計算機中心機房配電系統設計探討

趙 暉 / 新疆有色冶金設計研究院有限公司

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計算機中心機房配電系統設計探討

趙 暉 / 新疆有色冶金設計研究院有限公司

【摘 要】計算機中心是一些企業、政府機關等大型機構的信息數據設備的管理核心，其硬件設備的安全直接關系到整個機構的數據安全與信息安全。同時，計算機中心配電系統比其他用電設備的配電系統要求更加精細，需要加強對配電系統的設計。

【關鍵詞】計算機中心；機房；配電系統

計算機中心的地位隨著信息化技術、智能化辦公的普及變得越來越重要。尤其是其軟硬件的安全方面，不僅決定了數據的安全使用，也關系到國家、企業機密，公司、個人檔案的安全。其中配電系統在計算機中心機房的安全管理地位十分重要。據統計，在造成企業計算機機房運行事故的原因中，有近60%是由于配電系統故障而形成的，配電系統的故障的表現有很多方面，如中心機房配電設備運行時間過長、運行不穩、丟失數據等等。另外，隨著機房中設備的升級，其基礎環境的要求也會越來越高，設備的更新改造也是計算機中心機房建設的一項重要內容，機房配電系統改造應跟得上機房設備更新的步伐，以確保設備的正常、安全使用。本文將對企業計算機中心機房的配電系統設計普遍存在的問題進行討論，分析和探討計算機中心機房配電系統改造的方法。

一、計算機中心機房配電系統設計的對象

計算機中心機房供配電系統通常由計算機網絡設備供電、機房輔助設備供電和其它供電設備三部分組成。計算機網絡設備供電負責向網絡主干通信設備、網絡服務器設備、計算機終端設備和計算機外部設備供電；機房輔助設備供電負責向機房空調新風系統、機房照明系統和機房維修電源系統供電；其它供電包括辦公室供電等。這三部分都統一通過安裝在機房配電間的動力配電柜進行配電，外部供電電纜先進入機房總配電柜然后分送各個部分。

中心機房中主要計算機和網絡主干設備對交流電源的質量要求十分嚴格，包括對交流電的電壓和頻率對電源波形的正弦性，對三相電源的對稱性，對供電的連續性、可靠性、穩定性。尤其要做抗干擾與防斷電的準備，這兩項工作要確保設備運行的穩定。

中心機房的負荷等級應該設為一級負荷，供配電系統應該按照一類供電方式設計即為提高機房設備的供配電系統可靠性，在配電設備前端增加交流不間斷電源系統UPS，達到供電可靠不間斷，質量穩定無干擾。

另外，中心機房動力輔助設備的設計也很關鍵。動力輔助設備包括計算機專用精密空調系統、計算機機房照明配電系統、計算機機房新風系統、數據中心通信系統以及各項插座等設備。機房輔助動力設備直接關系到計算機設備、網絡設備、通訊設備以及機房其它確保安全的設備等等。

備用設備的設計。隨著辦公系統對于計算機的依賴，計算機成為了主要的辦公工具，計算機中心在安全管理上，配電備用設備較為關鍵，由于計算機內存儲設備在突發情況下數據丟失率太高，且不容易找回，因此，計算機配電系統也應該有一套備用系統。例如在數據傳輸的過程中，當一路供電發生故障時能夠自動轉換到另一路。

二、計算機中心機房配電系統應注意的幾個問題

1.布線問題。

在機房供配電系統布線方面機房電源進線應當按照確保安全的原則，對較大的負載采取過電壓保護措施。專用配電箱電源應采用電纜進線，在不得不采用架空進線時在低壓架空電源進線處或專用電力變壓器低壓配電母線處要安裝低壓避雷器。

機房低壓配電線路應采用銅芯屏蔽導線或銅芯屏蔽電纜。機房活動地板下的電源線應盡可能地遠離網絡信號線，避免并排敷設并采取相應的屏蔽措施。機房內的電線電纜除了應該具備相應的流量負載承擔能力外還必須考慮線纜的阻燃要求。

