CN212114888U - 一种配电系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供了一种分配式配电系统，包括：电源线，所述电源线被配置为提供电能；分配箱，所述分配箱具有供电线路和元器组件，所述供电线路的一端通过插接装置与所述电源线以插接方式形成电连接；所述元器组件被配置为对所述电源线和供电线路进行监控；机柜，所述机柜与所述供电电路的另一端形成电连接；所述配电系统通过电源线向所述机柜供电。本实用新型通过设置与小母线插接连接的分配箱，大大方便了配电系统的安装，机柜的维护、改造灵活，可实现机柜的不停电检修，同时便于维保人员对电力运行情况的监控。

Description

一种配电系统
技术领域
本实用新型属于供电技术领域，具体地，本实用新型涉及一种分配式配电系统。
背景技术
在IT算力不断提升的今天，CPU和服务器功率提升，承载数据中心业务需要的配电系统也越来越复杂。2010年以前，国内数据中心机房机柜的配电均采用列头柜进行配电，其存在的主要问题是线缆数量较多，导致电能损耗相对较高，环境不够美观，后期维护繁杂、扩展困难，部署周期长。近年来，随着数据中心建设的快速发展和更高需求，数据中心智能小母线系统逐渐被应用于机房的末端配电中，其最大优点，即插即用，安装位置灵活，但是由于价格高昂，应用场合较为局限；由此派生出了基于传统的普通低压空气型母线改良的小母线系统，该种类型小母线方案，采用固定输出方式，输出口为工业连接器插座部分，工业连接器插座部分接线直接连接到小母线主排上，每个工业连接器插座部分对应一个机柜位，它具有电流小、价格相对于智能小母线更低廉等特点。但这种解决方案存在的问题在于：受限于工业连接器插座部分固定安装于小母线主排上的这种结构形式，空间狭小，无法安装电力监控器件，导致无法实现智能化的电力监控；当下级单独机柜发生短路时，会影响整个组列的小母线系统的供电；小母线工作时，插接口带电，无法在线维护检修；输出回路比较分散，不利于集中维护。
因此有必要对数据中心机房的配电系统进行改进，以至少解决现有技术存在的一个缺陷。
实用新型内容
本实用新型的一个目的是提供一种配电系统。
根据本实用新型的一个方面，提供一种配电系统，所述配电系统包括：
电源线，所述电源线被配置为提供电能；
分配箱，所述分配箱具有供电线路和元器组件，所述供电线路的一端通过插接装置与所述电源线以插接方式形成电连接；所述元器组件被配置为对所述电源线和供电线路进行监控；
机柜，所述机柜与所述供电线路的另一端形成电连接；
所述配电系统通过电源线向所述机柜供电。
可选地，所述元器组件包括控制开关，所述控制开关被配置为控制所述供电线路的电路通断。
可选地，所述控制开关具有操作手柄，所述操作手柄外露于所述分配箱外。
可选地，所述控制开关为断路器。
可选地，所述元器组件被配置为能够检测电流、电压、功率或温度中的至少一个参数。
可选地，所述分配箱具有显示设备，所述显示设备被配置为用于显示所述元器组件生成的监控信息。
可选地，所述分配箱具有通讯接口，所述通讯接口被配置为供所述分配箱与外界实现信息传输。
可选地，所述电源线与所述分配箱之间采用工业连接器进行插接连接。
可选地，所述电源线包括第一小母线和第二小母线，所述第一小母线和第二小母线独立供电；
所述供电线路包括第一供电线路和第二供电线路；
所述第一供电线路与所述第一小母线电连接，所述第二供电线路与所述第二小母线电连接。
可选地，所述元器组件的数量为两套，两套所述元器组件完全相同，其中一套所述元器组件被配置为用于监控所述第一小母线和第一供电线路，另一套所述元器组件被配置为用于监控所述第二小母线和第二供电线路。
本实用新型所述技术方案的有益效果在于：通过设置与电源线插接连接的分配箱，大大方便了配电系统的安装，有助于对机柜进行维护，以及便于对机柜供电线路进行改造。
通过以下参照附图对本实用新型的示例性实施例的详细描述，本实用新型的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本实用新型的实施例，并且连同其说明一起用于解释本实用新型的原理。
图1为根据本实用新型实施例的分配式配电系统中分配箱的原理图；
图2为根据本实用新型实施例的分配箱输出与机柜连接拓扑图；
图中标示如下：10分配箱；201第一小母线；202第二小母线；30元器组件；301控制开关；302检测设备；401第一工业连接器；402第二工业连接器；50机柜。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本实用新型的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项。因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
现有技术中，数据中心机房采用的配电系统通常为智能小母线系统或低压空气型母线改良的小母线系统。其中智能小母线系统存在着价格高昂、应用场合受限等问题；而低压空气型母线改良的小母线系统虽然具有电流小、价格低廉的优点，但是该系统空间狭小，无法安装电力监控器件，导致无法实现智能化的电力监控，下级单独机柜故障会影响整个组列的小母线系统的供电，小母线工作时，插接口带电，无法在线维护检修，输出回路比较分散，不利于集中维护。因此，针对现有技术存在的问题，有必要提出一种新的配电系统。
