专利名称：运行期间创建馈电至系统的方法和系统的制作方法
运行期间创建馈电至系统的方法和系统技术领域
诸如网上零售商、互联网服务提供商、搜索提供商、金融机构、大学及其它计算密集型组织的组织常执行来自大规模计算设施的计算机操作。这种计算设施容纳并且收容大量服务器、网络和计算机设备以根据执行组织运营的需要处理、存储和交换数据。通常，计算设施的计算机机房包括许多服务器机架。每个服务器机架接着包括许多服务器和相关计算机设备。
因为计算设施的计算机机房可能含有大量服务器，所以可能需要大量电力来运行设施。此外，电力被分配至散布在计算机机房各处的许多位置(例如，彼此分隔的许多机架和每个机架中的许多服务器)。通常，设施接收相对高压的馈电。这种馈电降压至较低电压(例如，110V)。布线、母线、电力接头和配电单元的网络用于以较低电压输送电力至设施中的许多特定组件。
运行的计算机系统的主电力系统通常需时常维护或重新配置。例如，一些数据中心具有经由至地面和/或机架的电力供应的“单线程”分配且其中维护仅可在数据中心中使用电力(诸如服务器)的组件关闭时执行。与数据中心中的主电力系统维护和重新配置相关的停机时间可能导致计算资源的大量损耗。在一些关键系统(诸如医院设备和安全系统)中，停机时间可能导致严重中断及在一些情况下不利地影响健康和安全。
图1是图示包括可用于创建数据中心中的计算机系统的馈电的反向馈电单元的数据中心的一个实施方案的方框图。
图2A至图2E是图示创建至机架配电单元的反向馈电的一个实施方案的示意图。
图3图示添加馈电至数据中心中的计算机系统及在计算机系统仍在运行时执行重新配置或维护操作的一个实施方案。
图4是图示可用于提供反向馈电的馈电系统的一个实施方案的示意图。
图5图示反向馈电控制单元的一个实施方案的正面面板图。
图6是图示根据一个实施方案的反向馈电控制单元的输入、主控和输出部分的示意图。
图7是图示根据一个实施方案的反向馈电控制单元的供电预返回检查入口和负载预返回检查插口部分的示意图。
虽然本发明存在不同的修改和替代形式，但是其特定实施方案举例来说示于图中并且将在本文中详细描述。但是，应了解图及其详细描述不旨在将本发明限制于所公开的特定形式，而是相反，本发明涵盖落在如随附权利要求所定义的本发明的精神和范围内的所有修改例、等效例及替代例。本文所使用的标题仅用于组织性目的且不意在用于限制本描述或权利要求的范围。如本申请案内所使用，词“可能”用作随意意义(即，意指具有可能)而非强制意义(即，意指必须)。类似地，词“包括(include)”、“包括(including)”和“包括(includes)”意指包括但非限制。
具体实施方式
公开了用于创建馈电至电系统(诸如数据中心中的计算机系统)的方法和系统的不同实施方案。根据一个实施方案，在系统运行的同时添加馈电至系统的方法包括将一组输入线耦合至电源使得输入线连接至来自电源的AC电力的至少一个相以及将一组反向馈电线耦合至配电单元中的输出插座。输出插座可与供应主电力至数据中心中的系统的配电单元上的其它输出插座并联连接。可测试反向馈电线组和输入线组以确定反向馈电线组中的一对线与输入线组中的一对线之间的匹配。确定匹配可包括将反向馈电线对的相与输入线对的相匹配。反向馈电线对可在维持至系统的主电力及系统运行的同时耦合至匹配的输出线对。
根据一个实施方案，一种在系统的配电系统重新配置或维护期间维持电力至运行系统的方法包括耦合一组输入线至电源使得输入线连接至来自电源的AC电力的至少一个相及将一组馈电线耦合至供应主电力至数据中心中的一个或多个系统的配电单元。可测试馈电线组和输入线组以确定馈电线组中的一对线与输入线组中的一对线之间的匹配。馈电线对可在维持至系统的主电力及系统运行时耦合至匹配的输入线对。主电力可在主电力链中的一个或多个点上断开或停用。
根据一个实施方案，一种用于在主电力系统重新配置或维护期间供应电力的系统包括:馈电电缆，其包括一组馈电线；输入电缆，其包括一组输入线；同步系统和耦合系统。输入线组可与电源耦合。馈电线组可与配电单元的输出插座耦合。同步系统可用于测试馈电电缆线和输入电缆线以创建馈电线组中的一对线与输入线组中的一对线之间的相和极性匹配。耦合系统可用于将一对馈电线耦合至匹配的输入线对。
根据一个实施方案，一种用于在主电力系统重新配置或维护期间供应电力的系统包括一组输入线、相选择面板和一组馈电线。输入线组可从源电力供应供应至少两相电力。相选择面板包括耦合至输入线组的两个或更多个插座。插座可以从源电电力供应供应不同相和不同极性的电力。馈电线组可从相选择面板供应电力至电负载。
如本文中所使用，“计算机机房”意指计算机系统(诸如安装在机架上的服务器)运行的大楼的机房。
如本文中所使用，“数据中心”包括计算机操作执行的任意设施或设施的部分。数据中心可包括专用于特定功能或服务多个功能的服务器。计算机操作的实例包括信息处理、通信、模拟和操作控制。
如本文中所使用，“运行电力”意指可由一个或多个计算机系统组件使用的电力。运行电力可在配电单元或配电单元下游的组件中降压。例如，服务器电力供应可使运行电力电压降压(并且将交流电整流为直流电)。
