中软国际科技服务有限公司深圳分公司518129
摘要：数据中心机房是信息化建设的基础工程，为各类业务提供稳定、安全可靠的基础工作环境；而数据中心机房的供配电系统是基础工程的核心和关键点。高可用性的供配电系统是保障其他系统稳定发挥以及核心业务正常运转的关键。本文主要是从数据中心机房供配电系统建设的主要内容入手，针对数据中心机房供配电系统设计情况进行全面细致的分析和说明。
关键词：数据中心；机房；供配电系统；设计
引言
数据中心机房的供电系统不同于一般民用和工业建筑的供电系统，它是一个信息系统数据中心最为核心的关键的基础设施建设系统，涉及到供配电、防静电、UPS不间断电源以防雷等电位系统等，各个系统互相交叉，互有影响。这样机房供电系统的设计必须考虑多方面的因素。
1数据中心机房供配电系统建设的主要内容
数据中心机房在当前信息通讯工作中发挥着十分重要的作用，需要积极开展供配电系统的建设工作。数据中心机房供配电系统主要划分为照明、动力、接地、不间断电源和防雷等方面。通常情况下，一个完整有效的机房供配电系统，能够有效促进计算机设备的正常充分运行，同时还能给一些辅助的用电设备运行情况提供良好的前提条件。判断数据中心机房的供配电系统是否具备高品质，主要是看其能保持没有断电故障和高容错的状态，并且具有防雷、防水和防火的功能，能够在不影响负载运行的情况下积极开展在线维护工作。
1.1数据中心机房对于照明的要求
数据中心机房在建设的过程中对于照明有着自身的要求，主要是体现在了照度、炫光方面。针对照度来说，主要是需要按照国家通用机房区的设置进行，一般主要的机房区使用的照度应该是500lx以上，而辅助机房区使用小于300lx的即可。而对于眩光限制标准来说，这时候需要按照机房本身的实际需求设置。
1.2数据中心机房接地系统
数据中心机房在实际使用的过程中，需要积极考虑到保护措施，提升安全保护地和交流工作地以及防雷保护地各方面的安全工作。接地系统，在保护数据中心机房运行安全、稳定方面起到良好的作用和效果，将能在很大程度上有效提升机房运行的效果。在开展接地系统的设计和布置工作时，需要从机房本身的抗静电需求出发，针对其中涉及到的多项内容进行充分的考虑，保证计算机设备和使用人员的安全。
2数据中心机房供配电系统的设计分析
2.1级别确定
数据中心机房根据不同的需求、应用环境、承载数据的不同，设计级别也有很大的区别。根据国家规范GB50174的划分，分为A.B.C三个级别。在设计的过程中首先要确定所设计的数据中心级别，然后根据不同级别的要求进行设计。而级别的确定需要根据机房的使用性质、管理要求以及该机房在经济、社会中的要求来确定。在数据中心机房设计初期阶段，按照各类设备的性质来确定其负荷等级，从而来确定其供电方案。根据负荷的划分确定是否接入UPS.UPS系统采用何种类型、电源切换时间的要求等，同时结合数据中心机房的可用性级别来确定各类负荷是否需要接入第二、第三备用电源，科学的分级有利于提高供电的可靠性及系统的性价比。
2.2供电系统总体设计
在信息系统供配电系统中动力配电主要用于供给机房专用空调设备、照明和通风设备、维修插座、一般动力等。UPS配电主要用于计算机主机设备、网络交换设备、存储设备、安全设备等。针对各级别信息系统机房要求的不同，在考虑功能和重要性的前提下，机房的供电系统设计应该注意以下事项：
（1）数据中心机房容量较大时，宜设置UPS供电系统专用电力变压器，容量较小时，可采用专用低压馈电线路供电。
（2）配电系统设计时，配电级数越小越好。
（3）UPS设备应靠近数据中心主机房设置。
（4）数据中心规模较大时，动力系统与UPS系统总供电电源独立提供，分别由不同的电力变压器供电。
（5机房内其他电力负荷不得由UPS供电。
（6）计算机电源系统应限制接入非线性负荷，以保证较高的供电质量。
（7）在电力容量计算时需预留可扩展的备用容量。
