提高發(fā)電廠計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)機(jī)房供配電系統(tǒng)穩(wěn)定性的研究

劉禹良，郭劍峰

（重慶電力高等專科學(xué)校，重慶 400053）

0 引 言

發(fā)電廠信息通信的核心部分即發(fā)電廠計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)機(jī)房，主要構(gòu)成模塊是計(jì)算機(jī)、通信、數(shù)據(jù)處理和設(shè)備控制等[1-2]。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)機(jī)房是為計(jì)算機(jī)組準(zhǔn)備的，是為了保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定安全，且環(huán)境適宜計(jì)算機(jī)運(yùn)行延長(zhǎng)使用壽命。發(fā)電廠計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)機(jī)房供配電不穩(wěn)定一般都是由于供配電系統(tǒng)的不穩(wěn)定產(chǎn)生的。引起供配電系統(tǒng)的不穩(wěn)定因素很多，也會(huì)產(chǎn)生很多嚴(yán)重后果，本文主要闡述導(dǎo)致計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)機(jī)房供配電系統(tǒng)不穩(wěn)定的因素和改進(jìn)方法。

1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)機(jī)房供配電系統(tǒng)

1.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)機(jī)房構(gòu)成

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)機(jī)房包括計(jì)算機(jī)模塊、通信模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和其他相應(yīng)的模塊，進(jìn)行對(duì)信息的收集、加工和存儲(chǔ)等活動(dòng)[3-4]。機(jī)房是給電子設(shè)備提供的運(yùn)行環(huán)境，可以是一間屋子，可以是一棟樓。機(jī)房包括主機(jī)房、輔助區(qū)、支持區(qū)和管理區(qū)。機(jī)房的布置、溫度、濕度、電器和電磁等，都是需要著重考量的因素。

1.2 供配電系統(tǒng)組成

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)機(jī)房供配電系統(tǒng)應(yīng)該是一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)。供配電系統(tǒng)包括供電線路、電線攬、接地牌、配電柜和防雷裝置等。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備供電部分負(fù)責(zé)向網(wǎng)絡(luò)主干通信設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器設(shè)備、計(jì)算機(jī)終端設(shè)備和計(jì)算機(jī)外部設(shè)備供電；機(jī)房輔助設(shè)備供電部分負(fù)責(zé)向機(jī)房空調(diào)新風(fēng)系統(tǒng)、機(jī)房照明系統(tǒng)和機(jī)房維修電源系統(tǒng)（活動(dòng)地板下或墻面專用電源插座系統(tǒng)）供電；辦公室屬于其他部分供電。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)機(jī)房有專門的配電房間，房間內(nèi)放置有專門的總配電柜，電纜需要進(jìn)入總配電柜才能給各部分接送電纜。機(jī)房的配電柜非常重要，一旦發(fā)生火災(zāi)將后果嚴(yán)重，所以開關(guān)應(yīng)為空氣開關(guān)，具有自動(dòng)性特點(diǎn)，需要聯(lián)動(dòng)消防。如果機(jī)房?jī)?nèi)部出現(xiàn)火災(zāi)或者其他事故，工作人員可以馬上斷開所有電源[5-6]。

2 穩(wěn)定性影響因素

供配電系統(tǒng)的穩(wěn)定性對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)機(jī)房能否正常穩(wěn)定工作至關(guān)重要。如果供配電系統(tǒng)不穩(wěn)定，就會(huì)出現(xiàn)供電波動(dòng)，進(jìn)而影響計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)處理信息。一般情況下，發(fā)電廠的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)機(jī)房供配電有市電接入，額定電壓220 V。然而，市電波動(dòng)性大，不能穩(wěn)定提供電能。所以，現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)機(jī)房都會(huì)增加UPS電源，以維持有波動(dòng)性的電路電壓穩(wěn)定[7]。UPS電源還有一個(gè)重要作用，即如果市電故障不至于整個(gè)網(wǎng)絡(luò)機(jī)房停電，因?yàn)槠淇梢岳m(xù)航，負(fù)載能力的大續(xù)航能力也強(qiáng)。