如本文中所使用，在匹配的电力线组的背景下，“匹配”意指电力线组之间的特性在可接受限值范围内彼此类似。匹配不要求两个项目的测量值完全相等。在一些实施方案中，预定匹配的可接受变化水平。例如，在一个实施方案中，对于电压电平匹配，如果两线之间测量到的电压的差异为7伏或更小，那么输入电力线可预定为匹配馈电线。不同特性(诸如电压、波形等)可用作确定匹配的标准。
如本文中所使用，“电缆”包括携载一个或多个导体并且在其长度的至少一部分内可挠的任意电缆、导管或线。电缆可在其一个或多个末端上包括接头部分，诸如插头。
如本文中所使用，“配电单元”意指可用于分配电力的任意装置、模块、组件或其组合。配电单元的元件可具体体现在单个组件或总成(诸如容纳在共同机壳中的变压器和机架配电单元)内或可分配在两个或更多个组件或总成(诸如各容纳在单独机壳中的变压器和机架配电单元和相关电缆等)之间。配电单元可包括变压器、电力监控、故障检测、隔离。
如本文中所使用，“主电力”意指例如在正常运行条件期间可供应至电负载的任意电力。
如本文中所使用，“地面配电单元”指的是可分配电力至计算机机房中的不同组件的配电单元。配电单元可容纳在机壳(诸如机柜)中。
如本文中所使用，“机架配电单元”指的是可用于分配电力至机架中的不同组件的配电单元。机架配电可包括不同组件和元件，包括接线、总线、接头和断路器。
如本文中所使用，“远程电力面板”意指可用于从一个或多个输入导体传输或分配电力至一个或多个输出导体的任意面板、装置、模块、组件或其组合。在某些实施方案中，远程电力面板包括唯主接线器(“ML0”湎板导体。远程电力面板可容纳在机壳(诸如机柜冲。
如本文中所使用，“备用电力”意指可在至负载的主电力故障或作为其替代供应至电负载的电力。
如本文中所使用，“二级馈电”指的是供应与主电力链的至少一部分的主电力系统分开的电力的任意馈电。如本文中所使用，“三级馈电”指的是供应与两个电力系统链的至少一部分的两个电力系统(诸如主电力系统和备用电力系统)分开的电力的任意馈电。在一些实施方案中，二级馈电或三级馈电可完全独立于主配电系统。但是，在一些实施方案中，二级馈电或三级馈电非完全独立于主配电系统。例如，主配电系统和二级馈电都可从相同公共事业馈电、相同降压变压器(例如，主侧变压器)、相同不间断电源(例如，主侧)等接收电力。
如本文中所使用，“源电力”包括来自任意源的电力，包括但不限于从公共事业馈电接收的电力。在某些实施方案中，“源电力”可接收自变压器的输出。
如本文中所使用，“计算机系统”包括任意不同计算机系统或其组件。计算机系统的一个实例是安装在机架上的服务器。如本文中所使用，术语计算机不仅限于在本领域中被称作计算机的那些集成电路而是泛指处理器、服务器、微控制器、微计算机、可编程逻辑控制器(PLC)、专用集成电路和其它可编程电路，且在本文中这些术语可互换使用。在不同实施方案中，存储器可包括但不限于计算机可读介质，诸如随机存储器(RAM)。或者，还可使用光盘只读存储器(⑶-ROM)、磁光盘(MOD)和/或数字多功能光盘(DVD)。此外，附加输入通道可包括与操作者接口相关的计算机周边设备，诸如鼠标和键盘。或者，也可使用可包括例如扫描仪的其它计算机周边设备。此外，在一些实施方案中，附加输出通道可包括操作者接口监视器和/或打印机。
在一些实施方案中，在系统活动的同时创建馈电至电系统。从附加馈电接收电力的系统可为不同类型。实例包括医院设备、公共事业系统、安全系统、军事系统、电信系统或电子商务系统。在某些实施方案中，提供附加馈电至关键系统，诸如生命维持系统。在一些实施方案中，系统是数据中心中的计算机系统。附加馈电可允许主电力系统暂时离线用于例如，主电力系统的重新配置或维护。在一些实施方案中，馈电通过在配电链的一部分内并联主配电系统而完成。
在一些实施方案中，反向馈电系统用于创建馈电至电系统。图1是图示包括可用于创建数据中心中的计算机系统的二级馈电的反向馈电系统的数据中心的一个实施方案的方框图。数据中心50包括机架系统51和主电力侧100。主电力侧100包括变压器102、发电机104和开关装置105和主电力系统106。机架系统51包括机架52。机架52中的计算机系统54组可在数据中心50中执行计算操作。计算机系统54可能是例如数据中心50的服务器机房中的服务器。机架52中的计算机系统54可各从一个主电力系统106接收电力。在一个实施方案中，每个主电力系统106对应于并且提供电力至数据中心50中的一个机房中的服务器。在一个实施方案中，每个主电力系统106对应于并且提供电力至数据中心50中的一个机架系统51。
主电力系统106各包括UPSllO和地面配电单元112。地面配电单元112提供电力至不同机架系统51。在一些实施方案中，地面配电单元112包括转换来自开关装置105的电压的变压器。每个机架系统51可包括机架配电单元56。机架配电单元56可分配电力至计算机系统54。
变压器102耦合至公共事业馈电。公共事业馈电可以是中压馈电。在某些实施方案中，公共事业馈电处于频率大约为60Hz的大约13.5千伏或12.8千伏电压下。发电机104可在至变压器102的公共事业电力故障的情况下提供电力至主电力系统106。在一个实施方案中，一个发电机104提供每个主电力系统106的备用电力。UPSllO可在UPSllO上游电力故障的情况下提供不间断电力至机架52。
