CN106505427A - 数据中心高度集成高压直流电源柜 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种数据中心高度集成高压直流电源柜，属于数据中心电源柜领域，要解决的技术问题为电源柜布局分散、占用空间大；其结构包括柜体以及装配在柜体内的避雷器、双线断路器、双电源切换开关、交流配电单元、HVDC单元、直流配电单元、电池和多个接线端子排，双线断路器、避雷器、双电源切换开关、直流配电单元和交流配电单元均装配于柜体内的上部，HVDC单元和电池装配于柜体内的下部。该电源柜实现了供电、交流配电、直流配电和高压直流输电，占据空间少，制造成本低。

Description

数据中心高度集成高压直流电源柜
技术领域
本发明涉及数据中心电源柜领域，具体地说是一种数据中心高度集成高压直流电源柜。
背景技术
随着电子信息行业的飞速发展，数据中心的发展也进入到一个新的阶段。标准化和模块化的微模块数据中心（MDC）和集装箱数据中心（CDC）成为数据中心发展趋势。供配电系统是数据中心内部配置的重要组成部分。普通MDC及CDC数据中心的供电系统，一般由进线柜、交直流配电柜、HVDC高压直流柜及电池柜组成，布局分散，空间占用大，操作不方便。
如何通过将电源柜内进线柜、交直流配电柜、HVDCHVDC高压直流柜以及电池柜四者结合，以降低空间占用率，是需要解决的技术问题。
发明内容
发明的技术任务是提供一种数据中心高度集成高压直流电源柜，来解决电源柜布局分散、占用空间大的问题。
本发明的技术任务是按以下方式实现的：
数据中心高度集成高压直流电源柜，包括柜体以及装配在柜体内的避雷器、双线断路器、双电源切换开关、交流配电单元、HVDC单元、直流配电单元、电池和多个接线端子排，双线断路器、双电源切换开关、交流配电单元、HVDC单元和直流配电单元依次连接，避雷器共两个，两个避雷器并联连接在双线断路器的输入端，电池连接在HVDC单元的输出端并与直流配电单元并联连接，直流配电单元和交流配电单元的输出端上均并联连接有多个接线端子排；双线断路器、避雷器、双电源切换开关、直流配电单元和交流配电单元均装配于柜体内的上部，HVDC单元和电池装配于柜体内的下部。市电供电、交流配电、高压直流传输、直流配电以及电池蓄电均合成在一个柜体内，节省了占用空间。
进一步地，交流配电单元包括多个并联的HVDC输入开关和多个并联的交流馈线开关，上述每个HVDC输入开关以及每个交流馈线开关均连接在双电源切换开关的输出端，每个交流馈线开关的输出端上均连接有接线端子排； HVDC单元包括多个可插拔的整流模块，每个HVDC输入开关的输出端上连接有一个整流模块，电池和直流配电单元并联连接在上述多个并联的整流模块输出端。
进一步地，直流配电单元包括多个并联的直流馈线开关，每个直流馈线开关均连接在上述多个并联的整流模块的输出端，每个直流馈线开关的输出端上均连接有接线端子排。
进一步地，双线断路器位于双电源切换开关的上方，多个HVDC输入开关呈行排布在双电源切换开关的下方，两个避雷器并排位于双电源切换开关和上述多个HVDC输入开关之间，双线断路器的上方还装配有人机交互显示屏，人机交互显示屏、双线断路器、双电源切换开关、每个HVDC输入开关以及每个避雷器均位于柜体内的前部。
进一步地，上述多个整流模块由下至下装配在柜体内的下部。
进一步地，每个直流馈线开关、每个交流馈线开关以及每个接线端子均装配在柜体内的后部，多个直流馈线开关呈行排布，多个交流馈线呈行排布在上述直流馈线开关的下方。
进一步地，每个HVDC输入开关均为占据空间为3P、额定工作电流为40A的微型断路器。
进一步地，上述多个直流馈线开关包括占据空间为2P、额定工作电流为32A的微型断路器以及占据空间为2P、额定工作电流为10A的微型断路器。
进一步地，多个交流馈线开关包括占据空间为1P、额定工作电流为16A的微型断路器以及占据空间为3P、额定工作电流为32A的微型断路器，还包括占据空间为1P、额定工作电流为32A的微型断路器。
进一步地，双线断路器为额定工作电流为400A的双线断路器，双电源切换开关为额定工作电流为400A、保护级别为PC级或CB级的双电源切换开关，整流模块为额定工作功率为15KW的HVDC整流模块，避雷器为四极避雷器；电池与上述多个并联的整流模块的输出端之间连接有额定工作电流为800A的电池熔断器。
本发明的数据中心高度集成高压直流电源柜具有以下优点：
