网络中心机房供电系统的设计与使用

【摘要】网络机房内安装有服务器、核心交换机、监控与安防设备等，对供电系统有极高的要求，我校网络机房按B类机房考虑，分区分类供电，目的是既满足需求又降低费用。此供电系统采用了分区分类供电供电系统，提高了系统可靠性、可用性，降低了供电成本。

【关键词】B类机房；二类供电；分区分类供电；双路供电；旁路模式

供电系统是网络机房的能源保障，设计建设一个完善的供电系统对机房稳定运行有重要意义。根据国家机房建设规范和我校北区网络机房的实际情况，本文制定了一套设计建设机房供电系统的方法和步骤，按此方法建设的供电系统达到了既满足机房设备对能源要求，又降低费用节省开支的目标。设计建设同类机房供电系统时可以采用此方法。

1.机房供电系统的技术要求

国家标准GB50174–2008《电子信息系统机房设计规范》由国家住房和城乡建设部和质量监督检验疫总局联合，规范对电子信息系统机房进行分级，并对各级机房的机房位置与设备布置、环境要求、建筑与结构、空气调节、电气、电磁屏蔽、机房布线、机房监控与安全防范、给水排水、消防做了详细的规定和要求。根据机房的使用性质、管理要求及其在经济和社会中的重要性，规范将电子信息系统机房分为A、B、C三级。

A级机房的电子信息系统运行中断将造成重大的经济损失，造成公共场所秩序严重混乱。B级机房的电子信息系统运行中断将造成较大的经济损失，造成公共场所秩序混乱。其他的机房都是C级机房。

我校北区网络中心机房安装着校园网核心交换机，防火墙和出口设备多台，同时安装着存储有重要信息和承担核心运算的服务器系统，是校园网运作的基础和中心，一旦停止运行，将对学校工作造成比较大的影响，因此，我校网络中心北区机房应属于B级机房。

网络中心北区机房内的核心设备和服务器对供电质量和时间有极高的要求，其他辅助设备如机柜、机房精密空调、空调前端设备、机房照明、监控设备对供电也有很高的要求。

机房的供电系统要向这些设备提供稳定安全、可靠、连续的电力供应，要能够满足负载对供电质量的要求，可高质量地不停电供电；要适应电网环境，且不污染电网；系统要易配置且可配置项目多；能检测供电系统运行情况并及时通知管理者；对物理环境适应能力强。供电系统还要防止如下故障：

（1）电网预安排停电；

（2）电网故障停电；

（3）自然原因停电；

（4）电源质量故障：

（5）其他故障如电涌、高压尖脉冲、瞬态高压干扰、电压下陷、电线噪声、频率偏移、闪变、电压不平衡、谐波畸变、暂态停电、持续欠电压或过电压、系统接地故障和和泄漏电流形成的安全性故障、谐波电流与零地电压差问题。

规范附录1《各级电子信息系统机房技术要求》中，A、B、C三级机房对电源的不同要求为：A类机房停电后会产生重大损失和社会影响，不应因操作失误、设备故障、外电源中断、维护和检修中断运行，要求建立不停电电源系统。B类机房停电后会产生一定损失和社会影响，要求在冗余能力范围内，不应因设备故障中断运行，要求建立备用电源系统。C类机房停电后不会产生大的损失和社会影响，可按一般用户配置。我校北区网络机房设计供电系统时应按B级机房来考虑，即建立满足需求的冗余UPS供电系统。

2.北区网络中心机房供电系统理论规划

北区网络机房应按规范的要求设计供电系统。机房内设备种类和数量多，但对供电系统的要求并不一样。根据各设备的应用种类可将其分类，按类别供电，可满足应用需求，又降低成本。根据设备对供电的不同要求将设备分为一、二、三类：一类设备供电级别最高；二类设备供电要求其次；三类设备供电不做特殊要求。网络机房内用电设备规划为：

（1）一类供电的区域和设备

a.服务器系统；

b.核心交换机及网络设备；

c.应急照明；

d.监控设备；

e.安防设备。

（2）二类供电的区域和设备

a.精密空调设备；

b.计算机外部设备；

c.其它办公室的照明；

d.机房区及其它办公室的维修电源。其余为三类供电设备。

我校北区机房供电根据分区分类供电的原则，结合机房的布局设计，分成服务器区、网络设备区、监控操作区、辅助设备间、缓冲区五个区域，每个区域分类供电。服务器区、网络设备区、监控操作区是一类供电区域，辅助设备间、缓冲区是二类供电区域，其余设备三类供电。一类设备供电尽量做到不停电供电；二类设备供电要建立具有备电的供电系统，停电后能持续供电一段时间；三类设备供电不做特殊要求。

一类供电区域的设备可采用完全冗余模式，即设备电源和电力输入源都冗余。它采用一类供电，使用两个以上独立的电源供电，采用两条专用干线引进，两路独立电源在末端投入，且保证供电的质量（因市电质量无法保证，目前一路仍接UPS），两路独立电源分别接两个设备电源；二类供电区设备直接UPS输出；其余设备接普通市电。

3.北区网络中心机房供电系统实施

根据以上分析和设计，按如下步骤来实现北区网络机房的供电系统：

（1）向供电部门申报机房供电采用高标准供电，机房主电源为供电部门的高标准供电，供电电源采用380V/220V三相五线制，引入主电源配电柜前重复接地，使用防雷器。

（2）设计普通市电配电柜一套、UPS输出配电柜一套（UPS为双路供电，一路接市电，一路接柴油发电机，通过应急电源柜切换。）。其中普通市电配电柜用于普通市电供电的设备，即三类供电区域。UPS的输出安装电流及电压指示，每路输出安装相应的指示灯。UPS的输出线路由UPS输出配电柜来管理，UPS输出配电柜将UPS的输出送到机房机柜内的负载，分配给一、二类供电设备的电力需求。

（3）UPS选取易事特三进三出触摸屏不间断电源两台并联，型号EA89100，输入380V+-25%，输出380V+-2%，功率100KVA，直流输入360VDC（UPS电池单个是12V，100AH，共60节，分为两组并联。电压360V，100AH）。如此实施可向机房内输入三种电源，一路机房主电源，一路UPS供电，一路普通市电供电。一类区域的设备接机房主电源和UPS供电，二类区域接UPS供电，其余皆为普通市电供电。

4.结束语

这种供电系统的设计以B级机房供电系统要求为基础，一类供电在基础上有所提升，二类供电等于B级供电，三级供电接市电。

对不同要求的设备分类供电，既满足设备要求，又降低用电成本。本次机房供电系统设计步骤为：机房定级-设备分类-不同类别电源实现-电源输入机房对分类设备接入-制定操作规程。按此步骤设计实施的北区网络机房供电系统供电质量高，故障供电持续时间久，即保证了机房类设备的正常供电，又降低了用电电费用，提高了供电系统设备的正常使用寿命，为我校校园网的稳定运行提供了坚实的能源保证。按此步骤设计的供电系统性价比很高，同类机房供电系统设计时都可使用该设计方法。

参考文献

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[2]周锦涛.现代数据中心_IDC机房_的电源系统设计[J].电气应用，2011，10.

[3]高学鑫.浅谈机房供电系统设计[J].智能建筑与城市信息，2010，9.

作者简介：潘虎，现供职于湖北文理学院网络管理中心，研究方向：网络安全与网络管理。