为了说明的目的，三个主电力系统示于图1中(为简洁起见，仅示出正面主电力系统106的细节)。但是主电力侧100上的主电力系统106的数量可变化。在某些实施方案中，主电力侧可仅包括一个主电力系统。此外，配电单元、UPS、开关装置设备的数量可随实施方案(及在给定实施方案中，随系统)而改变。在一些实施方案中，主电力系统106包括许多地面配电单元112。作为另一个实例，主电力系统可具有可供应电力至许多地面配电单元的一个UPS。
数据中心50包括反向馈电单元120。反向馈电系统120可用于提供二级馈电至机架系统51。二级馈电可例如在主电力系统106重新分配或维护期间提供。反向馈电系统120包括同步系统122、输入电缆124和输出电缆126。同步系统122包括同步插座面板130、并联面板132、反向馈电单元输入电缆134和仪表136。输入电缆124包括输入耦合装置138。反向馈电电缆126包括反向馈电插头140。
仪表136可用于测量同步系统122内或反向馈电系统120的输入和/或输出侧上的电力特性，诸如电压、线电压、波形、频率、相序和相角。在一些实施方案中，一个或多个仪表136 —体化至反向馈电系统120的机壳中。在其它实施方案中，一个或多个仪表136是独立的测量装置，诸如独立示波器。
在一些实施方案中，反向馈电单元通过给配电单元中的一个或多个插座反向馈电而供应二级电力。在一些实施方案中，反向馈电单元用于通过接入地面配电单元而创建二级馈电。图2A至图2C是图示创建至机架配电单元的反向馈电的一个实施方案的示意图。图2A图示包括机架配电单元的反向馈电单元的数据中心的一部分的一个实施方案。数据中心150包括机架52中的计算机系统54、主电力系统106和反向馈电系统120。主电力系统106包括UPS110、地面配电单元112和机架配电单元56。机架配电单元56可分配电力至计算机系统54。主配电系统106可类似于上文参考图1所述的情况。UPSllO可从变压器(诸如上文参考图1所述的变压器102)接收电力。
UPS可从变压器(诸如图1所示的变压器102)接收三相电力。UPSllO可透过线152供应三相电力至地面配电单元112。在图2A中，三线的每一个标注为A、B或C以指示从UPSl 10接收的电力的三相之一。
地面配电单元112包括地面PDU插座154。地面PDU插座154可用于供应电力至数据中心150中的不同机架。在一个实施方案中，地面PDU插座154是NEMA L6-30R型。地面配电单元112上的不同插座的每一个可携载两条相线和一条接地线。在图2A中，六个插座的每一个用六相组合的一个指示，即AB、BC、AC、BA、CB或CA。
在图2A所示的实施方案中，为说明的目的而组合，地面PDU插座154仅针对六个相组合的两个而示于地面配电单元112上。但是，地面配电单元可针对每个相组合具有任意数量的插座。在一些实施方案中，地面分配单元可针对六个相组合的每一个具有一个插座。在一些实施方案中，地面分配单元可针对六个相组合的每一个具有两个或更多个插座。在一些实施方案中，地面配电可仅针对一些相组合(例如，仅AB、BC和AC)具有输出。在某些实施方案中，地面分配单元可接收和/或分配两相电力。在某些实施方案中，地面分配单元可接收和/或分配单相(例如，热、中性和接地)。
机架配电单元114包括机架PDU插座156。在一个实施方案中，机架PDU插座156是IEC60320C20插座。所有机架PDU插座156可彼此并联接线。在数据中心150的典型运行中，任意或所有机架PDU插座156可用于供应电力至机架54中的计算机系统。在图2A所示的实施方案中，机架PDU插座的最左侧两个用于提供电力至机架52中的计算机系统54。
反向馈电系统120包括同步插座面板130。同步面板插座面板130包括同步插座160。反向馈电单元输入134包括相选择插头162。
图2B图示至机架配电单元上的插座的反向馈电连接。反向馈电电缆138的反向馈电插头140耦合至机架配电单元114上的两个机架PDU插座156。虽然在图2B所示的实施方案中，电力被反向馈电至机架rou中的两个插座，但是在不同实施方案中，电力可被馈电至机架PDU中任意数量的插座。反向馈电插座的数量可取决于连接至机架PDU的电负载所需的电流量。在某些实施方案中，数据中心中的多个机架rou的每一个可具有仅至一个插座中的反向馈电。
在一些实施方案中，输入耦合装置138是3极断路器。在某些实施方案中，输入耦合装置138是3极微型断路器(MCB)。耦合装置138可安装在地面配电单元112中的断路器面板中。三极的每极可连接至三相之一，即A、B或C。
一旦反向馈电电缆126已耦合至将被反向馈电的机架配电单元114且地面配电单元112已耦合至电源(在此情况下，地面配电单元112)，可测试输入电缆124和反向馈电电缆126线上电力的同步。在一些实施方案中，同步如下文进一步参考图3所述。在一些实施方案中，一个或多个仪表136用于测试任意或所有下列参数:波形、线电压、频率、相序和相角。此外，可估计不同参数的稳定性。同步可包括创建反向馈电电缆126中的反向馈电线164对与来自地面配电单元112的输入线166组合之间的匹配。例如，对于图2A至图2C所示的实施方案，通过探测反向馈电线164和输入电线166 (例如，在耦合装置138的负载侧上)，可确定反向馈电线上的电压和相是BC相组合。可测量BC输入线的电力特性(诸如线电压、频率等)并且将其与馈电线的电力特性作比较。如图23所示，基于同步测试，用户可将并联面板132上的反向馈电单元输入电缆134耦合至同步插座面板130上的插座BC。相选择电缆134至相同步插座面板132上的插座BC的耦合可创建至机架52中的计算机系统54的反向馈电。在图2C所示的配置中，计算机系统54可接收并联馈电，一个馈电来自地面PDU插座154且另一个来自至机架PDU插座156中的反向馈电。
