夏德維

（遼寧省農(nóng)村信用社聯(lián)合社，遼寧 沈陽 110032）

1 銀行數(shù)據(jù)中心背景

自2005年省農(nóng)村信用社聯(lián)合社成立以來，遼寧省網(wǎng)點(diǎn)聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)集中，信息化建設(shè)經(jīng)歷了從無到有、從保證重點(diǎn)業(yè)務(wù)到兼顧各項(xiàng)日常管理信息化的建設(shè)過程。伴隨著信息化建設(shè)的快速發(fā)展，銀行數(shù)據(jù)中心供配電系統(tǒng)容量不足等問題日益凸顯，成為制約信息化建設(shè)的瓶頸。本次銀行數(shù)據(jù)中心供配電系統(tǒng)改造的目標(biāo)為在保證機(jī)房設(shè)備安全運(yùn)行、不影響業(yè)務(wù)的前提下，根據(jù)國(guó)家規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)和監(jiān)管要求，構(gòu)建滿足6～8年信息系統(tǒng)建設(shè)和數(shù)據(jù)中心機(jī)房需要，為信息化建設(shè)提供高性能、高可用性以及高安全性的基礎(chǔ)環(huán)境。

2 銀行數(shù)據(jù)中心供配電系統(tǒng)需求分析

銀行數(shù)據(jù)中心是集中處理、存儲(chǔ)、傳輸、交換以及管理等功能和服務(wù)的物理空間，為遼寧省內(nèi)60家縣級(jí)農(nóng)信聯(lián)社（農(nóng)商行）、1 800余家經(jīng)營(yíng)網(wǎng)點(diǎn)提供24 h實(shí)時(shí)運(yùn)行。供配電系統(tǒng)是銀行數(shù)據(jù)中心信息系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的最關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施，必須滿足安全可靠、連續(xù)性等基本需求。近年來，我國(guó)供電能力和用戶側(cè)供電質(zhì)量已大幅提升，降低電網(wǎng)停斷電對(duì)數(shù)據(jù)中心安全運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)的同時(shí)，供配電系統(tǒng)及設(shè)備故障造成業(yè)務(wù)風(fēng)險(xiǎn)的比例逐步提高。目前，供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)缺陷，成為數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施的主要隱患。在銀行數(shù)據(jù)中心供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，主要考慮以下5方面內(nèi)容[1]：（1）機(jī)房終端用電設(shè)備采用雙電源系統(tǒng)；（2）機(jī)房終端用電可靈活調(diào)整三相平衡；（3）機(jī)房進(jìn)線電源采用三相五線制；（4）按照金融業(yè)機(jī)房A級(jí)容錯(cuò)級(jí)別設(shè)計(jì)供配電系統(tǒng)；（5）根據(jù)穩(wěn)定性、可管理性、經(jīng)濟(jì)性、可擴(kuò)展性、可修復(fù)性以及節(jié)能等要求設(shè)計(jì)供配電系統(tǒng)。

2.1 銀行數(shù)據(jù)中心對(duì)市電供電質(zhì)量的要求

數(shù)據(jù)中心的供電電壓等級(jí)通常是低壓。根據(jù)《全國(guó)供用電規(guī)則》中的第2條標(biāo)準(zhǔn)，供電部門提供的電網(wǎng)電壓為單相220 V或三相380 V，電網(wǎng)頻率為50 Hz[2]。

2.1.1 計(jì)算機(jī)機(jī)房供電電源的基本要求

依據(jù)計(jì)算機(jī)的性能，計(jì)算機(jī)機(jī)房允許的供電電源變化范圍如表1所示。

表1 計(jì)算機(jī)機(jī)房允許的供電電源變化范圍

2.1.2 計(jì)算機(jī)機(jī)房供電電源的諧波要求

國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)《電能質(zhì)量、公用電網(wǎng)諧波》（GB/T14549-93）[3]的第4條和第5條關(guān)于用戶用電入口處的總諧波電壓、諧波電流的限值規(guī)定，如表2和表3所示。

2.2 銀行數(shù)據(jù)中心對(duì)供配電主體設(shè)備的要求

2.2.1 對(duì)主低壓配電柜的要求

建議采用容錯(cuò)級(jí)別配置，并選用具備電流檢測(cè)、顯示及支持監(jiān)控功能的產(chǎn)品，根據(jù)機(jī)房用電負(fù)荷合理分配各配電柜，確保三相平衡。

