IDC機房電源配電系統(tǒng)的設(shè)計

尚爾明 于博偉

(沈陽市電信規(guī)劃設(shè)計院(有限公司),遼寧沈陽 110000)

IDC機房電源配電系統(tǒng)的設(shè)計

尚爾明 于博偉

(沈陽市電信規(guī)劃設(shè)計院(有限公司),遼寧沈陽 110000)

本文對IDC機房配電系統(tǒng)的設(shè)計進行了詳細(xì)說明,研究了該設(shè)計的優(yōu)點,基于該設(shè)計,制定了機房配電體系聯(lián)調(diào)方案,同時提出聯(lián)調(diào)中不能忽視的問題。

IDC機房 配電 系統(tǒng)

由于電力企業(yè)的信息化程度不斷提高，信息系統(tǒng)中存放的業(yè)務(wù)也是逐漸增多，而信息系統(tǒng)基本上都是大集中方式建設(shè)。作為信息設(shè)施集中運轉(zhuǎn)的物理環(huán)境，省級電網(wǎng)IDC機房明確規(guī)定，在建立以及設(shè)計供電系統(tǒng)時，必須確保其可靠性。而正式使用IDC機房中的用戶設(shè)施后，將不太可能停止運行配電系統(tǒng)的聯(lián)調(diào)，來確定發(fā)電機和配電柜以及UPS的聯(lián)動是否順利。為了確保出現(xiàn)故障時配電系統(tǒng)可以準(zhǔn)確聯(lián)動，在機房正式運行前，調(diào)試配電系統(tǒng)的聯(lián)動就變得非常關(guān)鍵。

1 配電系統(tǒng)設(shè)計

1.1 可靠性設(shè)計

1.1.1 外部電源接入

IDC機房供電負(fù)荷一般按一類重要負(fù)荷設(shè)計，由三路不同回路電源輸入。分別從兩座變壓器雙路標(biāo)準(zhǔn)市電專線接入，和一路應(yīng)急發(fā)電機專線接入，滿足機房設(shè)備配電的需求并實現(xiàn)自動切換。在一路主回路出現(xiàn)故障以及檢查和維修時，都不會導(dǎo)致供電線路的中斷。當(dāng)兩路市電都出現(xiàn)故障時，能夠確保轉(zhuǎn)換到電源由發(fā)電機提供。

1.1.2 2UPS“N+1”并機

UPS系統(tǒng)設(shè)計須能滿足將來設(shè)備增多UPS擴容的需要。采用兩臺UPS不間斷電源系統(tǒng)并機運行，組成并機雙電源回路；在正常狀況下，兩臺UPS承擔(dān)的負(fù)荷容量都是1/2，在一個設(shè)施發(fā)生故障的狀況下，另一個設(shè)施可以接管全部工作。當(dāng)原系統(tǒng)無法實現(xiàn)供電需求的狀況下，可基于兩臺UPS共同運行下，再加入一臺UPS。與原有系統(tǒng)一起組建成2+1并機擴容系統(tǒng)。該方式UPS在正常情況下，三臺UPS各承擔(dān)1/3負(fù)荷容量，在一臺設(shè)施發(fā)生故障時，另外2臺設(shè)施可以接管全部的工作。

1.2 總體設(shè)計框圖

IDC機房按一類負(fù)荷供電考慮，設(shè)備供電按設(shè)備總用電量的20%-30%進行預(yù)留。供配電系統(tǒng)劃分為兩個相對獨立的系統(tǒng)，計算機和網(wǎng)絡(luò)設(shè)施配電系統(tǒng)就是第一部分。該部分一般是提供連續(xù)的電源給機房內(nèi)的應(yīng)急照明和消防系統(tǒng)以及計算機和網(wǎng)絡(luò)設(shè)施，UPS電源負(fù)責(zé)供電。第二部分為輔助設(shè)備配電系統(tǒng)。由市電直接供電。

