當前，數字化洪流在智能化的掌控下，正令千行百業產生質的轉變。在時間維度上，數智化可以支持企業在不同發展階段不斷迭代升級。在空間維度上，數智化能幫助企業解決具體場景的具體問題，以更細顆粒度服務用戶。因此在數字化浪潮和“雙碳”戰略目標下，數據中心迎來了更多發展機遇，同時也迎來更多挑戰，如何保障持續穩定的電力供應、確保關鍵負載的可靠運行，并兼顧數字化管理、綠色可持續轉型等等議題成為數據中心行業構建未來領導力的重要關注。

基于此，施耐德電氣聯合知名媒體、行業資深從業者共同打造數據中心《Future Talk》系列深度訪談欄目，以多方視角、多維度呈現業界專家、企業品牌、上下游合作伙伴對于未來數據中心的前瞻洞察與實踐分享，進而賦能數據中心產業的長足發展。

在過去的二十年中，數據中心在拓撲結構以及單點設備的可靠性方面取得了顯著進步。然而，配電系統中的保護選擇性及實現方式，仍然是一個薄弱環節。日前，中訊郵電設計院電源首席工程師楊瑛潔、施耐德電氣配電咨詢專家楊遲、施耐德電氣ETAP高級市場拓展工程師劉佳寧、施耐德電氣數據中心架構師張晨光，施耐德電氣數據中心行業市場經理馬莉莎等嘉賓，做客數據中心《Future Talk》訪談欄目第1期，就“數據中心應如何正確面對配電系統的選擇性及實現方式”這一話題展開深入探討。

從左至右依次為：施耐德電氣數據中心行業市場經理馬莉莎、中訊郵電設計院電源首席工程師楊瑛潔、施耐德電氣配電咨詢專家楊遲

保護選擇性，亟需引起重視的必然項

配電系統的保護選擇性，簡單而直白地講，就是要求離故障點最近的上游保護裝置，能夠靈敏的、準確的、按照設定的延時動作，切斷線路上故障。只將停電范圍限制在自身故障的回路上，而不會引發其他正常運行回路的停電。從而將由于故障而導致的停電范圍限制在最小。

“如在某超大型數據中心，一棟已經投運的數據中心樓的10kV變電站發生故障，引發園區220kV變電站越級跳閘。雖然這一故障沒有引發停電，但運維人員壓力巨大，經排查后發現原來是系統的保護定值存在問題，并沒實現完全選擇性，這類事故令人深思。”施耐德電氣數據中心行業市場經理馬莉莎用實例印證數據中心的保護選擇性亟需重視。

中訊郵電設計院電源首席工程師楊瑛潔認為：“數據中心往往會忽略精細化的神經系統，導致穩定性差。這體現在數據中心日常運行可能平穩，但一旦遭受檢修、系統切換操作或供電沖擊，就可能會發生故障。”選擇性在數據中心配電系統中非常重要，但實現上下游保護裝置之間的全選擇性，避免越級跳閘并非易事。對于大規模的數據中心來說，配電系統層級多，運行方式多，就需要更加精細的設計和配置以確保系統的穩定性和可靠性。

施耐德電氣配電咨詢專家楊遲強調，確保供電連續性并實現配電系統內的保護選擇性，是數據中心安全運行的重要保障。“隨著網絡的廣泛普及和覆蓋，我們所需處理的數據量不斷增加，數據處理速度也日益加快。這種趨勢在無形中對當前數據中心的建設規模提出越來越高的要求，同時也使得配電系統的運行方式變得越來越多樣化。”他透露，多年前他曾為一家海外知名數據中心提供相關的分析工作，用戶在設備采購招標中會明確要求供應商根據實際設備型號進行短路電流計算、設備選型校驗以及保護定值分析，同時必須實現保護系統上下級全選擇性，并遞交完整的分析報告。楊遲認為，國內數據中心近年來也開始越來越重視這個問題，這也與當前數據中心發展特點密切相關。

保護選擇性，首先需厘清電力脈絡

為了保證數據中心的正常運轉，要用不同的電源來確保持續供電。比如用市電、應急發電機或者接入可再生能源供電，此外，不間斷電源（UPS）也可以從主供線路切到旁路或者維修旁路。

施耐德電氣ETAP高級市場拓展工程師劉佳寧介紹，運行方式的多樣性使得數據中心配電系統結構日趨復雜，同時對供電連續性的穩定性提出挑戰。因此，需要重視保護選擇性，以防止小事故引起的大范圍停電。另外，考慮到節能和電力模塊方式的發展，設備與電源點的距離越來越接近，導致流過配電設備的短路電流越來越大，我們對相關設備的選型也需要根據與之調整。