1、本发明实现了将数据中心的进线柜、交流直流配电柜以及HVDC柜三者合一，克服了布局分散、空间空间占用大、操作不便的问题，具有功率密度高、 制造成本低、布局紧凑、降低了空间占用率的优点；
2、本发明节省了柜体、连接线材及相关施工等费用，节省了成本；
3、本发明可与其他列头柜配合，提供提供新的更灵活可靠的架构模式；
4、本发明整流模块为模块化、可插拔的高频功率器件，具有维护方便、可靠性高的优点。
附图说明
下面结合附图对本发明进一步说明。
附图1为数据中心高度集成高压直流电源柜的前视图；
附图2为数据中心高度集成高压直流电源柜的后视图；
附图3为数据中心高度集成高压直流电源柜的内部结构示意图；
附图4为数据中心高度集成高压直流电源柜的电连接框图；
图中：1、柜体，2、人机交互显示屏，3、双线断路器，4、双电源切换开关，5、避雷器，6、HVDC输入开关，7、整流模块，8、直流馈线开关，9、交流馈线开关，10、接线端子排，11、电池熔断器，12、电池，13、交流配电单元，14、HVDC单元，15、直流配电单元。
具体实施方式
参照说明书附图和具体实施例对本发明的数据中心高度集成高压直流电源柜作以下详细地说明。
实施例：
如附图1-4所示，本发明的数据中心高度集成高压直流电源柜, 包括柜体1以及装配在柜体1内的避雷器5、双线断路器3、双电源切换开关4、交流配电单元13、HVDC单元14、直流配电单元15、电池12和多个接线端子排10，双线断路器3、双电源切换开关4、交流配电单元13、HVDC单元14和直流配电单元15依次连接，避雷器5共两个，两个避雷器5并联连接在双线断路器3的输入端，电池12连接在HVDC单元14的输出端并与直流配电单元15并联连接，直流配电单元15和交流配电单元13的输出端上均并联连接有多个接线端子排10；双线断路器3、避雷器5、双电源切换开关4、直流配电单元15和交流配电单元13均装配于柜体1内的上部，HVDC单元14和电池12装配于柜体1内的下部。
其中，双线断路器3为额定工作电流为400A的双线断路器3，双电源切换开关4为额定工作电流为400A、保护级别为PC级或CB级的双电源切换开关4，能够接入双路市电电源，两个避雷器5均为四极的避雷器5，上述避雷器5、双线断路器3以及双电源切换开关4配合，能够提供双路市电电源，双电源切换开关4用于在两路市电电源之间的切换选择。
交流配电单元13包括十个并联连接的HVDC输入开关6和三十二个并联连接的交流馈线开关9，上述 HVDC输入开关6和交流馈线开关9均并联连接在双电源切换开关4的输出端，每个交流馈线开关9的输出端上均连接有接线端子排10，每个接线端子排10上可连接空调或IT设备，即交流配电单元13中输出电源可为空调或IT设备提供交流电源。每个HVDC输入开关6均为占据空间为3P、额定工作电流为40A的微型断路器，十个上述HVDC输入开关6设置在柜体1内的上部并位于柜体1内的前部。
HVDC单元14包括十个额定工作功率均为15KW的高功率的整流模块7，每个整流模块7均为可插拔的整流模块，电池12和直流配电单元15并联连接在上述十个并联的HVDC功率器件的输出端，电池12与上述十个并联的HVDC单元14之间连接有额定工作电流为800A的电池熔断器11。上述十个整流模块7由下至下排布在柜体1内的下部，占据的空间最大为20U。
直流配电单元15包括二十四个并联的直流馈线开关8，每个直流馈线开关8均连接在上述十个并联的HVDC功率器件的输出端，每个直流馈线开关8的输出端上均连接有接线端子排10，接线端子上连接IT设备，为该IT设备提供直流电源。二十四个直流馈线开中，二十一个直流馈线开关8为占据空间为2P、额定工作电流为32A的微型断路器，三个直流馈线开关8为占据空间为2P、额定工作电流为10A的微型断路器。
上述三十二个交流馈线开关9中，四个交流馈线开关9为占据空间为1P、额定工作电流为16A的微型断路器，七个交流馈线开关9为占据空间为3P、额定工作电流为32A的微型断路器，二十一个交流馈线开关9为占据空间为1P、额定工作电流为32A的微型断路器，三十二个交流馈线开关9呈两行装配在柜体1内的后部。
上述二十四个直流馈线开关8呈两行排布在柜体1内的上部，上述多个交流馈线开关9呈两行排布在柜体1内的后部，并位于交流馈线开关9上方。
每个接线端子排10均装配与柜体1内的后部，并位于与其相应的交流馈线开关9处或位于与其相应的直流馈线开关8处，接线端子排10上可连接空调或IT设备或作为备用。