在一些实施方案中，重新配置或维护操作在活动条件下(例如，在维持服务器为通电状态及使用服务器执行计算操作的同时)执行。在一个实施方案中，机架中的计算机系统在自动转换开关安装在计算机系统的地面配电单元与机架配电单元之间的同时维持活动。安装的自动转换开关可用于例如，切换至备用电力系统。图2D至图2E图示安装数据中心中的机架系统的备用电力系统的自动转换开关的一个实施方案。安装可在机架中的计算机系统仍运行的“活动”环境中执行。如图2D所反映，已如图2A至图2C所述创建反向馈电。此外，机架配电单元114的电力插头170已从地面配电单元112上断开。计算机系统54继续通过来自反向馈电单元120的馈电接收电力。
如图2E所反映，自动转换开关174可安装在地面配电单元112与机架配电单元114之间。机架配电单元114的电力插头170可耦合至自动转换开关174的输出插座176。自动转换开关174的输入电力插头178A (自动转换开关的“A”侧)可连接至地面配电单元112中的地面PDU插座154。(输入电力插头178A可安装至机架配电114的输入电力插头170先前安装的相同插座中)。此时，主电力可从地面PDU插座154重新创建。反向馈电系统120可从机架配电单元114上断开。
如图2E所反映，自动转换开关174的输入电力插头178B(自动转换开关的“B”侧)可连接至备用rouiso，其可作为备用电力系统的一部分。备用电力系统可保持耦合以提供备用电力至机架52中的计算机系统54。
在一些实施方案中，备用电力系统为所有计算机系统54提供由主电力系统106供应的备用电力。在一些实施方案中，备用电力系统在数据中心50运行期间一直通电。备用电力系统可以是被动的直到主电力侧100的一个或多个组件故障，此时备用电力系统可变为主动的。
如果自动转换开关将安装在附加机架系统中，那么反向馈电系统120可用于通过重复如上所述的程序而提供反向馈电至这些机架。
在不同实施方案中，至配电的反向馈电通过接入反向馈电配电单元上游的电力链中的元件而供应。例如，如图2A至图2E所示的实施方案中所示,至机架配电单元56的反向馈电可从地面配电单元112供应。地面配电单元112位于机架配电单元56上游并且供应电力至机架配电单元56。在另一个实施方案中，反向馈电可从主电力系统中的不间断电力供应供应(诸如图1所示的主电力系统100的UPS110)。但是,反向馈电可从任意电源供应。例如，反向馈电可从数据中心中的地面配电单元供应，而非来自备用电力系统的地面配电单元114或数据中心外部的源。
在一些实施方案中，馈电在系统运行的同时添加至数据中心中的系统。在一些实施方案中，馈电可通过给数据中心中的配电单元反向馈电而完成。图3图示添加二级馈电至数据中心中的机架中的计算机系统及在计算机系统仍在运行的同时执行重新配置或维护操作的一个实施方案。在一些实施方案中，重新配置或维护操作可针对数据中心中的不同机架重复直到机架PDU级而不将电力从机架中的组件上移除。
由于操作可“热”执行，所以可利用电安全保护措施，其可包括确保:(I)遵循所有电安全程序；(2)使用个人保护设备；(3)相关变动管理/配置管理到位，确认特定机架被反向馈电并且通知相关人员；和(4)至服务器机架的主馈电在二级馈电过程期间无可能危害机架的异常条件。例如，电力特性(诸如，电压偏差、频率偏差和相偏差)可确定在可接受范围内，例如在正或负5%内。在整个过程中，多个接头可因引入附加电源而被通电。可采取保护措施使得这些接头被仔细处理并且被适当绝缘。
在500中，一组输入线耦合至电源使得输入线连接至来自电源的交流(“AC”)电力。在一个实施方案中，电源是主配电系统中的另一个地面配电单元(例如，如果空间无法用于对机架PDU馈电的主地面PDU中的断路器)。在一些实施方案中，将PDU用作馈电电源的标准包括下列两个条件:(I)替补PDU从相同UPS馈电作为源PDU ;和(2)匹配相的电压在彼此预定变化内(和相同频率)。在一个实施方案中，预定变化是7伏AC或更小。
在一些实施方案中，诸如本文参考图1所述的反向馈电系统可用于创建至机架的馈电。在一些实施方案中，反向馈电单元包括同步插座面板和并联面板，诸如如上文参考图1和/或下文参考图4所述的并联面板132。并联面板可提供从同步插座面板至将被反向馈电的配电单元的路径。在其它实施方案中，特殊电缆可用于提供从同步插座面板至将被反向馈电的配电单元的反向馈电。在一个实施方案中，与机架PDU耦合的电缆末端是插入式C19且与同步面板耦合的电缆末端是NEMA L6-30P。在不同实施方案中可使用其它接头和电缆配置。在某些实施方案中，电缆可具有Y配置，在一端上利用两个其它插入式IEC60320C19接头或在一端上利用两个IEC60320C13接头。
