 电系统，比采用 UPS 供电方式系统效率提高 14% ~15%， 可靠性也有大幅度的提高。 术的应用有两个方向，一是针对目前的交流服务器， 直接采用直流供电。采用的技术标准为标称电压 240V， 电池组为铅酸电池 120 节串联。服务器内交流 服务器不做改动。大部分交流服务器为不控整流和 PFC 整流方案，采用 240V 标称电压，输出电压变化 范围在 210V 到 290V 之间，在此范围之内，交流服务 器电源可以正常工作。由于服务器部分不用做大的 更改，因此采用 240V 标称电压的系统目前已经进入 了应用阶段。 针对新型的高压直流型服务器，国内研究的主 流为标称电压 336V，电池组采用 168 节铅酸电池串 联的方式。目前该方式也处于实验局阶段， 规模应用 需要高压直流型服务器完成商用。 图 5： 国内 240V 系统应用 图 6： 国内 336V 系统应用 图 4： KT 实验系统示意 考虑目前的服务器电源输入电压上限一般为 264VAC，针对部分交流器采用 300V 的输入电池组 的均充电压将达到 360V，这可能会引起服务器电源 输入过压保护。针对这个问题，相关的研究报告没有 做进一步说明。 5）国内运营商的研究 近几年来，随着国内数据机房数量和规模的不 断增大，国内运营商在高压直流技术的研究和应用 上步伐日益加快。 根据后端服务器类型的不同，国内高压直流技 三、未来应用展望 随着信息化的不断深入，数据机房会进一步的 发展，这个发展不但体现在数量和规模，也会体现在 机房的能效， 成本，可靠性等质的方面的提升。 通过业界的研究和应用，高压直流供电技术有 效和实用性得到了初步验证，技术的优势也得到 体现。在设备层面，高压直流供配电设备已逐渐进 入商用阶段，相关服务器厂家已经认识到高压直 流技术的发展趋势，在市场和技术的推动下开始 着手解决服务器的问题。在规范和标准层面，相关 的产品，工程，维护等相关标准正在积极的制定当 中。这些积极因素的推动下，高压直流技术会呈现 加速发展的趋势。高压直流的应用也必将为数据 中心的可靠性，可维护性和能效的提高提供一条 现实有效的途径。 艾默生网络能源技 术 第八期 2010 年8 月 20 日 星期五 主编 丁麒钢 编辑 黄晟 EMERSON NETWORK POWER TECHNOLOGIES 数据机房高压直流供电解决方案 艾默生网络能源有限公司 1．前言 近期，随着信息技术和数据业务的迅猛发展， 特 别是 IDC 业务的快速发展，数据机房设备对供电的 安全性、 可靠性、 节能的要求也越来越高。业界对于高 压直流供电技术探讨和研究兴趣日渐浓厚， 相关规范 和标准正在陆续发布。 艾默生公司基于多年的通信行业应用经验和最 新的产品技术， 推出了全套的通信用高压直流系统解 决方案，方案包括 240V 和 336V 两大系列，含盖电 源， 配电， 服务器机柜等产品。 2．通信用高压直流供电方案 艾默生高压直流解决方案的组成包括交流配电、 AC/DC 整流、直流配电、 240Vdc 服务器机柜，如下拓 扑图所示： 参数； * 全面监测交流柜的状态，状态异常发出声光 报警； * 输入两路市电，手动或自动切换功能，安全可 靠； * 具有紧急照明功能， 方便维护； * 支持上下自由出线， 全正面维护和操作 2.2 整流柜 整流柜的基本组成如下图所示，组成部分类似 48V 直流系统，主要包括:交流配电部分、直流配电部 分、 整流部分、 监控部分，并在安全防护和配电方面要 求更高。 对于一体式电源系统， 整流柜所具备的如上各个 部分都比较完善。对于分体式电源系统的整流柜，由 于配有交流柜和直流柜， 所以交流配电主要是为各个 模块的交流输入进行电能分配和保护， 直流配电部分 只是将模块的直流输出进行汇流并提供总输出端口。 图 1 一体化解决方案图 从拓扑图中可以看出直流柜到列头柜的供电是 双回路， 列头柜的供电双回路可以来自同一电源系统 称为单系统双回路供电， 也可以来自两套不同的电源 系统称为双系统双回路供电， 下面详细介绍一体化方 案的各组成部分和 IDC 机房直流供电设计方案。 2.1 交流柜 图 3 整流柜图 交流柜主要功能是提供系统交流输入的电能分 主要特点有： 配和交流侧短路、过流保护，保护器件配置交流塑壳 * 高功率因数、高效率、低谐波含量超强电网适 式断路器， 配置有独立的监控单元， 如下图所示，主要 应能力。 260～530VAC 可正常工作。并能够承受 特点有： 600VAC 高压输入， 缺相自动保护。 * 高可靠性设计。按照通信局站可靠性要求设 计。 * 可以通过网口、 Modem、 RS232 实时远程监控。 * 数字化自主均流。均流性能稳定，不平衡度 <1%；整流模块能脱离监控单元稳定工作及自主均流 安全可靠。 * 交流侧、 直流侧、 信号端全方位防雷整流模块、 监控模块无损伤热插拔， 在线维护， 方便快捷。 * 耐油机启动。能承受油机瞬间过压，对油机输 图 2 交流柜图 出要求不高。 * 智能化设计， 自带监控单元可独立工作； * 可方便实现在线并机或者改造割接。 * 中文显示交流侧电压、 电流、频率、 防雷状态等 江 苏 电 信 数 据 机 房艾 一、概述 当前，节能降耗已经成为全社 会普遍关注的热点问题。在我国的 电 信 领 域 IDC （Internet Data Center）中的用电成本已经占到总 成本的 60％以上。因此， 作为电信 IDC 供电机房如何顺应节能减排 的趋势，已是我们必须关注的焦点 问题。 240V 直流供电方案便是在这 种趋势下推荐使用的一种节能减 排的供电方案，近年来，艾默生公 司与江苏省电信合作，已在 240V 直流系统的建设及运行中取得了 很多成功的经验 下面就以江苏电信某数据机 房中 240V 直流系统为例，进行介 绍。 图5 图 4 直流柜图 主要特点有： * 智能化设计，自带独立监控单元，易于实现分 散供电。 * 中文显示直流侧电流、 电压、 防雷等信息。 * 全面监测直流侧状态，发现故障产生声光告 警。 * 具有支流绝缘监测和告警功能。 * 可选配并机扩容专用单元 * 支持上、 下自由走线， 用户接线空间大。 2.4 列头柜 列头柜主要是对服务器机柜列提供电能分配和 相应的短路、 过载保护、 电能管理等功能， 保护器件可 选直流微型断路器、熔断器（可带灭弧功能）、负荷开 关。按照如下直流供电方案，列头柜内部的直流排分 为独立的 A、 B 两段，两段各自带相同的输出支路，并 提供断路器或者熔断器保护。（见图 5） 主要特点： * 自带独立监控单元，全面监控机柜状态并告 警。 * 中文显示直流侧电流、 电压等信息。 * 直流排 A、 B 段独立设计， 支持两段合并。 * 支持上、 下自由走线， 用户界面清晰。 * 可提供电能管理功能。 负载、蓄电池并联工作；整流模块除了给通信设备供 操作时人身安全问题的担心。如图 -3 电外，还为蓄电池提供浮充电流。当市电断电时，整 流模块停止工作，由蓄电池给通信设备供电，维持通 信设备的正常工作；市电恢复后，整流模块重新给通 信设备供电，并对蓄电池进行充电，补充消耗的电 量。另外，系统还包括直流列头柜为 IDC 机房数据 设备提供可靠动力保证。 240V 图 -1 240V 直流供电系统整体布局图 * 240V 直流一体式电源机柜 主要功能： 交流部分：交流输入配电功能，交流输入的防雷 保护功能。 整流部分：提供 20 个整流模块安装空间，满足 总容量 120KW /240VDC，可以满足用户目前容量 二、方案介绍 以及后续的扩容需求。 1、用户需求确认 直流部分：直流输出配电功能，蓄电池配电功 默 经过用户现场的技术工程堪 能，直流防雷保护功能。 生 测，客户的基本需求如下。 监控部分：完成对整流模块、交、直流部分的监 网 * 系统的负载输出的总功率 络 为 35KW，另外，考虑以后最大可能 视和告警功能，具有 240V 直流绝缘检测和告警功 能 会扩容至 50KW，有简扩容要求。 能。 源 * 系统的交流停电后，蓄电池 有 的备电时间为 2 小时。 * 系统中必须要有可靠的绝 限 公 缘监测装置。 * 负载输出采用直流列头柜 司 的方式，满足 IDC 数据机房的服 务器的供电需求。 2、电源系统整体解决方案 相对于交流和 48V 直流的供 电方案，240V 直流供电系统存在 更多安全防护方面的难点，因此， 我们采用了“端到端”的一体化的 解决方案，简化用户界面，降低用 图 -2 PS240/400-5800 一体化电源系统机柜 户面临的安全风险。方案的组成包 括交流配电、AC/DC 整流、直流配 240V 直流列头配电机柜， 电、直流列头配电柜、用户服务器 主要功能： 机架等部分组成。如图 -1（该图请 * 在 IDC 数据机房中，完成用户服务器机架的 提供该方案设计原理图）： 工作原理：通信用 240V 直流 240V 直流配电的功能，同时，检测相关的电压、电流 完成在故障状态下的保护和告警功能。 电源系统中，交流配电实现两路市 指标， * A、 B 两端独立母线设计，每段母线间可以完 电输入和手动切换；市电经过交流 配电分配到整流部分，经过整流模 全隔离也可以通过母排连接。每段母线提供 16 路直 块实现功率变换，整流模块采用并 流负载输出，可提供给 16 个用户服务器机架的用电 联工作方式，N+1 冗余配置；整流 需求。 * 隔离开关 + 熔断器的设计方案，使得用户的 模块输出的直流电汇接至直流输出母排，直流输出 通过直流部分实现和负载及蓄电池组的联接。 正 操作界面与维护界面完全隔开，大大提高了机柜的 常情况下，系统运行在并联浮充状态，即整流模块、 防护能力，完全解决了客户对直流 240V 系统在进行 直 流 供 电 方 案 介 绍 广东省深圳市南山区科技工业园科发路 1 号 * 专业并机扩容设计， 支持大容量并机。 2.3 直流柜 直流柜主要对直流输出进行电能分配， 并为输出 分路提供短路和过载保护，保护器件可选直流断路 器、 熔断器（可带灭弧功能）、 负荷开关。如下图所示。 对于分体式多大容量系统， 直流柜还起到多整流柜并 机连接作用。 