2.1 市電

市電檢修時(shí)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)機(jī)房依靠UPS電源供電。這時(shí)需要盡快停止機(jī)房運(yùn)行，因?yàn)閁PS續(xù)航時(shí)間是一定的。如果UPS提供的電能不足以支撐到檢修結(jié)束，突然的停電可能導(dǎo)致計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)丟失或是存儲(chǔ)設(shè)備損壞。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)機(jī)房需要常年維持在一定的溫度和濕度下運(yùn)行，若機(jī)房中的空調(diào)沒有正常運(yùn)行，機(jī)房中的濕度、溫度發(fā)生較大的變化，將可能導(dǎo)致計(jì)算機(jī)受損。如果市電僅僅是電壓波動(dòng)范圍大，UPS電源可以起到維持電壓恒定的作用，這樣市電電壓波動(dòng)也不會(huì)影響供配電系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)。

2.2 UPS電源

UPS電源有一定的使用年限。為了防止UPS電源突然損壞而影響機(jī)房的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，需要對(duì)UPS電源進(jìn)線進(jìn)行檢修或者更新。檢查或更換UPS電源時(shí)，要提前停止相關(guān)設(shè)備模塊工作，這樣就會(huì)有發(fā)電廠網(wǎng)絡(luò)信息中斷的時(shí)間。

2.3 其他

供配電系統(tǒng)中，市電接入時(shí)接地工作可能沒有做好，這樣設(shè)備就會(huì)有很大幾率出現(xiàn)漏電，而靜電被激發(fā)會(huì)對(duì)機(jī)房的運(yùn)行產(chǎn)生危害。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)機(jī)房設(shè)備多，需要對(duì)每個(gè)部分進(jìn)行合理的安排。供電設(shè)備不應(yīng)該與計(jì)算機(jī)組距離太近，因?yàn)闀?huì)影響設(shè)備各自的散熱，且設(shè)備具有的電磁輻射也會(huì)互相影響，影響設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定，也影響數(shù)據(jù)的傳輸。

3 優(yōu)化計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)機(jī)房供配電系統(tǒng)的方法

3.1 機(jī)房建設(shè)

國(guó)家有明確的關(guān)于計(jì)算機(jī)方法設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)，即GB50174-2008《電子信息系統(tǒng)機(jī)房設(shè)計(jì)規(guī)范》。發(fā)電廠應(yīng)該根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)機(jī)房的規(guī)劃，一切設(shè)計(jì)改動(dòng)以國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)為主。網(wǎng)絡(luò)機(jī)房的布局主要是對(duì)各種設(shè)備進(jìn)行合理規(guī)劃，這樣保證設(shè)備之間不受影響，電線電纜和網(wǎng)絡(luò)線路清晰。機(jī)房布線是指機(jī)房?jī)?nèi)部所有的豎直線、水平線、設(shè)備房間、計(jì)算機(jī)管理端和網(wǎng)絡(luò)端的所有線，均應(yīng)該布置規(guī)范[8]。對(duì)于一些特殊的設(shè)備，應(yīng)該采用專門的供電箱，這樣對(duì)設(shè)備間接起到保護(hù)作用，特殊的連接點(diǎn)要進(jìn)行特殊標(biāo)示。機(jī)房外的特殊供電線路盡量不要架空鋪設(shè)。特殊情況下使用架空鋪設(shè)進(jìn)線時(shí)，一定要安裝低壓的避雷設(shè)備，安裝位置在電源線的進(jìn)口或者低壓變壓器母線處。線路中的電線應(yīng)該使用銅芯屏蔽電纜或?qū)Ь€。有些電源線鋪設(shè)在機(jī)房的活動(dòng)地板下，有時(shí)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)線也需要鋪設(shè)在地板下，這時(shí)要采用一些方法盡量不要出現(xiàn)電源線和網(wǎng)絡(luò)信號(hào)線并排的情況。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)機(jī)房中的電線必須不能易燃，要能阻燃，還要能承擔(dān)負(fù)載流量[9-10]。機(jī)房?jī)?nèi)的地板或吊頂中有鍍鋅金屬走線槽和鋼管用于鋪設(shè)電線。任何一路電纜的兩邊都需要標(biāo)記，且要保存詳細(xì)的布線圖。

3.2 設(shè)備接地

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)機(jī)房設(shè)備是否有可靠接地，能夠很大程度上提高系統(tǒng)和設(shè)備運(yùn)行的安全性，也能減少噪音。所以，在進(jìn)行設(shè)備和線路接地時(shí)要按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。接地設(shè)備可以保證高層樓間配線和二級(jí)交換間的接地可靠。

