當前，數(shu)(shu)(shu)(shu)字化洪流在(zai)智能化的(de)掌控下，正令千(qian)行(xing)百業產(chan)生質的(de)轉(zhuan)變。在(zai)時(shi)間維度上(shang)，數(shu)(shu)(shu)(shu)智化可(ke)以支持(chi)(chi)企業在(zai)不(bu)同發(fa)展階段不(bu)斷(duan)迭(die)代升級。在(zai)空間維度上(shang)，數(shu)(shu)(shu)(shu)智化能幫助(zhu)企業解決具(ju)體場景的(de)具(ju)體問題(ti)，以更細顆粒度服務用戶。因此在(zai)數(shu)(shu)(shu)(shu)字化浪潮和(he)“雙碳”戰略目標下，數(shu)(shu)(shu)(shu)據中心迎(ying)來(lai)了更多發(fa)展機遇，同時(shi)也迎(ying)來(lai)更多挑(tiao)戰，如何保障持(chi)(chi)續穩定的(de)電力供(gong)應、確保關鍵負載的(de)可(ke)靠運行(xing)，并兼顧數(shu)(shu)(shu)(shu)字化管(guan)理、綠色(se)可(ke)持(chi)(chi)續轉(zhuan)型等(deng)等(deng)議題(ti)成(cheng)為數(shu)(shu)(shu)(shu)據中心行(xing)業構建(jian)未來(lai)領導力的(de)重要(yao)關注。

基于(yu)(yu)此，施耐德電(dian)氣聯合知名媒體、行業(ye)(ye)(ye)資(zi)深(shen)從業(ye)(ye)(ye)者共同打造(zao)數(shu)據中心《Future Talk》系列深(shen)度訪談欄目，以多(duo)方視角、多(duo)維度呈現業(ye)(ye)(ye)界專家、企業(ye)(ye)(ye)品牌、上下游合作伙伴(ban)對于(yu)(yu)未來(lai)數(shu)據中心的前瞻洞察與實踐分享(xiang)，進而賦能數(shu)據中心產業(ye)(ye)(ye)的長足發展。

在過去(qu)的(de)二十年(nian)中(zhong)(zhong)(zhong)，數據(ju)中(zhong)(zhong)(zhong)心(xin)在拓撲結構以及(ji)單點設(she)備的(de)可靠(kao)性(xing)方面取得了顯著進(jin)步。然而，配電(dian)(dian)系統中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)保(bao)護選擇(ze)性(xing)及(ji)實(shi)(shi)現(xian)方式(shi)，仍(reng)然是一個(ge)薄弱環節(jie)。日前(qian)，中(zhong)(zhong)(zhong)訊郵電(dian)(dian)設(she)計院電(dian)(dian)源首席工(gong)程師楊瑛潔(jie)、施(shi)耐(nai)德(de)電(dian)(dian)氣(qi)配電(dian)(dian)咨(zi)詢專家楊遲、施(shi)耐(nai)德(de)電(dian)(dian)氣(qi)ETAP高(gao)級(ji)市場拓展(zhan)工(gong)程師劉佳(jia)寧、施(shi)耐(nai)德(de)電(dian)(dian)氣(qi)數據(ju)中(zhong)(zhong)(zhong)心(xin)架構師張晨光，施(shi)耐(nai)德(de)電(dian)(dian)氣(qi)數據(ju)中(zhong)(zhong)(zhong)心(xin)行(xing)業(ye)市場經理馬莉莎等嘉賓，做客(ke)數據(ju)中(zhong)(zhong)(zhong)心(xin)《Future Talk》訪談欄目第1期，就“數據(ju)中(zhong)(zhong)(zhong)心(xin)應如何正(zheng)確面對(dui)配電(dian)(dian)系統的(de)選擇(ze)性(xing)及(ji)實(shi)(shi)現(xian)方式(shi)”這一話(hua)題展(zhan)開深入(ru)探討。

從左至右依次為：施耐(nai)德(de)電氣數(shu)據中(zhong)心行業市場(chang)經理馬莉莎、中(zhong)訊郵電設計院(yuan)電源首席工程師楊(yang)瑛(ying)潔(jie)、施耐(nai)德(de)電氣配電咨詢專(zhuan)家(jia)楊(yang)遲

