尚爾明 于博偉

(沈陽(yáng)市電信規(guī)劃設(shè)計(jì)院(有限公司),遼寧沈陽(yáng) 110000)

IDC機(jī)房電源配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

尚爾明 于博偉

(沈陽(yáng)市電信規(guī)劃設(shè)計(jì)院(有限公司),遼寧沈陽(yáng) 110000)

本文對(duì)IDC機(jī)房配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明,研究了該設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn),基于該設(shè)計(jì),制定了機(jī)房配電體系聯(lián)調(diào)方案,同時(shí)提出聯(lián)調(diào)中不能忽視的問(wèn)題。

IDC機(jī)房 配電 系統(tǒng)

由于電力企業(yè)的信息化程度不斷提高，信息系統(tǒng)中存放的業(yè)務(wù)也是逐漸增多，而信息系統(tǒng)基本上都是大集中方式建設(shè)。作為信息設(shè)施集中運(yùn)轉(zhuǎn)的物理環(huán)境，省級(jí)電網(wǎng)IDC機(jī)房明確規(guī)定，在建立以及設(shè)計(jì)供電系統(tǒng)時(shí)，必須確保其可靠性。而正式使用IDC機(jī)房中的用戶設(shè)施后，將不太可能停止運(yùn)行配電系統(tǒng)的聯(lián)調(diào)，來(lái)確定發(fā)電機(jī)和配電柜以及UPS的聯(lián)動(dòng)是否順利。為了確保出現(xiàn)故障時(shí)配電系統(tǒng)可以準(zhǔn)確聯(lián)動(dòng)，在機(jī)房正式運(yùn)行前，調(diào)試配電系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)就變得非常關(guān)鍵。

1 配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1 可靠性設(shè)計(jì)

1.1.1 外部電源接入

IDC機(jī)房供電負(fù)荷一般按一類(lèi)重要負(fù)荷設(shè)計(jì)，由三路不同回路電源輸入。分別從兩座變壓器雙路標(biāo)準(zhǔn)市電專線接入，和一路應(yīng)急發(fā)電機(jī)專線接入，滿足機(jī)房設(shè)備配電的需求并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切換。在一路主回路出現(xiàn)故障以及檢查和維修時(shí)，都不會(huì)導(dǎo)致供電線路的中斷。當(dāng)兩路市電都出現(xiàn)故障時(shí)，能夠確保轉(zhuǎn)換到電源由發(fā)電機(jī)提供。

1.1.2 2UPS“N+1”并機(jī)

UPS系統(tǒng)設(shè)計(jì)須能滿足將來(lái)設(shè)備增多UPS擴(kuò)容的需要。采用兩臺(tái)UPS不間斷電源系統(tǒng)并機(jī)運(yùn)行，組成并機(jī)雙電源回路；在正常狀況下，兩臺(tái)UPS承擔(dān)的負(fù)荷容量都是1/2，在一個(gè)設(shè)施發(fā)生故障的狀況下，另一個(gè)設(shè)施可以接管全部工作。當(dāng)原系統(tǒng)無(wú)法實(shí)現(xiàn)供電需求的狀況下，可基于兩臺(tái)UPS共同運(yùn)行下，再加入一臺(tái)UPS。與原有系統(tǒng)一起組建成2+1并機(jī)擴(kuò)容系統(tǒng)。該方式UPS在正常情況下，三臺(tái)UPS各承擔(dān)1/3負(fù)荷容量，在一臺(tái)設(shè)施發(fā)生故障時(shí)，另外2臺(tái)設(shè)施可以接管全部的工作。

1.2 總體設(shè)計(jì)框圖

IDC機(jī)房按一類(lèi)負(fù)荷供電考慮，設(shè)備供電按設(shè)備總用電量的20%-30%進(jìn)行預(yù)留。供配電系統(tǒng)劃分為兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立的系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)施配電系統(tǒng)就是第一部分。該部分一般是提供連續(xù)的電源給機(jī)房?jī)?nèi)的應(yīng)急照明和消防系統(tǒng)以及計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)施，UPS電源負(fù)責(zé)供電。第二部分為輔助設(shè)備配電系統(tǒng)。由市電直接供電。

