徐世亮 李麗 江西省國土資源廳信息中心 南昌市 330025

江西省國土資源廳中心機(jī)房配電系統(tǒng)改造建設(shè)實(shí)踐

徐世亮 李麗 江西省國土資源廳信息中心 南昌市 330025

隨著江西省國土資源信息化建設(shè)的不斷深入，國土資源廳中心機(jī)房網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)器設(shè)備不斷增加，再加之2014年江西省國土資源網(wǎng)上交易系統(tǒng)主運(yùn)行系統(tǒng)遷移至廳中心機(jī)房運(yùn)行，對我廳中心機(jī)房的配電系統(tǒng)有了更高的要求，建設(shè)一套高安全性、高可靠性、可擴(kuò)展性的配電系統(tǒng)，則成為了當(dāng)務(wù)之急。有鑒于此，江西省國土資源廳開展了廳中心機(jī)房的配電系統(tǒng)改造建設(shè)，并進(jìn)行了系統(tǒng)測試，效果良好。

國土資源 配電系統(tǒng) 中心機(jī)房

0 背景

2011年4月，按照我廳統(tǒng)一部署，所有工作人員搬入了江西省地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急指揮中心大樓辦公。在大樓搬遷前，廳信息中心完成了大樓智能化系統(tǒng)、中心機(jī)房、網(wǎng)絡(luò)、視頻會議室和地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急指揮大廳的建設(shè)，并實(shí)現(xiàn)了辦公自動化系統(tǒng)、行政審批系統(tǒng)、全省國土資源系統(tǒng)網(wǎng)站群和各類數(shù)據(jù)的遷移，在廳中心機(jī)房形成了全省國土資源的網(wǎng)絡(luò)中心和數(shù)據(jù)中心，保證了全省國土資源行政審批業(yè)務(wù)和廳辦公自動化等各類系統(tǒng)的正常運(yùn)行。隨著我省國土資源信息化的不斷推進(jìn)，經(jīng)過近幾年的建設(shè)，我省國土資源信息化建設(shè)得到較大發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)中心和數(shù)據(jù)中心的各類設(shè)備增長較快。與此同時，江西省國土資源網(wǎng)上交易系統(tǒng)主運(yùn)行系統(tǒng)從南昌市經(jīng)濟(jì)信息中心機(jī)房遷移至廳中心機(jī)房，并于2014年8月1日正式上線運(yùn)行，該系統(tǒng)的運(yùn)行增加了網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、PC服務(wù)器、IBM小機(jī)和安全設(shè)備等各類設(shè)備60余臺。隨著省地質(zhì)環(huán)境信息化等重點(diǎn)項(xiàng)目的即將啟動，網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)中心的安全性和穩(wěn)定性更加突顯。在國土資源網(wǎng)上交易等系統(tǒng)日益發(fā)揮重要作用和價值的同時，由于廳中心機(jī)房原2臺UPS供電能力已達(dá)單機(jī)滿負(fù)荷，并且機(jī)柜供電未實(shí)現(xiàn)雙回路，單電源設(shè)備未安裝負(fù)載切換開關(guān)等安全隱患，當(dāng)任何1臺UPS設(shè)備故障或機(jī)柜PDU損壞都會造成系統(tǒng)的不可用性，后果非常嚴(yán)重。

因此，配電系統(tǒng)成為我廳網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)中心當(dāng)前工作的重中之中，迫切需要建設(shè)一套高性能、高安全性、高可靠性、可擴(kuò)展性的UPS系統(tǒng)，并對機(jī)柜實(shí)現(xiàn)雙回路保護(hù)。正是基于上述考慮，我廳網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)中心進(jìn)行配電系統(tǒng)改造勢在必行。

1 現(xiàn)狀分析

1.1 當(dāng)前現(xiàn)狀

江西省國土資源廳中心機(jī)房2011年4月正式投入運(yùn)行。中心機(jī)房的市電輸入從大樓低壓配電房引入兩條120平方電纜至機(jī)房配電室的250A雙電源切換裝置（掛墻安裝）。雙電源輸出后進(jìn)入一臺市電輸出配電柜，通過市電輸出配電柜輸出到兩臺艾默生UPS電源主機(jī)、三臺精密空調(diào)及機(jī)房照明等。兩臺艾默生UPS電源主機(jī)輸出電源到一臺UPS輸出配電柜（規(guī)格型號：XL-21），機(jī)房設(shè)備用電及弱電間設(shè)備用電均由該臺UPS輸出配電柜供電。兩臺艾默生UPS電源組成1+1冗余并機(jī)系統(tǒng)，每臺UPS主機(jī)配置30個（12V100AH廣電湯淺NP100-12）*3組共180只蓄電池，安裝在大樓負(fù)二樓動力房，電池組與UPS主機(jī)之間的電池連接采用BVR70平方*2條*2（單程約90米）電纜連接，通過強(qiáng)電橋架引入二樓中心機(jī)房配電室的UPS主機(jī)。

機(jī)房現(xiàn)有供配電設(shè)備如下：

表1 江西省廳網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)中心現(xiàn)有供配電設(shè)備

