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          技術文檔

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          機房供電概述及系統設計
            (一)機房供電概述


            1.供配電系統
            供配電是數據中心機房的生命線,這句話一點也不夸張,因為離開了電我們的機房是連一分鐘也運行不了的,因此要建一個好的機房,首先要將供配電解決好。一般要求主要開關設備應該被設計成適合增容、維護和冗余,并提供雙倍的或隔離的冗余配置。設計時應該考慮到開關裝置、總線或斷路器維護的方便性。瞬時電壓浪涌抑制(TVSS)應該被安裝在電力分配系統的每一級上,并且采用適當的規格,以便能夠抑制可能發生的瞬時的能量。
            不同類別機房對電源的要求:
            A類機房:停電后會產生重大損失和社會影響,要求建立不停電電源系統。
            B類機房:停電后會產生一定損失和社會影響,要求建立備用電源系統。
            C類機房:停電后不會產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
            對于一級負荷機房應該有從不同變電站供給的雙路供電,加上柴油發電機,通過應急電源柜切換后供給機房內的UPS和精密空調機組,ATS切換最好做在機房配電系統就近,切換后以最短距離輸送給機房設備。備用發電機系統是至關重要的一個因素。即便其中有一個故障時,也能夠直接地向計算機和其它設備提供一個理想質量和容量的電力供應。發電機的設計應能夠處理UPS系統或電腦設備負荷的諧波電流。備用發電機應該提供備用電源給所有的冷卻設備,避免負載設備溫度上升以及停止運行。如果發電機不支持這些系統,它們所帶來的益處就顯得很有限。在自動控制發生故障時,發電機應該能夠采用手動控制。應該給每一個發電機輸出提供瞬時電壓浪涌抑制(TVSS)裝置。
            發電機燃料應該是柴油,這樣啟動比較快??紤]現場儲藏量的要求,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提供一個遠程的燃料監控和警報系統。由于微生物增長是柴油燃料最常見的故障,應設計有便攜的或安裝固定的清潔系統。在寒冷的季節,需要考慮給燃料系統加熱或循環,避免柴油燃料膠凝。當確定好現場燃料儲藏系統的容量時,同時需要考慮燃料供貨商在緊急情況時的反應時間。
            在發電機周圍提供UPS照明電源或單獨的電池,在發電機和裝置同時發生故障時提供照明。同樣,在發電機周圍也應該提供UPS供電插座。
            在組件的分別測試之外,備用發電機系統、UPS系統和自動轉換開關應該作為一個系統一起測試。在冗余系統測試單個組件的故障時,冗余系統是為在一個組件發生故障時能夠繼續起作用而設計的。此外,一旦數據中心開始運行,應該定期測試系統,確保各個組件能夠繼續正常地發揮作用。
            3.機房用電的配置
            配電必須充分考慮到今后的發展余量。如lBMP550A服務器,每臺高配功率為lKW,一個機柜若裝6臺就是6KW,假如預期機房在今后會裝到最多四十個機柜那就是240KW;UPS一般可按照設備容量的1.3倍計算,就是312KVA,再加上適當的余量,選用3200KVAUPS冗余供電是一種較為理想的方案。
            UPS的供電總容量2200KVA冗余UPS可少算一臺400KVA,精密空調單臺的實際耗電功率為20KW,假如配置10臺精密空調的話,總功率為10*20200KW,機房UPS、空調總功率為:400+200=600KW,機房供配電要考慮到日后的發展余量等因素,一般可按照UPS與空調容量總和的150%配置,就是600*1.5=900KW,另外再加上新風機4KW、照明等的用電算8KW,則機房總的配電容量應為912KW其中由應急柜供電的為UPS和精密空調。
            4.作為國家A類標準的計算機機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(ATS最好要安裝在UPS輸入的附近,這樣接法相比在遠端的配電柜切換來,可以消除從配電問到UPS之間動力線路,開關等引起的故障)。機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、各級開關然后到輸出端的各個接線盒及插座,每一個環節都十分重要,特別是處于供配電上游的UPS輸入總開關和輸出總開關以及ATS。其中任何一個一旦出現問題,都會引發嚴重的停電事故,后果將不堪設想,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,由于機房內大量非線性負載的存在,使得諧波電流很大,所以一般機房剛建好時零地電壓都很低,而設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,相線上的3的整數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出發,我們應該將零線和地線的線徑選得與相線相同甚至更粗一點。

            (二)負荷等級和額定容量

            依據計算機的用途和性質以及負荷分級的規定,采取相應的供電技術:對于一級負荷采用一類供電,重要機房供電屬于一級負荷,按一級負荷的供電要求,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,兩路獨立電源在末端互投,建立不停電系統,而且要保證供電的質量;對于二級負荷采用二類供電,建立帶備用的供電系統;對于三級負荷采用三類供電,按一般用戶供電考慮。
            機房用電系統要求提供的電源額定容量一般以兩種方式給出:
            (1)確定機房用電系統的總功率大小或機房用電系統的總電流。這是選取電力設備、總斷路器、供電電纜、機房的總發熱量以及精密空調時都必需考慮的問題。通常供電總功率應留有不少于25%的余量。
            (2)確定各機柜、分機、設備等所要求的工作電流。這對設計計算機房的配電柜、選取合適的傳輸導線和分路開關也是必需的。針對電氣設備額定電流,在整定總斷路器和分路開關時要注意電氣設備的啟動電流值。在進行方案設計時,有些經驗數據可供估算時參考,如:l)UPS功率:主機房可按350W~400W/㎡計算;照明用電可按l5W~20W/㎡計算。
            2)空調機電功率要根據機房制冷量考慮。主機房制冷量按400W/㎡計算,輔助機房制冷量按300W/m2計算,然后再根據電氣設備不同的效率和換算系數,確定空調系統用電負荷量。

            (三)防雷和接地

            接地極的接地電阻,當系統采用聯合接地時,R≤10?(北京地區可按0.5?考慮);
            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設備機房、樓層弱電間、樓層配電間的接地,采用局部等電位聯接。貫穿弱電豎井的接地干線,應當是鍍鋅扁鋼,截面尺寸不小于一40mm×4mm。
            機房的重要設備和配電柜(),必須按GB500571994(2000年版),并安裝電涌保護器、做好等電位連接。

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