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大型数据中心电气系统协同设计难点分析

发布时间:2022/7/22 18:25:46   
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成光(新华三团体紫光西岳科技效劳有限公司,天津市)

0.引言

比年来,电子消息技巧取患了百尺竿头的进展,数据核心做为IT技巧的撑持载体,也取患了庞大的进展。包含华夏在内的亚太区域曾经成为数据核心建造的“主疆场”,各地已建成及正在操办建造的数据核心术目及范围都成倍增加,但同时也带来了如此那样的题目。

电气系统与其余业余系统一同构成数据核心的有机全体,是数据核心特别急迫的构成因素,电气系统在数据核心根本设备总投资中拥有较大比重,其急迫性不问可知。本文经过对大型数据核心联系案例的剖析,从电气系统协同计划的角度,切磋剖析存在的题目,提议多业余协同计划对电气系统以及数据核心全体操办计划的急迫意义。

1.本质案例一

某大型运经商数据核心,A级机房准则,双路10kV电源供电,空调系统为水冷方法,冷冻站计划了3台10kV高压冷机,N+1冗余运行方法。一齐市电母线带2台冷水机组,另一齐市电母线带1台冷水机组,其配电系统单线图如图1所示。

图1某数据核心配电系统单线图

阻碍隐患剖析:假如带2台冷水机组的市电母线或配电柜产生阻碍,将形成2台冷水机组电源停电不能做事,冷水机组二用一备将不能实行,空调系统存在很大的崩溃危急,威迫数据核心的全体运行。

或者的收拾计划有两种以上,一种计划(如图2所示)是在每台冷水机组前端增多高压ATS,电源离别引自两组市电母线,共增多3台ATS。当一侧电源阻碍时,另一侧电源担任全数冷水机组负载供电。

图2收拾计划(一)

另一个可行计划(如图3所示):唯有在冗余的冷水机组前端增多一组高压ATS,电源离别引自两组10kV市电母线系统,其它两台冷水机组离别由两组10kV市电母线单电源供电。当一侧电源阻碍时,阻碍侧冷水机组中止运行,冗余的冷水机组切换到另一齐电源供电,进而保证在一次大的阻碍后,冷水机组尚有N台运行。

图3收拾计划(二)

从这个案例也许看出,电气系统的计划没有协助表现出暖通系统的冗余观念。电气系统温煦通系统从本业余看是正当的,不过统一项目电气温煦通系统放到一同看却不甚正当,数据核心牢固性本质达不到国标A级准则。

风趣的环境是,机房本质的品级或者会跟着机房负荷率的变动而变动:案例的系统架构倘使不改革的话,在系统运行早期,其本质制冷量由单台冷水机组便可知足的环境下,冷水机组运行方法本质是2N架构,此时电气系统也为2N配电方法,电气及暖通架构是协助统一的容错架构,知足国标A级的请求;当本质制冷量高出1台冷水机组制冷量的工夫,如运行2台冷水机组做为N(根底须要)时,带2台冷水机组的市电母线或配电柜产生阻碍时,冷源系统就遗失了N建造,这类环境下数据核心全体达不到A级机房的准则。

2.本质案例二

2.1原计划计划

某大型金融机构数据核心,在年依据国标A级机房准则操办建造实现并运行,双路10kV电源供电,空调系统为水冷方法,其机房空调室安排平面图及空调配电系统图如图4、图5所示。机房层模块机房单侧建造空调室,N+1周详空调运行方法,在空调室的右边建造了空调ATS切换柜及输出配电柜。

图4某数据中神思房空调室安排平面图

图5某数据核心空调配电系统图

从图5也许看出,原计划采取的是空调室纠合双电源切换的方法,切换后再单回路喷射式供电到结尾周详空调。

表1是GB-《电子消息系统机房计划榜样》(已取消)及新订正的GB-《数据核心计划榜样》对于结尾切换及A级本能请求。

表1GB-和GB-对于A级机房请求

新旧榜样对A级机房请求

GB-

GB-

空调系统配电

双路电源(个中起码一齐为救急电源),结尾切换。采取喷射式配电系统

双路电源(个中起码一齐为救急电源),结尾切换。应采取喷射式配电系统

A级数据核心本能请求

A级电子消息系统机房内的地方设备应按容错系统建造,在电子消息系统运行期间,地方设备不该因职掌错误、征战阻碍、外电源停顿、保护和检验而致使电子消息系统运行停顿

A级数据核心的根本设备宜按容错系统建造,在电子消息系统运行期间,根本设备应在一次无意变乱后或单系统征战保护或检验时仍能保证电子消息系统平常运行

从GB新老榜样的请求来看,不论A级仍旧B级机房,对空调系统配电来说,均请求结尾切换。案例反响出的重心题目是对结尾切换请求的知道存在不同的解读。从项目操办计划的工夫段看,应履行GB-的请求,新旧榜样对A级数据核心均有容错的请求,新订正的GB-强调了一次无意变乱后或单系统征战保护或检验时仍能保证电子消息系统平常运行,叙述越发详细,可职掌性更强。

