SSB蓄电池数据中心机房供配电系统设计

2025-12-25 21:16:28

我国的科学技术持续地发展着，互联网技术以及计算机技术等先进的科学技术渐渐地被广泛地应用到社会生产中，进而推动着社会经济的发展，随着信息时代的来临，现代数据中心的功率密度日益增加，其整体的耗电量也日益增加，现代数据中心需要长时间不间断地进行运转，并且还得充分地保障运转过程的可靠性、安全性以及稳定性，这便要求技术人员在设计数据中心机房供配电系统的时候要充分地考量功率、能耗等方面的问题，以此确保设计是科学合理的。本篇文章，将会按照实际的状况情形，针对数据中心机房的供配电系统设计，展开深入细致的剖析，其目的是，切实有效地削减数据中心的能耗，进而由此提升它的工作效率。

关键词：数据中心；机房供配电系统；设计

互联网技术被全面广泛应用，进而推动了大数据时代的悄然到来，现代数据中心，它是在internet网络基础设施之上，对计算存储数据信息进行传递、加速以及展示的关键工具，对于社会生产发展而言，有着重大意义，因为其运转具备长期性、连续性这些特质，在运转的过程当中，会生成大量的消耗，所以，怎样在充分确保数据中心实用性的情况之下，降低它的能源消耗，已然成为当下社会必须要去考量的重要问题。因而这必然需要技术人员，于针对数据中心机房供配电系统进行设计之际，得严格按照相关规程之中的具体要求去开展操作，与此同时，还得充分考虑客观因素给数据中心运行所带来的影响，进而确保系统设计拥有实用性。本文将会结合实际情形，对数据中心机房供配电系统设计予以分析，旨在期望能够为日后相关工作筑牢良好基础，。

一、数据中心机房供配电系统设计标准

随着信息设备功能变得越来越强大，功率密度随之越来越高，数据中心设备机柜用电负荷，以前是2kVA/台。如今，已提到3kVA/台乃至4kVA/台，且持续呈现出逐渐上升的态势。 。而机房单位面积的平均用电负荷，同样显著明显地增加了，从最初的1kVA/m2转变为1.5kVA/m2、2kVA这两个数量，给数据中心的正常运转带来较大难度困扰，无法充分保证运行的安全性、稳定性。这时，随着科学技术与社会经济的迅猛发展，当下数据中心规模不断增大，对供电总容量的需求也从数千kVA提升至数万kVA。源于当下现代社会在运转期间对于信息、数据的依赖呈现出越来越众多的态势，针对那信息系统的可靠性、连续性需求也就变得越发增高了 。因而，于未来的发展历程当中，那些相关的设计工作人员需要依照数据中心所具备的不同用途或者不同等级的数据中心，以及供配电系统在可靠性上拥有不同的要求，进而合理地去设计那个数据中心机房的供配电系统，以此来保障该系统运转的时候具备安全性、稳定性 。在一般的情形状况之下，数据中心对于供配电系统的普遍要求是达到99.00%，相对比较高一些的要求是99.90%以及99.99%，要是数据中心存在一定的特殊之处情况，还会有更高的要求存在，以此来保障数据中心能够正常地进行运作。

二、机房供电系统设备

（一）配电柜设置

机房专用配电柜，主要说的是低压配电柜，它于机房的三个供配电系统之中，均为重要的构成装置，其设计质量会直接对整个机房的正常运行产生影响。故而在设计进程当中，设计人员要充分认知到配电柜的重要性,并且结合数据中心的实际情形，以及客观因素来开展合理设计。首先，设计人员要针对计算机用电设备，对其相互关系进行详细考察；再者，对于机房辅助用电设备，以及备用供电设备等之间的各种关系，也要加以仔细考察；在充分掌握其中各类相应数据信息的基础之上，才能够进入下一步工作进程；进而，在对今后数据中心机房供配电系统布局情况做相关设计时，打下稳固且强力的根基，奠定有力基础。其次，设计人员需及时掌握各类已通电且在运行的设备，实际运转时产生的那种称作负荷的情况，就控制开关的安装位置而言，要进行周全充分的考量，确保配电柜内部布局摆放，呈现整齐划一之态，防止出现线路不清晰的混乱状况，因为一旦出现此情形，便会给后期包括往后的维护、检修工作等，带来不少一定难度的局面 。到头来，从事设计工作的人员，要去妥善协调，置于机房之内的各个配电柜，它们彼此之间的控制关系，进而凭借此，等来确保配电柜，能够达成安全使用的状态 。

