文/王淑波，烽火云科技有限公司

在云計(jì)算數(shù)據(jù)中心電氣設(shè)計(jì)的過程中，要明確電氣設(shè)計(jì)的具體方法和電氣設(shè)計(jì)的要求，同時(shí)，在設(shè)計(jì)的每一個(gè)環(huán)節(jié)，明確設(shè)計(jì)的質(zhì)量控制方法和手段，才能夠提高設(shè)計(jì)的質(zhì)量。

1 數(shù)據(jù)中心配電需求

云計(jì)算是基于互聯(lián)網(wǎng)的服務(wù)的增加、使用和交付模式，可通過互聯(lián)網(wǎng)提供動(dòng)態(tài)易擴(kuò)展的虛擬化資源。它將虛擬化技術(shù)、分布式計(jì)算、Web服務(wù)、網(wǎng)格計(jì)算等技術(shù)融于一身，使任何用戶在任何時(shí)間和任何地點(diǎn)均能通過網(wǎng)絡(luò)共享平臺(tái)處理大規(guī)模的計(jì)算問題，做到服務(wù)的自助化、服務(wù)可計(jì)量化、資源配置的動(dòng)態(tài)化及資源的透明化和池化。

云計(jì)算用戶可大規(guī)模減少硬件購置及其升級(jí)維護(hù)的開支，同時(shí)可按需享受到高效、便捷的IT服務(wù)。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展與科學(xué)技術(shù)的相互融合，云計(jì)算已成為當(dāng)前經(jīng)濟(jì)發(fā)展中不可或缺的技術(shù)手段，其優(yōu)勢(shì)已在多領(lǐng)域范圍內(nèi)嶄露頭角。

全球化的經(jīng)濟(jì)模式與商務(wù)模式要求數(shù)據(jù)中心應(yīng)提供365天24小時(shí)的不間斷服務(wù)。數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)供電業(yè)務(wù)是保證數(shù)據(jù)中心24小時(shí)不間斷應(yīng)用的基本保障，由此，數(shù)據(jù)中心供配電被列為是機(jī)房最重要的子系統(tǒng)之一。

數(shù)據(jù)中心建設(shè)階段，配電設(shè)計(jì)應(yīng)解決好實(shí)際負(fù)荷與規(guī)劃負(fù)荷之間的容量差，做出設(shè)計(jì)規(guī)劃，保證投資產(chǎn)出比。數(shù)據(jù)中心的規(guī)劃應(yīng)具有一定的超前性，其供電方案不僅需要滿足當(dāng)前業(yè)務(wù)應(yīng)用需求，還應(yīng)滿足數(shù)據(jù)中心機(jī)房設(shè)計(jì)壽命內(nèi)的供配電要求。故數(shù)據(jù)中心機(jī)房配電應(yīng)結(jié)合遠(yuǎn)近期的用電需求，保證機(jī)房供配電設(shè)計(jì)的科學(xué)性、經(jīng)濟(jì)性與合理性。在選擇配電設(shè)備時(shí)，應(yīng)提高配電設(shè)備的轉(zhuǎn)換比，減少供電設(shè)備的能源浪費(fèi)。

網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備、安全設(shè)備、應(yīng)用服務(wù)器等都屬于精密電子設(shè)備，精密電子設(shè)備對(duì)電源質(zhì)量的要求遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過普通用電設(shè)備的要求。精密電子設(shè)備對(duì)電源頻率、諧波、電壓穩(wěn)定性的要求應(yīng)在供配電設(shè)計(jì)中充分考慮而且必須保證。

2 云計(jì)算數(shù)據(jù)中心的電源設(shè)計(jì)

2.1 云計(jì)算數(shù)據(jù)中心10KV配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

10kV主接線采用分段單母線，正常運(yùn)行時(shí)，兩路10kV電源分別向兩條母線供電，母聯(lián)斷路器斷開運(yùn)行。當(dāng)一路10kV電源停電時(shí)，母聯(lián)斷路器自動(dòng)或手動(dòng)投入運(yùn)行，由第二路電源向兩條母線供電，每路電源均可帶起全部負(fù)荷。兩條10kV母線以放射式電纜線路向各臺(tái)變壓器供電。

2.2 云計(jì)算數(shù)據(jù)中心電源的質(zhì)量

云計(jì)算數(shù)據(jù)中心的用電負(fù)荷等級(jí)以及供電要求應(yīng)當(dāng)按《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》的相關(guān)規(guī)定執(zhí)行。一般來講，其供配電系統(tǒng)的電壓等級(jí)為220V/380V，而頻率則應(yīng)當(dāng)為工頻50Hz或者是中頻400~1000 Hz的TN-S或者是TN-C-S電力系統(tǒng)。而云計(jì)算數(shù)據(jù)中心供電電源設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照《電子計(jì)算機(jī)機(jī)房設(shè)計(jì)規(guī)范》中的相關(guān)規(guī)定，根據(jù)電子計(jì)算機(jī)的性能、運(yùn)行方式、具體用途等，劃分為A、B、C三個(gè)等級(jí)。