2.2.2 對(duì)發(fā)電機(jī)組的要求

建議采用N或N+X冗余（X=1～N），配置具有自動(dòng)啟動(dòng)功能、保護(hù)功能、自動(dòng)切換功能的發(fā)電機(jī)組。柴油發(fā)電機(jī)油料供應(yīng)量不小于12 h。

表2 公用電網(wǎng)的諧波電流限值

表3 公用電網(wǎng)的諧波電壓（相電壓）限值

2.2.3 對(duì)UPS的要求

數(shù)據(jù)中心機(jī)房對(duì)UPS的要求如下[4]：（1）UPS供配電系統(tǒng)采用2N設(shè)計(jì)；（2）建議采用模塊化UPS，N+X冗余并機(jī)；（3）UPS滿足在線狀態(tài)下擴(kuò)容或維修；（4）模塊UPS具有獨(dú)立的LCD控制系統(tǒng)，無單一故障點(diǎn)；（5）UPS輸出滿足三相100%不平衡；（6）三進(jìn)三出，正弦波輸出，輸入電壓范圍304～456 Vac即380±20%（負(fù)載≤50%時(shí)為220～456 Vac），極寬的輸入交流頻率范圍具有過載、短路和熱保護(hù)；（7）在線性負(fù)載時(shí)，輸出電壓范圍為±1%，非線性負(fù)載時(shí)的輸出電壓范圍為±3%。

3 銀行數(shù)據(jù)中心供配電系統(tǒng)改造方案

3.1 市電擴(kuò)容和改造

根據(jù)新增數(shù)據(jù)中心面積、設(shè)備擺放數(shù)量以及設(shè)備功率等，計(jì)算由原有630 kVA容量變壓器改為2 000 kVA容量變壓器、單路10 kV供電線路改為來自兩個(gè)不同區(qū)域的高壓10 kV供電線路，實(shí)現(xiàn)A/B兩條線路互為備份。當(dāng)出現(xiàn)A線路停電或故障時(shí)，B線路將自動(dòng)投入使用，變壓器采用主、備系統(tǒng)。當(dāng)變壓器主系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，變壓器備系統(tǒng)將自動(dòng)投入使用，消除電力系統(tǒng)中的單點(diǎn)故障，符合《電子信息系統(tǒng)機(jī)房設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50174-2008）[5]、《商業(yè)銀行數(shù)據(jù)中心監(jiān)管指引》銀監(jiān)辦發(fā)〔2010〕114號(hào)文件[6]中的規(guī)定要求。

3.2 發(fā)電機(jī)改造

將銀行數(shù)據(jù)中心250 kW發(fā)電機(jī)改造為兩臺(tái)1 000 kW發(fā)電機(jī)，且兩臺(tái)發(fā)電機(jī)并機(jī)互為熱備。發(fā)電機(jī)并機(jī)系統(tǒng)自動(dòng)同步，自動(dòng)分配負(fù)載，單臺(tái)發(fā)電機(jī)故障自動(dòng)脫離發(fā)電機(jī)系統(tǒng)。

3.3 UPS系統(tǒng)

為節(jié)約資金，整體二層生產(chǎn)機(jī)房不間斷電源采用原2套550 kVA UPS系統(tǒng)。新增機(jī)房UPS輸出配電柜6套、列頭柜18套等配電設(shè)備。設(shè)計(jì)按照雙系統(tǒng)冗余2N運(yùn)行模式設(shè)計(jì)，即A系統(tǒng)和B系統(tǒng)。

為節(jié)約資金，三層生產(chǎn)機(jī)房、測(cè)試機(jī)房、辦公樓弱電機(jī)房、監(jiān)控中心、運(yùn)營(yíng)商接入?yún)^(qū)和業(yè)務(wù)處理區(qū)不間斷電源，采用新增1套400 kVA UPS系統(tǒng)與原老機(jī)房1套400 kVA UPS系統(tǒng)組成2N運(yùn)行模式。此外，新增UPS輸入配電柜1套、UPS輸出配電柜4套、列頭柜18套等配電設(shè)備。本設(shè)計(jì)按照雙系統(tǒng)冗余2N運(yùn)行模式設(shè)計(jì)，即A系統(tǒng)和B系統(tǒng)。

為節(jié)約資金，根據(jù)銀監(jiān)局現(xiàn)場(chǎng)檢查內(nèi)容要求，中心機(jī)房?jī)?nèi)各類監(jiān)控系統(tǒng)、安保系統(tǒng)、消防系統(tǒng)和應(yīng)急照明應(yīng)配備獨(dú)立的UPS系統(tǒng)。按照初步設(shè)計(jì)方案，辦公樓重要辦公用電、機(jī)房照明、消防系統(tǒng)等設(shè)備采用原老機(jī)房1套120 kVA UPS系統(tǒng)。

