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機(jī)房供電概述及系統(tǒng)設(shè)計
  (一)機(jī)房供電概述


  1.供配電系統(tǒng)
  供配電是數(shù)據(jù)中心機(jī)房的生命線,這句話一點也不夸張,因為離開了電我們的機(jī)房是連一分鐘也運行不了的,因此要建一個好的機(jī)房,首先要將供配電解決好。一般要求主要開關(guān)設(shè)備應(yīng)該被設(shè)計成適合增容、維護(hù)和冗余,并提供雙倍的或隔離的冗余配置。設(shè)計時應(yīng)該考慮到開關(guān)裝置、總線或斷路器維護(hù)的方便性。瞬時電壓浪涌抑制(TVSS)應(yīng)該被安裝在電力分配系統(tǒng)的每一級上,并且采用適當(dāng)?shù)囊?guī)格,以便能夠抑制可能發(fā)生的瞬時的能量。
  不同類別機(jī)房對電源的要求:
  A類機(jī)房:停電后會產(chǎn)生重大損失和社會影響,要求建立不停電電源系統(tǒng)。
  B類機(jī)房:停電后會產(chǎn)生一定損失和社會影響,要求建立備用電源系統(tǒng)。
  C類機(jī)房:停電后不會產(chǎn)生大的隕失和社會影響,可按一般用戶配置。
  2.市電輸變電系統(tǒng)
  對于一級負(fù)荷機(jī)房應(yīng)該有從不同變電站供給的雙路供電,加上柴油發(fā)電機(jī),通過應(yīng)急電源柜切換后供給機(jī)房內(nèi)的UPS和精密空調(diào)機(jī)組,ATS切換最好做在機(jī)房配電系統(tǒng)就近,切換后以最短距離輸送給機(jī)房設(shè)備。備用發(fā)電機(jī)系統(tǒng)是至關(guān)重要的一個因素。即便其中有一個故障時,也能夠直接地向計算機(jī)和其它設(shè)備提供一個理想質(zhì)量和容量的電力供應(yīng)。發(fā)電機(jī)的設(shè)計應(yīng)能夠處理UPS系統(tǒng)或電腦設(shè)備負(fù)荷的諧波電流。備用發(fā)電機(jī)應(yīng)該提供備用電源給所有的冷卻設(shè)備,避免負(fù)載設(shè)備溫度上升以及停止運行。如果發(fā)電機(jī)不支持這些系統(tǒng),它們所帶來的益處就顯得很有限。在自動控制發(fā)生故障時,發(fā)電機(jī)應(yīng)該能夠采用手動控制。應(yīng)該給每一個發(fā)電機(jī)輸出提供瞬時電壓浪涌抑制(TVSS)裝置。
  發(fā)電機(jī)燃料應(yīng)該是柴油,這樣啟動比較快??紤]現(xiàn)場儲藏量的要求,通常需要保證4小時到60天。并且需要給所有燃料儲藏系統(tǒng)提供一個遠(yuǎn)程的燃料監(jiān)控和警報系統(tǒng)。由于微生物增長是柴油燃料最常見的故障,應(yīng)設(shè)計有便攜的或安裝固定的清潔系統(tǒng)。在寒冷的季節(jié),需要考慮給燃料系統(tǒng)加熱或循環(huán),避免柴油燃料膠凝。當(dāng)確定好現(xiàn)場燃料儲藏系統(tǒng)的容量時,同時需要考慮燃料供貨商在緊急情況時的反應(yīng)時間。
  在發(fā)電機(jī)周圍提供UPS照明電源或單獨的電池,在發(fā)電機(jī)和裝置同時發(fā)生故障時提供照明。同樣,在發(fā)電機(jī)周圍也應(yīng)該提供UPS供電插座。
  在組件的分別測試之外,備用發(fā)電機(jī)系統(tǒng)、UPS系統(tǒng)和自動轉(zhuǎn)換開關(guān)應(yīng)該作為一個系統(tǒng)一起測試。在冗余系統(tǒng)測試單個組件的故障時,冗余系統(tǒng)是為在一個組件發(fā)生故障時能夠繼續(xù)起作用而設(shè)計的。此外,一旦數(shù)據(jù)中心開始運行,應(yīng)該定期測試系統(tǒng),確保各個組件能夠繼續(xù)正常地發(fā)揮作用。
  3.機(jī)房用電的配置
  配電必須充分考慮到今后的發(fā)展余量。如lBMP550A服務(wù)器,每臺高配功率為lKW,一個機(jī)柜若裝6臺就是6KW,假如預(yù)期機(jī)房在今后會裝到最多四十個機(jī)柜那就是240KW;UPS一般可按照設(shè)備容量的1.3倍計算,就是312KVA,再加上適當(dāng)?shù)挠嗔?,選用3200KVAUPS冗余供電是一種較為理想的方案。
  UPS的供電總?cè)萘?/font>2200KVA冗余UPS可少算一臺400KVA,精密空調(diào)單臺的實際耗電功率為20KW,假如配置10臺精密空調(diào)的話,總功率為10*20200KW,機(jī)房UPS、空調(diào)總功率為:400+200=600KW,機(jī)房供配電要考慮到日后的發(fā)展余量等因素,一般可按照UPS與空調(diào)容量總和的150%配置,就是600*1.5=900KW,另外再加上新風(fēng)機(jī)4KW、照明等的用電算8KW,則機(jī)房總的配電容量應(yīng)為912KW其中由應(yīng)急柜供電的為UPS和精密空調(diào)。
  4.作為國家A類標(biāo)準(zhǔn)的計算機(jī)機(jī)房都要求具備雙路市電電源接入供電,但雙路電源的切換開關(guān)(ATS最好要安裝在UPS輸入的附近,這樣接法相比在遠(yuǎn)端的配電柜切換來,可以消除從配電問到UPS之間動力線路,開關(guān)等引起的故障)。機(jī)房供配電的安全可靠性牽涉的問題很多,從市電輸入到UPS,從UPS輸出到各級ATS、各級開關(guān)然后到輸出端的各個接線盒及插座,每一個環(huán)節(jié)都十分重要,特別是處于供配電上游的UPS輸入總開關(guān)和輸出總開關(guān)以及ATS。其中任何一個一旦出現(xiàn)問題,都會引發(fā)嚴(yán)重的停電事故,后果將不堪設(shè)想,因此其配置問題必須慎之又慎,另外對于動力電纜的配置問題也很值得研究,由于機(jī)房內(nèi)大量非線性負(fù)載的存在,使得諧波電流很大,所以一般機(jī)房剛建好時零地電壓都很低,而設(shè)備裝滿時零地電壓都會大大增加我們的有效辦法之一就是降低零線的電阻,以前我們的零線、地線的線徑一般都比相線要,小很多,但實踐中三相配電線路內(nèi),相線上的3的整數(shù)倍諧波在中性線上會疊加,使中性線的電流值可能超過相線上的電流。但是從低諧波電流和零地電壓的目標(biāo)出發(fā),我們應(yīng)該將零線和地線的線徑選得與相線相同甚至更粗一點。

