数据中心配电系统的制作方法

1.本公开涉及供电或配电的装置或系统技术领域，尤其涉及数据中心配电系统。


背景技术：

2.目前的数据中心配电系统，采用2n配电+集中柴发并机架构。其中，供电电源包括2路市电电源以及2路柴油发电机电源。其中，2路市电电源来自不同的上级电源，2路柴油发电机电源来自同一段柴发并机系统。柴发并机系统由多组柴油发电机组以及油机并机柜组成。
3.上述配电系统中，柴发并机系统结构复杂，控制逻辑复杂，难以维护；且柴发并机系统和并机母线存在单点故障风险。


技术实现要素：

4.本公开提供了一种数据中心配电系统，包括：
5.市电供电设备，包括至少一路市电电源输入；
6.一级中压配电系统，用于将每路市电电源输入配置为多路电源输出，所述多路电源输出中至少有一路电源输出至二级中压配电系统；
7.二级中压配电系统，所述二级中压配电系统包括至少一个二级中压配电单元，所述二级中压配电单元接入所述一级中压配电系统的电源输出以及一组柴油发电机组的电源输出；
8.低压配电系统，接入所述二级中压配电系统中所述二级中压配电单元的电源输出，为数据中心的负载设备供电。
9.根据本公开实施例的数据中心配电系统，还可以具有如下附加的技术特征：
10.在本公开实施例中，所述一级中压配电系统包括至少一个一级中压配电单元；
11.所述一级中压配电单元的数量与所述市电电源输入的路数相同，且所述一级中压配电单元与所述市电电源输入一一对应，用于将对应的一路市电电源输入配置为多路电源输出。
12.在本公开实施例中，所述一级中压配电单元包括多个一级中压配电柜；
13.所述一级中压配电柜中设置有断路器，通过所述断路器以及母线与所述一级中压配电单元中的其他一级中压配电柜连接，所述断路器可导通或断开。
14.在本公开实施例中，所述二级中压配电单元分别接入所述一级中压配电系统中各个一级中压配电单元的电源输出。
15.在本公开实施例中，所述二级中压配电单元包括多个二级中压配电柜；
16.所述二级中压配电柜中设置有断路器，通过所述断路器以及母线与所述二级中压配电单元中的其他二级中压配电柜连接，所述断路器可导通或断开。
17.在本公开实施例中，所述低压配电系统包括至少一个低压配电单元；
18.所述低压配电单元的数量与所述二级中压配电系统中二级中压配电单元的数量
相同，且所述低压配电单元与所述二级中压配电单元一一对应；
19.所述低压配电单元，接入对应的二级中压配电单元的电源输出。
20.在本公开实施例中，所述低压配电单元，通过变压器接入对应的二级中压配电单元。
21.在本公开实施例中，所述低压配电单元包括多个低压配电柜；
22.所述低压配电柜中设置有断路器，通过所述断路器以及母线与所述低压配电单元中的其他低压配电柜连接，所述断路器可导通或断开。
23.在本公开实施例中，所述二级中压配电系统还包括一个二级备用中压配电单元；
24.所述二级备用中压配电单元接入所述一级中压配电系统的电源输出以及一组柴油发电机组的电源输出；
25.所述低压配电系统中的至少一个低压配电单元分别接入所述二级备用中压配电单元的电源输出。
26.在本公开实施例中，所述数据中心配电系统还包括：可编程逻辑控制器plc，用于结合所述数据中心配电系统中各个采集点的电压和/或电流，对所述数据中心配电系统中的断路器进行控制。
27.本公开提供的数据中心配电系统，二级中压配电系统中每个二级中压配电单元接入一级中压配电系统的电源输出以及一组柴油发电机组的电源输出；低压配电系统，接入二级中压配电系统中二级中压配电单元的电源输出，为数据中心的负载设备供电；从而通过设置两级中压配电系统，且为每个二级中压配电单元接入单独的一组柴油发电机组的电源输出，使得数据中心配电系统的控制逻辑简单，容易维护，且避免了单点故障风险。
28.应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本公开的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
29.附图用于更好地理解本方案，不构成对本公开的限定。其中：
30.图1为相关技术中数据中心配电系统的结构示意图；
31.图2为根据本公开提供的一种数据中心配电系统的结构示意图；
32.图3为本公开实施例提出的另一种数据中心配电系统的结构示意图。
具体实施方式
33.以下结合附图对本公开的示范性实施例做出说明，其中包括本公开实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本公开的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。
34.相关技术中，数据中心配电系统采用2n配电+集中柴发并机架构。其中，供电电源包括2路市电电源以及2路柴油发电机电源。其中，2路市电电源来自不同的上级电源，2路柴油发电机电源来自同一段柴发并机系统。柴发并机系统由多组柴油发电机组以及油机并机柜组成。如图1所示，为相关技术中数据中心配电系统的结构示意图。在图1中，数据中心配电系统100，包括柴油发电机组101、市电电源102、油机并机柜103、高压配电柜104、低压配
