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摘要:机房主要用于存放服务器,并对管理区域的提供IT服务。由于机房多存放的设备比较多,并且非常集中,因此机房供电就显得尤为重要。目前,一些机房的高低压配电系统设计存在问题,对机房设备的的运行造成了影响,甚至可能直接导致设备司机和系统损坏。因此,需要对机房高低压配电进行改造设计,提高配电的合理性和准确性,以保障设备的安全运行。在下文当中,笔者将对以电子信息系统机房的高低压配电改造为例,分析当前高低压配电存在的问题,并提出具体的改造方案。
关键词:机房管理;高低压配电;配电改造;问题分析;改造方法
依据不同的用途和不同的地域,机房所存在的设备是不同的。现代化的机房主要提供控制服务,维持各个设备的正常运作。改造机房的高低压配电系统,是为了使之更加符合机房设备的供电需求,并提高供电的安全性和稳定性。
一、机房高低压配电系统分析
机房在电力、通信、政府以及企业等都有所应用,现代,机房主要是指用于存在和管理服务器的地方,小的机房面积约有几十平米,一般可以容纳20-30台服务器,一般应用在政府部门和企业IT服务中;大的机房面积可以达到一万多平米及以上,可以容纳上台服务器,这种大的机房一般在电力行业和通信行业中应用比较多。机房都有着严格的管理制度,需要维持一定的湿度和温度,避免影响设备的运行和信号的输送。
在我国,电子信息系统机房主要划分为三个等级,分别为A级、B级、C级。一般,机房的建立级别会根据其使用性质的不同、管理要求和其所能发挥的社会作用、经济价值来决定,此外,还需要考虑到经济成本。依据有关的规范和标准,A级、B级、C级三个等级的机房划分情况如下:
其中A、B等级的机房所使用的供电电源是相同的,都是两个供电电源,所以必须要保障其中有一个电源的正常供电,而C级的供电电源则两回线路供电,在变压器类型、后备柴油发电机系统、不间断电源系统配置等方面都各有差异,而在柴油发电机的燃料储存量方面,A级机房能够达到72h,B级机房则为24h,C级则未配置柴油发电机。所以说三个的等级的机房其保障系统和维护能力是不同的。对于机房的投资建设和等级确立,一般都是依据机房故障、数据丢失、网络中断等问题所能够造成的社会影响和经济损失的严重性来定级。在,机房建设初期,就必须要依靠等级的确立来提高机房运行的可靠性,确保高低压配电的准确性。
A级电子信息系统机房要求具有一定的系统维护能力,操作失误、电源中断、设备故障以及检修等都无法影响电子信息系统的运行,其场地设备的配置则应当按照容错系统进行。
B级电子信息系统机房在其冗余能力范围当中,设备故障不足以造成信息系统运行中断,该等级机房中场地设备的配置则是依据冗余要求进行的。
C级电子信息系统机房的场地设备一般按实际需求进行,保障空间充足、设备正常运行即可。
二、机房高低压配电存在的问题分析
(一)供电干扰严重
当前,大部分电子信息系统机房供电所使用的变压器与大楼供电是一个变压器,所以机房供电与大楼供电一般交由一个物业单位进行管理。在这种情况下,机房与其它生产单位的高压配电没有互为冗余,加之市政供电极为不稳定,而且供电质量比较低,机房供电非常容易受到电力线路谐波的影响,从而导致机房设备无法正常运作,这就埋下了数据丢失、网络中断、设备宕机以及设备损坏的风险。由于机房没有配置对应的发电系统,而是应用了大楼的应急供电系统,所以在市政供电中断的情况下,大楼的应急供电系统同时进行两个项目的供电,供电负荷极大,根本无法满足机房的供电要求。
(二)供电模式问题
一些电子信息系统机房采用了一路市政供电和一台专用发电机组的供电模式,也就是说,在市政供电中断之后,专用发电机组还可以继续为机房运行进行供电,而不受到市政供电的影响。但是,市政供电不是双路供电,而应专用发电机组没有冗余,可靠性和稳定性非常低,所以,仅采用一路专用发电机组在应急情况下进行供电,也可能造成机房断电、设备运行不稳定或者业务中断。
