曹龍巧

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

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

中圖分類號：TF046.6 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）16-0075-02

0 引言

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

1 設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)及數(shù)據(jù)中心分級

設(shè)計一個數(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)濟損失與社會影響程度等具體要求來確定機房的等級，再按照相應(yīng)等級確定適合的供配電系統(tǒng)。數(shù)據(jù)中心設(shè)計主要標(biāo)準(zhǔn)和機房分級如下：

GB50174-2008《電子信息系統(tǒng)機房設(shè)計規(guī)范》將機房劃分為三級：A級（容錯）、B級（冗余）、C級（基本）。

GB50174-201X《數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計規(guī)范》（2016年該規(guī)范已通過審查，即將發(fā)布）將數(shù)據(jù)中心劃分為四級：A級（容錯數(shù)據(jù)中心）、B1級（冗余和同時維護）、B2級（冗余配置）、C級（基本要求）。此規(guī)范劃分的機房等級與美國標(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機房等級一致。

2 數(shù)據(jù)中心供配電要求

A級機房內(nèi)的場地設(shè)施應(yīng)按容錯系統(tǒng)配置，系統(tǒng)運行期間，場地設(shè)施不應(yīng)因操作失誤、設(shè)備故障、外電源中斷、維護和檢修而導(dǎo)致電子信息系統(tǒng)運行中斷，需要提供兩套相互獨立且互為備用的供電系統(tǒng)。

B級機房內(nèi)的場地設(shè)施應(yīng)按冗余要求配置，系統(tǒng)運行期間，場地設(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)運行中斷，保障一條供電回路故障或維護不會導(dǎo)致系統(tǒng)運行中斷，需要提供一套備用供電回路。

C級機房內(nèi)的場地設(shè)施應(yīng)按基本需求配置，在場地設(shè)施正常運行情況下，應(yīng)保證電子信息系統(tǒng)運行不中斷，僅要求滿足正常工作需要的配電回路。各級機房供電要求如下：（見表1）

3 數(shù)據(jù)中心供配電系統(tǒng)設(shè)計

3.1 數(shù)據(jù)中心供配電系統(tǒng)拓撲

供配電系統(tǒng)拓撲圖見圖1。數(shù)據(jù)中心機房供配電系統(tǒng)根據(jù)設(shè)備所在的位置一般可分為三級配電：①第一級：由變配電房、柴油發(fā)電機房至UPS機房的配電；②第二級：由UPS機房內(nèi)部至列頭柜的配電；③第三級：由列頭柜至機柜的配電。

下面以目前需求最多的A級數(shù)據(jù)中心機房為例，具體說明各個供配電系統(tǒng)的組成。

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

A級數(shù)據(jù)中心機房應(yīng)從兩個獨立的區(qū)域變電站專用回路上分別引入一路10kV市電電源，以專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，正常時兩段母線應(yīng)同時供電運行。每一路市電電源的供電容量應(yīng)能滿足全部一、二級負荷的需求，包括UPS電源系統(tǒng)、機房空調(diào)、機房照明、蓄電池充電及消防負荷用電等。

變配電房、UPS電源機房應(yīng)靠近設(shè)備機房（負荷中心）布置。變配電房、發(fā)電機房、UPS電源機房均應(yīng)對設(shè)備機房面積擴展或設(shè)備機房功率密度上升留有足夠的面積，可與設(shè)備機房同步發(fā)展，并注意留有足夠的、合理的供電線路通道。對于非專門設(shè)計用于數(shù)據(jù)中心的建筑，應(yīng)注意其是否滿足設(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、耐火等級等方面。

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