3.4 動(dòng)力系統(tǒng)

（1）新增機(jī)房總動(dòng)力配電柜2套和發(fā)電機(jī)輸出配電柜1套等配電設(shè)備，以保證機(jī)房的供電需求。

（2）新增三層新機(jī)房動(dòng)力配電柜2套等配電設(shè)備，以保證機(jī)房的供電需求。

（3）更新改造二層老機(jī)房動(dòng)力配電柜2套等配電設(shè)備，以保證老機(jī)房的供電需求。

（4）機(jī)房墻壁維修插座按照機(jī)房規(guī)劃重新設(shè)計(jì)、實(shí)施，并合理考慮插座預(yù)留數(shù)量和嵌入式配電箱。

3.5 UPS供電輸出

UPS輸出給UPS輸出分配柜，通過A、B兩套來自不同UPS系統(tǒng)的配電列頭柜為計(jì)算機(jī)設(shè)備提供雙電源系統(tǒng)。

3.5.1 二層機(jī)房

按照服務(wù)器機(jī)柜90臺(tái)、網(wǎng)絡(luò)列頭柜9臺(tái)的數(shù)量，采用18套配電列頭柜為服務(wù)器機(jī)柜提供電源分配?；芈放溟_關(guān)采用220 V、63 A/2P開關(guān)，末端電源連接2套220 V、63 A防濺型工業(yè)插座。

3.5.2 三層機(jī)房

按照服務(wù)器機(jī)柜90臺(tái)、網(wǎng)絡(luò)列頭柜9臺(tái)的數(shù)量，采用18套配電列頭柜為服務(wù)器機(jī)柜提供電源分配。回路配開關(guān)采用220 V、63 A/2P開關(guān)，末端電源連接2套220 V、63 A防濺型工業(yè)插座。

3.5.3 三層輔助區(qū)域

運(yùn)營(yíng)商接入?yún)^(qū)、辦公樓弱電機(jī)房、監(jiān)控中心和業(yè)務(wù)處理區(qū)，采用原老機(jī)房2套配電列頭柜提供電源分配。運(yùn)營(yíng)商接入?yún)^(qū)和辦公樓弱電機(jī)房末端電源連接2套220 V、63 A防濺型工業(yè)插座。監(jiān)控中心和業(yè)務(wù)處理區(qū)末端電源連接小型配電箱。

3.6 低壓配電電纜線路

（1）電纜線路及安裝須符合GB50217-94有關(guān)規(guī)范的要求。

（2）建議盡量采用母排進(jìn)行連接。

（3）配電線路在穿過樓層、水平安裝時(shí)，布放在專門設(shè)置的線槽（線管）中。

（4）零線和接地保護(hù)線要求單獨(dú)鋪設(shè)，嚴(yán)禁零地合一。

（5）盡量采用上走線方式。

3.7 防雷接地系統(tǒng)

銀行數(shù)據(jù)中心供配電系統(tǒng)采取4級(jí)防雷措施，安裝防雷防浪涌保護(hù)器。一、二、三層機(jī)房區(qū)域采用聯(lián)合的防雷接地系統(tǒng)，接地阻值必須小于1 Ω。原接地系統(tǒng)不能滿足要求，需要按照《通信局（站）防雷與接地工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（YD 5098-2005）等[7-8]規(guī)范要求，重新建設(shè)機(jī)房專用接地系統(tǒng)。本次設(shè)計(jì)考慮所有接地均利用機(jī)房專用接地體。根據(jù)不同區(qū)域需求，每個(gè)配電區(qū)域接入2根BV-70的專用接地線，機(jī)房?jī)?nèi)需接入2根BV-70的專用接地線。等電位銅排采用30 mm×4 mm規(guī)格，并采用接入接地端子排。頂面、墻面、地面系統(tǒng)每個(gè)面需提供至少2個(gè)接地點(diǎn)，并用BVR-6線纜就近接至等電位銅排。地板支腳每間隔1個(gè)用BVR-6線纜串聯(lián)后就近接至等電位銅排。

4 結(jié) 論

重點(diǎn)探討銀行數(shù)據(jù)中心供配電系統(tǒng)改造方案，在保證機(jī)房核心設(shè)備安全運(yùn)行、不影響業(yè)務(wù)的前提下，完成了銀行數(shù)據(jù)中心供配電系統(tǒng)改造工作，滿足現(xiàn)階段的發(fā)展需要和國(guó)家規(guī)范。