霍爾電流傳感器在數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用

安科瑞 劉秋霞

摘要：數(shù)據(jù)中心供電電源質(zhì)量的好壞直接影響到IT設(shè)備的安全運(yùn)行，因此對(duì)數(shù)據(jù)中心直流列頭柜電源進(jìn)出線實(shí)行監(jiān)測(cè)非常重要，而通過霍爾電流傳感器可以采集主進(jìn)線電流、多路支路直流電流和漏電流。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)中心；直流列頭柜；霍爾電流傳感器

0.概述

直流列頭柜是一款針對(duì)數(shù)據(jù)中心機(jī)房能源末端，綜合采集所有能源數(shù)據(jù)的智能配電柜。為終端能源監(jiān)測(cè)系統(tǒng)提供高精度測(cè)量數(shù)據(jù)，通過顯示單元，實(shí)時(shí)反映電能質(zhì)量數(shù)據(jù)，并通過 RS485 通訊將數(shù)據(jù)上傳至后臺(tái)環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，以達(dá)到對(duì)整個(gè)配電系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控和運(yùn)行質(zhì)量的管理。幫助用戶優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)中心，加強(qiáng)能耗管理，提高服務(wù)器機(jī)架運(yùn)行效率。其主要運(yùn)用于電信、金融、政府 IT 等數(shù)據(jù)中心或工業(yè)企業(yè)等重要客戶，為網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器等重要設(shè)備提供電力分配，配電回路保護(hù)、計(jì)量、管理于計(jì)算機(jī)接地等服務(wù)。

1.霍爾電流傳感器助力數(shù)據(jù)中心節(jié)能降耗

直流列頭柜采用多回路監(jiān)控裝置，它既可以通過測(cè)量進(jìn)線電流、電壓、功率、電能參數(shù)等，還可以同時(shí)監(jiān)測(cè)出多路支路電流、漏電流、電壓、功率、電能參數(shù)等。同時(shí)可顯示累積的電能和增量電能，監(jiān)測(cè)了系統(tǒng)運(yùn)行的各項(xiàng)參數(shù)，并通過 HMI 綜合顯示，降低了對(duì)配電柜空間的占用，提高了配電柜的容積率。

霍爾電流傳感器可以采集主進(jìn)線電流、多路支路直流電流及漏電流。霍爾電流傳感器將一次側(cè)直流電流轉(zhuǎn)化為模擬量信號(hào)輸出給多回路監(jiān)控裝置，多回路監(jiān)控裝置對(duì)模擬量信號(hào)進(jìn)行采樣，計(jì)算出測(cè)量電流大小。直流列頭柜一次系統(tǒng)圖和實(shí)物圖分別如圖1、圖2所示。

圖1 直流列頭柜一次系統(tǒng)圖

圖2 直流列頭柜實(shí)物圖

2.霍爾電流傳感器

霍爾電流傳感器主要適用于交流、直流、脈沖等復(fù)雜信號(hào)的隔離轉(zhuǎn)換，通過霍爾效應(yīng)原理使變換后的信號(hào)能夠直接被AD、DSP、PLC、二次儀表等各種采集裝置直接采集，廣泛應(yīng)用于電流監(jiān)控及電池應(yīng)用、逆變電源及太陽能電源管理系統(tǒng)、直流屏及直流馬達(dá)驅(qū)動(dòng)、電鍍、焊接應(yīng)用、變頻器，UPS伺服控制等系統(tǒng)電流信號(hào)采集和反饋控制，具有響應(yīng)時(shí)間快，電流測(cè)量范圍寬精度高，過載能力強(qiáng)，線性好，抗干擾強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。

直流漏電流傳感器

直流漏電流傳感器是一種利用磁通門原理（Flux gate）將被測(cè)直流電流轉(zhuǎn)換成與該電流成比例輸出的直流電流或電壓信號(hào)的測(cè)量模塊，原副邊之間高度絕緣。通常輸出標(biāo)準(zhǔn)的直流DC 4-20mA、 DC0-5V、DC0-10V等信號(hào)，此標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)可以被多種采集設(shè)備采集，如PLC、RTU、DAS卡等，用于多種電流監(jiān)控的場(chǎng)合。漏電流傳感器環(huán)繞安裝在直流回路的正負(fù)出線上，當(dāng)裝置運(yùn)行時(shí)，實(shí)時(shí)檢測(cè)各支路傳感器輸出的信號(hào)，當(dāng)支路絕緣情況正常時(shí)，流過傳感器的電流大小相等，方向相反，其輸出信號(hào)為零；當(dāng)支路有接地時(shí)，漏電流傳感器有差流流過，傳感器的輸出不為零。因此通過檢測(cè)各支路傳感器的輸出信號(hào)，就可以判斷直流系統(tǒng)接地支路。該原理選線精度高，不受線路分布電容的影響。

3.結(jié)束語

2020年，數(shù)據(jù)中心建設(shè)被正式列入新基建戰(zhàn)略。近幾年越來越受到國家重視，數(shù)據(jù)中心是新基建有序運(yùn)行的基礎(chǔ)保障，被視為“新基建的基礎(chǔ)設(shè)施"。

在“十四五"規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要，第十一章中明確指出，“加快構(gòu)建全國一體化大數(shù)據(jù)中心體系，強(qiáng)化算力統(tǒng)籌智能調(diào)度，建設(shè)若干國家樞紐節(jié)點(diǎn)和大數(shù)據(jù)中心集群"。

裝有安科瑞霍爾電流傳感器的直流列頭柜已經(jīng)在多個(gè)數(shù)據(jù)中心正式投運(yùn)，對(duì)數(shù)據(jù)中心各配電設(shè)備和用電設(shè)備的電力運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行采集，實(shí)現(xiàn)多回路在線監(jiān)測(cè)以及故障報(bào)警，滿足絕大多數(shù)數(shù)據(jù)中心的需求。

參考文獻(xiàn)

[1] 企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè).2020.6