3.3 靜電和輻射

發(fā)電廠計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)機(jī)房中的設(shè)備對(duì)靜電和電磁輻射相當(dāng)敏感，所以一定要對(duì)機(jī)房進(jìn)行防靜電和防輻射設(shè)置。對(duì)布線系統(tǒng)中的電氣電纜進(jìn)行屏蔽，在機(jī)房重要部位中放置隔離網(wǎng)進(jìn)行信息保護(hù)。如果對(duì)防靜電水平要求高，可以在機(jī)房?jī)?nèi)部鋪設(shè)抗靜電地板。但是，抗靜電地板使用的條件是靜電電壓在100 V以內(nèi)，衰減速率為50 000 V/s[11]。

3.4 機(jī)房環(huán)境

機(jī)房環(huán)境需要恒溫恒濕，對(duì)電磁環(huán)境也有一定要求。機(jī)房的溫濕度主要由中央空調(diào)控制。如果機(jī)房中溫度過(guò)高，計(jì)算機(jī)的核心部分熱量不容易散發(fā)，過(guò)高的溫度就會(huì)引起整個(gè)計(jì)算機(jī)組出現(xiàn)故障，造成直接的經(jīng)濟(jì)損失。所以，計(jì)算機(jī)機(jī)房的溫度要保持在20 ℃左右。濕度過(guò)大會(huì)導(dǎo)致設(shè)備表面形成水霧或水滴，可能會(huì)進(jìn)入設(shè)備內(nèi)部損壞設(shè)備，所以計(jì)算機(jī)機(jī)房的濕度應(yīng)保持在40%～50%，過(guò)大或過(guò)小都不利于設(shè)備的正常使用。

3.5 機(jī)房電源

發(fā)電廠機(jī)房電源也是按照GB50174-2008《電子信息系統(tǒng)機(jī)房設(shè)計(jì)規(guī)范》選擇的。發(fā)電廠計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)機(jī)房供配電系統(tǒng)的電源可以使用汽機(jī)、鍋爐，后備電源可以使用柴油機(jī)發(fā)電機(jī)組，安全性和可靠性高。具有主電源和備用電源，才能應(yīng)對(duì)各種停電的突發(fā)狀況。UPS電源的選擇要考慮續(xù)航、負(fù)載和穩(wěn)壓，才能有利于機(jī)房的運(yùn)行。機(jī)房供配電設(shè)備選型應(yīng)注意，專用配電箱內(nèi)保護(hù)和控制電器的選型應(yīng)滿足國(guó)家規(guī)范要求，且專用配電箱應(yīng)有充足的備用回路，以滿足計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)備的擴(kuò)容[12]。

3.6 管理制度

發(fā)電廠計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)機(jī)房供配電系統(tǒng)的穩(wěn)定離不開完善的管理制度，應(yīng)該制定出工作人員應(yīng)該負(fù)責(zé)的具體工作范圍，明確工作要達(dá)到的狀態(tài)。完善的管理制度包括機(jī)房管理、突發(fā)事件處理、事故處理、數(shù)據(jù)管理、技術(shù)管理和安全培訓(xùn)等。對(duì)工作人員進(jìn)行定期培訓(xùn)和考核非常必要，只有提高工作人員的專業(yè)素質(zhì)，增強(qiáng)工作的積極性，才能從根本上保障供配電系統(tǒng)的穩(wěn)定和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)機(jī)房各項(xiàng)工作的順利開展。維護(hù)人員每天早上對(duì)機(jī)房進(jìn)行巡檢并做好相關(guān)記錄，加強(qiáng)對(duì)空調(diào)的管理，盡可能保持室溫在18～25 ℃；加強(qiáng)機(jī)房清潔衛(wèi)生管理，避免灰塵對(duì)電氣設(shè)備造成影響[13]；插座換為專用PDU，且使用一定年限后要及時(shí)更換；為電源室安裝空調(diào)，控制室溫在20～25 ℃，確保UPS電池可靠充放電。

