基于IDC特性下的数据中心配电系统构建探索

基于IDC特性下的数据中心配电系统构建探索

华刚

上海宝信数据中心有限公司

摘要：本文针对IDC数据中心内涵及机房供配电系统验收要求展开分析，并以某工程项目为例，对IDC特性下数据中心配电系统构建要点进行整理，包括设备功能区划分、配置供电系统、建立UPS工程、电气装置设备等，其目的在于积累相应的系统构建经验，提高数据中心配电系统工作状态的安全性。

关键词：IDC特性；数据中心配电系统；供电系统

IDC作为高科技时代背景下的产物，具有信息存储量大、兼容性高等优势，目前已经在许多领域中得到了广泛应用。与此同时，若系统运行时出现异常停电，也将带来不可估量的经济损失。基于此，需根据IDC数据中心运行特点，建立可靠的配电系统，确保数据中心可以维持持续不间断的工作状态，降低紧急情况下带来的负面影响。

1IDC数据中心内涵及机房供配电系统验收要求

1.1IDC数据中心内涵

IDC即互联网数据中心，主要的工作内容是为ICP、企业、媒体和各类网站提供服务器托管、空间租用、网络 批发带宽、ASP、EC 等业务，具有服务内容丰富度高、运行质量稳定、安全性高、专业化水平高等特征。在大数据时代背景下，人们对于大数据的依赖性也在提高，利用IDC来进行业务处理，具备良好的经济性，即不需要企业投资建设机房、聘请专业开发或维护人员，便可以达到预期的业务整合效果。为确保各项服务供给过程的时效性，需要维持IDC数据中心的持续运转，即使在出现突发断电问题，备用电源也需要保证数据中心可以继续维持几小时运转，最大限度降低突发停电故障带来的负面影响。

1.2机房供配电系统验收要求

从目前的使用情况来看，IDC数据中心在运行时所使用到的供配电系统在日常运行时主要由市电进行供电，同时设置了UPS电源、柴油发电机，各个系统相互间保持着相对独立和互相交叉的状态，搭配着防静电、防雷接地系统，可以营造安全运行环境，使系统核心业务处于正常的运行状态。根据国家标准《电子信息系统机房设计规范》(GB50174-2017) ，目前可以将IDC机房分为容错型机房、冗余型机房、和基本型机房三种，每一类机房对于供电的要求也存在着较多差异。以容错型机房为例，根据《电子信息系统机房施工与验收规范》(GB50462-2008）对其进行验收时，应满足以下要求：①具有至少两个电源为系统供电，并且两个电源在使用时不能出现同时损伤的情况；②拥有至少两个交叉运行的变压器；③UPS电源基础容量可满足系统正常运转、制冷系统运转、应急照明系统、消防系统的正常运行；④柴油发电机燃油存储量需满足系统继续工作72h。

2基于IDC特性下数据中心配电系统构建要点

项目情况：该电子商务企业为满足数据运行要求，建立了契合该企业发展的IDC机房，以此来为企业业务发展提供稳定的数据支持。在该系统的构建中，其内容涉及市电供电系统、防雷接地系统、防静电系统、USP电源、柴油发电机等，具体的设计内容如下。

2.1设备功能区划分

在该工程的应用设计中，为了确保系统工作过程的稳定性，一般会设置独立的变配电所和配电柜。同时，为了满足断电后系统的续航要求，使用到的UPS电源体积较大，加上柴油发电机、蓄电池、冷凝系统等设备，会占用到机房的许多空间。为了确保各设备工作过程的安全性，需做好功能分区的划分工作。在具体实践中应注意以下内容：第一，基于设备功能、应用空间、基本承重、外界危害等因素，对各类设备的摆放位置进行系统化分析，以此来确定最为合理的设备布局。一般情况下，UPS电源应尽量靠近数据中心系统，以降低电源输出电压时的损耗，延长UPS的供电时间。第二，从噪音控制方面进行考虑，需要将UPS电源、蓄电池以及配电柜分隔开，避免噪音过度集中的情况。第三，对于重量较大的设备，如配电柜、发电机等，需要尽量布置在基础稳固性较好的地面一层位置处，同时在设计时也需要做好通风设计，以降低机房运行后的内部温度。第四，在设备功能分区安排上还需预留出拓展空间和检修空间，以此营造安全的机房运行环境，确保数据中心运行状态的稳定性。

