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    供配電系統設備的布局設計與安裝

    《現代數據中心供電系統規劃設計》第九篇

    來源:機房360 作者:陳冀生 張廣明 更新時間:2013-5-5 0:45:13

    摘要:供電系統設備布局設計和安裝過程,實際上是把已采購的供電設備按照已經設計確定的供電方案進行最后安裝集成的過程,供電設備能否正常運行,其功能是否能正常發揮,供電方案的設計功能是否能實現設計要求,在很大程度上取決于在機房建設階段的設備布局設計和安裝工程。

      機房的供配電系統是保證IT設備、場地設備和輔助用電設備可靠運行的基本條件,因此要求建立高質量的、高度安全可靠的供配電系統。
      供電系統設備布局設計和安裝過程,實際上是把已采購的供電設備按照已經設計確定的供電方案進行最后安裝集成的過程,供電設備能否正常運行,其功能是否能正常發揮,供電方案的設計功能是否能實現設計要求,在很大程度上取決于在機房建設階段的設備布局設計和安裝工程。
      10.1供配電系統設備布局設計與安裝工作的要求
      供電系統設備布局設計和安裝質量對供電系統的功能和供電質量的影響主要表現在系統的可用性、可維護性、節能效果、可擴展升級能力、可修復和可快速修復能力等功能,這些功能可能因為設備布局不當和安裝質量問題而受到影響,甚至是很嚴重的影響使系統失去某些重要的功能
      (1) 系統的可修復要求
      在本文第二篇中講到“可修復和可快速修復功能是提高系統可用性的關鍵”,但是,在機房建設階段由于設備布局設計不當和安裝質量問題而使系統變為不可修復的現象屢見不鮮。諸如:
      電纜繁雜,走線混亂,鋪設不規范,一旦系統運行后線纜出問題(例如線纜擁擠或鼠咬),很難查找和更換,當機架擴展需要增設線纜時,會使問題變得更復雜。線纜本來是一個典型的最簡單的模塊,但在這里卻失去了模塊化可修復功能;
      設備內的部件如變壓器,通常是安裝在配電機柜或專用機柜中,但系統運行后因機架空間限制施展安裝工具,一旦發現變壓器有質量問題、故障或安裝錯誤時,要改動接線或整體更換都變得不可能;
      設備布局不當,設備周圍沒有考慮需要設備運輸和修復的空間,不但無法動用運輸工具移動更換,就連現場修復因無法開門,或空間很小,使得維護人員無法操作,從而延長修復時間,或者無法修復。
      (2) 系統的可改造和可升級功能要求
      在機房規劃設計和建設中,供電系統的設備布局設計和安裝工程必須為系統的可改造和升級功能提供必要的條件,主要體現在以下幾個方面:
      交流能源輸入主電路供配電設備(包括輸入變壓器、油機、雙路互投、配電)及相應的電纜,通常應按預期的最終容量一次配置到位,因為一旦需要擴容改造,在空間位置、布局和擴容改造工程實施可行性方面,都存在著意想不到的困難;
      各級配電設施,包括各級配電柜(包括主輸入、空調、照明及輔助),都要留有足夠的備用路數、開關和插座;
      所有的供配電設施,包括輸入輸出配電、電池、功率線纜鋪設管道或橋架等,在布局上都要留有適當的擴容備用空間,并考慮擴容改造實施的可行性;
      盡可能采用模塊化布局和模塊化設備,例如模塊化UPS、可在線拔插的配電插座、模塊化布線等。
      重要設備和環節,為了便于擴容改造,應在適當的位置配置隔離開關,維修旁路等。
      (3)系統的可維護功能要求
      維護人員可以很方便的通過系統管理功能了解系統和設備的運行狀態,并在系統狀態參數的分析基礎上指導調整維護工作。維護人員需要隨時掌握的主要環節和設備的狀態數據包括:交流輸入狀態參數;UPS輸入輸出狀態參數;電池狀態參數;UPS系統過程狀態及報警顯示;維護人員應該能夠通過按鍵或薄膜開關很方便地完成控制或設置功能;
      為了實現對供電系統的可維護功能,在供電系統布局設計和安裝工作中,除留有足夠的維護空間之外,還應該注意提供對系統和設備進行特殊測試的條件,諸如對設備特定部位和線纜節點的溫度測量,以及在系統特定部位的電壓和電流的驗證性測量。通常情況下,由于設備布局不當或線纜連接不規范,使得這些測量無法進行。
      (4)系統的故障隔離功能要求
      在數據中心供電系統中,經常發生的一種故障現象是,當某一設備因設備故障或人為操作(例如測量時)誤動作而發生短路現象時,該設備(環節)的繼電保護沒有動作之前,上游繼電保護先動作,致使局部故障造成大面積的供電中斷。這種現象是由于各級繼電保護的器件容量或保護特性選擇不當,不能把故障限制在發生故障的設備(環節),也就是說,不具備故障隔離功能。有關系統級聯繼電保護的詳細內容將在本節下面“10.2配電級聯保護和斷路器的選擇”中做專門論述。

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