（二）机房内用电插座设置

机房内部所使用的插座一般分成两类，一类是计算机设备专用的电源插座，另一类是机房辅助设备的电源插座。其中，备用插座属于机房辅助用电的插座。配置备用插座时，设计人员要依据辅助设备实际的用电量来进行选择。并且，要留出一定余度，如此能够防止计算机辅助设备使用时出现故障，进而影响机房的正常运行。在机房的主要工作间要设置三相动力电源插座。计算机用电的插座主要来源于UPS电源的输出配电柜。计算机设备用电插座由设计人员配置，这要依据计算机设备实际用电量来定插座容量，且得保证插座有一定余量，用以保证计算机设备正常运行。备用插座放置有讲究，得安置在设备附近，还要做好标记，避免和其他插座混淆。另外，机房插座安装有要求，要留意安装到机房墙壁靠下部位，处于距离地坪0.3m之处的活动地板下方，用来确保机房电源插座使用具备安全性。

三、数据中心机房供配电系统设计

（一）设计思路

在数据中心机房供配电体系之中，动力配电属于相当关键的组成部分，主要是用来供应机房专用空调装置，还有照明与通风装置，以及维修插座、一般动力等，而UPS配电主要是给计算设备、网络交换设备、存储设备、安全设备等提供安全保障。相关设计工作者在设计过程当中要充分考虑各个数据中心、机房等实际用电量、功能以及重要性等方面内容，进而保证设计的科学合理性。在设计过程当中，设计人员需充分依据这类基本准则，其一，倘若数据中心机房容量较大，那么设计人员得将UPS供电系统当作专用电力变压器安置于机房之内，而要是机房容量较小，设计人员便可借助专用低压馈电线进行供电，借此保障数据中心机房能够正常运转；其二，在设计配电系统之际，设计人员要结合当下数据中心的实际需求以及功率等具体情况，挑选合适的配电级数，注意尽可能选择较小的配电级数；其三，UPS设备要放置在挨着数据中心主机房的位置。④在设计阶段，倘若数据中心规模较大，那么就要将动力系统与UPS系统的总供电电源分离，并且分别通过不同的电力变压器供电来进行控制，以此切实提高当前系统的运行水平。 ⑤机房中的其他电力负荷禁止由UPS供电。 ⑥在布置计算机电源时，对于计算机设备接入的非线性负荷要进行限制，充分保证系统的供电质量，为数据中心能够正常运行提供有力保障 。

（二）动力供配电系统配置

设计人员在设计进程之中需要清楚供配电系统的实际参数，并且要依照当下数据中心的实际状况展开合理的系统各个环节配置设计。在这个系统中，从总配电柜馈出的动力供配电系统要运用50Hz交流电，380V/220V三相五线电源，通过TN-S接地方式去进行设置以及连接。与此同时，动力配电柜、照明配电箱在设置时都该采用放射式配电，和各用电设备直接连接。由于动力配电柜（箱）具备火警联动保护功能，若在正常运行时发生火警，可藉此功能于最先时间与消防系统联动并切断电源，同时关闭防烟防火阀。鉴于需充分保障动力供配电系统运行所展现的安全性、可靠性，应在值班室安装手动电源切断装置，以提高运行的安全性 。

