霍爾電流傳感器在數據中心的應用

安科瑞 陳聰

摘要：數據中心供電電源質量的好壞直接影響到IT設備的安全運行，因此對數據中心直流列頭柜電源進出線實行監(jiān)測非常重要，而通過霍爾電流傳感器可以采集主進線電流、多路支路直流電流和漏電流。

關鍵詞：數據中心；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數據中心機房能源末端，綜合采集所有能源數據的智能配電柜。為終端能源監(jiān)測系統(tǒng)提供高精度測量數據，通過顯示單元，實時反映電能質量數據，并通過 RS485 通訊將數據上傳至后臺環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，以達到對整個配電系統(tǒng)的實時監(jiān)控和運行質量的管理。幫助用戶優(yōu)化網絡數據中心，加強能耗管理，提高服務器機架運行效率。其主要運用于電信、金融、政府 IT 等數據中心或工業(yè)企業(yè)等重要客戶，為網絡服務器等重要設備提供電力分配，配電回路保護、計量、管理于計算機接地等服務。

1.霍爾電流傳感器助力數據中心節(jié)能降耗

直流列頭柜采用多回路監(jiān)控裝置，它既可以通過測量進線電流、電壓、功率、電能參數等，還可以同時監(jiān)測出多路支路電流、漏電流、電壓、功率、電能參數等。同時可顯示累積的電能和增量電能，監(jiān)測了系統(tǒng)運行的各項參數，并通過 HMI 綜合顯示，降低了對配電柜空間的占用，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直流電流轉化為模擬量信號輸出給多回路監(jiān)控裝置，多回路監(jiān)控裝置對模擬量信號進行采樣，計算出測量電流大小。直流列頭柜一次系統(tǒng)圖和實物圖分別如圖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、脈沖等復雜信號的隔離轉換，通過霍爾效應原理使變換后的信號能夠直接被AD、DSP、PLC、二次儀表等各種采集裝置直接采集，廣泛應用于電流監(jiān)控及電池應用、逆變電源及太陽能電源管理系統(tǒng)、直流屏及直流馬達驅動、電鍍、焊接應用、變頻器，UPS伺服控制等系統(tǒng)電流信號采集和反饋控制，具有響應時間快，電流測量范圍寬精度高，過載能力強，線性好，抗干擾的能力強等優(yōu)點。

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）將被測直流電流轉換成與該電流成比例輸出的直流電流或電壓信號的測量模塊，原副邊之間高度絕緣。通常輸出標準的直流DC 4-20mA、 DC0-5V、DC0-10V等信號，此標準信號可以被多種采集設備采集，如PLC、RTU、DAS卡等，用于多種電流監(jiān)控的場合。漏電流傳感器環(huán)繞安裝在直流回路的正負出線上，當裝置運行時，實時檢測各支路傳感器輸出的信號，當支路絕緣情況正常時，流過傳感器的電流大小相等，方向相反，其輸出信號為零；當支路有接地時，漏電流傳感器有差流流過，傳感器的輸出不為零。因此通過檢測各支路傳感器的輸出信號，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.結束語  

2020年，數據中心建設被正式列入新基建戰(zhàn)略。近幾年越來越受到國家重視，數據中心是新基建有序運行的基礎保障，被視為“新基建的基礎設施"。

在“十四五"規(guī)劃和2035年遠景目標綱要，第十一章中明確指出，“加快構建全國一體化大數據中心體系，強化算力統(tǒng)籌智能調度，建設若干國家樞紐節(jié)點和大數據中心集群"。

裝有安科瑞霍爾電流傳感器的直流列頭柜已經在多個數據中心正式投運，對數據中心各配電設備和用電設備的電力運行參數進行采集，實現多回路在線監(jiān)測以及故障報警，滿足絕大多數數據中心的需求。

參考文獻

[1] 企業(yè)微電網設計與應用手冊.2020.6