本实用新型提供了一种配电系统。所述配电系统包括电源线、分配箱和机柜。所述电源线被配置为提供电能。分配箱10，所述分配箱10中具有供电线路和元器组件。所述供电线路的一端通过插接方式与所述电源线形成电连接。所述分配箱10内设有元器组件30，所述元器组件30被配置为用于监控所述配电系统的电力运行情况。例如，可以对电源线以及供电线路的状况进行监控。所述机柜50用于容纳数据处理设备或计算机，其与分配箱中的供电线路的另一端形成连接。配电系统通过电源线对所述机柜进行供电。
作为本实用新型的一个实施例，配电系统的电源线可以包括小母线。小母线是控制电源，信号电源，保护电源，交流电压，交流电源等共用汇织线，起到汇集、分配电能的作用。本实用新型中，小母线用于提供电能。可选地，如图1或图2所示，配电系统还包括分配箱10。分配箱10是一个单独的操作箱，其与小母线相互独立。分配箱10中的供电线路的一端通过插接方式与小母线形成电连接。利用插接方式连接小母线与供电线路的一端，有利于在小母线不断电的情况下，拆卸分配箱10，实现带电热插拔和在线维护。可选地，参照图1，分配箱10内设有元器组件30，元器组件 30可连接在分配箱10内的供电线路上。元器组件30用于监控配电系统的电力运行情况，如元器组件30用于监控配电系统的故障问题。如图2所示，配电系统还包括机柜50，机柜50属于配电系统的用电末端，其连接在分配箱10的供电线路的另一端。从小母线上传输至分配箱10的电能被用于机柜50的正常工作。具体地，电源从小母线上经供电线路的一端引入分配箱10，然后经供电线路的另一端与机柜50的机柜用电源分配插座(PDU) 相连接，由此组成完整的供电线路。可选地，分配箱10可以设置在机柜50上，即每个机柜50配套设有一个分配箱10，实现机柜50与分配箱10 的一对一设计。可选地，分配箱10利用金属板制作而成，金属板的表面喷漆处理，分配箱10通过导线接地，防止电荷在分配箱10上聚集，避免发生短路。
本实用新型通过设置与电源线插接连接的分配箱10，大大方便了配电系统的安装，机柜50的维护、改造灵活。进一步地，便于实现机柜50的不停电检修，同时分配箱10的设置为元器组件301的安装提供了空间，便于维保人员对电力运行情况的监控。
可选地，所述元器组件30包括控制开关301，所述控制开关301被配置为控制所述供电线路的电路通断。
作为本实用新型的一个实施例，元器组件30包括控制开关301，参照图1。可选地，控制开关301设置在分配箱10内，控制开关301连接在供电线路的两端之间，用于控制一端和另一端之间的电路通断。当控制开关 301断开时，即可实现停止向分配箱10对应的机柜50供电，方便对机柜 50的检修。排查故障时，通过控制开关301的控制，可以将故障范围缩小到每个机柜50内的PDU回路，而不会影响电源线对其它机柜50的供电。
可选地，所述控制开关301具有操作手柄，所述操作手柄外露于所述分配箱10外。
作为本实用新型的一个实施例，控制开关301上设有操作手柄，操作手柄用于执行控制开关301的合分闸操作。操作手柄的设置提高了控制开关301操作的便利性。可选地，操作手柄露在分配箱10的外部，在这种设计下，可以直接通过操作手柄的调节来控制电路开断，既保证了操作的安全性，又提高了操作的便利性。
可选地，所述控制开关301为断路器。断路器是指能够关合、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的开关装置。利用断路器作为控制开关301，对电路具有短路保护、过流保护和欠电保护作用，并且断路器在分断故障电流后一般不需要更换零件，具有故障处理过程简单、效率高的优点。本实用新型的控制开关301还可以是其他类型的开关，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，本申请的技术方案对此不构成限制。
可选地，所述元器组件30被配置为能够检测电流、电压、功率或温度中的至少一个参数。
作为本实用新型的一个实施例，如图1所示，元器组件30设置在分配箱10内，元器组件30至少能够检测电流、电压、功率或温度中的一个参数。例如，元器组件30包括电流互感器302。电流互感器302连接于供电线路的两端之间。电流互感器302用于监控电流。元器组件30还可以包括多个其它器件，用于分别监控、检测电流、电压、功率及温度中的两个或两个以上的参数。当然，元器组件可以检测的参数种类不仅仅包括上述几种参数，也可以是其他未在本方案中提及的参数，本领域技术人员可以根据需要选择参数。
可选地，所述分配箱还具有显示设备，所述显示设备被配置为能够用于显示信息。
作为本实用新型的一个实施例，分配箱具有显示设备。可选地，显示设备可用来显示元器组件30的监控信息。显示设备也可以用来显示其他信号。显示设备的设置大大方便了运维人员对电力运行情况的监控。可选地，显示设备可外接到分配箱10的外侧，便于运维人员获取显示信息。可选地，显示设备可以是显示屏幕，也可以是其他具有显示功能的设备。
可选地，所述分配箱还具有通讯接口，所述通讯接口被配置为允许所述分配箱10与外界实现信息传输。
