(一)機房供電概述
1.供配電系統(tǒng)
供配電是數(shù)據(jù)中心機房的生命線,這句話一點也不夸張,因為離開了電我們的機房是連一分鐘也運行不了的,因此要建一個好的機房,首先要將供配電解決好。一般要求主要開關設備應該被設計成適合增容、維護和冗余,并提供雙倍的或隔離的冗余配置。設計時應該考慮到開關裝置、總線或斷路器維護的方便性。瞬時電壓浪涌抑制(TVSS)應該被安裝在電力分配系統(tǒng)的每一級上,并且采用適當?shù)囊?guī)格,以便能夠抑制可能發(fā)生的瞬時的能量。
不同類別機房對電源的要求:
A類機房:停電后會產(chǎn)生重大損失和社會影響,要求建立不停電電源系統(tǒng)。
B類機房:停電后會產(chǎn)生一定損失和社會影響,要求建立備用電源系統(tǒng)。
C類機房:停電后不會產(chǎn)生大的隕失和社會影響,可按一般用戶配置。
2.市電輸變電系統(tǒng)
對于一級負荷機房應該有從不同變電站供給的雙路供電,加上柴油發(fā)電機,通過應急電源柜切換后供給機房內(nèi)的UPS和精密空調(diào)機組,ATS切換最好做在機房配電系統(tǒng)就近,切換后以最短距離輸送給機房設備。備用發(fā)電機系統(tǒng)是至關重要的一個因素。即便其中有一個故障時,也能夠直接地向計算機和其它設備提供一個理想質(zhì)量和容量的電力供應。發(fā)電機的設計應能夠處理UPS系統(tǒng)或電腦設備負荷的諧波電流。備用發(fā)電機應該提供備用電源給所有的冷卻設備,避免負載設備溫度上升以及停止運行。如果發(fā)電機不支持這些系統(tǒng),它們所帶來的益處就顯得很有限。在自動控制發(fā)生故障時,發(fā)電機應該能夠采用手動控制。應該給每一個發(fā)電機輸出提供瞬時電壓浪涌抑制(TVSS)裝置。
發(fā)電機燃料應該是柴油,這樣啟動比較快??紤]現(xiàn)場儲藏量的要求,通常需要保證4小時到60天。并且需要給所有燃料儲藏系統(tǒng)提供一個遠程的燃料監(jiān)控和警報系統(tǒng)。由于微生物增長是柴油燃料最常見的故障,應設計有便攜的或安裝固定的清潔系統(tǒng)。在寒冷的季節(jié),需要考慮給燃料系統(tǒng)加熱或循環(huán),避免柴油燃料膠凝。當確定好現(xiàn)場燃料儲藏系統(tǒng)的容量時,同時需要考慮燃料供貨商在緊急情況時的反應時間。
在發(fā)電機周圍提供UPS照明電源或單獨的電池,在發(fā)電機和裝置同時發(fā)生故障時提供照明。同樣,在發(fā)電機周圍也應該提供UPS供電插座。
在組件的分別測試之外,備用發(fā)電機系統(tǒng)、UPS系統(tǒng)和自動轉(zhuǎn)換開關應該作為一個系統(tǒng)一起測試。在冗余系統(tǒng)測試單個組件的故障時,冗余系統(tǒng)是為在一個組件發(fā)生故障時能夠繼續(xù)起作用而設計的。此外,一旦數(shù)據(jù)中心開始運行,應該定期測試系統(tǒng),確保各個組件能夠繼續(xù)正常地發(fā)揮作用。
3.機房用電的配置
配電必須充分考慮到今后的發(fā)展余量。如lBMP550A服務器,每臺高配功率為lKW,一個機柜若裝6臺就是6KW,假如預期機房在今后會裝到最多四十個機柜那就是240KW;UPS一般可按照設備容量的1.3倍計算,就是312KVA,再加上適當?shù)挠嗔?,選用3臺200KVAUPS冗余供電是一種較為理想的方案。