1.3 設(shè)計(jì)需注意的問(wèn)題

(1)配電系統(tǒng)還不能忽視和門(mén)禁、應(yīng)急照明以及消防系統(tǒng)之間的聯(lián)動(dòng)。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，防止發(fā)生無(wú)法打開(kāi)門(mén)禁的狀況。也防止發(fā)生消防系統(tǒng)誤動(dòng)，減少配電系統(tǒng)負(fù)荷。(2)不能忽視機(jī)房的擴(kuò)容問(wèn)題(實(shí)現(xiàn)近三年到五年的發(fā)展需求)。(3)機(jī)房?jī)?nèi)通常要安裝門(mén)禁、攝像機(jī)、揚(yáng)聲器等弱電設(shè)備，一方面要統(tǒng)一考慮弱電系統(tǒng)的供電，另一方面也要分別考慮弱電系統(tǒng)中的所有子系統(tǒng)。(4)UPS、配電柜、柴油發(fā)電機(jī)、精密空調(diào)之間的弱電信號(hào)線應(yīng)選用屏蔽電磁干擾能力較好的網(wǎng)線，該網(wǎng)線盡量與強(qiáng)電線纜分開(kāi)走不同橋架。(5)機(jī)房?jī)?nèi)電纜要防止和空調(diào)銅管位于一個(gè)橋架中，因?yàn)榭照{(diào)銅管在遇到故障問(wèn)題時(shí)會(huì)形成較大熱量，從而使電纜絕緣層損壞，導(dǎo)致斷路或短路等。(6)應(yīng)充分應(yīng)用機(jī)房配電監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)測(cè)市電輸入、UPS輸入輸出及柴油發(fā)電機(jī)電壓等參數(shù)，在故障發(fā)生時(shí)可以立即發(fā)出告警。

圖1

2 配電系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)調(diào)試

測(cè)試配電系統(tǒng)的步驟主要有3個(gè)，分別是基礎(chǔ)和功能以及穩(wěn)定性測(cè)試，同時(shí)要根據(jù)順序逐個(gè)進(jìn)行。

2.1 聯(lián)調(diào)流程

在調(diào)試功能性之前，必須進(jìn)行下面的單體測(cè)試：外部雙路市電(箱變)；檢查所有設(shè)備輸入輸出電纜；低壓成套開(kāi)關(guān)設(shè)備；臨時(shí)電調(diào)試低壓ATS切換柜；柴油機(jī)單機(jī)啟動(dòng)運(yùn)行檢測(cè)；精密空調(diào)單機(jī)調(diào)試；UPS單機(jī)調(diào)試；功能性調(diào)試流程如圖所示，共9個(gè)步驟。

2.2 需要注意的問(wèn)題

(1)在測(cè)試帶柴油發(fā)電機(jī)切換以及兩路市電接入時(shí)，必須人為仿照特定狀況下的情形。如市電較短時(shí)間內(nèi)切換(1-2秒間隔內(nèi)反復(fù)切換)情況下ATS是否正常切換，柴油發(fā)電機(jī)是否正常啟停，以測(cè)試配電柜、UPS和柴油發(fā)電機(jī)中各種繼電器延時(shí)參數(shù)設(shè)置是否正確。曾發(fā)生一起故障，配電柜設(shè)置參數(shù)為：市電1電源故障確認(rèn)時(shí)間與市電2電源故障確認(rèn)時(shí)間均為5秒鐘，市電1電源供電延時(shí)時(shí)間與市電2供電延時(shí)時(shí)間也均為5秒鐘。由于供電單位做高壓試驗(yàn)，將一路高壓市電電源瞬時(shí)斷電，之后在兩秒內(nèi)，市電又重新恢復(fù)。兩路市電斷電后同時(shí)有電的情況下會(huì)造成兩路市電開(kāi)關(guān)同時(shí)接收合閘命令，導(dǎo)致兩路一起合閘，因?yàn)閮?nèi)部電氣互鎖，導(dǎo)致兩路開(kāi)關(guān)無(wú)法合閘，UPS負(fù)責(zé)向設(shè)施供電，要是很久都沒(méi)發(fā)現(xiàn)，可能造成機(jī)房UPS耗盡后設(shè)備掉電等嚴(yán)重事故的發(fā)生。事后將市電1電源供電延時(shí)時(shí)間設(shè)定為3秒鐘，市電1電源故障確認(rèn)時(shí)間設(shè)定為0.5秒鐘后測(cè)試，市電恢復(fù)后能正常合閘。(2)應(yīng)綜合考慮空調(diào)和UPS啟動(dòng)順序，設(shè)置各臺(tái)精密空調(diào)在停電后來(lái)電的啟動(dòng)延時(shí)，設(shè)置各臺(tái)UPS的間隔啟動(dòng)延時(shí)，順序啟動(dòng)。在柴油發(fā)電機(jī)供電時(shí)，不會(huì)讓柴油機(jī)受到設(shè)備同時(shí)啟動(dòng)的太多影響。

3 結(jié)語(yǔ)

上面對(duì)設(shè)計(jì)IDC機(jī)房供電系統(tǒng)的方案進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，在該設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，制定了聯(lián)調(diào)配電系統(tǒng)的方案，同時(shí)提出了聯(lián)調(diào)中不能忽視的問(wèn)題。保證不會(huì)影響到用戶設(shè)備供電，有效實(shí)現(xiàn)了機(jī)房供電可靠性需求。

[1]周錦濤.現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心IDC機(jī)房電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].電氣應(yīng)用,2011,30(19)：53-55.