艾默生网络能源有限公司(518057) 列头柜图 图6 服务器机柜图 2.5 服务器机柜 服务器机柜主要提供服务器主设备的安装空间、 散热设计、 配电、 电缆管理。（见图 6） 主要特点： * 稳定可靠的模块化电信服务器机柜。 * 领先的散热管理。 * 专业直流配电管理， 满足重要服务器双电源输 入要求。 * 全面的线缆管理。 * 完善的监控管理， 可配绝缘监测功能。 3．高压直流电源供电方案 由于 IDC 机房服务器主设备大都支持双电源输 入，采用高压直流供电方案也必须考虑 A、 B 路分开 供电方式。若 A、 B 路可来自同一个直流系统， 则为单 系统双路供电方案，若 A、 B 路分别来自独立的系统， 则为双系统双路供电方案。如下对这两种供电方案进 行详细介绍。 1) 单系统双路供电方案 方案介绍：该方案只配置一套直流电源系统， 直 流总输出屏分为 A、 B 两路接入后端的列头柜。列头 柜内部直流汇流排对应的分为完全独立的两段， 分别 接入服务器设备机架， 机架内重要的双电源通信设备 分部从列头柜内的两段汇流排取电， 次等重要的单电 源通信设备从其中列头柜的任何一段汇流排取电。如 下图所示。 适用范围： 中小型 IDC 机房、 网管中心。 图 7 单系统双路供电方案图 2) 双系统双路供电方案 方案介绍：该方案配置两套独立的直流电源系 统，直流总输出屏分为 A、 B 两路接入后端的列头柜。 列头柜内部直流汇流排对应分为完全独立的两段， 分 别接入服务器设备机架，机架内重要的双电源通信设 备分部从列头柜内的两段汇流排取电。 适用范围： 非常重要的大型 IDC 机房。 图 -3 PD240/250DF-40 直流输出配电机柜 * 240V 整流模块，(R240-5800) 主要功能： 交流输入：380V， 三相四线 额定输出电压：240Vdc 额定输出功率：5800W 图 8 双系统双路供电方案图 4．艾默生高压直流系统应用案例 江苏电信某 IDC 改造机房 应用环境：系统应用在江苏电信某 IDC 改造机 房，负载设备主要有 DELL Poweredge R710、 DELL 图 -4 R240-5800 整流模块 MD3000、 DELL Poweredge R900、 DELL Poweredge 2950、 ADVANTECH 610 等。 三、系统特点 需求：负载功率前期 35KW， 中期 50KW；电池备 * 系统结构设计在人工操作区域和危险带电部 电要求 2 小时。 经过与客户的技术讨论确定系统的基 件加装防护板， 避免操作人员接触带电体。 * 系统电气设计和元件选择耐高压专用直流器 本配置如下： 部件 型号 件，充分考虑了安装、操作的安全性，可根据实际需 机架 Nterpirse 系列 400A 要柔性配置熔断器、断路器、 负荷开关等。 整流模块 R240-5800 * 系统具有完善的输出支路和母排绝缘降低检 1 路市电输入 测功能，及时排除机房配电线路到负载端的故障点， 交流配电 配置交流防雷器 避免人身事故发生。 标准配置无用户交流输出 * 系统具有完善短路保护功能，短路故障排除 2 路电池熔丝输入 系统自动恢复正常工作。 24 路负载输出 直流配电 * 配置的整流模块和监控模块具有热插拔功 带绝缘监测 能。 直流电源安装后的场景图： * 完善的电池管理。有电池低电压保护功能， 能 实现温度补偿、自动调压、 无级限流、电池容量计算、 在线电池测试等功能。 * 采用休眠节能技术，有效提高系统效率。 四、小结 这个项目各方力量的密切配合和客户的大力支 持下顺利的实施了，工程目前已经投入运行较长一 段时间， 运行稳定。证明了我们的产品和设计方案的 合理性。通过和客户的交流，也为我们后续的产品持 续进步提供了很好的思路。 图 9 安装场景图 电话:0755-86010905 传真院 0755-86152337 投稿信箱:[email protected] 第八期 2010 年8 月 20 日 星期五 主编 丁麒钢 编辑 黄晟 艾默生网络能源技 术 EMERSON NETWORK POWER TECHNOLOGIES 数据机房高压直流供电改造方案研究 艾默生网络能源有限公司 （3）显示器 两线供电。经计算，如果直流供电电压高于 198V， 相 针对交流供电系统改造为 DC240V 直流电源供 IDC 机房中的显示器一般分为两种； 同电缆下能传送的功率更多。对于直流， 供电电压保 电，涉及到设备的鉴别， 利旧， 割接等各环节。由于机 一种是 CRT 显示器，即阴极射线管显示器。对 持在 267.5V 左右， 相同电缆下可以多传送 35%功率。 房设备种类繁多，大多设备为交流设备，还有些设备 不能接入直流电源。 2）如果配电系统采用三相供电，一般三相供电 比较老，如何改造需要综合考虑，以下改造方案涉及 内部有交流励磁回路的， 另外一种就是液晶显示器。其内部电源是开关 中，中性线截面积小于相线。则替换为直流供电后， 的相关问题进行分析并给出解决方案建议。 电源。 可以通过增加电缆的方法补足中性线的截面积，同 （4）机房监控设备 时将 3 相电缆两两合并，改造为直流供电使用。 