(三)高端的供电系统投资从成本大
如果采用了双路市政供电,并配置主、副两台应急发电机组,保持高压设备互为冗余、发电机组互为冗余,这样就可以最大限度的提高机房供配电系统的稳定性和可靠性,在市政供电中断的情况下,应急发电机组也可以持续可靠的进行供电,但是这样一来,就会面临投资成本大大增加的问题。所以,在进行机房高低压配电改造的过程中,除了要考虑到配电质量与可靠性、稳定性之外,还需要考虑经济成本,尽可能的降低系统改造的成本。
三、高低压配电改造设计
首先,在改造之前,需要全面考虑到机房供配电的实际需求和降低投资成本的要求,尽量以最小的成本投资,完成高端高低压配电系统的改造。改造高低压配电的第一步是对大楼的电力负荷量和机房的负荷量进行计算,并全面考虑未来机房与大楼的符合变化,选择合适的变压器与油机容量。整体的设计思路如下:
(一)电源改造设计
本次机房的高低压配电电源改造采用了以下的供电模式:市政用电作为一路主电源,配置一路应急电源,采用柴油发电机进行供电,增加两路备用电源。市政供电选择500kVA的变压器,柴油发电机功率为400kW,两路备用电源一个采用2000kVA的变压器,另一个使用功率为900kW的柴油发电机。
(二)大楼的供配电设计
大楼主电源采用市政供电,配置一路2000kA的变压器,应急电源采用900kW的柴油发电机。
四、设计说明
本次改造设计的高压电缆从开闭所专柜引出,共引出了两条,两条高压电缆均是使用一个高压开关进行控制,然后分别接搭进相应的变压器,分别是机房专用的500kVA变压器和大楼专用的2000kVA变压器。市政供电在正常的条件下,变压器分别定向对机房和大楼进行供电,相互之前不发生干扰,此外,大楼的2000kVA变压器还可以作为机房供电的二路市政供电备用电源。在市政供电正常的情况下,可以通过双电源进线柜ATS开关手动控制和操作500kVA变压器市电和2000kVA变压器市电,这样就可以确保大楼供电和机房专用供电不会同时向机房进行供电,避免了超高压供电情况的发生。而在应急情况下,则可以将大楼的2000kVA变压器市电切换作为机房的应急供电,双电源切换柜自动切换或者手动切换都可以,同时也符合高压配电独立,并且可以互为冗余需要。
而在市政供电中断的情况下,400kW变压器则可以作为一路应急供电电源对机房进行供电,900kW的柴油发电机则可以作为大楼的应急供电设备以及机房的二路应急供电电源,这样既满足了机房和大楼的应急供电需求,同时二者之间互为冗余,但不相互干扰。400kW油机和900kW油机的发电、供电对象都可以使用油机转换柜的ATS开关实现自动化切换或者手动控制,油机转换柜配置在油机的供电主干线上,这样一来,就确保了应急供电设备不会同时向机房进行供电,避免了超负荷供电情况的发生,维持了机房设备的正常运行。如果400KW的柴油发电机出现故障,同样可以利用油机转换柜的ATS开关将900KW的柴油发电机切换为机房供电设备。
此次机房高低压配电改造很大程度上的提高了机房供配电的稳定性和安全性,无论在任何情况,都可以保持机房的正常运作,所有供电电源同时发生故障的可能性是非常低的,因此选择多路供电电源,可以提升机房高低压配电的可靠性。
结束语
对机房的高低压配电进行改造,需要综合考虑多方面的需求,通过改造,必须提升机房高低压配电的可靠性与稳定性,并在此基础上,降低改造成本,提升改造工程的经济性。
参考文献:
[1]王巍.机房高低压配电改造设计探讨[J].电信技术,2012(S1):274-275.
[2]景晓惠.传输机房配电系统升级改造设计和[J].西部广播电视,2013(0):172-173.