倘使依据图5的周详空调配电计划做法,在ATS产生宏大阻碍时,为模块机房效劳的全数N+1周详空调失电,致使机房征战宕机。由于ATS惟独1台,其产生宏大阻碍后,短工夫内没有冗余征战也许备份和更换,此时,配电架构中的ATS成为了显然的单点。这个题目反响出计划师联系电气系统冗余与空调系统冗余的思惟观念处于不同的纬度,业余之间没有很好地舆解对方的计划思惟,致使数据核心计划没有合并成有机的全体。

该案例并不是一个孤立的案例,其余数据核心也看到有相像的做法。

2.2改革计划

为了升高数据核心牢固性,针对以上题目,该项目举办了危急评价登科一次改革计划,空调室配电平面图如图6所示。

图6第一次改革计划后的空调室配电平面图

行使空调室右边的原空调ATS及输出配电柜,经改革捣毁ATS后做为空调配电柜A;在空调配电柜A傍边新增空调配电柜B。对结尾周详空调举办改革:每1台周详空调均增多1台ATS电源切换装配。原两路电源A、B可齐全行使,离别就近接入空调配电柜A和空调配电柜B。

此改革计划对ATS总电源切换柜举办了改革,A、B电源均在每一台空调结尾切换,收拾了ATS的单点阻碍题目。

2.3改革计划的窜改计划

图6看似很完好的改革计划计划,能否自圆其说了呢?

图7是该数据核心空调室现场相片:通道左边是原空调ATS配电柜,通道右边为冷冻水立管及阀门。

图7某数据核心空调室现场相片

倘使冷冻水立管或阀门涌现损坏或漏水,水溅到立管当面的ATS配电柜上,ATS柜及A、B电源均或者产生宏大短路阻碍,形成空调宕机。如采取第一次改革计划计划,由于A、B两路空调配电柜左近安排,一样将遭到当面的立管及阀门阻碍的影响。

图8第二次改革计划后的空调室配电平面图

如图8所示,在改革计划的根本上,将改革捣毁ATS后的空调配电柜A保存在空调室右边原地方不动,将新增的空调配电柜B移至空调室最左边地方,使空调室A、B电源进线及配电柜离别置于空调室左右双侧。当空调配电柜A或B四周的空调立管及阀门产生爆管或阀门漏水变乱,将仅影响A或许B空调总配电柜,知足“根本设备应在一次无意变乱后或单系统征战保护或检验时仍能保证电子消息系统平常运行”的请求。

从该案例也许看出,不论是暖通系统仍旧电气系统,均有或者由于本系统的阻碍致使其余系统产生阻碍,进而终究致使机房宕机。惟独在操办计划阶段,电气业余与其余业余亲昵协同计划协助,各业余操办计划人员须要完备跨业余的系统常识,才具操办计划出高牢固性的数据核心,这对操办计划人员提议了更高的请求。

以上案例充足讲明了全业余协同协助的急迫性。

3.本质案例三

部份项目过于谋求建造成绩,工艺正当性不够,对数据核心平安运行形成隐患。如某金融行业已建成数据核心,因柴发机房进排风(烟)井道狭隘,其柴发机房百叶严峻变形(如图9、图10所示),柴发运行时,柴发机房呈高负压形态,全数的门无奈紧闭。题目固然表面上看是进风量和百页窗的题目,但也败展现来业余配关闭涌现了题目。对于数据核心这类类别的建造而言,建造必需首先知足工艺须要。电气业余做为柴发机房的主宰业余,须要做好业余的协助做事,前提提议来后土建业余还要很好地落实须要,尽管防止涌现题目后再花鼎气力改革的环境产生。

图9某数据核心柴发机房变形的百叶(一)

图10某数据核心柴发机房变形的百叶(二)

4.结语

木桶定律通知咱们,一只木桶能盛几多水,并不取决于最长的那块木板,而是取决于最短的那块木板。任何一个布局或私人,其内涵的各个部份经常是杂乱不齐的,而短板部份经常决计全面布局或私人的程度。一项完好的整体操办计划须要各业余的周详调和协助,某一系统或某一业余并不能独善其身,这是一项繁杂的系统工程,特为是数据核心这类机电系统繁杂度特别高的建造项目,多业余协同计划对电气系统以及数据核心全体操办计划具备特别急迫的意义。

数据核心是稠密机电系统与建造编制的繁杂集成,它就像一架繁杂而庞大的机械,怎样从操办计划阶段就思索到:让它更好地运行起来,调和各系统表现最大的效用,低落后期运维的危急,是数据核心操办计划人员须要用心摸索的题目。

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