浅析某银行省级分行数据中心机房改造的配电系统设计

摘要：随着各行各业信息化的普及和提高，数据中心机房的地位和作用也越来越重要。作为信息集中、处理、管理中心的数据中心机房如何才能更可靠地工作呢？安全可靠的供配电系统是不可或缺的因素。

关键词：数据中心机房；不间断电源（UPS）；电源列头柜

中图分类号：TM642+.4文献标识码：A 文章编号：

1.数据中心机房供配电系统的内容、负荷分类及供电可靠性的实现

（1）供配电系统的内容、负荷分类

本工程为省级银行的信息中心机房，供配电系统的内容有照明用电、精密空调用电、计算机系统用电及安全防范系统用电等。其中计算机系统和安防系统用电属一级负荷中的重要负荷，所以机房的精密空调用电属一级负荷；机房照明由于其重要性也属一类负荷的照明（并设备用照明）。

（2）计算机系统供电可靠性的实现，如下图。

图1

图2

作为机房最重要的配电系统，计算机系统和安防系统采用UPS配电系统来完成传统的配电功能。机房的机柜较多，供电容量较大，再根据甲方对供电可靠性的高要求，采用两套UPS配电系统来供电。如图1，平时的工作电源采用市电，备用电源引自发电机房专用供电回路，经过双电源切换装置（ATSE1） 后进入UPS的输入配电柜，再经过UPS(包括主机和电池)，至输出配电柜.输出配电柜采用放射式供电为电源列头柜（指放在计算机柜头部的用于分配电能的机柜，俗称列头柜，起到配电、监控、测量、保护、告警等功能）、安防用电和计算机维修电源等供电。为防止计算机系统受雷电流的破坏，在ATSE后接入浪涌保护器；为进行UPS的维护检修时不影响计算机系统的正常供电，ATSE1(2)应为具有旁路功能的转换开关。

需要指出的是，为加强供电的可靠性，我们把四台电源列头柜、维修电源、安防用电的工作和备用电源平均分配到两套UPS的配电回路，即采用“N+1”型冗余并机方案。这样，如果一台UPS配电系统出现问题，在并机信号的调控下，此台UPS将会“自动脱机”，由另N套UPS系统能给所有的负载供电。

采用“N+1”型冗余并机方案，供电可靠性已经很高，可实际使用中仍存在从UPS输出端到用电设备输入端的线路故障，如断路器跳闸或不慎短路等。有效的方法是配置UPS“双总线输出系统”。如图1、图2，每台UPS的负载，如电源列头柜、维修用电等均会在另一台UPS有备用回路。当一路电源出现故障时，电源列头柜会通过负载自动切换开关（LTS）、维修用电设备会通过静态切换开关（STS）来切换到备用回路以继续正常工作。

（3）精密空调用电和照明用电

机房精密空调用电和机房照明用电作为一级负荷，取自另一个市电和发电机双电源切换箱的出线回路。机房的一般区域照度值不小于500lx,辅助机房区照度值不小于300lx,显色指数Ra值不小于80。机房照明灯具自带蓄电池，市电断电后持续供电时间180min，这样就可以满足发生火灾时的备用照明的要求。

2. UPS配电系统功率的确定

（1）UPS配电系统功率计算

UPS配电系统的主要负荷为电源列头柜，故列头柜的功率决定着UPS主机的供电容量。

如图3。

图3

本工程以服务器机柜居多，故平均每个机柜取值约4kW左右。一列机柜15个，共有4列。安防系统用电和维修电源功率均为10kW左右，UPS的功率因数取COS¢=0.8需用系数Kx=0.9。于是有每套UPS主机的总功率：Kx*（4kW*15*2+10kW）=117kW，117/ COS¢=146.3kVA。这样，每套UPS配电系统我们可以选用容量为80 kVA的两台UPS主机并机供电（内置同步功能）。两套UPS配电系统共有4台80kVA的主机。每台主机需要电池柜若干，所以对于输入/输出配电柜、UPS主机、电池柜的放置需要占用机房的不少面积。这个在此暂不详细讨论。

（2）UPS配电容量的扩充

因本工程为机房改造，供电负荷均比较明确。对于一般新建机房工程，考虑到网络设备的快速发展，运算速度越来越快，单位体积的耗电量越来越大，以及其他弱电设备的用电，为满足3~5年的发展需要，应充分考虑到机房的扩容问题，即UPS的配电容量应有一定的扩充。

3. 机房的防雷接地系统

（1）机房的等电位连接

现行国标推荐计算机房采用联合接地方式，接地电阻

机房的等电位连接带多点连接至等电位联结板，联结板再与楼层电气竖井的等电位端子联结板用BV-1×32mm2穿SC20管连接。

（2）机房的防雷

低压配电系统和电子信息系统容易受到雷电流的干扰影响甚至损坏设备。所以在建筑物的变配电房低压进线柜处设一级浪涌保护器，在机房配电柜进线处设二级浪涌保护器，在电源列头柜内采用带防雷功能的电源插座，作为第三级保护。

4.结束语

随着网络技术的发展，计算机房信息处理量日益变大，供电系统的容量和要求也比以前有了很大的提高。这样，就需要我们更关注计算机的动力来源-配电系统。要想它能安全运行，管理人员定期对它的保养、维护以及检修也是必不可少的。

参考文献：

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