一、 直流供电可行性分析 机房监控类设备一般都有独立的电源，故需要 此时电缆所能传输的直流功率比原三相要少,补 分主设备和辅助设备两大类分别说明如下： 分析其电源类别，如果确认其电源是开关电源，且电 足中性线截面积和相线相同的条件下，交流传输的 1.1、交流 IT 主设备 IT 设备内部电源是一个可靠性很高的独立模 源前级无工频变压器，则可按照附录一中仪器测试。 功率比直流大 2.2 倍。 现场电缆为 3×35+1×16 块。对于功能强、使用在重要场合的服务器或小型 否则不能接入直流电源。 (5)多路电源切换设备： 负载按 30KVA 机，均配置两个及两个以上的模块并联运行。图 1 是 内部采用继电器硬切换的不能继续使用，采用 35 平方电缆载流 113A，功率最少可带 113A× IT 设备工作原理示意图。 电子开关软切换的经测试后可用。 216V=24.408KW 综上所述，设备情况初步分类如下，具体确定改 16 平方电 缆载 流 70A，功 率最 少 可带 70A× 造方案时要根据实际情况确定： 216V=15.120KW 图1 IT 设备：大部分生产时间都不晚，服务器、交换 合计 39.528KVA，按 30KW 算裕度 1.32，可以考 从图 1 中可以看出，虽然 IT 设备输入是交流电 机等基本可考虑可用； 虑利旧 源，但核心部分还是 DC/DC 变换电路，我们只要输 辅助设备： 综上所述，当单相电源改造成直流电源后，电缆 入一个范围合适的直流电压给 DC/DC 变换电路，就 （1）风扇和风机类设备,用户可依据现状确定 的耐压和绝缘没有问题，承载的功率对于三相供电 同样能安全满足 IT 设备工作。 （2）显示器： 液晶显示器可以使用。 和 L-N 供电方式所传输的功率不同，可重复利用电 1.1.1、主设备电源按前级器件设计不同分如下 2 （3）机房监控设备 缆 ， 直 流 配 电 柜 输 入 但 需 要 2 根 并 联（35+35）/ 类： 需要分析其电源类别，如果确认其电源是开关 （35+16）。 （A ） 少数 IT 设备电源输入端前级有工频变压 电源，且电源前级无工频变压器，则可测试。否则不 直流配电柜输出可直接利用。 器，输入直流会产生短路阻抗，短路，此种 IT 设备不 （4）接地分析 能接入直流电源。 能应用于直流电源中。 240V 直流采用悬浮方式供电，正和负极都不接 (4)FDS 后备控制电源设备：不能确认。 （B ） 大多数 IT 设备电源输入端没有工频变压 地。（ 《通信用 240V 直流电源系统技术要求》 ） 不能使用直流的设备有三种解决方案： 器，输入直流不会产生短路阻抗， 可以直流输入。 对于直流，如果将一极接地，由于电压比较高， （1）采用逆变设备提供交流电源； 无工频变电源具体又分为单电源供电、双电源 （2） 保留该部分设备继续采用交流供电； （该部 人触及到未接地的一极时，触电电流通过大地形成 供电（如小型机）、 半波整流开关电源供电等三类： 分设备停电不影响系统持续运行, 或单独为其配小 回路，将发生电击事故。尤其是电池维护，维护人员 （1） 单电源供电的 IT 设备电源应用较普遍，从 是很容易触摸到电池端子的，如图，系统正极接地， UPS） 原理看电源中一般应用桥堆整流，无论直流电源在 当人体触摸到某个电池端后，就可能存在高压，击穿 （3）淘汰更新该部分设备。 接入交流输入端时其电源正负极极性如何，桥堆都 人体电阻， 通过大地回路形成电流， 发生触电事故。 能将其整流成极性确定的直流电源供 DC/DC 变换。 二、 系统改造方案 故此单电源供电电源应用直流电源时风险较小。 2.1 机房配电系统简述 （2） 双电源供电的 IT 设备电源原理见如下图 3 把原有 IDC 机房的设备从交流供电改为直流供 所示： 电，配电的系统的每一部分都需要进行分析、校核甚 至测试。 机房配电系统可分为如下几部分： UPS→列头柜或二次分配柜→终端配电箱或机 架配电单元→插座 图9 图3 从图 3 中可知，双电源简单的原理就是应用了 两套单电源的电源模块。其分析方法可依据单电源 系统。 （3）半波整流供电的 IT 设备电源 针对早期比较老的 IT 设备和功率比较小的 IT 设备， 其电源整流部采用的是半波整流。半波整流电 路简图如下图 4 所示： 图 5 电力机房 UPS 和配电柜 2.2 UPS 替换 2.2.1 UPS 替换分析 以下以某实际机房为例，介绍核算方法： （1）机房容量 UPS:2×40kVA 现场实际显示电流为 6A: (下午 5 点，接近负载 峰值)， 电压 382V 实际总容量扩容估算为：30 kW 图4 针对此种电路，如果输入直流电源后不能开机， 可能是设备制造厂安装时将设备内部“L”与“N”接 反，即输入端上部应该接直流电源正极，下部应该接 直流电源负极。可将该分路开关输出线正、负对调， 并制作不同颜色的明显标识。 