2.防止負荷干擾的問題。

中心機房供配電系統的可靠要求較高，為防止其它負荷對計算機系統的干擾以及維護運行管理上的方便，可采用專用低壓饋電線路供電。這樣可有效地防止用電設備對計算機系統的干擾。

3.防止其他電器開關時的干擾。

例如防止照明電路開啟和關閉時產生的沖擊對計算機的干擾，也為了避免由于照明電路供電電壓的波動影響照明的穩定性，機房內的一般照明和應急照明應與計算機電源系統分開，最好與輔助設備電源系統的線路分開，以單獨的低壓照明線路供電。

4.防止過電壓的損害。

防止雷擊等過電壓對設備造成的危害，中心機房電源進線宜采用地下直接埋設電纜。當有架空進出線時，在低壓架空電源進線處或專用變壓器低壓配電母線處均應裝設低壓避雷器。主機房專用動力配電箱內低壓配電母線上可裝設浪涌吸收裝置，以消除線路上產生的瞬時高壓尖峰脈沖。

5.設計備用插座。

主機房內應分別設置測試與維修插座，目的是為了避免維修用的手動工具誤插入測試插座內影響計算機正常運行，兩種用途的插座應有明顯的區別標志。使用電源插座應由計算機主機電源系統供電，維修電源插座應用輔助設備電源系統供電。

三、計算機中心機房配電系統設計優化方法

1.做好配電系統改造前的整體規劃與設計。

規劃和設計方案要有一定的前瞻性。從技術和管理的角度講，在實施配電改造前的規劃和設計應充分考慮到這些問題以降低未來機房的運維成本，延長機房的使用壽命；規劃和設計方案要嚴格保證機房設備運行的安全穩定性，制定規劃和設計方案時要把現有機房的安全性和穩定性放在首位，以期最大程度上減小配電系統改造對機房安全運行的影響；規劃和設計方案要充分適應未來機房設備的擴充性，在電源布局、線纜規格、空開和UPS電源等方面要盡可能的考慮到未來機房負載的變化。

2.做好配電系統接地制式的選擇。

供配電系統的接地制式一直是電氣工作者十分關注的問題。但它又是經常被信息中心管理者和非電氣技術人員忽略和輕視的問題。供配電系統的接地制式涉及機房供電的安全可靠，繼電保護等諸多因素，而且對通訊以及電子設備地正常運行和電磁干擾、人身安全等方面有重要地影響。配電系統接制式地選擇在不同地區、不同電網、不同對象所考慮的側重點不同。

3.電源配電柜及空開的選型與配置。

在機房配電系統改造時，應注意以下兩個方面：一是配電柜內應預留用于機房用電設備擴充時使用的備用支路；二是配電柜內所使用的自動空氣開關、接觸器、熔斷器、隔離開關、斷路器等部件，要求性能可靠，技術指標達到設計要求，能滿足各類計算機設備工作要求，同時，上下級斷路器動作時間須符合下級保護上級的原則。

4.負載端設備的電源改造與測試。

機房配電系統改造的主要目的是增強機房計算機負載設備供電的可靠性和安全性。為提高供電的可靠性和安全等級，設備的供電最好是從UPS前端市電輸入開始一直到設備電源模塊的整個供配電環節都留有冗余。由于各種原因，并不是每一臺服務器、小型機、網絡設備等計算機設備在購買時都配備有雙電源模塊。同時，部分設備如工控加密機、機架式服務器等因產品的設計原因無法擴充雙電源模塊，對于此類設備可以通過在機房雙母線供電系統中使用 STS 設備來解決其電源的冗余性問題。

綜上所述，計算機中心機房的配電系統的優化是一個需要考慮全面細致的系統工程，優化的目的是改變風險大、不穩定的問題，需要管理者、技術人員以及施工方的高度重視，特別在方案制訂、風險評估、人員調度、應急預案等方面須做好充分的準備。同時，在改造工作結束后，如何從管理和技術的角度加強對機房基礎環境設施的維護、進一步提高機房設備安全運行的穩定性與可靠性，是每一個信息技術工作者，特別是機房管理維護人員必須思考的問題。

參考文獻：

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