数据中心机房末端配电方式探讨（二）

四、两种机房末端配电方案比较

4.1 两种机房末端配电方案实例

列头柜末端配电与智能小母线两种机房末端配电方案都在数据中心中有很多案例应用，典型案例如下图：

图4-1某数据中心列头柜末端配电方式

图4-2某数据中心智能小母线末端配电方式

4.2 两种机房末端配电方案比较

列头柜配电方案与智能小母线配电方案都能满足机柜电能输送、分配功能，但各有其不同的特点，两种配电方案对比如下表：

表4-1 列头柜配电方案与智能小母线配电方案的对比

对比项	列头柜配电方案	智能小母线配电方案
灵活性	虽有一定灵活性，但后期总体扩展困难，成本高，操作过程繁琐。	母线槽系统可预留插接口，分期部署，电流规格和ABC三相任意选择，保障三相平衡
安全可靠性	高	高
空间利用率	列头柜占用机柜空间，同时线缆也占用大量空间	无列头柜，可以放置更多机柜，布线简单，占用空间少
使用期限	一般使用10~15年，基本不能重复使用	可以高达50年，母线槽可以重复使用，任意组合
按照部署	现场作业，人工成本和故障率高	预制化产品，安装快捷
扩展性	更换机柜需要重新布置空间和电缆	通过插接箱轻松配电，安全可靠
保护开关	集中在配电柜中，需要依靠电缆和负载的正确标注和设定	在插接箱内部，根据用户的要求，灵活配置，方便，透明
配电结构	负载与电缆之间一一对应，电缆堆积，维护麻烦	透明、简洁、线性设计，使用插接箱对机架负载进行配电
透明性	带通讯测量和开关安装在主配电柜，机架层面无法读取	带通讯测量及开关可就地安装，在服务器机架层面可灵活读取
运维	运维成本高，电缆较多，后期运维较困难。	运维较简单、回路简洁，成本较低。
造价	结合列头柜与电缆价格	初始投资高于列头柜方案，但投资回报率较高
成熟度	配电屏厂家多、技术成熟	智能小母线厂家目前较少，技术和经验要求较高

五、两种机房末端配电方案经济分析

5.1机房实例介绍

某数据中心某主机房建筑面积约为350平方米，IT机柜密度按5kW/面设置，我们分别以列头柜配电方案与智能小母线配电方案进行经济分析、比较。

5.1.1列头柜配电方案

主机房共布置13列机柜，组成7个热通道封闭，共配置13台列头柜，共安装机柜163面，如下图5-1。每列机柜采用一台列头柜配电（如上图3-1），一台列头柜分别输出A、B两路电源为一列机柜提供电能。

图5-1某数据中心某机房列头柜配电方案

5.1.2智能小母线配电方案

主机房共布置13列机柜，组成7个热通道封闭，共安装机柜176面，如下图5-2。每列机柜使用一组智能小母线系统（如上图3-2），每列机柜直接从上方的两条配电回路通过分接单元取电。

图5-2某数据中心某机房智能小母线配电方案

5.2投资造价对比

根据上述机房实例模型，采用智能小母线配电方案可比列头柜配电方案多布置13面机柜。相关建设成本估算如表5-1，5-2，5-3所示。

表5-1列头柜配电方案造价估算

序号	名称	规格	单位	数量	综合单价/元	总价/元
1	列头柜	160A，双路	台	13	25000	325000
2	桥架	镀锌，200mm	米	218.4	200	43680
3	电缆	ZA-RVV-3x6	米	4238	27	114426
4	IT机柜	600*1200*2200	面	163	6000	978000
	总造价	元/机房				1461106
	单位造价	元/机柜				8964

表5-2智能小母线配电方案造价估算

序号	名称	规格	单位	数量	综合单价/元	总价/元
1	始端箱	160A	台	26	8950	232700
2	直线段	3L N PE	米	221	1520	335920
3	插接箱	3x32A-1P	台	124	2065	256060
4	IT机柜	600*1200*2200	面	176	6000	1056000
	总造价	元/机房				1880680
	单位造价	元/机柜				10686

表5-3造价对比

序号	名称	列头柜	小母线	差额/元	百分比
1	总造价/元	1461106	1880680	419574	26.7%
2	单位造价/元	8964	10686	1722	19.2%

两种方案造价对比:智能小母线配电方案造价较传统列头柜配电方案总造价约高26.7%;单机柜平均造价约高19.2%。

5.3运维成本对比

采用智能小母线配电方案与列头柜配电方案在运维成本方面也体现出优势，主要体现在减少铜损，节省电费支出方面，相关运维成本对比如表5-4所示。

表5-4两种方案运维成本对比

名称	运行电流	长度	运行电阻	线路损耗	单位电价	电费支出
电缆	22.7A	4238m	3.55mΩ/m	67912kWh	0.5元/度	33956元/年
小母线	98.8A	221m	0.44mΩ/m	24944kWh	0.5元/度	12472元/年
总差额						21484元/年
单机柜差额						126元/年/机柜

两种方案运维成本对比:智能小母线配电方案造价比传统列头柜配电方案每年节省电费约21484元，每面机柜每年节约126元。可见若大型数据中心可节约电费支出是很可观的。

5.4投资收益对比

智能小母线配电方案比传统列头柜配电方案可多布置13面IT机柜，每面机柜按照每月租金5000元（包电），每月电费1800元计算，本实例机房每年可多收入租金：13x(5000-1800)x12=499200元，投资回收期约为10个月，如表5-5所示。

表5-5投资回收期

1	单机柜租金（元/月）	6000
2	单机柜电费（元/月）	1800
3	增加机柜面数（面）	13
4	投资造价差	419574
5	投资回收期（月）	10

结  论

“十四五”时期，我国将进一步加快数字经济发展，打造数字经济新优势，协同推进数字产业化和产业数字化转型，数据中心作为数字经济的基石，可靠性、可维护性、经济性、可扩展性和节能环保是数据中心的几大关键要素，机房末端配电系统更是数据中心基础设施中的关键环节。传统列头柜配电方式与智能小母线方式虽各有其不同特点，但智能小母线的优势更明显。

随着数据中心行业的快速发展，数据中心末端配电应采用具备更高可用性、更高安全性和灵活性的配电结构进行支撑，智能小母线将是数据中心末端配电的优选方案之一。