电柜105和负载106。
35.在图1中，柴油多电机组101的数量为n个，为g1至gn。市电电源102有两路，分别为a路10kv市电和b路10kv市电。高压配电柜104有两个，分别为a路高压配电柜和b路高压配电柜。低压配电柜105有两个，分别为a1路低压配电柜和b1路低压配电柜。负载106例如不间断电源(uninterruptible power supply，ups)和空调。其中，1路市电电源和油机并机柜输出的1路柴油发电机电源输出至a路高压配电柜；另1路市电电源和油机并机柜输出的另1路柴油发电机电源输出至b路高压配电柜。
36.其中，不间断电源ups是能够提供持续、稳定、不间断的电源供应的重要外部设备，可以在市电出现异常时，有效地净化市电。
37.上述数据中心配电系统中，柴发并机系统结构复杂，控制逻辑复杂，难以维护；且柴发并机系统和并机母线存在单点故障风险。
38.针对上述问题，本公开提出了一种数据中心配电系统。
39.图2为根据本公开提供的一种数据中心配电系统的结构示意图。如图2所示，该数据中心配电系统200包括：市供电设备201，包括至少一路市电电源输入；一级中压配电系统202，用于将每路市电电源输入配置为多路电源输出，多路电源输出中至少有一路电源输出至二级中压配电系统203；二级中压配电系统203包括至少一个二级中压配电单元204，二级中压配电单元204接入一级中压配电系统202的电源输出以及一组柴油发电机组206的电源输出；低压配电系统205，接入所述二级中压配电系统203中所述二级中压配电单元204的电源输出，为数据中心的负载设备供电。
40.在本公开实施例中，至少一路市电电源可以来自不同的上级电源。市电电源的路数可以根据实际需要进行设定。例如，市电电源可以有2路，即a路10kv市电和b路10kv市电，a路10kv市电来自于一个发电厂，b路10kv市电来自于另一个发电厂。
41.在本公开实施例中，一级中压配电系统202包括至少一个一级中压配电单元，一级中压配电单元的数量与市电电源输入的路数相同，且一级中压配电单元与市电电源输入一一对应，用于将对应的一路市电电源输入配置为多路电源输出。
42.其中，一级中压配电单元与市电电源输入一一对应，则在某个一级中压配电单元的输出出现问题时，可以通过检测该一级中压配电单元以及对应的市电电源，确定故障点进行维护，降低维护难度。若一级中压配电单元与市电电源输入没有一一对应，例如，一个一级中压配电单元对应多个市电电源，则在该一级中压配电单元的输出出现问题时，需要检测多个市电电源以及该一级中压配电单元，进而确定故障点进行维护，需要检测的对象过多，维度难度大。
43.在一种示例中，一级中压配电单元可以包括多个一级中压配电柜，一级中压配电柜中设置有断路器，通过断路器以及母线与一级中压配电单元中的其他一级中压配电柜连接，断路器可导通或断开。
44.其中，一个一级中压配电柜故障时，可以对该一级中压配电柜的断路器进行断开处理，选择一个其他一级中压配电柜进行断路器导通处理，确保一级中压配电单元的功能。且各个一级中压配电柜分别通过断路器与母线连接，其中一个一级中压配电柜故障，不影响其他一级中压配电柜的正常运行。
45.需要说明的是，断路器是一种开关装置，能够关合、承载和开断正常回路条件下的
电流并能在规定的时间内关合、承载和开断异常回路条件下的电流。断路器按其使用范围分为高压断路器与低压断路器，一般将3kv以上的称为高压电器。断路器可用来分配电能，不频繁地启动异步电动机，对电源线路及电动机等实行保护，当电源线路及电动机发生严重的过载或者短路及欠压等故障时能自动切断电路。
46.在本公开实施例中，二级中压配电系统203可以包括至少一个二级中压配电单元204，每个二级中压配电单元204接入一级中压配电系统202的电源输出以及一组柴油发电机组206的电源输出。其中，二级中压配电单元204与一级中压配电系统202的电源输出之间的电路上设置有断路器，二级中压配电单元204与一组柴油发电机组206的电源输出之间的电路上设置有断路器，一路市电故障时，可以控制该路市电电路上的断路器断开，另一路市电电路上的断路器导通。两路市电均故障时，可以控制该两路市电电路上的断路器均断开，柴油发电机组的电源输出的电路上的断路器导通。
47.在一种示例中，二级中压配电单元204可以包括多个二级中压配电柜，二级中压配电柜中设置有断路器，通过断路器以及母线与二级中压配电单元中的其他二级中压配电柜连接，断路器可导通或断开。
48.其中，一个二级中压配电柜故障时，可以对该二级中压配电柜的断路器进行断开处理，选择一个其他二级中压配电柜进行断路器导通处理，确保二级中压配电单元的功能。且各个二级中压配电柜分别通过断路器与母线连接，其中一个二级中压配电柜故障，不影响其他二级中压配电柜的正常运行。
49.在本公开实施例中，二级中压配电系统203还包括一个二级备用中压配电单元，二级备用中压配电单元接入一级中压配电系统202的电源输出以及一组柴油发电机组的电源输出206，低压配电系统205中的至少一个低压配电单元分别接入二级备用中压配电单元的电源输出。
