數(shù)據(jù)中心供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)簡(jiǎn)析

曹龍巧

[摘 要]主要介紹了數(shù)據(jù)中心對(duì)供配電系統(tǒng)的要求及其設(shè)計(jì)方法。著重介紹了A級(jí)機(jī)房有關(guān)數(shù)據(jù)中心供配電設(shè)計(jì)的推薦性方案，可為B、C級(jí)機(jī)房供配電設(shè)計(jì)提供參考。

[關(guān)鍵詞]數(shù)據(jù)中心；供配電系統(tǒng)；可靠性；UPS 容錯(cuò)；冗余

中圖分類(lèi)號(hào)：TF046.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）16-0075-02

0 引言

隨著云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等產(chǎn)業(yè)的加速發(fā)展，社會(huì)各界對(duì)信息系統(tǒng)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，信息和數(shù)據(jù)量呈幾何級(jí)增長(zhǎng)，由此對(duì)數(shù)據(jù)中心的需求日益增加，對(duì)數(shù)據(jù)中心的要求也不斷提高，而數(shù)據(jù)中心對(duì)供配電系統(tǒng)的可靠性要求越來(lái)越高。

1 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及數(shù)據(jù)中心分級(jí)

設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)據(jù)中心首先需要根據(jù)數(shù)據(jù)中心的使用性質(zhì)、管理要求、網(wǎng)絡(luò)中斷所導(dǎo)致的經(jīng)濟(jì)損失與社會(huì)影響程度等具體要求來(lái)確定機(jī)房的等級(jí)，再按照相應(yīng)等級(jí)確定適合的供配電系統(tǒng)。數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)主要標(biāo)準(zhǔn)和機(jī)房分級(jí)如下：

GB50174-2008《電子信息系統(tǒng)機(jī)房設(shè)計(jì)規(guī)范》將機(jī)房劃分為三級(jí)：A級(jí)（容錯(cuò)）、B級(jí)（冗余）、C級(jí)（基本）。

GB50174-201X《數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計(jì)規(guī)范》（2016年該規(guī)范已通過(guò)審查，即將發(fā)布）將數(shù)據(jù)中心劃分為四級(jí)：A級(jí)（容錯(cuò)數(shù)據(jù)中心）、B1級(jí)（冗余和同時(shí)維護(hù)）、B2級(jí)（冗余配置）、C級(jí)（基本要求）。此規(guī)范劃分的機(jī)房等級(jí)與美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)TIA-942《數(shù)據(jù)中心通信設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)》劃分的TierⅣ、TierⅢ、TierⅡ、TierⅠ機(jī)房等級(jí)一致。

2 數(shù)據(jù)中心供配電要求

A級(jí)機(jī)房?jī)?nèi)的場(chǎng)地設(shè)施應(yīng)按容錯(cuò)系統(tǒng)配置，系統(tǒng)運(yùn)行期間，場(chǎng)地設(shè)施不應(yīng)因操作失誤、設(shè)備故障、外電源中斷、維護(hù)和檢修而導(dǎo)致電子信息系統(tǒng)運(yùn)行中斷，需要提供兩套相互獨(dú)立且互為備用的供電系統(tǒng)。

B級(jí)機(jī)房?jī)?nèi)的場(chǎng)地設(shè)施應(yīng)按冗余要求配置，系統(tǒng)運(yùn)行期間，場(chǎng)地設(shè)施在冗余能力范圍內(nèi)，不應(yīng)因設(shè)備故障而導(dǎo)致電子信息系統(tǒng)運(yùn)行中斷，保障一條供電回路故障或維護(hù)不會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)行中斷，需要提供一套備用供電回路。

C級(jí)機(jī)房?jī)?nèi)的場(chǎng)地設(shè)施應(yīng)按基本需求配置，在場(chǎng)地設(shè)施正常運(yùn)行情況下，應(yīng)保證電子信息系統(tǒng)運(yùn)行不中斷，僅要求滿(mǎn)足正常工作需要的配電回路。各級(jí)機(jī)房供電要求如下：（見(jiàn)表1）

3 數(shù)據(jù)中心供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 數(shù)據(jù)中心供配電系統(tǒng)拓?fù)?/p>

供配電系統(tǒng)拓?fù)鋱D見(jiàn)圖1。數(shù)據(jù)中心機(jī)房供配電系統(tǒng)根據(jù)設(shè)備所在的位置一般可分為三級(jí)配電：①第一級(jí)：由變配電房、柴油發(fā)電機(jī)房至UPS機(jī)房的配電；②第二級(jí)：由UPS機(jī)房?jī)?nèi)部至列頭柜的配電；③第三級(jí)：由列頭柜至機(jī)柜的配電。

下面以目前需求最多的A級(jí)數(shù)據(jù)中心機(jī)房為例，具體說(shuō)明各個(gè)供配電系統(tǒng)的組成。

3.2 數(shù)據(jù)中心機(jī)房市電系統(tǒng)和發(fā)電系統(tǒng)

A級(jí)數(shù)據(jù)中心機(jī)房應(yīng)從兩個(gè)獨(dú)立的區(qū)域變電站專(zhuān)用回路上分別引入一路10kV市電電源，以專(zhuān)線方式沿不同的敷設(shè)路由引接至數(shù)據(jù)中心。兩路市電電源的供電容量應(yīng)為全冗余，變配電房10kV主接線采用單母線分段方式，正常時(shí)兩段母線應(yīng)同時(shí)供電運(yùn)行。每一路市電電源的供電容量應(yīng)能滿(mǎn)足全部一、二級(jí)負(fù)荷的需求，包括UPS電源系統(tǒng)、機(jī)房空調(diào)、機(jī)房照明、蓄電池充電及消防負(fù)荷用電等。

變配電房、UPS電源機(jī)房應(yīng)靠近設(shè)備機(jī)房（負(fù)荷中心）布置。變配電房、發(fā)電機(jī)房、UPS電源機(jī)房均應(yīng)對(duì)設(shè)備機(jī)房面積擴(kuò)展或設(shè)備機(jī)房功率密度上升留有足夠的面積，可與設(shè)備機(jī)房同步發(fā)展，并注意留有足夠的、合理的供電線路通道。對(duì)于非專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)用于數(shù)據(jù)中心的建筑，應(yīng)注意其是否滿(mǎn)足設(shè)備安裝和線路敷設(shè)的要求，包括樓面荷載、凈高、抗震等級(jí)、耐火等級(jí)等方面。

10KV母線以放射式向各臺(tái)變壓器供電，變壓器采用M（1+1）配置，每臺(tái)變壓器的負(fù)載率不大于50%；當(dāng)一臺(tái)變壓器故障時(shí)，另一臺(tái)變壓器可帶起全部負(fù)荷。