简析数据中心机房供配电系统设计

・１１２・　２０１５年６月　水电工程　中文科技期刊数据库（文摘版）工程技术　简析数据中心机房供配电系统设计　吕　婷　太原罗克佳华工业有限公司，山西太原０３００００　摘要：现代数据中心功率密度高，整体的耗电量是非常大的，而且同时还需要长期进行不间断地可靠运行，数据中心的　规划建设，必须在降低数据中心能源消耗的同时，实现数据中心的高可用性，建设一个先进可靠、绿色节能的数据中心，因此　对数据中心的合理设计非常重要。　关键词：数据中心机房；供配电系统；设计　中图分类号：ＴＵ４４５　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７１．５５８６（２０１５）２７．０１１２．０１　机房的供配电系统是保证Ⅱ设备、场地设备和辅助用电　在数据中心供电系统中，经常发生的一种故障现象是：当　设备可靠运行的基本条件，因此要求设计和建立高质量的，高　某一设备因设备故障或人为操作例如测量时）错误动作而发生　度安全可靠的供配电系统。　短路现象时，该设备环节）的继电保护没有动作之前，上游继　１供电系统设备布局设计和安装　电保护先动作，致使局部故障造成大面积的供电中断。这种现　供电系统设备布局设计和安装过程，实际上是把己采购的　象，是由于各级继电保护的器件容量或保护特性选择不当，不　供电设备按照已经设计确定的供电方案进行最后安装集成的过　能把故障限制在发生故障的设备环节），也就是说，不具备故　程，供电设备能否正常运行，其功能是否能正常发挥，供电方　障隔离功能。　案的设计功能是否能实现设计要求，在很大程度上取决于在机　２机房配电系统的设计　房建设阶段的设备布局设计和安装工程。　机房由大楼引入电源供电，低压系统配电采用ＴＮ—Ｓ系　１．１供配电系统设备布局设计与安装工作的要求　统。低压配电设计要求结构紧凑，防护等级高，所有ＭＣＣＢ，　供电系统设备布局设计和安装质量对供电系统的功能和供　ＡＣＢ及配件均与消防讯号联动。总配电柜集中设置便于操作　电质量的影响，主要表现在系统的可用性、可维护性、节能效　检修，考虑到将来设备的检修，各开关屏均设置备用回路，各　果、可扩展升级能力、可修复和可快速修复能力等功能，这些　种电器元件、自动空气开关、熔断器、接触器等符合设备负载　功能可能因为设备布局不当和安装质量问题而受到影响，甚至　电压、电流要求。　是很严重的影响，使系统失去某些重要的功能。　配电柜通常是由自动控制互投开关或ＡＴＳ），隔离开关、　电缆繁杂，走线混乱，铺设不规范。一旦系统运行后线缆　熔断器、接触器、继电器、电表、指示灯、按钮、开关等机电　出问题，很难查找和更换，当机架扩展需要增设线缆时，会使　元器件、半导体元器件和柜体组成。　问题变得更复杂。线缆本来是一个典型的最简单的模块，但在　在设计配电柜时，首先，要考察ＩＴ用电设备、机房辅助　这里却失去了模块化可修复功能；设备内的部件，如变压器，　用电设备、备用供电设备等各方面的控制和级联关系；其次，　通常是安装在配电机柜或专用机柜中，但系统运行后因机架空　要了解各种用电设备的负荷，控制开关的安装位置，使用便利　间限制施展安装工具，一旦发现变压器有质量问题、故障或安　性，配电柜内布局整齐、统一，提高模块化程度。　装错误时，要改动接线或整体更换都变得不可能；设备布局不　为防止机房内辅助用电设备在运行时可能对ＩＴ系统造成　当，设备周围没有考虑需要设备运输和修复的空间，不但无法　的干扰，一般将ＩＴ系统中的辅助设备用电自成系统，称为辅　动用运输工具移动更换，就连现场修复因无法开门、或空间很　助供配电系统。　小，使得维护人员无法操作，从而延长修复时间，或者无法修复。　以下是对各种配电柜设计的一般性要求。　１．２系统的可改造和可升级功能要求　配电柜编号应加配电柜的用途，如：５号ＵＰＳ电源输入柜；　交流能源输入主电路供配电设备及相应的电缆，通常应按　不同性质的供电对象不宜放在一个柜内控制；配电柜内要留有　预期的最终容量一次配置到位，因为一旦需要扩容改造，在空　备用电路，做机房设备扩充时用电；配电柜内选用的自动控制　间位置、布局和扩容改造工程实施可行性方面，都存在着意想　开关、接触器、熔断器、隔离开关等部件，要性能可靠，技术　不到的困难；各级配电设施，包括各级配电柜，都要留有足够　指标达到设计要求；配电柜内应有应急开关，当机房内出现严　的备用路数、开关和插座：所有的供配电设施，包括输入输出　重事故或者意外火灾时，应能立刻切断ＩＴ系统设备供电、空　配电、电池、功率线缆铺设管道或桥架等，在布局上都要留有　调系统供电、新风设备供电；配电柜应设置电流表、电压表，　适当的扩容备用空间，并考虑扩容改造实施的可行性；尽可能　供检查电源电压、电流以及三相间平衡关系；配电柜内各分路　采用模块化布局和模块化设备，例如模块化ＵＰＳ、可在线拔　供电应设置指不灯，表不各路电源通断情况。　插的配电插座、模块化布线等；重要设备和环节，为了便于扩　３结论　容改造，应在适当的位置配置隔离开关，维修旁路等。　在对数据中心机房供配电系统的设计中要博采众长，应用　１．３系统的可维护功能要求　国内外最先进的数据中心设计理念，并结合工程的一些具体情　维护人员可以很方便地通过系统管理功能了解系统和设备　况，精心设计数据中心每一个环节的每一个细节，使数据中心　的运行状态，并在系统状态参数的分析基础上指导调整维护工　真正实现安全、可靠可用、绿色节能、简单经济、可灵活扩展、　作。维护人员需要随时掌握的主要环节和设备的状态数据，包　先进实用、标准化规范化、模块化、虚拟化、可管理维护和紧　括：交流输入状态参数；ＵＰＳ输入输出状态参数；电池状态参数；　密联系业务。　ＵＰＳ系统过程状态及报警显示；维护人员应该能够通过按键　参考文献　或薄膜开关很方便地完成控制或设置功能。　［１］陈冀生．现代数据中心供电系统规划设计（九）［Ｊ】．电源世界，　为了实现对供电系统的可维护功能，在供电系统布局设计　２０１４（２）：６７．　和安装工作中，除留有足够的维护空间之外，还应该注意提供　［２】肖波．数据中心供配电系统设计理念［Ｊ】．电力讯息，　对系统和设备进行特殊测试的条件，诸如对设备特定部位和线　２０１４（４）：９２．　缆节点的温度测量，以及在系统特定部位的电压和电流的验证　［３】李兴林．数据中心供配电解决方案及能效管理［Ｊ】．电气应用，　性测量。　２０１４（４）：１６．　１．４系统的故障隔离功能要求