保護選(xuan)擇性(xing)，亟(ji)需引起(qi)重視的必然項

配電系(xi)統的保護選擇性，簡單而直(zhi)白地(di)講(jiang)，就(jiu)是要求離故(gu)(gu)(gu)障(zhang)(zhang)(zhang)點最近(jin)的上游保護裝置，能夠(gou)靈敏的、準確的、按照設定的延時動作，切(qie)斷(duan)線路(lu)上故(gu)(gu)(gu)障(zhang)(zhang)(zhang)。只將停(ting)電范圍(wei)(wei)限制(zhi)在自身故(gu)(gu)(gu)障(zhang)(zhang)(zhang)的回路(lu)上，而不(bu)會引發(fa)其(qi)他正常運行(xing)回路(lu)的停(ting)電。從而將由于(yu)故(gu)(gu)(gu)障(zhang)(zhang)(zhang)而導致的停(ting)電范圍(wei)(wei)限制(zhi)在最小。

“如在某超大(da)型數據中心(xin)，一棟已經(jing)投運的數據中心(xin)樓(lou)的10kV變(bian)電(dian)站(zhan)發(fa)(fa)(fa)生故(gu)(gu)障，引(yin)發(fa)(fa)(fa)園區220kV變(bian)電(dian)站(zhan)越級(ji)跳閘。雖(sui)然(ran)這一故(gu)(gu)障沒有引(yin)發(fa)(fa)(fa)停電(dian)，但(dan)運維人(ren)員壓力巨大(da)，經(jing)排查(cha)后(hou)發(fa)(fa)(fa)現原來(lai)是系統(tong)的保(bao)護(hu)定值存在問題，并沒實現完全(quan)選(xuan)擇性(xing)，這類事故(gu)(gu)令人(ren)深思。”施(shi)耐德電(dian)氣數據中心(xin)行業市場經(jing)理馬莉莎用實例印證數據中心(xin)的保(bao)護(hu)選(xuan)擇性(xing)亟(ji)需重視(shi)。

中(zhong)訊(xun)郵電設計院電源首席工程(cheng)師楊瑛潔認(ren)為：“數(shu)據(ju)(ju)中(zhong)心(xin)往往會(hui)忽(hu)略精細化的神經系(xi)統，導致(zhi)穩(wen)定性(xing)差(cha)。這(zhe)體現(xian)在(zai)數(shu)據(ju)(ju)中(zhong)心(xin)日常運行可能平穩(wen)，但一旦遭(zao)受檢修、系(xi)統切換(huan)操作或供電沖擊，就(jiu)可能會(hui)發生(sheng)故障。”選擇性(xing)在(zai)數(shu)據(ju)(ju)中(zhong)心(xin)配(pei)(pei)電系(xi)統中(zhong)非常重(zhong)要，但實(shi)現(xian)上下游(you)保護裝置之間的全選擇性(xing)，避免(mian)越級跳閘并(bing)非易(yi)事。對于大規模(mo)的數(shu)據(ju)(ju)中(zhong)心(xin)來說，配(pei)(pei)電系(xi)統層級多(duo)，運行方式多(duo)，就(jiu)需要更加(jia)精細的設計和(he)配(pei)(pei)置以確保系(xi)統的穩(wen)定性(xing)和(he)可靠性(xing)。

施耐德電(dian)氣配電(dian)咨(zi)詢專家楊(yang)(yang)遲強調(diao)，確保供(gong)電(dian)連續性(xing)并實現配電(dian)系統(tong)內(nei)的(de)保護(hu)選擇性(xing)，是數(shu)(shu)(shu)據中(zhong)心(xin)(xin)安全(quan)運行的(de)重(zhong)(zhong)要(yao)(yao)保障。“隨(sui)著網(wang)絡的(de)廣泛普及和覆(fu)蓋，我們所需處理的(de)數(shu)(shu)(shu)據量(liang)不斷增(zeng)加，數(shu)(shu)(shu)據處理速度也(ye)日益加快。這(zhe)種(zhong)趨勢在無形中(zhong)對當(dang)前數(shu)(shu)(shu)據中(zhong)心(xin)(xin)的(de)建(jian)設規模提出越來越高的(de)要(yao)(yao)求，同時(shi)(shi)也(ye)使得(de)配電(dian)系統(tong)的(de)運行方式變得(de)越來越多樣化。”他透露，多年前他曾為一家海外知名(ming)數(shu)(shu)(shu)據中(zhong)心(xin)(xin)提供(gong)相關的(de)分析(xi)工作，用戶在設備(bei)采購(gou)招(zhao)標中(zhong)會(hui)明確要(yao)(yao)求供(gong)應(ying)商根據實際設備(bei)型號進行短路電(dian)流(liu)計算、設備(bei)選型校驗以及保護(hu)定值(zhi)分析(xi)，同時(shi)(shi)必須實現保護(hu)系統(tong)上下(xia)級全(quan)選擇性(xing)，并遞交完整(zheng)的(de)分析(xi)報告。楊(yang)(yang)遲認(ren)為，國內(nei)數(shu)(shu)(shu)據中(zhong)心(xin)(xin)近年來也(ye)開始越來越重(zhong)(zhong)視(shi)這(zhe)個問題，這(zhe)也(ye)與當(dang)前數(shu)(shu)(shu)據中(zhong)心(xin)(xin)發展特點(dian)密切相關。