UPS的供電總?cè)萘?/font>2臺200KVA冗余UPS可少算一臺400KVA,精密空調(diào)單臺的實際耗電功率為20KW,假如配置10臺精密空調(diào)的話,總功率為10*20引200KW,機房UPS、空調(diào)總功率為:400+200=600KW,機房供配電要考慮到日后的發(fā)展余量等因素,一般可按照UPS與空調(diào)容量總和的150%配置,就是600*1.5=900KW,另外再加上新風機4KW、照明等的用電算8KW,則機房總的配電容量應為912KW其中由應急柜供電的為UPS和精密空調(diào)。
4.作為國家A類標準的計算機機房都要求具備雙路市電電源接入供電,但雙路電源的切換開關(ATS最好要安裝在UPS輸入的附近,這樣接法相比在遠端的配電柜切換來,可以消除從配電問到UPS之間動力線路,開關等引起的故障)。機房供配電的安全可靠性牽涉的問題很多,從市電輸入到UPS,從UPS輸出到各級ATS、各級開關然后到輸出端的各個接線盒及插座,每一個環(huán)節(jié)都十分重要,特別是處于供配電上游的UPS輸入總開關和輸出總開關以及ATS。其中任何一個一旦出現(xiàn)問題,都會引發(fā)嚴重的停電事故,后果將不堪設想,因此其配置問題必須慎之又慎,另外對于動力電纜的配置問題也很值得研究,由于機房內(nèi)大量非線性負載的存在,使得諧波電流很大,所以一般機房剛建好時零地電壓都很低,而設備裝滿時零地電壓都會大大增加•我們的有效辦法之一就是降低零線的電阻,以前我們的零線、地線的線徑一般都比相線要,小很多,但實踐中三相配電線路內(nèi),相線上的3的整數(shù)倍諧波在中性線上會疊加,使中性線的電流值可能超過相線上的電流。但是從降低諧波電流和零地電壓的目標出發(fā),我們應該將零線和地線的線徑選得與相線相同甚至更粗一點。
(二)負荷等級和額定容量
依據(jù)計算機的用途和性質(zhì)以及負荷分級的規(guī)定,采取相應的供電技術:對于一級負荷采用一類供電,重要機房供電屬于一級負荷,按一級負荷的供電要求,必須保證兩個以上獨立的電源點供電,采用兩條專用干線引進,兩路獨立電源在末端互投,建立不停電系統(tǒng),而且要保證供電的質(zhì)量;對于二級負荷采用二類供電,建立帶備用的供電系統(tǒng);對于三級負荷采用三類供電,按一般用戶供電考慮。
機房用電系統(tǒng)要求提供的電源額定容量一般以兩種方式給出:
(1)確定機房用電系統(tǒng)的總功率大小或機房用電系統(tǒng)的總電流。這是選取電力設備、總斷路器、供電電纜、機房的總發(fā)熱量以及精密空調(diào)時都必需考慮的問題。通常供電總功率應留有不少于25%的余量。
(2)確定各機柜、分機、設備等所要求的工作電流。這對設計計算機房的配電柜、選取合適的傳輸導線和分路開關也是必需的。針對電氣設備額定電流,在整定總斷路器和分路開關時要注意電氣設備的啟動電流值。在進行方案設計時,有些經(jīng)驗數(shù)據(jù)可供估算時參考,如:l)UPS功率:主機房可按350W~400W/㎡計算;照明用電可按l5W~20W/㎡計算。
2)空調(diào)機電功率要根據(jù)機房制冷量考慮。主機房制冷量按400W/㎡計算,輔助機房制冷量按300W/m2計算,然后再根據(jù)電氣設備不同的效率和換算系數(shù),確定空調(diào)系統(tǒng)用電負荷量。
(三)防雷和接地
接地極的接地電阻,當系統(tǒng)采用聯(lián)合接地時,R≤10?(北京地區(qū)可按0.5?考慮);當
采用單獨接地時,R≤4?。在總配電室要做總等電位連接,各樓層的智能化系統(tǒng)設備機房、樓層弱電間、樓層配電間的接地,采用局部等電位聯(lián)接。貫穿弱電豎井的接地干線,應當是鍍鋅扁鋼,截面尺寸不小于一40mm×4mm。
機房的重要設備和配電柜(箱),必須按GB50057一1994(2000年版),并安裝電涌保護器、做好等電位連接。