50.需要说明的是，当某个二级中压配电单元出现故障时，可以将该二级中压配电单元对应的低压配电单元与该二级中压配电单元之间电路上的断路器断开，将该低压配电单元与二级备用中压配电单元之间电路上的断路器导通，确保该低压配电单元的负载能够正常工作。
51.在本公开实施例中，低压配电系统205包括至少一个低压配电单元，低压配电单元的数量与二级中压配电系统203中二级中压配电单元204的数量相同，且低压配电单元与二级中压配电单元204一一对应。低压配电单元，接入对应的二级中压配电单元204的电源输出。
52.其中，低压配电单元与二级中压配电单元204一一对应，则在某个低压配电单元的输出出现问题时，可以通过检测该低压配电单元、该低压配电单元对应的二级中压配电单元204、该二级中压配电单元对应的一级中压配电单元、该一级中压配电单元对应的市电电源，确定故障点并进行维护，降低维护难度。若低压配电单元与二级中压配电单元204没有一一对应，例如，一个低压配电单元对应多个二级中压配电单元204，则在该低压配电单元的输出出现问题时，需要检查多个二级中压配电单元204、多个一级中压配电单元、多个市电电源，进而确定故障点进行维护，需要检测的对象过多，维护难度大。
53.在本公开实施例中，低压配电单元，可以通过变压器接入对应的二级中压配电单元204。基于低压配电单元与二级中压配电单元204之间的一一对应对应，低压配电单元与
二级中压配电单元204之间的变压器的功率基本上是固定的，不会存在某个低压配电单元故障导致变压器功率发生较大变化的情况，因此，为了提高变压器的利用率，降低变压器的耗损，可以将变压器的功率设计为预设功率范围内的功率。其中，当变压器的功率为预设功率范围内的功率时，变压器耗损较小。
54.在一种示例中，低压配电单元可以包括多个低压配电柜，低压配电柜中设置有断路器，通过断路器以及母线与低压配电单元中的其他低压配电柜连接，断路器可导通或断开。
55.其中，一个低压配电柜故障时，可以对该低压配电柜的断路器进行断开处理，选择一个其他低压配电柜进行断路器导通处理，确保低压配电单元的功能。且各个低压配电柜分别通过断路器与母线连接，其中一个低压配电柜故障，不影响其他低压配电柜的正常运行，该低压配电柜中的断路器断开，其他低压配电柜中的断路器闭合。
56.在本公开实施例中，数据中心配电系统还包括：可编程逻辑控制器plc，用于结合所述数据中心配电系统中各个采集点的电压和/或电流，对数据中心配电系统中的断路器进行控制。
57.在本公开实施例中，数据中心配电系统中，通过设置两级中压配电系统，且为每个二级中压配电单元接入单独的一组柴油发电机组的电源输出，使得数据中心配电系统的控制逻辑简单，容易维护，且避免了单点故障风险。
58.举例说明，图3为本公开实施例提出的另一种数据中心配电系统的结构示意图，如图3所示，数据中心配电系统300包括两路市电电源301、两个一级中压配电单元302、六个二级中压配电单元303以及一个二级备用中压配电单元306、六个低压配电单元304；其中，每个二级中压配电单元303单独接入有一组柴油发电机组305；二级中压配电单元303与低压配电单元304一一对应，且之间通过变压器307连接。
59.其中，二级备用中压配电单元303接入一级中压配电系统的电源输出以及一组柴油发电机组305的电源输出；低压配电系统中的至少一个低压配电单元304分别接入二级备用中压配电单元306的电源输出。
60.需要说明的是，当某个二级中压配电单元出现故障时，可以将该二级中压配电单元对应的低压配电单元与该二级中压配电单元之间电路上的断路器断开，将该低压配电单元与二级备用中压配电单元之间电路上的断路器导通，确保该低压配电单元的负载能够正常工作。
61.本公开实施例中，数据中心配电系统还可以包括：可编程逻辑控制器plc，用于结合数据中心配电系统中各个采集点的电压和/或电流，对数据中心配电系统中的断路器进行控制。
62.本技术实施例中，设置有两级中压配电系统，分别为一级中压配电系统和二级中压配电系统，一级中压配电系统包括多个一级中压配电单元；二级中压配电系统包括多个二级中压配电单元。通过两级中压配电系统的设置，使得中压配电系统与电源之间的控制逻辑简单，容易维护。低压配电单元的数量与二级中压配电单元的数量相同，且低压配电单元与二级中压配电单元一一对应，使得低压配电系统与二级中压配电系统之间的控制逻辑简单，容易维护，且一个二级中压配电单元和一个低压配电单元之间通过一个变压器连接的设置，使得变压器的功率不会因为部分低压二级中压配电单元的故障发生较大波动，使
得变压器的功率比较稳定，能够稳定在预设功率范围内，从而降低变压器损耗。
63.本公开的技术方案中，所涉及的用户个人信息的收集、存储、使用、加工、传输、提供和公开等处理，均在征得用户同意的前提下进行，并且均符合相关法律法规的规定，且不违背公序良俗。
64.上述具体实施方式，并不构成对本公开保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本公开的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本公开保护范围之内。