（三）数据机房内部至计算机、网络设备、电子设备的配电

常态情况下，电源从UPS机房配电输出柜引出，抵达数据机房PDU，当机房电源中性线与PE线之间所生电位差不能充分符合相关电子信息设备实际使用需求时，设计人员要在PDU进线处依数据机房实际情况合理设置隔离变压器，以此防止中性线与PE线在连接、输送电过程中产生超出电子信息设备许可值范围的电位差，而导致硬件因不堪较大负荷引发硬件故障、设备烧毁、延误等情形。在同一时间，要尽最大可能利用△/Yo隔离变压器来生成新的中性线，凭借此来切实防止系统在实际应用过程中，由于机房电源中性线与PE线的电位差无法符合电子信息设备使用要求，从而致使计算机设备不能正常运转这种不利情形发生，进而给计算机机房的正常运行提供有力保障 。

在设计进程之中，设计师需根据数据机房之级别，以及其他诸多客观要素，去对配电实况实施判断。倘若数据机房级别归属A级类别，那么便要将其供配电系统规划为2N样式。所指的2N样式，即为拥有双路冗余连线模式。由此，则在设计进程开展期间之时，务必要对PDU进行成对布局安置，并且要使得PDU内部各个分出的线上开关跟机柜当中的电源逐一对应开来。即便UPS是通过完全相同的两条线路经由PDU，进而达成为之关联的计算机、网络设备、电子设备等相关设备供应电力供给之目的，以此保证具备两条不同的线路来提供电力供应。依仗这种路径能够实实在在避免任何一条线路出现突发的设备故障，或者是由人为因素致使的机械故障，这些情形都不会给机械设备的正常运行带来影响。此外，相关的设计人员应该让PDU通过其智能通信接口与监控计算机相连接，实现对PDU电力分配施行远程管理这一事宜，进而保证机房设备监控系统能够对PDU内各路电源进行实时监控，为工作人员及时知晓设备运行状况提供便利。

（四）系统可靠性

在系统方案设计进程当中，设计工作的相关人员，需要尽其所能全面地去顾及数据中心机房供配电系统的可靠性能之处，与此同时，在确保该系统能够正常运转，并且其能效得以降低的条件之上，增加具有在线维护性质的功能 。这就对设计人员提出了一定要求，要求设计人员让系统改变市电与柴发的初始位置。此要求让设计人员把切换装置放置于UPS输入端之前。这样做能够有效提高配电的可靠性。这样做还能够缩小系统故障涉及的范围。进而当数据中心机房供配电系统在切换过程中出现问题后，仅会对某一组UPS的较窄区域产生一些影响，尽可能减少故障区域，从而为数据中心机房供配电系统的正常运转构建有力保障。为防止在系统切换的时候，由于ATS发生故障而导致系统陷入瘫痪状态，设计人员在设计过程当中，将带有旁路的ATS自转换开关作为控制开关，以此来充分保证系统运行的安全 。ATS自转换开关有这样的功能，在主自动切换开关被抽出用于检修、用于测试、用于维护之前，能先把负载改由旁路隔离开关供电，当之后主自动切换开关被抽出进行检修、进行测试、进行维护时，其操作过程不会致使负载停电，还能够实现系统的在线维护，实实在在降低系统故障引发的经济损失。

结论

基于以上情况而言，在时代向前发展的进程当中，数据中心已经成为推动当下社会经济得以发展的关键力量，然而它在运行的时间之内会产生相当巨大的能源消耗，这对于我国的可持续发展是相当不利的。所以，相关设计人员在设计数据中心机房供配电系统的时候，要广泛摄取各方优点，采用国外先进设计理念，针对数据里的各个环节，施行更精细周全的设计，充分保障系统的安全性与可靠性，与此同时又能够切实减少能耗，并有很强的灵活性，为社会经济发展给予有力支持，还为我国可持续发展筑牢坚实根基。