2.3 云計(jì)算數(shù)據(jù)中心的電源設(shè)計(jì)要求

2.3.1 可靠性要求：數(shù)據(jù)中心電源的可靠性關(guān)系著整個(gè)系統(tǒng)的安全運(yùn)行，所以說其對(duì)計(jì)算機(jī)的應(yīng)用與發(fā)展有直接性的影響。但在具體設(shè)計(jì)和安置時(shí)，電源的可靠性與數(shù)據(jù)中心的環(huán)境、接地處理以及供配電的合理性等聯(lián)系緊密，比如說如果供配電系統(tǒng)、接地系統(tǒng)處理不當(dāng)，將會(huì)引發(fā)直流電源振蕩從而影響計(jì)算機(jī)以及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。因此在電源可靠性設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)考慮以下幾點(diǎn)：

①電源應(yīng)為獨(dú)立電源，并且對(duì)所引入的電源做防雷處理。②由于數(shù)據(jù)中心的計(jì)算機(jī)和相關(guān)設(shè)備往往做統(tǒng)一的開關(guān)，這樣容易給供電系統(tǒng)帶來較大的沖擊電流，從而有可能燒融主回路中的開關(guān)接觸點(diǎn)、使接觸端過熱松動(dòng)或者是開機(jī)瞬間整個(gè)供電系統(tǒng)的電壓大幅度下降、電磁效應(yīng)增大等等，針對(duì)這一問題可以采用時(shí)序開關(guān)分組控制各設(shè)備機(jī)組的供電。③對(duì)三相五線制電源接入的數(shù)據(jù)中心供電系統(tǒng)，電源插座的接地端應(yīng)當(dāng)統(tǒng)一接入五線制所在的保護(hù)接地線上，不應(yīng)當(dāng)接在零線或獨(dú)立接地線上，以確保用電安全。

2.3.2 防雷設(shè)計(jì)要求：為了防止雷電通過供電系統(tǒng)破壞數(shù)據(jù)中心的設(shè)備，應(yīng)當(dāng)對(duì)數(shù)據(jù)中心引入的電源進(jìn)行三級(jí)防雷處理。①對(duì)于數(shù)據(jù)中心電源的配置進(jìn)行綜合考慮，數(shù)據(jù)中心不宜設(shè)置在樓宇靠外墻側(cè)，并且設(shè)置屏蔽層防止雷電襲擾。②設(shè)置單獨(dú)的屏蔽機(jī)房。③數(shù)據(jù)中心內(nèi)的設(shè)備、管線等接地安裝應(yīng)當(dāng)按照相關(guān)的規(guī)范進(jìn)行，保證做好等電位連接。

3 數(shù)據(jù)中心供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)中心的供配電系統(tǒng)在設(shè)計(jì)的時(shí)候，首先應(yīng)考慮到系統(tǒng)可能會(huì)延伸、升級(jí)，因此在具體設(shè)計(jì)和建設(shè)過程中應(yīng)當(dāng)留出能供未來使用的容量。

為了確保數(shù)據(jù)中心供電的穩(wěn)定性、牢靠性，最有效的措施便是在配電裝置的前部增加交流連續(xù)的電源UPS，尤其是面對(duì)供電穩(wěn)定性要求高、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行控制精準(zhǔn)要求高的數(shù)據(jù)中心，這項(xiàng)方案是極有必要的。但云計(jì)算數(shù)據(jù)中心的交流不間斷電源系統(tǒng)UPS設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)遵循以下幾點(diǎn)要求：首先，UPS電源應(yīng)當(dāng)在備用電源自動(dòng)投入或者是柴油發(fā)電機(jī)組應(yīng)急發(fā)電的間隙，可以幾乎無間斷地對(duì)原有負(fù)荷繼續(xù)進(jìn)行供電；其次，當(dāng)UPS電源負(fù)載過載或產(chǎn)生故障時(shí)無法正常供電時(shí)，能夠自動(dòng)轉(zhuǎn)換為靜態(tài)旁路開關(guān)供電，而當(dāng)負(fù)載正常時(shí)又可以轉(zhuǎn)換為正常供電。

4 接地系統(tǒng)以及等電位處理

在數(shù)據(jù)中心電氣設(shè)計(jì)過程中，接地系統(tǒng)的重要性不言而喻，其不僅關(guān)系計(jì)算機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性，同時(shí)還關(guān)系到數(shù)據(jù)中心電氣設(shè)備和供電系統(tǒng)的安全性。一般而言，云計(jì)算數(shù)據(jù)中心的接地方式可以分為兩大類，其一是系統(tǒng)接地，其二是屏蔽接地。而數(shù)據(jù)中心的系統(tǒng)接地又可以細(xì)分為交流工作接地、防雷保護(hù)接地、交流保護(hù)接地以及防靜電接地、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)直接接地這幾種。

5 結(jié)束語

綜上所述，針對(duì)云計(jì)算數(shù)據(jù)中心電氣設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)工作，我們有必要進(jìn)一步明確其設(shè)計(jì)的思路和設(shè)計(jì)的要求，采取更加可靠的設(shè)計(jì)理念，本文總結(jié)了設(shè)計(jì)的方法和要點(diǎn)，可供未來設(shè)計(jì)參考。