3.7 其他

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)機(jī)房?jī)?nèi)的電源可能是三相五線或單相三線制。一般進(jìn)線電源多為第一種，設(shè)備電源這兩種都可以。機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)備多且復(fù)雜，所以設(shè)備都具有過(guò)載保護(hù)功能，且各級(jí)配電系統(tǒng)會(huì)相互合作，配電方式是放射式。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)機(jī)房中所有電線都具有阻燃性，是聚氯乙烯絕緣導(dǎo)線。電路的凹槽成分為鍍鋅/鍍鐵或是制成金屬軟管。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)機(jī)房的室內(nèi)及通道都要有應(yīng)急照明裝置和緊急疏散標(biāo)志，這樣如果出現(xiàn)緊急停電，有助于后續(xù)工作順利開展，避免數(shù)據(jù)受損或人員受傷。應(yīng)急照明系統(tǒng)屬于三管格柵燈的一管，市電出現(xiàn)故障會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)接到應(yīng)急電源給其供電。

4 結(jié) 論

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，各行各業(yè)用電量增加，對(duì)發(fā)電廠計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)機(jī)房穩(wěn)定性的要求越來(lái)越高，所以對(duì)供配電系統(tǒng)的要求也增強(qiáng)了。發(fā)電廠的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)機(jī)房空間一般不會(huì)太大，甚至可能是空間狹窄，對(duì)各種設(shè)備的不合理分布會(huì)影響機(jī)房的整體運(yùn)行。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)機(jī)房非常重要的一部分是供配電系統(tǒng)。只有有了供配電系統(tǒng)，機(jī)房才有了靈魂。供配電系統(tǒng)不穩(wěn)定會(huì)直接影響電源供應(yīng)不穩(wěn)，無(wú)法保障計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)電子系統(tǒng)的運(yùn)行。此外，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)機(jī)房各種電路線纜和網(wǎng)絡(luò)線路交叉在一起會(huì)增加事故的發(fā)生率，影響計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)機(jī)房設(shè)備和信息傳輸。因此，對(duì)機(jī)房的改造和建設(shè)要非常注重供配電系統(tǒng)是否穩(wěn)定。

[1] 李 科.簡(jiǎn)析數(shù)據(jù)中心機(jī)房供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].深圳土木與建筑，2014，（1）：47-51．

[2] 孫曉兵，胡曉文.基于安全及有效運(yùn)行角度的機(jī)房低壓供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].計(jì)算機(jī)光盤軟件與應(yīng)用，2012，（19）：125-126．

[3] 梁 超.提高發(fā)電廠計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)機(jī)房供配電系統(tǒng)穩(wěn)定性[J].技術(shù)研發(fā)，2014，21（12）：124-126.

[4] 鄭雪菲.提高發(fā)電廠計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)機(jī)房供配電系統(tǒng)穩(wěn)定性[J].湖北電力，2012，36（2）：39-41.

[5] 孫曉兵，胡曉文.基于安全及有效運(yùn)行角度的機(jī)房低壓供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].計(jì)算機(jī)光盤軟件與應(yīng)用，2012，（19）：125-126.

[6] 柳 寧.提高發(fā)電廠計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)機(jī)房供配電系統(tǒng)穩(wěn)定性[J].工程技術(shù)（全文版），2013，12（7）：135-137.

[7] 田博光.某機(jī)房配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].智能建筑與城市信息，2010，12（4）：45-47.

[8] 田諾禹.監(jiān)控機(jī)房高可用供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].中國(guó)交通信息化，2015，5（12）：48-49.

[9] 代 斌.數(shù)據(jù)中心機(jī)房配電系統(tǒng)改造分析[J].信息與電腦（理論版），2018，2（3）：89-90.

[10] 陳 勇，李昌海.如何做好中心機(jī)房配電系統(tǒng)改造[J].中國(guó)金融電腦，2006，8（5）：44-45.

[11] 孫 志，趙宏強(qiáng)，徐 亮.校園數(shù)據(jù)中心機(jī)房升級(jí)改造建設(shè)實(shí)踐[J].電子世界，2013，（5）：61-62.

[12] 王昌群.電子計(jì)算機(jī)房供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)探討[J].電氣工程應(yīng)用，2009，（10）：78-79.

[13] 馮 強(qiáng).UPS雙總線供電模式在金融數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用[J].中國(guó)金融電腦，2013，5（3）：36-37.