1.1.2、 特殊保护电路影响 （1） 具有输入频率检测启动的设备不能直接进 行改造 图 7 UPS （2）少数电源对地设计有电感滤波，虽然不影响 （2）电池备电计算： 系统工作，但会造成 DC240V 接地，需要拿掉电感 原 UPS 配置有汤浅电池 100AH 96 节 （可简单测量对地直阻判断） 初步考虑替换后电源的备电时间：30 分钟 （3）部分电源具有启动过压保护功能，需要降压 经计算原电池可用，注意 240V 直流电源的节数 启动 每组是 20 节， 需改电池接线。 据以上分析可知，虽然各种 IT 设备的开关电源 部分思路基本相同，但是详细设计时又千差万别，在 实际应用时需要对各种 IT 设备应用于直流供电进 行测试。 1.2、IDC 机房交流供电的辅助设备 在 IDC 机房中，除了上面提到的 IT 设备外， 还 有多种辅助设备。下面就列举部分辅助设备作简单 分析： （1）风扇和风机类设备 风扇和风机类设备有两种方式： 一种是从 IT 设备内部直流端电源取电，可以调 图 8 电池组 速，选用的是直流风机。这种风机可以不更改。 另外一种风扇或风机是从交流电源接入，选用 （3）电缆校核： 的是交流风机。交流风机接入直流电源会引起短路， 原交流电源相电压峰值：308V 故原交流风机不能接入直流电源。 更换成直流后，电压最高为：290VDC，故线路符 （2）灯具 合直流耐压要求。 IT 设备内普遍应用日光灯和节能灯。此类灯具 通信设备一般为恒功率负载。 内有电压激励模块， 只能应用于交流电源。故 IDC 机 目前的配电结构有两种： 房中的日光灯和节能灯等灯具是不能接入直流电源 1） 如果从配电柜到负载采用单相两线供电，一 的。 般交流配电两线截面积相同，采用直流供电后也是 欢迎投稿袁 稿酬从优 电话院0755-86010905 如果系统不接地，两根导线对地悬浮，人体触摸 其中一根导线或者电池某个端子时，虽然可能会存 在一定的容性电流，但该电流很小，不足以对人体造 成伤害.更重要的是， 电流不能通过大地形成回路，可 以避免在人体产生持续电流进而触电。因此， 通信用 直流供电系统应采用对地悬浮即不接地系统，非跨 接触电相对安全。 悬浮供电的另一个好处，是发生单极对地短路 后，系统可以继续工作，从而最大程度提高设备可靠 性。 直流供电下的 IT 设备接地，可以直接接入电源 的地线汇接排， 和交流供电的保护地线连接。 2.2.2 UPS 替换方法 （1）UPS 替换的总体思路 由于整个系统改造时间较长，且存在不确定因 素，主要是不同的 IT 设备需要测试是否能用于直 流，这个测试耗费相当多时间，为了避免因改造而导 致 IT 设备长时间大面积停电，所以替换采用循序渐 进、 由小到大的思路。 第一步：对需改造机房每个 IT 设备进行分析评 估，采用测试装置（比如艾默生的 HTBOX）逐个测 试， 确定直流使用的可行性。 第二步： 在 UPS 供电同时， 建立直流系统。 第三步：在一个典型机房内（所谓典型机房，是 指机房的 IT 设备具有代表性，种类齐全，只要成功 改造这个机房，其他机房的设备类似，节约改造时 间），将直流电源连接到每个服务器机架。停电改造 列头柜或二次分配柜，以及所供电的服务器机架。 第四步：逐个列头柜改造完成，切换交流电源为 直流电源， 最后撤出交流电源。 （2）电缆改造 根据电缆校核结论，新的直流电源可以选用交 流电缆，割接原交流电源后可以将退出的交流电缆 重复使用。 电缆接线的交直流对应原则是： 直流电源： 负 正 PE 交流电源：L N PE （3）电池改造 旧电池： 原 UPS 电池是 2 组， 可将每组电池数量更改，用 于新的直流电源。 接线操作规范： 电池连接时，为了人身安全和防止电池短路，操 作人员必须严格按照相关操作方法进行改造。 新旧电池混用问题： 不允许新旧电池混用。因为直流电池串联节数较 多， 旧电池的不均衡概率较大， 影响电池整体使用。 第二组电池在线接入问题： 直流电源的电池组如果逐步接入，存在在线接 入电池组问题。曾发生过因为两组电池压差较大，直 接接入发生电压振荡停机事故，直流压差更大，因此 必须限制电池压差， 以小于 1V 为宜。 电池出口开关： 原为 100A 30KW 负载计算 210V 时最大电流为 142A，出口 开关初期可用， 扩容后需要更换。 （4）接地改造 基于配电系统配电规范，除供电系统中每个电 源设备外壳必须可靠接地外，每个电源设备之间的 地排必须等电位连接。所以在布电缆时， 不仅要布正 极电缆和负极电缆， 还要根据配电规范安装地线。 2.3 列头柜 / 二次分配柜改造 2.3.1 列头柜 / 二次分配柜简介 列头柜或二次分配柜，是 UPS 或整流电源与服 务器机架终端配电箱或配电单元之间的配电柜的统 称。这种配电柜如果安装在服务器列架的一端， 称为 列头柜，如果独立安装， 一般叫做二次分配柜。 交流的二次配电柜，一般的构成有：铜排、熔断 器、断路器、指示灯、电流互感器、电压互感器、电压 表、 电流表、 转换开关等，如下图所示： 图 10 交流配电柜 2.3.2 列头柜 / 二次分配柜改造分析 配电柜能重新使用的器件不多，一般建议整个 柜重新制作。 如果需要重复使用旧的配电柜，对于用配电柜 的器件，需要具体分析能否重复使用。 （1）监控、仪表、 指示灯等改造分析： 智能监控： 需具体评估。 仪表：一般交流的电压和电流表都不能用于直 流 指示灯： 不能用于直流 互感器：不能用于直流，如果仅仅弃置，不拆卸， 需要短接二次回路。 （2）熔断器、 断路器等改造分析： 对于交流电， 电流在周期内会有过零点。当短路 时，过零点的存在使开关断开时产生的电弧容易灭 弧。而如果是直流电，就不存在过零点，灭弧相对困 难。因此配电所需的熔断器和开关性能要求更高。 熔断器:NT 系列的熔断器按照 690V 交流设计， 因此可以用于 240V 直流电路中作保护。但注意必须 正负极都作保护。 塑壳断路器：需校核并评估是否能够继续使用。 对于带有电子脱扣装置的塑壳断路器，因其脱扣器 需要使用交流电源， 一般不能用于直流。 微型断路器：一般不能直接使用，需更改为双极 直流断路器。 直流微型断路器的选用： 直流微型断路器用于 240V 时，一般需要多极串 联。由于系统供电正负极悬浮，因此必须正负极都串 入断口，如下图所示： 仅仅正极串入断口 正负分别串入断口 不适用于悬浮系统。 适合悬浮系统 图 11 2.3.3 列头柜 / 二次分配柜改造方案 第一步：评估配电柜的所有器件，是否能用于直 流。根据以上分析，通过厂家型号核对器件参数，评 估器件。保留原配电屏，可以考虑放弃电流测量、智 能监控等。 第二步：对于不能用于直流的器件，制定替换方 案。替换涉及对原器件的安装尺寸、铜排和电缆、支 撑结构件等评估。有可能会涉及结构件的更改，这就 必须评估更改的方法，一种是在配电屏内现场改造， 一种是新加工散件替换。 第三步： 实施更改。 2.4 机架配电单元改造 2.4.1 机架配电单元简介 机架式配电单元：将列头柜或二次分配柜的电 能继续进行分配。 具体的形式见图。 图 12 机架配电单元 2.4.2 机架配电单元改造分析 从图 12 中可以看出，要将原先单极控制的机架 式配电单元改造成双极控制，需要改动其结构并增 加电缆。故最为合适的做法是用新的直流配电单元 替代原交流配电单元。 （下转第四版） 印刷单位： 深圳大公印刷有限公司 地址： 深圳市南山区东滨路 66 号 EMERSON NETWORK POWER TECHNOLOGIES 艾默生网络能源技术 第八期 2010 年8 月 20 日 星期五 主编 丁麒钢 编辑 黄晟 通信用高压直流电源系统绝缘监测方案 艾默生网络能源有限公司 在 IDC 机房，采用高压直流电源系统供电后， 正 负母线都是浮地的。由于系统直流输出回路众多， 难 免会出现绝缘损坏等情况，当单点绝缘下降故障发生 时，由于没有形成短路回路，并不影响用电设备的正 常工作， 此时仍可继续运行； 但若不及时处理， 一旦出 现两点接地故障， 将可能造成直流电源短路， 输出熔断 器熔断， 服务器退出正常工作， 严重影响机房内设备的 安全运行； 同时， 绝缘下降还会给现场运行维护人员的 人身安全造成威胁。另外， 机房内直流输出回路非常 多，为方便运维，也有必要及时有效地监测和查找出 绝缘下降的具体支路。因此， IDC 机房高压直流电源 系统， 必须要提供可靠有效的绝缘监测方案来监测系 统的正常运行和提高运行维护的效率。 目前，直流不接地系统绝缘监测方式主要有两 种： 1、 绝缘监测继电器方式； 2、 绝缘监测仪方式。其中， 绝缘监测仪根据支路检测原理不同，又分为交流法和 直流法。以下针对各种监测方式的原理和特点进行简 单介绍。 一、绝缘监测继电器 1、 原理 绝缘监察继电器是监测直流母线绝缘情况的一种 继电器，当母线绝缘电阻降低到一定值 (人为设定值) 时， 继电器即发出报警信号。绝缘监察继电器采用计算 母线分压比的测量原理， 如下图所示。正母线与负母线 通过 300kΩ 电阻接到大地上。同时测量正母线同 PE 间的电压 Vhm+， 负母线同 PE 间的电压 Vhm-。绝缘 正常时两个电压的绝对值应该接近，等于母线电压的 一半， 压差为 0V。当一端接地时电压立即失去平衡， 压 差增大， 达到设置的告警门限就发出告警。 a、智能型漏电流传感器抗是高灵敏度器件， 对电 磁干扰很敏感， 易发生误告警； b、长期运行容易发生零点漂移和增益漂移。 c、 实际应用中， 当母线绝缘监测正确报警后， 支路 巡检易出现误报、 漏报。主要原因包括： 多支路低阻值 双极性接地、 漏电流传感器零点漂移、 下级环网等。 d. 互感器是有源互感器，可靠性低，一旦损坏就 需要停电更换。 四、艾默生绝缘监测解决方案 １、直流型绝缘监测方案 直流型绝缘监测仪系统包含一台绝缘仪主机和 多台绝缘仪从机。 1.1 直流型绝缘仪主机 i. 外观 艾默生公司直流型绝缘监测装置外观如下图所 示： b. 取消了注入低频交流信号， 支路检测不受母线 对地电容影响； c. 在线校正漏电流传感器零漂和增益， 解决传感 器漂移问题； d. 创新型的漏电流传感器易损电路不断电更换 设计方案， 有效解决直流型传感器损坏无法带电更换 的问题； e. 各从机并行运行， 系统检测速度不受从机个数 影响， 检测速度快； f.