保護選擇性(xing)，首先需厘清電力脈絡

為了(le)保證(zheng)數據中心(xin)的正常(chang)運轉，要用不同的電(dian)(dian)源來確保持續供(gong)電(dian)(dian)。比如用市電(dian)(dian)、應急發電(dian)(dian)機或(huo)者接(jie)入可再生(sheng)能(neng)源供(gong)電(dian)(dian)，此(ci)外，不間斷電(dian)(dian)源（UPS）也可以從主供(gong)線路切到旁(pang)路或(huo)者維修旁(pang)路。

施耐德電氣ETAP高(gao)級市場拓展工程師劉佳寧介(jie)紹，運行(xing)方(fang)式的(de)(de)多樣性使(shi)得數(shu)據中心配電系統結構日趨(qu)復雜，同時對供電連(lian)續性的(de)(de)穩定性提(ti)出(chu)挑戰。因此，需要重視保護選(xuan)擇性，以(yi)防止小事(shi)故引(yin)起的(de)(de)大范圍停電。另外(wai)，考慮到節能(neng)和(he)電力模塊方(fang)式的(de)(de)發展，設(she)備與(yu)電源點的(de)(de)距離越(yue)來越(yue)接近，導致流過配電設(she)備的(de)(de)短路電流越(yue)來越(yue)大，我們對相關設(she)備的(de)(de)選(xuan)型(xing)也需要根(gen)據與(yu)之調整。

對于(yu)大型數(shu)據中(zhong)心(xin)而言，由于(yu)配(pei)電系統(tong)層級眾多且運行方式復雜，實(shi)現電力系統(tong)保護裝置正(zheng)確(que)動(dong)作，避(bi)免越級跳閘是一項極具挑戰的(de)任務。因(yin)此，數(shu)據中(zhong)心(xin)規劃(hua)(hua)者，在數(shu)據中(zhong)心(xin)規劃(hua)(hua)設(she)計(ji)階段可以嘗試(shi)借助(zhu)ETAP仿真(zhen)分(fen)析軟件輔助(zhu)電力系統(tong)設(she)計(ji)，從(cong)而大大減(jian)輕工(gong)作負(fu)擔(dan)，通(tong)過軟件仿真(zhen)分(fen)析的(de)結果實(shi)現精細化設(she)計(ji)。

ETAP是全球領先的(de)(de)(de)權威的(de)(de)(de)電(dian)(dian)力系(xi)統(tong)仿真(zhen)分析(xi)軟件，是唯(wei)一獲(huo)得批準可(ke)(ke)用(yong)于核電(dian)(dian)/高危行(xing)業的(de)(de)(de)電(dian)(dian)力系(xi)統(tong)分析(xi)軟件，可(ke)(ke)提供從設(she)計到運維的(de)(de)(de)全生命周期解決方(fang)案，從而(er)助力電(dian)(dian)力系(xi)統(tong)的(de)(de)(de)安全穩定運行(xing)。ETAP可(ke)(ke)以(yi)廣泛(fan)覆蓋(gai)多個(ge)行(xing)業領域，包(bao)括數(shu)據(ju)中(zhong)心(xin)、電(dian)(dian)子(zi)廠房、石油石化、新能源(yuan)、鋼鐵冶金等。

借(jie)助ETAP電力(li)(li)系(xi)(xi)統仿真(zhen)分析(xi)軟件，可以輕(qing)松快(kuai)捷地(di)繪制電氣(qi)系(xi)(xi)統單線圖。不僅可以簡化操(cao)作流程，更可以通過軟件便捷快(kuai)速地(di)生成保(bao)護(hu)定(ding)值的時(shi)間電流曲(qu)線（TCC曲(qu)線），從而直觀地(di)檢查保(bao)護(hu)設備(bei)(bei)定(ding)值和選擇性(xing)是否滿足系(xi)(xi)統安全運(yun)行(xing)的要求，通過調(diao)整TCC曲(qu)線來優化保(bao)護(hu)定(ding)值。此外，ETAP電力(li)(li)系(xi)(xi)統仿真(zhen)分析(xi)軟件具有良(liang)好的數據(ju)交互性(xing)，可以生成仿真(zhen)計算(suan)報告，方(fang)便數據(ju)中心(xin)運(yun)維人員進行(xing)設備(bei)(bei)信息臺賬式管理(li)。現在(zai)，ETAP電力(li)(li)系(xi)(xi)統仿真(zhen)分析(xi)軟件已經在(zai)數據(ju)中心(xin)得到越來越廣泛的應(ying)用。