對于大型數據中心而言，由于配電系統層級眾多且運行方式復雜，實現電力系統保護裝置正確動作，避免越級跳閘是一項極具挑戰的任務。因此，數據中心規劃者，在數據中心規劃設計階段可以嘗試借助ETAP仿真分析軟件輔助電力系統設計，從而大大減輕工作負擔，通過軟件仿真分析的結果實現精細化設計。

ETAP是全球領先的權威的電力系統仿真分析軟件，是唯一獲得批準可用于核電/高危行業的電力系統分析軟件，可提供從設計到運維的全生命周期解決方案，從而助力電力系統的安全穩定運行。ETAP可以廣泛覆蓋多個行業領域，包括數據中心、電子廠房、石油石化、新能源、鋼鐵冶金等。

借助ETAP電力系統仿真分析軟件，可以輕松快捷地繪制電氣系統單線圖。不僅可以簡化操作流程，更可以通過軟件便捷快速地生成保護定值的時間電流曲線（TCC曲線），從而直觀地檢查保護設備定值和選擇性是否滿足系統安全運行的要求，通過調整TCC曲線來優化保護定值。此外，ETAP電力系統仿真分析軟件具有良好的數據交互性，可以生成仿真計算報告，方便數據中心運維人員進行設備信息臺賬式管理。現在，ETAP電力系統仿真分析軟件已經在數據中心得到越來越廣泛的應用。

保護選擇性，需兼顧經濟與可靠

在當今市場，用戶在關注數據中心供電安全的同時，也更加注重成本效益。配電系統內保護選擇性地實現，可能意味著更高的成本，因此用戶需權衡利弊，綜合考慮。

選擇合適的級聯方案也是降低成本的重要途徑之一。施耐德電氣的級聯方案獲得了楊瑛潔的青睞，她認為通過優化電路連接方式，可以顯著提高系統的穩定性和可靠性，同時降低設備的維護成本。

在施耐德電氣的級聯解決方案中，可以讓上下級斷路器在同時檢測到故障電流，并進行分斷過程中，利用上級斷路器的限流技術，讓觸頭在斥開過程中降低流過下游斷路器的短路電流，這種降低短路電流的效果相當于上一級斷路器，成為下游短路電流的一個阻擋物，從而實現對下游斷路器分斷能力要求的降低。

級聯技術的最大優勢在于，允許在下一級設備中安裝分斷能力小于預期短路電流的斷路器，但仍然能夠在給定點安全分斷短路電流，從而降低了成本。這樣，就可以同時滿足設備選型要求并兼顧經濟性。

例如，通過級聯技術，采用極限分斷能力為50kA的NSX100N型斷路器可以替換極限分斷能力為100kA的NSX100H型斷路器，單臺斷路器的采購成本可以下降近40%，這個采購成本差異是相當顯著的。

施耐德電氣數據中心架構師張晨光總結道：“保護選擇性對減少數據中心宕機時間、降低數據中心運營成本意義重大。施耐德電氣斷路器除了常規保護選擇性實現方式，還提供了區域聯鎖、雙重設定等多種方式來應對不同的使用場景，提高開關的保護選擇性，可以幫助客戶實現配電系統安全穩定與經濟性的平衡。”

四大配電隱患，需要正確指導

當前，在我國國內已經投入建設大量數據中心，這些運行中的數據中心在一定程度上正面臨運維方面的困擾，或面臨轉型改造的挑戰。

經過若干年運行后，配電系統中可能存在以下安全隱患：第一，設備老化，長期運行的設備可能存在不同程度的磨損、腐蝕或疲勞，導致其性能下降或失效；第二，絕緣下降，由于環境因素（如高溫、潮濕）的作用，配電系統的絕緣材料可能發生劣化，導致電氣性能下降；第三，誤操作，即操作人員的技能水平不足或操作規程不完善，可能導致誤操作引發事故；第四，自然災害、外力破壞等外部因素也可能對配電系統造成損害。

對于經過改造或設備更換的現場，安全隱患可能更加突出。為此，施耐德電氣提供了配電安全咨詢服務，能幫助客戶排查電氣系統內的潛在隱患，并對隱患可能產生的問題進行專業評估，為客戶提供詳細的報告和建議。

如果用戶對現有配電系統的保護選擇性存在疑慮，或不確定是否具備選擇性，以及選擇性的程度如何，施耐德電氣可提供專門的選擇性分析服務。通過該服務，能夠評估現有保護系統是否滿足使用要求，并針對不滿足的情況提供相應的改進方案。

如今，無論企業級業務應用還是個人的娛樂消費，越來越依托數字化技術來實現。因此對數據中心的穩定運行也有著越來越高的要求。堅強的供電系統是數據中心運行核心，這不僅依靠完善的冗余架構，還需要非常重視保護配置，自動控制等系統的配置。在數據中心未來的設計和運營過程中，應更加充分借鑒專業性的指導意見，才能更好滿足保護選擇性的需求，合理配置配電系統和保護裝置，才能確保數據中心的穩定、可靠、高效運行。