不需信号发生装置，简化了系统硬件设计， 安装 和维护更方便。 g.通过 CE 认证。 h.拔插式结构， 可带电更换， 5 秒内即可完成更换。 2.交流型绝缘监测仪方案 i.外观 我司交流型绝缘监测仪外观如下图所示： 图 8 交流型绝缘监测仪主机和从机 ii.检测原理 我司交流型绝缘监测仪工作原理框图如下图所 图 4 母线绝缘监测装置 示。 ii.检测原理 图 9 交流型绝缘监测仪工作原理框图 我司交流型绝缘监测仪检测原理和前文所述相 似。但为了解决正负母线绝缘同时下降， 接地电容补 图 5 直流型绝缘仪主机检测原理 偿，减少母线电压波动等问题，我司进行了特别设计 图 1 绝缘检测装置原理 绝缘监测仪主机 EDU01 同样采用平衡和不平衡 处理。 由上述原理可知，当只有一端母线绝缘下降时， 电桥兼容检测方式，内置 400KΩ、 300KΩ 投切电阻， 我司绝缘监测仪采用了不平衡电桥和平衡电桥 能够通过测得电压差值 V 判断接地电阻 Rx。 配合抗强电磁干扰的硬件电路，实时监测正、负母线 兼容检测方式，默认采用不平衡工作方式，也可通过 150*Vhm 对地绝缘电阻值。当母线的等效绝缘电阻小于其报警 监控设置为平衡方式， 可以及时监测正负母线同时绝 V= 150+Rx 门限时，立即发出母线绝缘下降告警，并启动从机 缘下降的情况。 设母线电压 Vhm＝240V， 要求 Rx 小于 25kΩ 时 EGU01 检测各支路漏电流完成支路巡检功能， 寻找接 告警， 则换算成压差 V 必须大于 205V， 设置压差告警 地支路。 （上接第三版） 注意更换新的直流配电单 点为 205V，当母线电压值上升时， 接地电阻告警门限 iii. 技术特点 单极开关换成双极直流开关，控制回路数量只 也上升， 反之下降。 a．实时监测母线总电压、正负母线对地电压、母 元后， 是原先交流回路的一半。 注意：在正负母线同时接地的情况下，本装置无 线对地绝缘电阻； 特别注明，双路开关控制通信设备输入电源 法准确判断接地情况， 不能正确告警。 b．压差超限告警和阻值超限告警两种运行模式 二、绝缘监测仪 - 交流法 可选。压差告警模式下， 母线对地电压不波动。阻值超 “负”极，对应于设备输入电源线的“L”端；电源“正” １、 原理 限告警模式下，可检测双端接地故障，母线对地平衡 端对应于设备输入电源线的“N”端。通信设备输入 电源线的 “地”端与系统保护地可靠连接。 交流法绝缘监测仪工作原理框图如下图所示。 桥电阻投切间隔可设置， 满足不同检测速度的需求。 2.5 插座改造 c.母线对地平衡桥电阻达 220KΩ, 母线电阻双端 分析： 投入， 母线对地电压波动小， 对直流系统影响小。 大部分服务器或路由器的电源接口使用的都是 d. 采用固态继电器作为平衡桥电阻投切开关， 运 见图 13。通常维护或安装调试过程中，存 行寿命远远超过使用机械继电器作为投切开关的机 交流插座， 在直接插拔插头的情况。交流电流由于存在过零点， 型。 一定负荷下（一般插座容量小于等于 15A），这种插 e. 提供 CAN 和 RS485 通信接口。 拔不会造成大的损伤。但在直流条件下， 特别是大负 f. 通过 CE 认证。 绝缘监测仪工作时分为常规检测和支路巡检。常 直接拔出烧损会很严重， 见图 14。 g. 拔插式结构，可带电更换， 5 秒内即可完成更 荷的直流电流， 规检测是在系统正常运行时实时监测正负母线的对 换。 地电压， 测算母线绝缘电阻值。在发生母线绝缘下降 1.2 直流型绝缘仪从机 时发出报警信号，点亮故障灯，并将故障标志上送监 i. 外观 控模块， 同时启动低频信号投向各支路。若支路有接 我司直流型绝缘从机外观如下图所示 (结构尺寸 地电阻，则穿套在该支路的互感器会感应出电流信 同主机)： 号，经过放大后进入 A/D 采样，计算出该支路的接地 阻抗， 再从中分离出阻性和容性电流即可得出该支路 的接地电阻值。 图 13 2、 交流法特点： a. 检测需要向直流母线注入共模低频交流信号； b. 接地电阻检测精度易受直流母线对地分布电 容和设备 Y 电容的影响； 系统各支路存在较大分布电 容时， 必须现场校正， 如果电容较大， 运行时易发生误 告警； 图 6 直流型绝缘监测仪从机 c.需要精确检测漏电流的幅度和相位，因此检测 ii. 检测原理 出故障点的时间较长。 我司直流型绝缘监测仪从机工作原理框图如下 三、 绝缘监测仪 - 直流法 图所示。 图 14 交流和直流条件下插拔插头对比 １、 原理 该类型绝缘监测仪常规检测部分原理和交流型类 IT 设备上使用的小开关，例如图上的拨动开 似，只是信号源采集部分的电流互感器改为直流漏电 关，也存在相同的问题。 流传感器， 并取消了注入交流低频信号。该类型传感器 现成的 IT 设备的拨动开关和插座不能改造，必 采用磁调制原理，将 mA 级直流漏电流转换为二次侧 须在操作规范中严格规定，不能直接插拔插头。 -5～5V 的电压信号。如图 3 所示， 传感器检测穿过回 另一个办法，是将插座和插头用绑扎的方法固 路正负极馈出线电流的差值。