保護選(xuan)擇性，需兼(jian)顧經濟與可靠

在(zai)當今市場，用戶(hu)在(zai)關(guan)注(zhu)數據中心供電安全的(de)同時，也更加注(zhu)重成本效(xiao)益。配電系統內(nei)保護選擇(ze)性(xing)地實現，可能意味(wei)著更高的(de)成本，因此用戶(hu)需權衡(heng)利弊(bi)，綜合考慮。

選擇合(he)適(shi)的(de)(de)(de)級(ji)聯方(fang)案(an)也(ye)是(shi)降低成本的(de)(de)(de)重要(yao)途徑(jing)之一。施耐德電氣的(de)(de)(de)級(ji)聯方(fang)案(an)獲得了楊(yang)瑛潔的(de)(de)(de)青(qing)睞，她認為通過(guo)優化電路連接方(fang)式，可以顯著提高(gao)系統(tong)的(de)(de)(de)穩定性(xing)和可靠(kao)性(xing)，同時降低設備(bei)的(de)(de)(de)維(wei)護成本。

在施(shi)耐德電(dian)(dian)(dian)氣的級(ji)聯(lian)解決方案中，可(ke)以讓上(shang)下級(ji)斷路(lu)(lu)(lu)(lu)器(qi)在同時檢測到故障(zhang)電(dian)(dian)(dian)流(liu)，并進行分斷過(guo)(guo)程中，利用上(shang)級(ji)斷路(lu)(lu)(lu)(lu)器(qi)的限流(liu)技術(shu)，讓觸頭在斥開過(guo)(guo)程中降(jiang)(jiang)低(di)流(liu)過(guo)(guo)下游斷路(lu)(lu)(lu)(lu)器(qi)的短(duan)路(lu)(lu)(lu)(lu)電(dian)(dian)(dian)流(liu)，這種降(jiang)(jiang)低(di)短(duan)路(lu)(lu)(lu)(lu)電(dian)(dian)(dian)流(liu)的效果相當于上(shang)一(yi)級(ji)斷路(lu)(lu)(lu)(lu)器(qi)，成為下游短(duan)路(lu)(lu)(lu)(lu)電(dian)(dian)(dian)流(liu)的一(yi)個阻擋物，從而(er)實現對(dui)下游斷路(lu)(lu)(lu)(lu)器(qi)分斷能力要求的降(jiang)(jiang)低(di)。

級聯(lian)技術的(de)最大優勢在(zai)于，允許在(zai)下(xia)一級設備(bei)中安裝分斷能(neng)力小(xiao)于預期短路電(dian)流的(de)斷路器，但仍然能(neng)夠在(zai)給定點(dian)安全(quan)分斷短路電(dian)流，從而降低了成(cheng)本。這樣，就可(ke)以(yi)同時滿足設備(bei)選型要求并兼(jian)顧經濟性。

例(li)如，通過級聯技術，采(cai)用極限分斷(duan)(duan)能(neng)力為50kA的(de)NSX100N型斷(duan)(duan)路器(qi)可(ke)以替換極限分斷(duan)(duan)能(neng)力為100kA的(de)NSX100H型斷(duan)(duan)路器(qi)，單臺(tai)斷(duan)(duan)路器(qi)的(de)采(cai)購成本可(ke)以下降近40%，這個采(cai)購成本差異是(shi)相(xiang)當顯著的(de)。

施(shi)耐德(de)電氣(qi)(qi)數(shu)據中心架構(gou)師張晨光總結(jie)道：“保護(hu)選(xuan)擇性對減(jian)少數(shu)據中心宕(dang)機時間、降低數(shu)據中心運(yun)營成(cheng)本意(yi)義重大。施(shi)耐德(de)電氣(qi)(qi)斷路(lu)器除(chu)了常(chang)規保護(hu)選(xuan)擇性實現方式，還提供了區(qu)域(yu)聯鎖(suo)、雙重設(she)定等多種(zhong)方式來應對不(bu)同的(de)使用場(chang)景，提高開關(guan)的(de)保護(hu)選(xuan)擇性，可以幫(bang)助客戶(hu)實現配電系(xi)統安全(quan)穩(wen)定與經濟性的(de)平衡。”

