通讯机房（数据信息中心）电源管理系统的设计与选型方案

赵斌 安科瑞电气股份有限公司，上海 嘉定 201801 1  概述    “节能减排”目前已成为衡量企业未来可持续发展的重要指标。随着电信、银行以及大型企业业务的扩展，庞大的数据中心所带来的管理维护费用和不断攀升的电费已成为企业主管的一大难题。电气隐患是如何产生的？电能是如何消耗的？本文介绍数据信息中心基于导轨式安装电力监控仪表的电源监控管理方案。该方案主要由触摸屏、单相或三相交流信号采集单元、互感器构成，能对数据中心电源进行实时采集与显示电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、谐波和电能。   2  电源管理系统宜选导轨式安装电力监控仪表     安科瑞导轨式安装电力监控仪表采用DIN35mm导轨式安装结构、LCD显示，测量电能及其它电参量，可进行时钟、费率时段等参数设置，并具有电能脉冲输出功能；可用RS485通讯接口与上位机实现数据交换。 该类型表具有体积小巧、精度高、可靠性好、安装方便等优点，性能指标符合国标GB/T 17215、GB/T 17883和电力行业标准DL/T614对电能表的各项技术要求，适用于政府机关和大型公建中对电能的分项计量，也可用于企事业单位作电能管理考核。   3  通讯机房（数据信息中心）电源管理系统表计的选型方案 应用场合   型号 主要功能 电源进线 DTSD1352-H （ADL-3000EH） 测量相电压、线电压、电流、有功功率（分相与合相）、无功功率（分相与合相）、视在功率（分相与合相）、功率因数（分相与合相）等；四象限电能计量；总谐波含量测量 大电流三相分支回路 DTSD1352 （ADL-3000E） 一次输入0-80A，测量相电压、线电压、电流、有功功率（分相与合相）、无功功率（分相与合相）、视在功率（分相与合相）、功率因数（分相与合相）等；四象限电能计量 小电流三相分支回路或单相分支回路 ADL-300E 二次输入0-50mA,测量相电压、线电压、电流、有功功率（分相与合相）、无功功率（分相与合相）、视在功率（分相与合相）、功率因数（分相与合相）、有功电能及无功电能 AMC16-3E3 9路单相（3路三相）I、U、P、Q、F测量；有功电能计量；18DI+1DO、RS485通讯接口、Modbus协议 AMC16-1E9 开关量采集 ARTU-K32 32路开关量采集、SOE事件记录、RS485通讯接口、Modbus协议   4  通讯机房（数据信息中心）电源管理系统 4.1 电源监控配电方案     典型一次图见图1，由DTSD1352-H、DTSD1352、ADL-300E监控仪表及TPC7062KS触摸屏组成电力监控系统。   图1 电源监控一次配电图               4.2 组网结构图     系统采用三层网络分布式结构，子站直接由人机界面TPC7062KS屏进行监控、采集现场仪表，见图2。

图2 电源监控组网结构图   4.3 电源进线监控     电源进线监控由显示触摸屏与DTSD1352-H组成。 4.3.1 触摸屏     触摸屏采用昆仑通态7英寸屏，型号为TPC7062KS，工作电源DC24V/30W，主要性能特点有，具有两个可同时使用的串行口，用于多台仪表通讯，可读取所有仪表采集得到的数据，并能在线设置仪表的变比。触摸屏采集得到的数据可通过RS232接口，以Modbus-RTU协议转发给其它设备（如计算机），若需采用RS485传输，需另行加配RS485-RS232转换器。 触摸屏主要实现的功能是及时将各个仪表采集到的数据动态显示到人机交互界面，在需要报警的时候进行报警或报警数据存储上传，以及实时、历史报警显示等。所能存储的报警记录大于20000条。     主要检测数据对象有母线电流、电压、功率、电能、母线谐波数据，各个支路电压、电流、功率、电能，及各个支路的分合状态。显示以数字显示、折线图、条形图为主，见图3。  

 

图3 监控系统界面       触摸屏安装为嵌入式，触摸屏面框尺寸226.5×163mm，开孔尺寸215×152mm。     触摸屏也可选配其它厂家具有相同性能的产品。 4.3.2 母线电参数检测仪表——DTSD1352-H     仪表不需要工作电源，功耗≤3W；电压信号输入，220V/380V 50Hz；电流信号输入，不大于63A时直接输入，63A以上二次输入0~5A。主要功能有测量常规的三相交流电量，如相电压、线电压、电流、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数等，其中功率与功率因数可同时检测分相与三相总的参量；电能有四象限电能，包括吸收有功电能，释放有功电能，感性无功电能，容性无功电能；以及测量电压、电流总谐波含量，用户可以方便的对供电电网质量进行分析。     二次原理见图4，DTSD1352-H在电流不大于63A时可直接接入，不需要经过电流互感器，大于63A时采用二次输入0-5A。安装结构为DIN35mm导轨，见图5。                                                              