1.2 存在的問題

隨著廳信息化建設(shè)的不斷深入，廳中心機(jī)房安裝的設(shè)備、部署的軟件、存儲的數(shù)據(jù)越來越多，中心機(jī)房的強(qiáng)電系統(tǒng)的設(shè)計、安裝的缺陷和不足也慢慢暴露出來，隨時可能會引發(fā)電力安全事故。一是UPS電源容量不足。目前機(jī)房和弱電間用電功率約為30KW，兩臺UPS并機(jī)負(fù)載率約為45%，單機(jī)負(fù)載率約為90%，如果兩臺中有一臺出現(xiàn)故障，另一臺UPS將無法保障廳中心機(jī)房用電。二是UPS配電柜輸出供電設(shè)計不符合機(jī)房設(shè)計規(guī)范。廳中心機(jī)房現(xiàn)有20個機(jī)柜存放設(shè)備，只有少量設(shè)備機(jī)柜提供了2路供電，大部分設(shè)備機(jī)柜只有1路供電。三是機(jī)房空調(diào)供電與UPS輸入供電未分開。

2 技術(shù)方案

2.1 基本思路

廳中心機(jī)房的UPS市電輸入與動力設(shè)備分離，UPS電源供電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)獨(dú)立的雙路供電模式。機(jī)柜內(nèi)所有的網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)器設(shè)備都能實(shí)現(xiàn)雙回路供電，如單電源設(shè)備則增加STS切換開關(guān)，兩路UPS供電經(jīng)過切換后送入單電源負(fù)載。充分利用現(xiàn)有的供配電設(shè)備，保證當(dāng)前廳中心機(jī)房內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)器等設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。對存在的問題針對性的整改，改造完成后需充分測試方可正式運(yùn)行。

2.2 技術(shù)方案

按照我廳中心機(jī)房配電系統(tǒng)改造建設(shè)的基本思路，結(jié)合我廳網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)中心的運(yùn)行環(huán)境（主機(jī)和存儲系統(tǒng)）以及配電系統(tǒng)現(xiàn)狀的實(shí)際情況，提出了我廳中心機(jī)房配電系統(tǒng)改造建設(shè)的技術(shù)方案。方案基于每個設(shè)備都能從不同的UPS系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)雙回路供電的思路，主要包括：增加1路市電輸入和新增1臺配電柜，新增1套UPS電源系統(tǒng)（含電池組、UPS輸出配電），對網(wǎng)絡(luò)機(jī)柜和服務(wù)器等設(shè)備機(jī)柜的配電增加1個回路，實(shí)現(xiàn)2個回路供電。

1）機(jī)房增加1路市電輸入和增加1臺市電配電柜，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備供電和空調(diào)供電的物理分開。

按照GB50174-2008《電子信息系統(tǒng)機(jī)房設(shè)計規(guī)范》8.1.8條要求，用于電子信息系統(tǒng)機(jī)房內(nèi)的動力設(shè)備與電子信息設(shè)備的不間斷電源系統(tǒng)應(yīng)由不同的回路配電。因此，從大樓低壓配電房新增2根120平方電纜（通過大樓現(xiàn)有的強(qiáng)電橋架和機(jī)房原有的強(qiáng)電輸入電纜通過同一路徑布置）至二樓中心機(jī)房配電室新增的配電柜250A雙電源輸入，作為機(jī)房內(nèi)的新舊UPS的市電輸入，而原2根120平方電纜和原1臺市電輸入配電柜用于三臺精密空調(diào)的市電輸入。通過改造，實(shí)現(xiàn)機(jī)房內(nèi)空調(diào)設(shè)備的用電與UPS設(shè)備的用電從低壓開關(guān)柜、電力線路、配電柜物理分開，保證了隨著負(fù)載的增加，設(shè)備供電和空調(diào)供電都有較大的冗余，也避免停電后精密空調(diào)啟動瞬間電流過大造成機(jī)房市電輸入經(jīng)常跳閘的情況，影響整個中心機(jī)房的供電。

2）新增1套90KVA的UPS電源系統(tǒng)（含80節(jié)電池組、UPS輸出配電）。

新增1套模塊化的UPS電源，配置3個30KVA的功率模塊，總?cè)萘繛?0KVA，今后可以擴(kuò)容至5個功率模塊。為新增的UPS配置2組每組40節(jié)120AH免維護(hù)鉛酸蓄電池，單機(jī)滿載后備時間約60分鐘。UPS主機(jī)布置在二樓中心機(jī)房配電室，蓄電池組放置在負(fù)二樓電池房。電池組與UPS主機(jī)之間的連接電纜和原UPS一樣通過同一路徑敷設(shè)至二樓中心機(jī)房。在新增的模塊化UPS電源中，配置3套標(biāo)準(zhǔn)UPS輸出配電模塊，共36路32A的輸出開關(guān)。對原有的廂式電池柜改造成3個電池架，方便了電池的檢修和維護(hù)，也增加了電池間的空間，為今后擴(kuò)展電池容量提供了場地。