当没有发生接地时， 正负 定，防止意外插拔。 电流差值为零， 当某一回路的正极或负极发生接地时， 有测试表明，小电流下直流的直接插拔损伤不 则接地极对地的电阻电流增加， 该回路正、 负极流经传 大，但目前没有定量的测试，按经验，建议电流不超 感器部分的电流方向相反， 但数值有差异。传感器二次 过 1.0A， 但对接触面有烧蚀， 不能做频繁操作。 侧正好反映了这一差值，数据通过总线输入主机 图 7 直流型绝缘监测仪从机工作原理框图 改造过程中注意插座的极性定义，如下图 12 所 CPU， 经过处理后， 能显示接地回路号及接地电阻值。 绝缘监测仪主机 EDU01 检测到绝缘主机有绝缘 示： 下降时， 就启动 EGU01 进行支路巡检， 当正母线接地 时， EDU01 控制内部继电器 K- 闭合，此时正母线对 地电压计为 U+, K- 闭合后直流母线上 30KΩ 功率 电阻和接地电阻 R+， 以及电池组构成电流回路， 此电 流即为接地电阻漏电流， EGU01 控制直流漏电流传感 器 L 检测漏电流 I+, 接地电阻 R+ = U+/I+ ,只要 分别投入 K+ 和 K- 就可检测出每个支路正负母线对 地电阻。 iii. 技术特点 a. 采用主从结构， 每个从机可监测 24 个支路，满 图 3 直流法绝缘监测仪原理图 图 15 配置时可巡检 32×24 =768 条支路； ２、直流法特点： 欢迎投稿袁 稿酬从优 电话院0755-86010905 通常， 母线对地电阻估算方法如下。根据如下等 效电路： 图 10 母线对地电阻检测等效电路 如下方程成立：U+ / (R1∥RX)=U- / ( R2∥ RY)。 在 正 常 情 况 下 ， RX， RY 都 为 ∞， U+= U-=110V。假定正母线对地绝缘下降，则(R1∥RX) / R2= U+ / U-。假定正母线、 负母线同时对地绝缘 下降，则通过投切电阻 RS，形成不平衡电桥，联立方 程 U+ / {（Rs∥R1）∥RX}=U- / （R2∥RY）， U’ + /( R1∥RX)=U’ - / {（Rs∥R2）∥RY}，可以计算得 出正、 负母线对地电阻。 同时， 我司绝缘监测仪内平衡桥电阻和不平衡桥 接地电阻值都大于 200KΩ， 在检测过程中，母线电压 波动少， 对负载影响小。业界有些厂家为降成本及受 技术所限，选择交流信号源电压较高，对地参考电阻 值较小，造成母线电压波动较大，可能引起母线上负 载设备误动作； 另外，当支路接地电容较大时，会影响支路接地 电阻的检测精度。我司绝缘监测仪采用了电容自动补 偿技术解决这一问题。通过计算出的支路电容大小， 绝缘监测仪内部投入相应大小的一组电容，并通过 校正线让低频交流信号反方向穿过该支路的互感 器，以抵消支路原有接地电容的影响。 iv.技术特点 a. 采用主从结构，每个从机可监测 24 个支路， 满配置时可巡检 768 条支路； b．可监测一段或两段独立运行的直流母线，对 于母线电压等级无需额外设置； c．当支路电容较大时，具有自动电容补偿功能， 保证支路接地电阻检测的精度； d.各从机并行运行，系统检测速度不受从机个数 影响， 检测速度快； e．通过监控模块可以设置告警限，适应不同地 区的气候条件； f. 支路互感器是无源互感器，可靠性高。 插头电源极性测试： 每台设备上架后，必须逐台测试相应设备的输 入插头电源极性（ “L”为正， “N”为负），确保电源插 头极性正确后才能开机。对少数小功率通信设备， 内 部电源模块采用的是半波整流，如输入直流电源后 不能开机， 可能是设备制造厂安装时将设备内部“L” 与“N”接反，可将该分路开关输出线正、负对调，并 制作不同颜色的明显标识。 2.6 IT 设备电源开关改造 直流系统中，断开回路必须同时断开直流的正 负极，故原交流系统中的单极开关需要更换成双极 直流开关。 一般地，服务器都自带了电源开关。目前电源开 关主要分为干线机械开关（断开进线主回路）和电子 开关（通过电平驱动开关管）。 干线机械开关直接断开输入交流电，常见的拨 动开关就是此类， 原理如图所示。但是此类开关只能 用于断开交流电源，不能断开等效的直流电源。故在 应用直流电源后，对用于功率较大的服务器的机械 开关已经不能带电操作， 否则会烧毁。 干线机械开关 电子开关 图 16 改造方法有： 通过操作规定禁止使用，并对该设备单独从配 电单元中引出分路供电，设备分断使用配电单元的 开关。 电子开关因为是通过电平驱动开关管通断电源 回路，常见的电脑主机就是运用此原理。典型电路见 图 16 中软启动开关。对于运用此类开关的负载，可 以直接应用于直流电源， 不需要对开关进行改造。针 对电脑主机，已经做过此类验证。 多路电源切换设备： 同样， 内部采用继电器硬切换的不能继续使用， 采用电子开关软切换的经测试后可用。 三、 总结 以上针对数据机房高压直流改造的一些基本问 题进行了分析。具体制定改造方案时，要根据机房实 际情况， 科学制定方案，精心实施才能够保证机房改 造的顺利实施。 www.emersonnetworkpower.com.cn