在一个实施方案中，3极断路器安装在地面PDU中以提供反向馈电至机架H)U。足够的电缆可保留暴露在断路器的负载侧上以能够用钳式安培计或夹式安培计测量每相电流。一旦安装，3极断路器可关闭。
用于创建馈电的设备，诸如上文参考图1所述的反向馈电系统120可安放在任意适当位置。在一个实施方案中，反向馈电单元定位在行末以防止干扰其它服务器机架。在某些实施方案中，测试和/或馈电设备可安装在推车上。
在502中，一组二级馈电线耦合至供应主电力至数据中心中的一个或多个系统的配电单元。二级线馈电线可耦合至供应电力至机架的机架级I3DU (例如，5KVA208X24AmpPDU)ο在一些实施方案中，二级线被耦合作为至配电单元中的一个或多个输出插座(诸如，非主动C19接头)的反向馈电。输出插座可与供应主电力至数据中心中的一个或多个系统的输出插座并联连接。可标注将被反向馈电的机架上的电路的相(例如，A-B、B-C或C-A)。任意数量的开放输出插座可被反向馈电。插座的数量可基于例如从机架配电单元接收电力的系统的负载要求。
在一些实施方案中，反向馈电可与来自电源的电力同步。在504中，测试二级馈电线和输入线以确定二级馈电线组中的一对线与输入线组中的一对线之间的匹配以将一对二级馈电线的相与一对输入线的相匹配。匹配可包括确定包括波形、线电压、频率、相序和相角的特性。在一些实施方案中，示波器用于不同特性的测试。
使用仪表，可检测馈电线与输入线之间的电势差以确保相对齐。在一些实施方案中，一个或多个仪表可内建至二级馈电的同步系统中。在某些实施方案中，仪表可以是多仪表。如果相被反向，那么替补插座可用于相同相组合(例如，BA而非AB)。
在一些实施方案中，二级馈电的电源可以是除机架中的电路的主地面rou以外的PDU0在这些实施方案中，可针对电势创建最大变化。在一个实施方案中，允许电势相差不超过7VAC。在另一个实施方案中，允许电势相差不超过5%。在一些实施方案中，相完整性可由两个电工验证。
在506中，一对二级馈电线在维持至系统的主电力且系统运行的同时耦合至匹配的输入线，其可创建至系统的二级馈电。可验证由二级馈电馈电的计算机系统正常运行。此夕卜，可例如经由耦合至电源的3极断路器的负载侧上的安培表估计馈电的负荷能力。
在508中，主电力可在主电力链中的一点上停用或断开。
在510中，重新配置或维护操作可在主电力断开或停用且二级馈电供应电力至系统的同时在配电系统上执行。例如，如上文参考图2D至图2E所述，反向馈电可用于在安装机架级ATS安装期间执行活动电力切换。在安装后，可例如使用电路负载侧上的安培表验证穿过ATS的rou电路的负荷能力。
在512中，在执行至少一个重新配置或维护操作后，主电力系统可重新连接或重新启用。
在514中，二级馈电可从正被馈电的配电单元上断开。执行测试以验证机架正常运行及在PDU或UPS上不存在警报。
在516中，确定附加机架是否需要重新配置或维护程序。若如此，那么所有或部分程序可在518中应用至附加机架。在一些实施方案中，输入馈电线可在在数据中心中的数个机架上执行重新配置或维护的同时仍连接至相同电源。在一些实施方案中，二级馈电可创建至许多rou。对于每个rou，可执行测试以创建适当相及在将输入线连接至PDU的反向馈电线之前是否存在匹配。例如，一个机架的机架PDU可具有AB相组合的电力，另一个机架的机架PDU可具有CB相组合的电力及等等。在一些情况下，单个机架PDU可具有不同相组合的插座组。因此，在一些实施方案中，反向馈电程序可在单个机架PDU上多次执行(例如，针对供应电力的机架rou的每个相组合一次)。
在一些实施方案中，输入线可在针对不同机架执行重新配置或维护时切换至不同电源(诸如，不同地面rou)。
当不再有电路被反向馈电时，将输入线耦合至电源的断路器可在520中打开并且从电源上移除。
虽然在上述实例中，二级馈电或反向馈电通过馈电至配电单元而创建，但是在特定实施方案中，二级馈电或三级馈电可通过馈电至配电系统中的其它元件而创建。在某些实施方案中，二级馈电通过反向馈电至远程电力面板而创建。
虽然在上述实例中，二级馈电至机架级rou中，但是在不同实施方案中二级馈电可供应至系统中的任意组件。在一个实施方案中，反向馈电创建至地面PDU的输出插座中，诸如上文参考图1所述的地面配电单元114。电源可来自任意源，诸如不同地面PDU、UPS或其它系统。地面PDU反向馈电可创建例如以取代地面PDU中的断路器。
图4是图示可用于提供反向馈电的馈电系统的一个实施方案的示意图。馈电系统800包括插座面板804和并联面板805。馈电系统800可从供体H)U801接收电力。馈电系统800可经由MCB802耦合至供体PDU801。在一个实施方案中，MCB是30amp、3极D曲线MCB。
插座面板804包括隔离器806和插座808。在一个实施方案中，隔离器806是安装在门上(可锁定)的并联隔离器(额定为AC23、63amp)，测试点提供在隔离器两侧上。一个插座808可针对来自供体H)U801的每个不同相组合提供。
插座面板804的组件可容纳在机壳中。并联面板805的组件可容纳在单独机壳中。在某些实施方案中，如方框809所示，每个插座808容纳在单独机壳中。
