摘要：数据中心机房通常是指在一个物理空间内实现信息的集中处理、存储、传输、交换、管理，供配电系统为数据中心机房内所有设备提供动力支持，为了保障计算机设备的用电质量，合理的供配电系统设计与实施是数据机房安全可靠运行的基础，本文从机房配电系统设计、照明设计及防雷、接地设计方面作了简要分析和探讨。
关键词：数据机房；配电系统；UPS不间断供电；电气设计
本工程是为某大型煤矿企业以数据存储、交换及计算为主的数据中心系统配电设计，设计要求此数据中心能够在满足设计规范的前提下保证其安全可靠性能，简单实用，便于日后的管理和维护，设计主要包括三个系统的设计：低电压供配电系统的设计、照明系统的设计、防雷接地系统的设计。
在设计过程中我逐渐了解到该数据中心是一个非常重要的场所，要保障数据中心的设备能够顺利工作，一个良好的供配电系统是必不可少的，因为数据中心的大部分基础设施要求不间断供电，所以要安装UPS与市电互投系统。必要时，例如市电断电后，经过互投装置变换到UPS供电，考虑到雷击的发生，还需对一些重要的设备进行防雷接地布置。
1、数据机房低电压配电系统设计
根据IT机房的重要性，计算机配电系统的可用性需达到99%，表明必须提供两个独立的并可完全担负整个机房负载的供电系统。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、照明和通用设备、维修插座、一般动力等。UPS配电主要用于计算机设备、网络交换设备、存储设备、安全设备等。针对各级信息系统机房要求的不同，在考虑功能和重要性的前提下，机房供电设计应注意以下事项
（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，可采用志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）电房内其他电力负荷不得由UPS供电
（5）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
（6）在电力容量计算时需预留可扩展的备用容量。
通过以上分析，在设计中我们选用两路市电源互为备份，系统采用双母线的供电方式供电如下图所示，满足数据中心服务器等IT设备高可靠性用电要求。双母线供电系统，有两套独立UPS供电系统（包含UPS配电系统），在任一套供电母线（供电系统）需要维护或故障等无法正常供电的情况下，另一套供电母线仍能承担所有负载，保证机房业务供电，确保数据中心业务不受影响。在UPS输出到服务器等IT设备输入间，选用PDM进行电源分配和供电管理，实现对每台机柜用电监控管理，提高供电系统的可靠性和易管理性。对于双路电源的服务器等IT设备，通过PDM直接从双母线供电系统的两套母线引入电源，即可保证其用电高可靠性。对于单路电源的服务器等IT设备，选用STS为其选择切换一套供电母线供电。在供电母线无法正常供电时，STS将自动快速切换到另一套供电正常的母线供电，确保服务器等IT设备的可靠用电。
设计选用最安全可靠的两套的400VAUPS并机双母线冗余供电系统（即A路UPS系统和B路UPS系统），实际负载控制在800KVA以内。2套UPS系统之间配置同步控制器，从而保证2个系统时刻处于同步状态，每套UPS系统保证的后备时间为120分钟。
2、数据机房照明设计
数据机房的照明设计要达到照度、均匀度、眩光限制标准的要求，一般情况下满足基本视觉功能要求的室内外照明为正常照明和值班，应急照明的控制线路是不相同的，但是可以与之同时使用。
2.1应急照明要求
本设计中应急照明分为三个部分：疏散照明、安全照明及备用照明。机房内照明系统电源由市电和不间断电源（UPS电源、EPS电源、电池灯等）组成、机房内的照明灯具按比例分别接入这两类电源，在市电停电后，机房内采用市电的照明灯具关闭，采用不间断电源的应急照明灯具继续工作，疏散照明也是应急照明的一部分，用以保证工作人员紧急处理存盘信息以后撤离，同时在楼道的出口设置出口标志灯。
2.2动力系统
动力配电柜采用放射式配电方式直接配至各用电设备。接地系统采用TN-S方式，零线和地线分开设置。动力配电柜由自动空气开关控制，设过负荷、短路保护等功能，并设有电流、电压显示。
3、数据机房防雷及接地系统设计
如果计算机系统遭到雷电的侵害，轻者使接口发生损坏、通信中断或发生错码，严重时会使系统瘫痪，影响工作的顺利进行。因此雷电 防护已成为电子设备急需解决的问题。现代防雷强调在做好直击雷电防护的前提下，更应采取均压等电位连接，屏蔽、联合接地、等电位保护等新技术，分区分级做好精密仪器、计算机网络等铭感电子设备的雷电电磁脉冲的防护。
3.1抗静电设计
考虑到机房的抗 静电要求，根据机房的设计规范，机房的静电电压应小于1KV。应对机房内抗静电活动地板进行可靠的接地处理，从而保证计算机设备及人员的安全运行要求。地板的防静电除了做好地板梁和地板腿的接地外，选择合格的表面电阻和立体电阻的地板是关键。
3.2电源系统的防雷
根据机房大小及设备保护的重要程度，采用一级、二级或三级防雷，设备末端需要有防浪涌插座。在低压配电屏已设置一级电源防雷装置的基础上，至少在机房配电柜上再加设二级电源防雷装置。防雷器装置在接地、连接等方面均须满足国家标准。在设备终端处采用带突波吸收功能的电源插座为设备提供电源，对设备进行防浪涌保护。
4、结语
数据中心机房在保障信息通信稳定方面的地位越来越重要。其中，配电系统设计是否合理，施工工艺及方式效果是否满足计算机机房的施工和验收规范，直接影响配电系统运行的稳定和以后维护增容扩容的可操作性。同时增加机房监控与安全防护系统，实现了机房设备的统一监控，减轻了机房维护人员的负担，提高了系统的可靠性。
参考文献：
[1]傅芳.探析数据中心机房电气系统设计[J].数字通信世界，2017（08）：137+155.
[2]毋向辉，许桂敏.数据中心机房电气系统设计[J].现代建筑电气，2014，5（04）：55-58.
论文作者:袁艺
论文发表刊物:《基层建设》2018年第28期
论文发表时间:2018/11/14
标签：机房论文; 系统论文; 数据中心论文; 母线论文; 设备论文; 供电系统论文; 电源论文; 《基层建设》2018年第28期论文;