四(si)大(da)配(pei)電隱患，需(xu)要正確(que)指導

當(dang)前，在(zai)我國國內已經投(tou)入建設大量(liang)數據中(zhong)心(xin)，這些運(yun)(yun)行中(zhong)的(de)數據中(zhong)心(xin)在(zai)一定程度上正面(mian)臨運(yun)(yun)維方面(mian)的(de)困擾，或面(mian)臨轉型改造的(de)挑戰。

經過若干年(nian)運行后，配電(dian)(dian)系(xi)(xi)統(tong)中可(ke)(ke)能(neng)(neng)存在(zai)以下(xia)安全隱患：第(di)一，設備老化，長(chang)期運行的(de)設備可(ke)(ke)能(neng)(neng)存在(zai)不(bu)同(tong)程度的(de)磨損、腐(fu)蝕或疲(pi)勞(lao)，導(dao)致其性(xing)能(neng)(neng)下(xia)降或失效；第(di)二(er)，絕緣下(xia)降，由于環境因素（如高溫(wen)、潮濕(shi)）的(de)作(zuo)用，配電(dian)(dian)系(xi)(xi)統(tong)的(de)絕緣材料(liao)可(ke)(ke)能(neng)(neng)發生劣(lie)化，導(dao)致電(dian)(dian)氣性(xing)能(neng)(neng)下(xia)降；第(di)三，誤(wu)操作(zuo)，即操作(zuo)人員(yuan)的(de)技能(neng)(neng)水平不(bu)足或操作(zuo)規程不(bu)完善，可(ke)(ke)能(neng)(neng)導(dao)致誤(wu)操作(zuo)引發事故；第(di)四，自然災害、外力(li)破壞等外部因素也(ye)可(ke)(ke)能(neng)(neng)對配電(dian)(dian)系(xi)(xi)統(tong)造成(cheng)損害。

對(dui)(dui)于經(jing)過改造或設(she)備更(geng)換的(de)現場(chang)，安全(quan)(quan)隱(yin)(yin)患(huan)可能更(geng)加突出。為此，施耐德電(dian)氣(qi)提供(gong)了配電(dian)安全(quan)(quan)咨詢(xun)服務，能幫助客(ke)戶排查電(dian)氣(qi)系統(tong)內的(de)潛在隱(yin)(yin)患(huan)，并(bing)對(dui)(dui)隱(yin)(yin)患(huan)可能產生的(de)問(wen)題(ti)進(jin)行專業評估，為客(ke)戶提供(gong)詳(xiang)細的(de)報告和建(jian)議。

如果用戶對現(xian)有配電系(xi)統(tong)的(de)(de)保護(hu)選擇(ze)性存在疑慮，或不(bu)確定是否具(ju)備選擇(ze)性，以及選擇(ze)性的(de)(de)程度如何，施耐德電氣可(ke)提(ti)供專門的(de)(de)選擇(ze)性分析服(fu)(fu)務。通過(guo)該服(fu)(fu)務，能夠評估現(xian)有保護(hu)系(xi)統(tong)是否滿足使用要求，并(bing)針(zhen)對不(bu)滿足的(de)(de)情況提(ti)供相應(ying)的(de)(de)改進方案。

如今，無論企業級(ji)業務應(ying)用還(huan)是個人的(de)(de)娛樂消費，越(yue)(yue)來越(yue)(yue)依托數(shu)字化技(ji)術來實現。因此對數(shu)據(ju)(ju)(ju)中心(xin)的(de)(de)穩定運(yun)(yun)行也(ye)有著(zhu)越(yue)(yue)來越(yue)(yue)高的(de)(de)要求(qiu)。堅強的(de)(de)供電(dian)系(xi)統是數(shu)據(ju)(ju)(ju)中心(xin)運(yun)(yun)行核心(xin)，這(zhe)不僅依靠完(wan)善(shan)的(de)(de)冗余架構，還(huan)需(xu)要非常重視保(bao)(bao)護(hu)配置(zhi)，自動(dong)控制等系(xi)統的(de)(de)配置(zhi)。在數(shu)據(ju)(ju)(ju)中心(xin)未來的(de)(de)設計和運(yun)(yun)營過程中，應(ying)更加(jia)充分借鑒專業性的(de)(de)指導(dao)意(yi)見，才(cai)能更好(hao)滿(man)足保(bao)(bao)護(hu)選擇性的(de)(de)需(xu)求(qiu)，合理(li)配置(zhi)配電(dian)系(xi)統和保(bao)(bao)護(hu)裝置(zhi)，才(cai)能確保(bao)(bao)數(shu)據(ju)(ju)(ju)中心(xin)的(de)(de)穩定、可靠、高效運(yun)(yun)行。