并联面板805包括插头810、电缆811、插座814、隔离器816、安培计818、端子导轨820、隔离器822和软线824。隔离器816可以是安装在门上(可锁定)的并联隔离器(额定为AC23、63amp)，测试点提供在隔离器两侧上。隔离器822可以是双极、安装在门上(可锁定)的，额定为20amp。
插头810提供在电缆811的末端上。插座814可以为插头810提供安全外壳。在一个实施方案中，插头810是NEMA L6-30P且插座808和814是NEMA L6-30R。
软线824可压盖至并联面板805的机壳或可通过插头和插座连接。可包括电缆压盖以提供软线824的密封和/或应变消除，其中软线824穿入并列面板805的机壳中。软线824可引导至机架PDU826。
软线824可耦合在机架TOU826的插座827中。机架TOU826可包括插头829。插座828可提供作为输入插头829的安全外壳。
图5图示反向馈电控制单元的一个实施方案的正面面板图。反向馈电控制单元可用作例如上文参考图1所述的反向馈电单元中的并联面板。反向馈电控制单元860包括正面面板864和输入电缆862。输入电缆862可直接或通过中间系统(诸如上文参考图4所述的插座面板804)与电源耦合。主控866和输出868提供在正面面板864上。主控866包括主开关870、测试点872、安培计874和指示灯876。每个输出868包括输出插座878、测试点880、安培计882和开关884。
输入电缆862包括插头863。在一个实施方案中，插头863是IEC603092P+NE、32A插头。在另一个实施方案中，插头863是L6-30P插头。
电力可从输入电缆862引导到每个输出868。安培计874可提供输入电缆862中的电流电平的可视指示。安培计882可提供每个输出868中的电流电平的可视指示。开关870和884可用于控制电力输出868。
反向馈电控制单元860包括供电预返回检测入口 890和负载预返回检测插口 892。供电预返回检测入口 890包括测试点894。负载预返回检测插口 892包括测试点896。
图6是图示根据一个实施方案的反向馈电控制单元860的输入电缆862、主控866和输出868部分的示意图。图7是图示根据一个实施方案的反向馈电控制单元860的供电预返回检测入口 890和负载预返回检测插口 892部分的示意图。在一个实施方案中，供电预返回检测入口 890是IEC603092P+NE、32A插入式接头部分且负载预返回检测插口 892是IEC603092P+NE.32A 插座。
在上述不同实施方案中，同步系统提供电源与将被馈电的配电单元之间的同步的手动测试。但是，在某些实施方案中，测试以创建同步可例如通过同步系统中的处理器自动或半自动地执行。此外，在一些实施方案中，电源(经由例如一组输入线)与将(经由例如至PDU的一组二级馈电线)被馈电的配电单元耦合可例如通过同步系统中的处理器自动或半自动地执行。
在上述不同实施方案中，馈电系统接线以从三相电源提供任意相组合。但是馈电系统可提供其它类型的电力(例如，两相、单相)。在一个实施方案中，二级馈电系统从电源接收两相电力并且允许两相电力的任意相组合的同步。在一个实施方案中，二级馈电系统从电源接收单相电力(例如，一个热及一个中性)并且允许与多相系统的任意相同步及中性于多相系统。
在上述不同实施方案中，在系统运行期间为系统创建二级馈电。但是，在某些实施方案中，数据中心中的一些或所有系统可在二级馈电创建期间停止运行。
虽然在本文所述的一些实施方案中，附加馈电是并联连接至单个主馈电的二级馈电，但是在不同实施方案中，馈电可添加至具有任意数量的现有馈电的系统。因此，附加馈电可能是二级馈电、三级馈电(例如，至从两个现有电力系统接收电力的系统的馈电)等。
虽然上文已极为详细地描述上述实施方案，但是本领域技术人员一旦完全理解上述公开内容即了解许多变化及修改。下文权利要求旨在解释为涵盖所有这些变化和修改。
第I条.一种在系统运行的同时添加馈电至系统的方法，其包括:
将一组输入线耦合至电源使得所述输入线连接到来自所述电源的AC电力的至少一个相；
将一组反向馈电线耦合至配电单元中的输出插座，其中所述输出插座与至少另一个输出插座并联连接，其中所述至少另一个输出插座供应主电力至一个或多个系统；
测试所述反向馈电线组和所述输入线组以确定所述反向馈电线组中的至少一对线与所述输入线组中的至少一对线之间的匹配，其中确定所述匹配包括将所述至少一对反向馈电线的相与所述至少一对输入线的相匹配；和
在维持至所述系统的主电力且所述系统运行的同时将所述至少一对反向馈电线耦合至所述匹配的至少一对输入线。
第2条.根据第I条所述的方法，其中供应至所述输入线的所述电力包括三相电力，
其中测试所述反向馈电线组和所述输入线组以确定匹配包括确定至少一对所述反向馈电线的相和极性；和
其中将所述至少一对反向馈电线耦合至所述匹配的至少一对输入线包括将所述至少一对反向馈电线耦合至匹配所述至少一对反向馈电线的相和极性的一对输入线。
第3条.根据第I条所述的方法，其中将所述至少一对反向馈电线耦合至所述匹配的至少一对输入线包括将耦合至至少一对所述反向馈电线的馈电单元输入电缆插头安装至耦合至所述输入线组的匹配线对的相选择面板插座。