3）對20個網(wǎng)絡(luò)機(jī)柜和服務(wù)器機(jī)柜的配電各增加1個回路，實(shí)現(xiàn)2個回路供電。

目前機(jī)房設(shè)備用電及弱電間設(shè)備用電均由1套UPS輸出供電，每個機(jī)柜提供1個回路。因此，從新的UPS輸出空氣開關(guān)各敷設(shè)3*4平方線纜到20個機(jī)柜（其中有兩個EMC原裝機(jī)柜需要4個回路），對10個網(wǎng)絡(luò)機(jī)柜各增加1臺STS雙電源切換開關(guān)，給單電源設(shè)備提供雙電源保障，對10個服務(wù)器機(jī)柜增加機(jī)柜PDU，實(shí)現(xiàn)原有的線路和新敷設(shè)的線路各接入至不同的PDU中，不同的PDU連接不同的服務(wù)器的1個電源，并做好標(biāo)識。改造完成后，每個機(jī)柜都能從不同的UPS及UPS輸出配電開關(guān)中引入線纜至PDU中，并且機(jī)柜內(nèi)設(shè)備由不同的PDU提供供電。

2.3 系統(tǒng)測試

為了保證廳中心機(jī)房配電系統(tǒng)的可靠性、安全性，我們在系統(tǒng)建設(shè)完成后進(jìn)行了切換測試。測試主要分為三個部分：一是主干線回路受電切換測試，二是機(jī)柜設(shè)備受電測試，三是新舊UPS輸出切換測試。為了做好測試工作，首先進(jìn)行了測試環(huán)境準(zhǔn)備，包括環(huán)境描述及測試方法；其次，制訂測試步驟。因此，在測試前編寫了《江西省國土資源廳中心機(jī)房配電系統(tǒng)測試方案》。

主干線回路受電切換測試主要包括在負(fù)二樓低壓配電室將兩條主干回路控制開關(guān)合閘，查看市電輸入柜中的ATS能否主備智能切換。將I回路設(shè)置為常用，II回路設(shè)置為備用，切換間隔5秒。在負(fù)二樓低壓配電室將I回路控制開關(guān)斷開，5秒鐘后ATS切換開關(guān)自動切換至II回路備用狀態(tài)；在負(fù)二樓低壓配電室將I回路控制開關(guān)合閘，5秒鐘后ATS切換開關(guān)自動切換至I回路常用狀態(tài)。

機(jī)柜設(shè)備受電測試主要檢查機(jī)柜內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和服務(wù)器開機(jī)受電情況。斷開老UPS輸出控制開關(guān)對應(yīng)的機(jī)柜編號，檢查新UPS為相應(yīng)編號的機(jī)柜內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和服務(wù)器供電情況；反之，閉合老UPS對應(yīng)的機(jī)柜編號的輸出控制開關(guān)，斷開新增UPS的機(jī)柜編號輸出控制開關(guān)，檢查老UPS為相應(yīng)編號的機(jī)柜內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和服務(wù)器供電情況。

新舊UPS輸出切換測試主要斷開原UPS輸出總開關(guān)，并關(guān)閉主機(jī)，檢查新UPS為所有機(jī)柜內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和服務(wù)器供電情況；反之，開啟老UPS，并閉合輸出總開關(guān)，關(guān)閉新UPS主機(jī)，檢查老UPS為所有機(jī)柜內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和服務(wù)器供電情況。

測試過程嚴(yán)格按照測試方案進(jìn)行，通過測試結(jié)果表明，廳中心機(jī)房配電系統(tǒng)可以提供完全獨(dú)立運(yùn)行的雙回路供電。任何線路、UPS主機(jī)、配電柜等某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障，都不會影響設(shè)備的正常供電。測試結(jié)果達(dá)到預(yù)期效果，并形成了《江西省國土資源廳中心機(jī)房配電系統(tǒng)測試總結(jié)報告》。

3 結(jié)語

本文從技術(shù)層面概括了江西省國土資源廳中心機(jī)房建設(shè)的基本思路和技術(shù)方案?？傮w而言，系統(tǒng)改造建設(shè)為我省國土資源網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)中心打下一個良好的安全、可靠的電力保障，為下一步江西省市級國土資源部門數(shù)據(jù)中心配電系統(tǒng)改造建設(shè)積累了經(jīng)驗(yàn)。在系統(tǒng)建設(shè)實(shí)踐過程中，筆者有幾點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)體會：一是根據(jù)當(dāng)前電力供應(yīng)的現(xiàn)狀和需求，制訂相應(yīng)的解決方案；二是在系統(tǒng)實(shí)施前制訂詳細(xì)的規(guī)劃和實(shí)施方案，比如技術(shù)實(shí)施方案、安全措施方案、應(yīng)急預(yù)案等；三是在系統(tǒng)實(shí)施過程中必須做好記錄，比如機(jī)柜內(nèi)電力配線圖等；四是在系統(tǒng)實(shí)施結(jié)束后及時書寫文檔，形成系統(tǒng)的各類技術(shù)文檔和總結(jié)報告。

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