2.3动力供配电系统
由总配电柜馈出的动力供配电系统采用50Hz交流电，380V/220V三相五线电源，TN-S接地方式。动力配电柜、照明配电箱采用放射式配电直接配至各用电设备。
动力配电柜（箱）具有火警联动保护功能，出现火警时可与消防系统联动及时切断电源，关闭防烟防火阀，并且在值班室安装手动电源切断装置。有条件时，大型机房最好采用专用电力变压器供电。
2.4UPS供电系统的相关情况介绍
UPS供电系统作为数据中心机房中常用的一项设备，对于机房的长期稳定运行具有重要的支撑和保障意义。UPS供电系统使用单机供电或者冗余方式供电的情况，都能够起到良好的效果。对于冗余方式而言，它能在少数设备出现故障的时候，仍然发挥良好的作用，满足机房本身的用电需求。通常情况下，UPS供电系统使用的冗余方式之中主要包含了以下几个方面：
（1）主机一从机型“热备份”UPS供电方式：主机带负载，备机空载，备机接入主机的BYPASS（旁路）输入端。这种方式优点在于布置比较灵活，不需要同品牌的两台UPS，而且不要增加额外辅助电路，不增加购置成本。缺点是这种供电方式两台UPS老化程度不同，备机电池组长期处于浮充状态影响电池寿命，从而导致系统有许多单点故障。如果主UPS出了故障，那么另一台必须接替全部负载。这也就意味着在约8ms内，另一台必须把供电从0增加到100%，此方式备用UPS长期处于空载状态，其电池寿命会缩短、容量会下降，且备用UPS得具有阶跃性负载承载能力，无扩容能力。由于人们很难实时了解备用UPS各部分有无故障或隐患，当要启动备用机时，可能设备会无法正常工作。
（2）双总线冗余供电方式：双总线供电方式是采用两条总线对后端设备进行供电，每条总线上具有相同的一套UPS供电方式。消除可能出现在UPS输出端与最终用户负载端之间的“单点瓶颈”故障隐患，以提高输出电源供电系统的“容错”功能。此供电方式能够在线维护、在线扩容、在线升级，改善了总线的可用性，满足了双电源用电设备的需求，真正实现了7（天）x24（小时）x365（天）运行的目标。但是双总线冗余供电方式需要增加2倍以上的成本。
另外，UPS输出配电针对机柜设备需要提供双路独立供电，每个路采用放射式独立回路（一个空开控制一个回路），使用插座或工业连接器对单独机柜进行供电。
（3）直接并机冗余UPS供电方式：为克服主机一从机型“热备份”供电系统的弱点，随着UPS控制技术的进步，具有相同额定输出功率的UPS可直接并联而形成冗余供电系统。为保证高质量的并机系统，各电源间必须保持同频、同相、且各机均流。此供电方式瞬间过载能力强，能够自动均分功率。但是存在着环流，增加无功损耗，降低系统可靠性；需增加额外辅助电路，随之也带来了成本的增加及故障点的增加。
3结束语
数据中心机房在当前通讯网络良好运行的过程中，发挥着重要的作用能够有效促进通讯工作的顺利进行并取得良好的成果。需要注意的是，数据中心机房的正常运行需要有充足的电力作为支撑和保障，这其中就需要建设供配电系统。数据中心机房供配电系统在设计和建设的过程中，涉及到了较多的内容，需要对其进行全面有效的分析。在开展数据中心机房供配电系统的设计工作时，首先是需要确定供配电系统本身的级别，同时还需要针对供配电系统的总体设计工作进行全面分析，并针对UPS供电系统的相关情况开展具体工作。
参考文献：
[1]广州卷烟厂数据中心机房供配电及防雷接地系统设计浅析[J].王静.智能建筑电气技术.2012（05）
[2]谈数据中心机房配电系统设计及施工[J].高春荣，胡君，刘建立.山西建筑.2012（10）
[3]某数据中心机房UPS供电系统改造设计及其可用性分析[J].陈金銮.智能建筑电气技术.2011（05）
[4]谈大型数据中心的供配电系统设计访中建国际（深圳）设计顾问有限公司上海区域电气与智能化总工程师李兴林[J].杨晓花.电气应用.2011（11）