柜体1的前部上还装配有人机交互显示屏2，人机交互显示屏2位于双线断路器3的上方，人机交互显示屏2能够实现用于对电源柜内交流配电、直流配电、高压直流输电等工作状态的监控。
本发明数据中心高度集成高压直流电源柜结合配电产品、HVDC产品的性能参数和特性、遵循国家标准及相关规范制造，柜体1下部空间用于高压直流输电，上部空间用于配电，配电部分前后布置，整个柜体1前、后、侧三面维护；HVDC单元14选择模块化、高功率的整流模块7，可快速插拔拆卸更换，能够满足数据中心的产品需求，为数据中心提供直流供电和交流供电。
通过上面具体实施方式，所述技术领域的技术人员可容易的实现本发明。但是应当理解，本发明并不限于上述公开的具体实施方式。在公开的实施方式的基础上，所述技术领域的技术人员可任意组合不同的技术特征，从而实现不同的技术方案。
除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。

Claims (10)

1.数据中心高度集成高压直流电源柜，其特征在于包括柜体以及装配在柜体内的避雷器、双线断路器、双电源切换开关、交流配电单元、HVDC单元、直流配电单元、电池和多个接线端子排，双线断路器、双电源切换开关、交流配电单元、HVDC单元和直流配电单元依次连接，避雷器共两个，两个避雷器并联连接在双线断路器的输入端，电池连接在HVDC单元的输出端并与直流配电单元并联连接，直流配电单元和交流配电单元的输出端上均并联连接有多个接线端子排；
双线断路器、避雷器、双电源切换开关、直流配电单元和交流配电单元均装配于柜体内的上部，HVDC单元和电池装配于柜体内的下部。
2.根据权利要求1所述的数据中心高度集成高压直流电源柜，其特征在于交流配电单元包括多个并联的HVDC输入开关和多个并联的交流馈线开关，上述每个HVDC输入开关以及每个交流馈线开关均连接在双电源切换开关的输出端，每个交流馈线开关的输出端上均连接有接线端子排；
HVDC单元包括多个可插拔的整流模块，每个HVDC输入开关的输出端上连接有一个整流模块，电池和直流配电单元并联连接在上述多个并联的整流模块输出端。
3.根据权利要求2所述的数据中心高度集成高压直流电源柜，其特征在于直流配电单元包括多个并联的直流馈线开关，每个直流馈线开关均连接在上述多个并联的整流模块的输出端，每个直流馈线开关的输出端上均连接有接线端子排。
4.根据权利要求3所述的数据中心高度集成高压直流电源柜，其特征在于双线断路器位于双电源切换开关的上方，多个HVDC输入开关呈行排布在双电源切换开关的下方，两个避雷器并排位于双电源切换开关和上述多个HVDC输入开关之间，双线断路器的上方还装配有人机交互显示屏，人机交互显示屏、双线断路器、双电源切换开关、每个HVDC输入开关以及每个避雷器均位于柜体内的前部。
5.根据权利要求2、3或4所述的数据中心高度集成高压直流电源柜，其特征在于上述多个整流模块由下至下装配在柜体内的下部。
6.根据权利要求5所述的数据中心高度集成高压直流电源柜，其特征在于每个直流馈线开关、每个交流馈线开关以及每个接线端子均装配在柜体内的后部，多个直流馈线开关呈行排布，多个交流馈线呈行排布在上述直流馈线开关的下方。
7.根据权利要求6所述的数据中心高度集成高压直流电源柜，其特征在于每个HVDC输入开关均为占据空间为3P、额定工作电流为40A的微型断路器。
8.根据权利要求6所述的数据中心高度集成高压直流电源柜，其特征在于上述多个直流馈线开关包括占据空间为2P、额定工作电流为32A的微型断路器以及占据空间为2P、额定工作电流为10A的微型断路器。
9.根据权利要求6所述的数据中心高度集成高压直流电源柜，其特征在于多个交流馈线开关包括占据空间为1P、额定工作电流为16A的微型断路器以及占据空间为3P、额定工作电流为32A的微型断路器，还包括占据空间为1P、额定工作电流为32A的微型断路器。
10.根据权利要求3所述的数据中心高度集成高压直流电源柜，其特征在于双线断路器为额定工作电流为400A的双线断路器，双电源切换开关为额定工作电流为400A、保护级别为PC级或CB级的双电源切换开关，整流模块为额定工作功率为15KW的HVDC整流模块，避雷器为四极避雷器；电池与上述多个并联的整流模块的输出端之间连接有额定工作电流为800A的电池熔断器。
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