第4条.根据第I条所述的方法，其中测试所述馈电线组和所述输入线组包括确定一对所述输入线的波形与一对反向馈电线的波形之间的匹配。
第5条.根据第I条所述的方法，其中所述配电单元是被构造来供应电力至数据中心中的一个或多个机架中的一个或多个计算机系统的机架配电单元。
第6条.根据第I条所述的方法，其中所述配电单元是地面配电单元，其中所述配电单元被构造来供应电力至机架中的一个或多个计算机系统。
第7条.根据第I条所述的方法，其中所述电源是所述系统的主电力链。
第8条.根据第I条所述的方法，其中所述电源是主侧地面配电单元。
第9条.根据第I条所述的方法，其中所述电源与主配电系统分开。
第10条。.根据第I条所述的方法，其中创建匹配的所述测试的至少一部分是自动执行的。
第11条.根据第I条所述的方法，其中将所述至少一对反向馈电线耦合至所述匹配的至少一对输入线是自动执行的。
第12条.一种在电系统的配电系统重新配置或维护期间维持至所述电系统的电力的方法，其包括:
将一组输入线耦合至电源使得所述输入线连接到来自所述电源的AC电力的至少一个相；
将一组馈电线耦合至供应主电力至一个或多个系统的配电单元；
测试所述馈电线组及所述输入线组以确定所述馈电线组中的至少一对线与所述输入线组中的至少一对线之间的匹配，其中确定所述匹配包括将所述至少一对馈电线的相与所述至少一对输入线的相匹配；和
在维持至所述系统的主电力且所述系统运行的同时将所述至少一对馈电线耦合至所述匹配的至少一对输入线；和
在主电力链中的一个或多个点上断开或停用主电力。
第13条.根据第12条所述的方法，其还包括在主电力断开或停用且所述馈电正供应电力至所述系统的同时在所述配电系统上执行至少一个重新配置操作。
第14条.根据第13条所述的方法，其中执行所述至少一个重新配置操作包括将备用电力系统连接至所述配电系统。
第15条.根据第13条所述的方法，其中执行所述至少一个重新配置操作包括在地面配电单元与机架配电单元之间耦合自动转换开关。
第16条.根据第12条所述的方法，其还包括在主电力断开或停用且所述馈电正供应电力至所述系统的同时在所述配电系统上执行至少一个维护操作。
第17条.根据第12条所述的方法，其还包括:
在主电力断开或停用且所述馈电正供应电力至所述系统的同时在所述配电系统上执行至少一个重新配置或维护操作；
在执行所述至少一个重新配置或维护操作后重新连接或重新启用所述主电力；和
在主电力已重新连接或重新启用后断开所述馈电。
第18条.一种用于在主电力系统重新配置或维护期间供应电力的系统，其包括:
一个或多个馈电电缆，其包括一组馈电线，其中所述馈电线组被构造来与配电单兀的输出插座I禹合；
输入电缆，其包括被构造来与电源耦合的一组输入线；
同步系统，其可构造以测试所述馈电电缆的一条或多条线及所述输入电缆的一条或多条线以创建所述馈电线组中的至少一对线与所述输入线组中的至少一对线之间的相和极性匹配；和
耦合系统，其被构造来将来自所述馈电线组的至少一对线耦合至来自所述输入线组的至少一个匹配的线对。
第19条.根据第18条所述的系统，其中所述耦合系统包括:
相选择面板，其包括耦合至所述输入线组的两个或更多个插座，其中至少一个所述插座的每一个被构造来从源电力供应与所述插座的至少另一个不同相或不同极性的电力；和
馈电单元输入电缆，其耦合至至少一个所述馈电电缆，其中所述馈电单元输入电缆被构造来插入所述相选择面板中的至少两个所述插座以创建从所述输入线至所述馈电线的馈电。
第20条.根据第18条所述的系统，其还包括并联面板，其包括两个或更多个输出插座，其中至少两个所述输出插座的每一个被构造来供应电力至至少一个所述馈电电缆。
第21条.根据第20条所述的系统，其中所述并联面板包括被构造来切换至少一个所述馈电线中的电力的至少一个开关。
第22条.根据第20条所述的系统，其中所述并联面板包括被构造来切换至少一个所述输入线中的电力的至少一个开关。
第23条.根据第20条所述的系统，其中所述并联面板包括可构造以显示至少一个所述馈电线中的电流量的至少一个仪表。
第24条.根据第20条所述的系统，其中所述并联面板包括可构造以显示至少一个所述输入线中的电流量的至少一个仪表。
第25条.根据第18条所述的系统，其还包括可构造以测试所述馈电线与所述输入线的同步的至少一个仪表。
第26条.根据第18条所述的系统，其中所述系统被构造来自动确定至少一对线与所述输入线的至少一对线之间的匹配。
第27条.根据第18条所述的系统，其中所述系统被构造来自动将至少一对线与所述输入线的至少一个匹配的线对耦合。
第28条.根据第18条所述的系统，其还包括被构造来安装在地面配电单元中的断路器，其中所述输入电缆被构造来与所述断路器耦合。
第29条.一种用于在主电力系统重新配置或维护期间供应电力的系统，其包括:
一组输入线，其可构造以从源电力供应供应至少两相电力。
相选择面板，其包括耦合至所述输入线组的两个或更多个插座，其中至少一个所述插座的每一个被构造来从所述源电力供应供应与所述插座的至少另一个不同相或不同极性的电力；和
一组馈电线，其可构造以从所述相选择面板供应电力至至少一个电负载。
第30条.根据第29条所述的系统，其还包括耦合至馈电线组的馈电单元输入电缆，其中所述馈电单元输入电缆被构造来插入所述相选择面板中的至少两个所述插座以创建从所述输入线至所述馈电线的馈电。