  (二)負(fù)荷等級和額定容量

  依據(jù)計算機(jī)的用途和性質(zhì)以及負(fù)荷分級的規(guī)定,采取相應(yīng)的供電技術(shù):對于一級負(fù)荷采用一類供電,重要機(jī)房供電屬于一級負(fù)荷,按一級負(fù)荷的供電要求,必須保證兩個以上獨立的電源點供電,采用兩條專用干線引進(jìn),兩路獨立電源在末端互投,建立不停電系統(tǒng),而且要保證供電的質(zhì)量;對于二級負(fù)荷采用二類供電,建立帶備用的供電系統(tǒng);對于三級負(fù)荷采用三類供電,按一般用戶供電考慮。
  機(jī)房用電系統(tǒng)要求提供的電源額定容量一般以兩種方式給出:
  (1)確定機(jī)房用電系統(tǒng)的總功率大小或機(jī)房用電系統(tǒng)的總電流。這是選取電力設(shè)備、總斷路器、供電電纜、機(jī)房的總發(fā)熱量以及精密空調(diào)時都必需考慮的問題。通常供電總功率應(yīng)留有不少于25%的余量。
  (2)確定各機(jī)柜、分機(jī)、設(shè)備等所要求的工作電流。這對設(shè)計計算機(jī)房的配電柜、選取合適的傳輸導(dǎo)線和分路開關(guān)也是必需的。針對電氣設(shè)備額定電流,在整定總斷路器和分路開關(guān)時要注意電氣設(shè)備的啟動電流值。在進(jìn)行方案設(shè)計時,有些經(jīng)驗數(shù)據(jù)可供估算時參考,如:l)UPS功率:主機(jī)房可按350W~400W/㎡計算;照明用電可按l5W~20W/㎡計算。
  2)空調(diào)機(jī)電功率要根據(jù)機(jī)房制冷量考慮。主機(jī)房制冷量按400W/㎡計算,輔助機(jī)房制冷量按300W/m2計算,然后再根據(jù)電氣設(shè)備不同的效率和換算系數(shù),確定空調(diào)系統(tǒng)用電負(fù)荷量。

  (三)防雷和接地

  接地極的接地電阻,當(dāng)系統(tǒng)采用聯(lián)合接地時,R≤10?(北京地區(qū)可按0.5?考慮);當(dāng)
  采用單獨接地時,R≤4?。在總配電室要做總等電位連接,各樓層的智能化系統(tǒng)設(shè)備機(jī)房、樓層弱電間、樓層配電間的接地,采用局部等電位聯(lián)接。貫穿弱電豎井的接地干線,應(yīng)當(dāng)是鍍鋅扁鋼,截面尺寸不小于一40mm×4mm。
  機(jī)房的重要設(shè)備和配電柜(),必須按GB500571994(2000年版),并安裝電涌保護(hù)器、做好等電位連接。