图4 DTSD1352-H二次原理图  

图5 DTSD1352-H仪表外形及尺寸   4.4 支路监控     支路监控有2种监控方案。 4.4.1 大电流分支回路监控仪表DTSD1352     该仪表主要监测电流大于63A的回路。仪表不需要工作电源，功耗≤2W；电压信号输入，0~300V/50Hz；电流信号输入，一次电流80A以下直接输入，80A以上二次输入0~5A。主要功能有测量常规的三相交流电量，如相电压、线电压、电流、有功功率（分相与合相）、无功功率（分相与合相）、视在功率（分相与合相）、功率因数（分相与合相）等；电能有四象限电能，包括吸收有功电能，释放有功电能，感性无功电能，容性无功电能；该仪表可用于1个三相回路中也可用于3个独立的单相回路。     二次原理同DTSD1352-H，见图4。安装结构为DIN35mm导轨，见图6。  

图6 DTSD1352仪表外形及尺寸   4.4.2 小电流分支回路监控仪表­ ADL-300E     该仪表主要监测电流小于63A的回路。仪表工作电源，AC85~265V，功耗≤2W；电压信号输入，220V/380V 50Hz；电流信号输入，二次输入0~50mA。主要功能有测量常规的三相交流电量，如相电压、线电压、电流、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数，其中功率与功率因数可同时检测分相与三相总的参量；电能计量包括有功电能及无功电能；该仪表可用于三相回路中也可用于3个独立的单相回路。     用于三相回路的二次原理见图7，ADL-300E支持0.05A电流信号接入，电流互感器二次侧不允许接地。  

图7 ADL-300E用于三相回路二次原理图        用于3个独立的单相回路二次原理见图8，ADL-300E支持0.05A电流信号接入，电流互感器二次侧不允许接地。安装结构为DIN35mm导轨，见图9。  

图8 ADL-300E用于3个独立的单相回路二次原理图  

图9 ADL-300E仪表外形及尺寸   6 系统报价  单位：元（RMB） 名称 型号 单位 面价 备注 监控主机 IPC610H/PIV2.8G/1G/120G/166x DVD/KB+MS/D-Link530+外设 台 8500 均可用户自备，以当时市场价格为准，该报价仅供参考 显示器 三星19寸液晶显示器 台 3000 三星22寸液晶显示器 台 3800 打印机 HP LaserJet 1020 A4 台 2500 EPSON-LQ1600KIIIH A3 台 4000 UPS电源 山特C1KS 台 5000 山特C2KS 台 6500 通讯线缆 五类线 米 4.6 屏蔽双绞线RVVP 2×1.0 米 5.6 光纤（多模） 米 6.6 通讯机柜 1200×600×600 面 3000 2200×600×600 面 5000 光电转换 HTB-1000 只 750 远距离传输 终端盒 只 60 尾纤 面 50 耦合器 面 50 熔接点 个 50 通讯转换 扩展卡ACRNET-PCI/4 块 3000 扩展卡 串口服务器ACRNET-PORT（2口） 只 3000 串口服务器 串口服务器ACRNET-PORT（4口） 只 5500 通讯前置机ACRNET-UC02（2口） 只 4000 通讯前置机 通讯前置机ACRNET-UC04（4口） 只 6000 通讯前置机ACRNET-UC08（8口） 只 11500 通讯管理机ACRHMI 台 30000 人机界面 组网设备 网络交换机EDS-208 台 3000 局域组网 网络交换机EDS-408 台 8500 监控软件 Acrel监控组态软件 系统组态软件 图形组态软件 电能管理软件 数据库软件 套 3万 设备数量1～10 4万 设备数量11～20 6万 设备数量21～40 8万 设备数量41～80 10万元以上 设备数量80以上 双机版   套   单机价格×1.5 数据转发 每+1用户 套 3000   Web发布 每+1用户（总用户数≤5） 套 5000   电力仪表 DTSD1352-H 台 2950   DTSD1352 台 2050   ADL-300E 台 1200   AMC16-3E3 台 3250   AMC16-1E9 台 3250   ARTU-K32 台 3200   注：电力仪表和导轨式安装电表可按上述报价的70%优惠供应。   7 结束语       随着信息时代的来临，各类数据信息中心的建设进一步加快，对数据的安全防护也需要进一步加强和完善，希望通过一定数量的数据中心的建设和运营管理，能为其数据信息电源安全设计提供更多的有效经验。该系统先后在中国银行信息大楼、中国移动东北三省通讯基站改造、吉林联通、中国邮政总局机房改造等项目中应用，为数据中心电源安全、绿色运行提供了保障。   作者简介：     赵斌，研究方向为能源管理系统、变配电智能监控技术  Tel:021-69158305 13917437076 Fax: 021-69158302 Email:acrelsh@126.com