2.2配置供电系统

结合该工程项目的基本特征，所使用到一般配置供电系统会为采用“高压直流+市电供电”组合方式进行供电，。设计中会使用到两路市电电源，两路电源处于交叉运行关系，并且每一路供电电源都可以满足一级和二级负荷需求，以此来确保系统运行状态的安全性。而工程中使用的服务器为IBM机型，搭配着华为交换机来组建系统稳定运行环境。服务器在运行时使用高压直流进行供电，供电电压为C240V，直流电压输入后不会导致短路阻抗情况的出现，同时可以为后级提供波动状态的高压直流。而系统中的整流桥半桥导通能够利用一定数值直流电来提供系统运行能量，过程中产生的高压直流范围为DC154-336V，而交流输入值为AC110-240V，此时可以看做直流输入过程为直连状态。而且根据相关测试数据可以得知，系统在直流状态下可以维持良好的运行稳定性，同时也具备了良好的安全性与节能性，满足系统经济性运行要求

[1]。

2.3建立UPS工程

在该供电系统的设计中，UPS工程属于非常重要的组成内容。为了满足该项目中IDC数据中心在突发停电事故后依旧可以维持正常工作状态，因此所设计的UPS供配电系统会利用冗余的方式进行供电。而UPS电源主机的供电方式也会设计为两路配电线路，保证供电过程的稳定性。考虑到UPS体积较大、使用时会释放大量热量这一特点，在使用时需确保UPS电源工作环境的通风性，并且UPS电源和相邻设备或墙体的距离不能低于200mm，确保UPS电源散热过程的稳定性。由于UPS在关机状态时也存在着危险电压，为了避免触电事故的发生，UPS机壳需要安排专业人员进行打开，他人不得私自操作。系统中也安装了三级联动断路器（电流＞250A时自动断开），以提高UPS电源运行环境的安全性。除此之外，在实际应用中需要把MCCB和UPS主机电池关联在一起，使用前也需要按要求进行调试，检查系统断电后系统响应的及时性、供电过程的稳定性等，根据测试结果调试相关内容，以提高UPS工作结果的可靠性[2]。

2.4电气装置设备

进行电气装置设备安装时，应注意以下内容：（1）明确具体的安装过程，在具体的工作过程中应遵循“设备安装前质量校核→进行设备搬运→固定支架安装→依次安装各类设备→设备性能调试”的顺序完成设备安装，所有线路在安装时都需要预留出适当余量，为后续检修和挪动设备提供支持。而且不同类型的线路都需要做好相应编号，线路安装时也需要避免压扁、断裂的情况，以提高工作结果的合理性。（2）在电气装置设备的安装过程中，需要确保各装置表面的清洁性，安装后接线盒内不应存在杂物，并且在安装同类电气设备时需要确保同类型电气设备高度的一致性。对于其中安装的特种电源配电装置，也需要在合适位置标记电压、警示符号、运行频率等，以提高电气装置运行过程的稳定性与安全性[3]。（3）所有完成安装的设备都需要在合格后进行送电测试，查看设备运行是否正常，调试设备参数并进行24小时空载试运行，确定没有问题后可以对其进行验收。

2.5防雷接地系统

除上述提到的应用内容外，在系统建设过程中也需要做好防雷接地系统设计，降低雷击、电流过载带来的危害性。在系统的具体设计中应注意以下几点：第一，机房内的所有设备都需要进行接地，所有设备的接地线路会统一汇集在一起，形成良好的接地系统。而机房建设时外围也会布置防雷接地线路，这样可以降低外部雷电带来的危害，维护机房内部设备运行状态的安全性。第二，对于一些大功率运行设备，如UPS电源、配电柜等，也会在设备外壳上补充一根接地线路，这样也可以起到更好的传导效果，达到预期的防雷接地效果[4]。

结束语

综上所述，在现阶段企业信息化运营过程中，互联网数据管理属于非常核心的内容。依托企业实际的运行需求，建立安全可靠的IDC机房，能够更好地满足不同情况下的用户要求，促进企业运营管理的高效进行。在IDC机房建设过程中，配电系统建设属于非常重要的工作内容，通过整理供配电系统建设过程中应注意的相关内容，对于加快系统建设速度，提高供电系统运营安全性与稳定性有着积极作用。

参考文献

[1]杨诗伟.数据中心供配电系统可靠性的研究[J].数字通信世界,2022(02):60-62.

[2]江峰,赵祎晨,黄浩然.供配电系统实现数据中心智慧运维的应用探讨[J].智能建筑电气技术,2022,16(01):5-8.

[3]陈冰，伦振坚，张学昶，陆子凯，邓文扬，张勇军.面向数据中心的柔性直流配电系统多目标综合评估[J/OL].高电压技术：1-9[2022-06-03].

[4]王声亮.上海城投置地数据中心系统结构分析与设计[J].计算机产品与流通,2020(07):143.