作为本实用新型的一个实施例，分配箱10还包括通讯接口，通讯接口用于形成分配箱10与外部的信息传输通路。通讯接口的设置，能够将分配箱10内的电力运行状况的信息传输到分配箱10外，便于运维人员获取信息。
可选地，至少所述电源线与所述分配箱10之间设有工业连接器。
作为本实用新型的一个实施例，采用小母线作为电源线，在小母线与分配箱10之间的电路上串联有工业连接器，工业连接器的插头和插座利用插接方式连接，该工业连接器为第一工业连接器401，参照图1。在小母线与分配箱10的供电线路的一端之间设置第一工业连接器401方便分配箱 10快速连接到小母线上，同时可以在小母线不断电的情况下拆卸分配箱10，实现带电热插拔和在线维护。可选地，分配箱10的供电线路的另一端与机柜50之间的电路上也串联有工业连接器，此为第二工业连接器402，参照图1。在机柜50的PDU发生故障时，可直接拔下与分配箱10连接的第二工业连接402的插头，对PDU进行更换或维修，减少了运行维护或更换的时间，提高运维效率。
如图1或图2所示，本实用新型的电源线可以包括第一小母线201和第二小母线202。第一小母线201和第二小母线202相互独立，两者可独立供电。
可选地，所述分配箱中的供电线路包括第一供电线路和第二供电线路。两个供电线路也是相互独立的。第一供电线路与所述第一小母线构成完整的供电线，所述第二供电线路则与所述第二小母线构成完整的供电线。
可选地，所述元器组件30的数量为两套，两套所述元器组件30完全相同，其中一套用于监控所述第一小母线201和第一供电线路，另一套用于监控所述第二小母线202和第二供电线路。
作为本实用新型的一个实施例，元器组件30的数量为两套，两套元器组件30设置在分配箱10内，两套元器组件30完全相同。如图1所示，其中的一套元器组件30用于监控所述第一小母线201和第一供电线路，另一套元器组件30用于监控所述第二小母线202和第二供电线路。两套元器组件30分别控制来自第一小母线201和第二小母线202的电源。其中一套元器组件30作为使用件，另一套元器组件30作为备品备件，当其中一套元器组件30或者其中一套小母线和供电线路出现故障或需要更换零部件时，可快速切换至另一套元器组件30以及小母线和供电线路，实现供电功能的不间断。同时两套元器组件30的设置方便数据中心的后续扩容。
综上可知，本实用新型提供的分配式供电系统较传统列头柜，安装更加方便，后期维护更加灵活，实用寿命长；同时与智能小母线相比，成本优势明显，安全系数较高；并且可以实现智能化电力监控，快速限定短路故障范围，实现了不停电检修；另外分配箱10可制成通用的标准件，便于后期维护和更换。
虽然已经通过例子对本实用新型的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本实用新型的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本实用新型的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本实用新型的范围由所附权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种配电系统，其特征在于，包括：
电源线，所述电源线被配置为提供电能；
分配箱，所述分配箱具有供电线路和元器组件，所述供电线路的一端通过插接装置与所述电源线以插接方式形成电连接；所述元器组件被配置为对所述电源线和供电线路进行监控；
机柜，所述机柜与所述供电线路的另一端形成电连接；
所述配电系统通过电源线向所述机柜供电。
2.根据权利要求1所述的配电系统，其特征在于，所述元器组件包括控制开关，所述控制开关被配置为控制所述供电线路的电路通断。
3.根据权利要求2所述的配电系统，其特征在于，所述控制开关具有操作手柄，所述操作手柄外露于所述分配箱外。
4.根据权利要求2所述的配电系统，其特征在于，所述控制开关为断路器。
5.根据权利要求1所述的配电系统，其特征在于，所述元器组件被配置为能够检测电流、电压、功率或温度中的至少一个参数。
6.根据权利要求1所述的配电系统，其特征在于，所述分配箱具有显示设备，所述显示设备被配置为用于显示所述元器组件生成的监控信息。
7.根据权利要求1所述的配电系统，其特征在于，所述分配箱具有通讯接口，所述通讯接口被配置为供所述分配箱与外界实现信息传输。
8.根据权利要求1所述的配电系统，其特征在于，所述电源线与所述分配箱之间采用工业连接器进行插接连接。
9.根据权利要求1所述的配电系统，其特征在于，所述电源线包括第一小母线和第二小母线，所述第一小母线和第二小母线独立供电；
所述供电线路包括第一供电线路和第二供电线路；
所述第一供电线路与所述第一小母线电连接，所述第二供电线路与所述第二小母线电连接。
10.根据权利要求9所述的配电系统，其特征在于，所述元器组件的数量为两套，两套所述元器组件完全相同，其中一套所述元器组件被配置为用于监控所述第一小母线和第一供电线路，另一套所述元器组件被配置为用于监控所述第二小母线和第二供电线路。
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