第31条.根据第29条所述的系统，其中所述输入线组可构造以从所述源电力供应供应三相电力，其中所述相选择面板包括针对所述输入线组中的所述三相电力的每个相组合的至少一个插座。
第32条.根据第29条所述的系统，其还包括可构造以测试所述馈电线中的线与一条或多条线之间的同步的至少一个仪表。
权利要求
1.一种在运行中的电系统的配电系统重新配置或维护期间维持至所述电系统的电力的方法，其包括: 将一组输入线耦合至电源使得所述输入线连接到来自所述电源的AC电力的至少一个相； 将一组馈电线耦合至供应主电力至一个或多个系统的配电单元； 测试所述馈电线组和所述输入线组以确定所述馈电线组中的至少一对线与所述输入线组中的至少一对线之间的匹配，其中确定所述匹配包括将所述至少一对馈电线的相与所述至少一对输入线的相匹配；和 在维持至所述系统的主电力且所述系统运行的同时将所述至少一对馈电线耦合至所述匹配的至少一对输入线；和 在主电力链中的一个或多个点上断开或停用主电力。
2.根据权利要求1所述的方法，其还包括在主电力断开或停用且所述馈电正供应电力至所述系统的同时在所述配电系统上执行至少一个重新配置操作。
3.根据权利要求1所述的方法，其还包括: 在主电力断开或停用且所述馈电正供应电力至所述系统的同时在所述配电系统上执行至少一个重新配置或维护操作； 在执行所述至少一个重新配置或维护操作后重新连接或重新启用所述主电力；和 在主电力已重新连接或重新启用后断开所述馈电。
4.一种用于在主电力系统重新配置或维护期间供应电力的系统，其包括: 一个或多个馈电电缆，其包括一组馈电线，其中所述馈电线组被构造来与配电单元的输出插座I禹合； 输入电缆，其包括被构造来与电源稱合的一组输入线； 同步系统，其可构造以测试所述馈电电缆的一条或多条线和所述输入电缆的一条或多条线以创建所述馈电线组中的至少一对线与所述输入线组中的至少一对线之间的相和极性匹配；和 耦合系统，其被构造来将来自所述馈电线组的至少一对线耦合至来自所述输入线组的至少一个匹配的线对。
5.根据权利要求4所述的系统，其中所述耦合系统包括: 相选择面板，其包括耦合至所述输入线组的两个或更多个插座，其中至少一个所述插座的每一个被构造来从源电力供应供应与所述插座的至少另一个不同相或不同极性的电力；和 馈电单元输入电缆， 其耦合至至少一个所述馈电电缆，其中所述馈电单元输入电缆被构造来插入所述相选择面板中的至少两个所述插座以创建从所述输入线至所述馈电线的馈电。
6.根据权利要求4所述的系统，其还包括并联面板，其包括两个或更多个输出插座，其中至少两个所述输出插座的每一个被构造来供应电力至至少一个所述馈电电缆。
7.根据权利要求6所述的系统，其中所述并联面板包括被构造来切换至少一个所述馈电线中的电力的至少一个开关。
8.根据权利要求6所述的系统，其中所述并联面板包括可构造以显示至少一个所述馈电线中的电流量的至少一个仪表。
9.根据权利要求4所述的系统，其还包括可构造以测试所述馈电线与所述输入线的同步的至少一个仪表。
10.根据权利要求4所述的系统，其中所述系统被构造来自动确定至少一对线与所述输入线的至少一对线之间的匹配。
11.根据权利要求4所述的系统，其中所述系统被构造来自动将至少一对线与所述输入线的至少一个匹配的线对耦合。
12.根据权利要求4所述的系统，其还包括被构造来安装在地面配电单元中的断路器，其中所述输入电缆被构造来与所述断路器耦合。
13.一种用于在主电力系统重新配置或维护期间供应电力的系统，其包括: 一组输入线，其可构造以从源电力供应供应至少两相电力。
相选择面板，其包括耦合至所述输入线组的两个或更多个插座，其中至少一个所述插座的每一个被构造来从源电力供应供应与所述插座的至少另一个不同相或不同极性的电力；和 一组馈电线，其可构造以从所述相选择面板供应电力至至少一个电负载。
14.根据权利要求13所述的系统，其还包括耦合至馈电线组的馈电单元输入电缆，其中所述馈电单元输入电缆被构造来插入所述相选择面板中的至少两个所述插座以创建从所述输入线至所述馈电线的馈电。
15.根据权利要求13所述的系统，其中所述输入线组可构造以从所述源电力供应供应三相电力，其中所述相选择面板包括针对所述输入线组中的所述三相电力的每个相组合的至少一个插座。
16.根据权利要求13所述的系统，其还包括可构造以测试所述馈电线中的线与一条或多条线之间的同步的至少一个仪表。`
全文摘要
一种添加馈电至电系统的方法包括将一组输入线耦合至电源使得所述输入线连接至来自所述电源的AC电力的至少一个相，及将一组反向馈电线耦合至配电单元中的输出插座。所述输出插座可与供应主电力至数据中心中的系统的至少另一个输出插座并联连接。可测试所述反向馈电线组和所述输入线组以确定所述反向馈电线组中的一对线与所述输入线组中的一对线之间的匹配。确定所述匹配可包括将所述反向馈电线对的相与所述输入线对的相匹配。
文档编号H02J1/00GK103155330SQ201180046665
公开日2013年6月12日 申请日期2011年9月12日 优先权日2010年9月28日
发明者O·P·莫拉雷斯, R·麦克库洛池, P·胡格海司 申请人:亚马逊科技公司