1.3 設(shè)計需注意的問題

(1)配電系統(tǒng)還不能忽視和門禁、應(yīng)急照明以及消防系統(tǒng)之間的聯(lián)動。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時，防止發(fā)生無法打開門禁的狀況。也防止發(fā)生消防系統(tǒng)誤動，減少配電系統(tǒng)負(fù)荷。(2)不能忽視機房的擴容問題(實現(xiàn)近三年到五年的發(fā)展需求)。(3)機房內(nèi)通常要安裝門禁、攝像機、揚聲器等弱電設(shè)備，一方面要統(tǒng)一考慮弱電系統(tǒng)的供電，另一方面也要分別考慮弱電系統(tǒng)中的所有子系統(tǒng)。(4)UPS、配電柜、柴油發(fā)電機、精密空調(diào)之間的弱電信號線應(yīng)選用屏蔽電磁干擾能力較好的網(wǎng)線，該網(wǎng)線盡量與強電線纜分開走不同橋架。(5)機房內(nèi)電纜要防止和空調(diào)銅管位于一個橋架中，因為空調(diào)銅管在遇到故障問題時會形成較大熱量，從而使電纜絕緣層損壞，導(dǎo)致斷路或短路等。(6)應(yīng)充分應(yīng)用機房配電監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)測市電輸入、UPS輸入輸出及柴油發(fā)電機電壓等參數(shù)，在故障發(fā)生時可以立即發(fā)出告警。

圖1

2 配電系統(tǒng)聯(lián)動調(diào)試

測試配電系統(tǒng)的步驟主要有3個，分別是基礎(chǔ)和功能以及穩(wěn)定性測試，同時要根據(jù)順序逐個進行。

2.1 聯(lián)調(diào)流程

在調(diào)試功能性之前，必須進行下面的單體測試：外部雙路市電(箱變)；檢查所有設(shè)備輸入輸出電纜；低壓成套開關(guān)設(shè)備；臨時電調(diào)試低壓ATS切換柜；柴油機單機啟動運行檢測；精密空調(diào)單機調(diào)試；UPS單機調(diào)試；功能性調(diào)試流程如圖所示，共9個步驟。

2.2 需要注意的問題

(1)在測試帶柴油發(fā)電機切換以及兩路市電接入時，必須人為仿照特定狀況下的情形。如市電較短時間內(nèi)切換(1-2秒間隔內(nèi)反復(fù)切換)情況下ATS是否正常切換，柴油發(fā)電機是否正常啟停，以測試配電柜、UPS和柴油發(fā)電機中各種繼電器延時參數(shù)設(shè)置是否正確。曾發(fā)生一起故障，配電柜設(shè)置參數(shù)為：市電1電源故障確認(rèn)時間與市電2電源故障確認(rèn)時間均為5秒鐘，市電1電源供電延時時間與市電2供電延時時間也均為5秒鐘。由于供電單位做高壓試驗，將一路高壓市電電源瞬時斷電，之后在兩秒內(nèi)，市電又重新恢復(fù)。兩路市電斷電后同時有電的情況下會造成兩路市電開關(guān)同時接收合閘命令，導(dǎo)致兩路一起合閘，因為內(nèi)部電氣互鎖，導(dǎo)致兩路開關(guān)無法合閘，UPS負(fù)責(zé)向設(shè)施供電，要是很久都沒發(fā)現(xiàn)，可能造成機房UPS耗盡后設(shè)備掉電等嚴(yán)重事故的發(fā)生。事后將市電1電源供電延時時間設(shè)定為3秒鐘，市電1電源故障確認(rèn)時間設(shè)定為0.5秒鐘后測試，市電恢復(fù)后能正常合閘。(2)應(yīng)綜合考慮空調(diào)和UPS啟動順序，設(shè)置各臺精密空調(diào)在停電后來電的啟動延時，設(shè)置各臺UPS的間隔啟動延時，順序啟動。在柴油發(fā)電機供電時，不會讓柴油機受到設(shè)備同時啟動的太多影響。

3 結(jié)語

上面對設(shè)計IDC機房供電系統(tǒng)的方案進行了詳細(xì)說明，在該設(shè)計的基礎(chǔ)上，制定了聯(lián)調(diào)配電系統(tǒng)的方案，同時提出了聯(lián)調(diào)中不能忽視的問題。保證不會影響到用戶設(shè)備供電，有效實現(xiàn)了機房供電可靠性需求。

[1]周錦濤.現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心IDC機房電源系統(tǒng)設(shè)計[J].電氣應(yīng)用,2011,30(19)：53-55.