IDC機房電源配電系統的設計

尚爾明 于博偉

(沈陽市電信規劃設計院(有限公司),遼寧沈陽 110000)

IDC機房電源配電系統的設計

尚爾明 于博偉

(沈陽市電信規劃設計院(有限公司),遼寧沈陽 110000)

本文對IDC機房配電系統的設計進行了詳細說明,研究了該設計的優點,基于該設計,制定了機房配電體系聯調方案,同時提出聯調中不能忽視的問題。

IDC機房 配電 系統

由于電力企業的信息化程度不斷提高，信息系統中存放的業務也是逐漸增多，而信息系統基本上都是大集中方式建設。作為信息設施集中運轉的物理環境，省級電網IDC機房明確規定，在建立以及設計供電系統時，必須確保其可靠性。而正式使用IDC機房中的用戶設施后，將不太可能停止運行配電系統的聯調，來確定發電機和配電柜以及UPS的聯動是否順利。為了確保出現故障時配電系統可以準確聯動，在機房正式運行前，調試配電系統的聯動就變得非常關鍵。

1 配電系統設計

1.1 可靠性設計

1.1.1 外部電源接入

IDC機房供電負荷一般按一類重要負荷設計，由三路不同回路電源輸入。分別從兩座變壓器雙路標準市電專線接入，和一路應急發電機專線接入，滿足機房設備配電的需求并實現自動切換。在一路主回路出現故障以及檢查和維修時，都不會導致供電線路的中斷。當兩路市電都出現故障時，能夠確保轉換到電源由發電機提供。

1.1.2 2UPS“N+1”并機

UPS系統設計須能滿足將來設備增多UPS擴容的需要。采用兩臺UPS不間斷電源系統并機運行，組成并機雙電源回路；在正常狀況下，兩臺UPS承擔的負荷容量都是1/2，在一個設施發生故障的狀況下，另一個設施可以接管全部工作。當原系統無法實現供電需求的狀況下，可基于兩臺UPS共同運行下，再加入一臺UPS。與原有系統一起組建成2+1并機擴容系統。該方式UPS在正常情況下，三臺UPS各承擔1/3負荷容量，在一臺設施發生故障時，另外2臺設施可以接管全部的工作。

1.2 總體設計框圖

IDC機房按一類負荷供電考慮，設備供電按設備總用電量的20%-30%進行預留。供配電系統劃分為兩個相對獨立的系統，計算機和網絡設施配電系統就是第一部分。該部分一般是提供連續的電源給機房內的應急照明和消防系統以及計算機和網絡設施，UPS電源負責供電。第二部分為輔助設備配電系統。由市電直接供電。

1.3 設計需注意的問題

(1)配電系統還不能忽視和門禁、應急照明以及消防系統之間的聯動。當發生火災時，防止發生無法打開門禁的狀況。也防止發生消防系統誤動，減少配電系統負荷。(2)不能忽視機房的擴容問題(實現近三年到五年的發展需求)。(3)機房內通常要安裝門禁、攝像機、揚聲器等弱電設備，一方面要統一考慮弱電系統的供電，另一方面也要分別考慮弱電系統中的所有子系統。(4)UPS、配電柜、柴油發電機、精密空調之間的弱電信號線應選用屏蔽電磁干擾能力較好的網線，該網線盡量與強電線纜分開走不同橋架。(5)機房內電纜要防止和空調銅管位于一個橋架中，因為空調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，導致斷路或短路等。(6)應充分應用機房配電監控系統監測市電輸入、UPS輸入輸出及柴油發電機電壓等參數，在故障發生時可以立即發出告警。

圖1

2 配電系統聯動調試

測試配電系統的步驟主要有3個，分別是基礎和功能以及穩定性測試，同時要根據順序逐個進行。

2.1 聯調流程

在調試功能性之前，必須進行下面的單體測試：外部雙路市電(箱變)；檢查所有設備輸入輸出電纜；低壓成套開關設備；臨時電調試低壓ATS切換柜；柴油機單機啟動運行檢測；精密空調單機調試；UPS單機調試；功能性調試流程如圖所示，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。如市電較短時間內切換(1-2秒間隔內反復切換)情況下ATS是否正常切換，柴油發電機是否正常啟停，以測試配電柜、UPS和柴油發電機中各種繼電器延時參數設置是否正確。曾發生一起故障，配電柜設置參數為：市電1電源故障確認時間與市電2電源故障確認時間均為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，市電又重新恢復。兩路市電斷電后同時有電的情況下會造成兩路市電開關同時接收合閘命令，導致兩路一起合閘，因為內部電氣互鎖，導致兩路開關無法合閘，UPS負責向設施供電，要是很久都沒發現，可能造成機房UPS耗盡后設備掉電等嚴重事故的發生。事后將市電1電源供電延時時間設定為3秒鐘，市電1電源故障確認時間設定為0.5秒鐘后測試，市電恢復后能正常合閘。(2)應綜合考慮空調和UPS啟動順序，設置各臺精密空調在停電后來電的啟動延時，設置各臺UPS的間隔啟動延時，順序啟動。在柴油發電機供電時，不會讓柴油機受到設備同時啟動的太多影響。

3 結語

上面對設計IDC機房供電系統的方案進行了詳細說明，在該設計的基礎上，制定了聯調配電系統的方案，同時提出了聯調中不能忽視的問題。保證不會影響到用戶設備供電，有效實現了機房供電可靠性需求。

[1]周錦濤.現代數據中心IDC機房電源系統設計[J].電氣應用,2011,30(19)：53-55.