计算机中心机房配电系统设计探讨

　　计算机中心是一些企业、政府机关等大型机构的信息数据设备的管理核心，其硬件设备的安全直接关系到整个机构的数据安全与信息安全。同时，计算机中心配电系统比其他用电设备的配电系统要求更加精细，需要加强对配电系统的设计。

　　计算机中心的地位随着信息化技术、智能化办公的普及变得越来越重要。尤其是其软硬件的安全方面，不仅决定了数据的安全使用，也关系到国家、企业机密，公司、个人档案的安全。其中配电系统在计算机应用中心机房的安全管理地位十分重要。据统计，在造成企业计算机机房运行事故的原因中，有近60%是由于配电系统故障而形成的，配电系统的故障的表现有很多方面，如中心机房配电设备运行时间过长、运行不稳、丢失数据等等。另外，随着机房中设备的升级，其基础环境的要求也会越来越高，设备的更新改造也是计算机中心机房建设的一项重要内容，机房配电系统改造应跟得上机房设备更新的步伐，以确保设备的正常、安全使用。本文将对企业计算机中心机房的配电系统设计普遍存在的问题进行讨论，分析和探讨计算机中心机房配电系统改造的方法。

　　一、计算机中心机房配电系统设计的对象

　　计算机中心机房供配电系统通常由计算机网络设备供电、机房辅助设备供电和其它供电设备三部分组成。计算机网络设备供电负责向网络主干通信设备、网络服务器设备、计算机终端设备和计算机外部设备供电;机房辅助设备供电负责向机房空调新风系统、机房照明系统和机房维修电源系统供电;其它供电包括办公室供电等。这三部分都统一通过安装在机房配电间的动力配电柜进行配电，外部供电电缆先进入机房总配电柜然后分送各个部分。

　　中心机房中主要计算机和网络主干设备对交流电源的质量要求十分严格，包括对交流电的电压和频率对电源波形的正弦性，对三相电源的对称性，对供电的连续性、可靠性、稳定性。尤其要做抗干扰与防断电的准备，这两项工作要确保设备运行的稳定。

　　中心机房的负荷等级应该设为一级负荷，供配电系统应该按照一类供电方式设计即为提高机房设备的供配电系统可靠性，在配电设备前端增加交流不间断电源系统UPS，达到供电可靠不间断，质量稳定无干扰。

　　另外，中心机房动力辅助设备的设计也很关键。动力辅助设备包括计算机专用精密空调系统、计算机机房照明配电系统、计算机机房新风系统、数据中心通信系统以及各项插座等设备。机房辅助动力设备直接关系到计算机设备、网络设备、通讯设备以及机房其它确保安全的设备等等。

　　备用设备的设计。随着办公系统对于计算机的依赖，计算机成为了主要的办公工具，计算机中心在安全管理上，配电备用设备较为关键，由于计算机内存储设备在突发情况下数据丢失率太高，且不容易找回，因此，计算机配电系统也应该有一套备用系统。例如在数据传输的过程中，当一路供电发生故障时能够自动转换到另一路。

　　二、计算机中心机房配电系统应注意的几个问题

　　1.布线问题。

　　在机房供配电系统布线方面机房电源进线应当按照确保安全的原则，对较大的负载采取过电压保护措施。专用配电箱电源应采用电缆进线，在不得不采用架空进线时在低压架空电源进线处或专用电力变压器低压配电母线处要安装低压避雷器。

　　机房低压配电线路应采用铜芯屏蔽导线或铜芯屏蔽电缆。机房活动地板下的电源线应尽可能地远离网络信号线，避免并排敷设并采取相应的屏蔽措施。机房内的电线电缆除了应该具备相应的流量负载承担能力外还必须考虑线缆的阻燃要求。

　　2.防止负荷干扰的问题。

　　中心机房供配电系统的可靠要求较高，为防止其它负荷对计算机系统的干扰以及维护运行管理上的方便，可采用专用低压馈电线路供电。这样可有效地防止用电设备对计算机系统的干扰。

　　3.防止其他电器开关时的干扰。

　　例如防止照明电路开启和关闭时产生的冲击对计算机的干扰，也为了避免由于照明电路供电电压的波动影响照明的稳定性，机房内的一般照明和应急照明应与计算机电源系统分开，最好与辅助设备电源系统的线路分开，以单独的低压照明线路供电。

　　4.防止过电压的损害。

　　防止雷击等过电压对设备造成的危害，中心机房电源进线宜采用地下直接埋设电缆。当有架空进出线时，在低压架空电源进线处或专用变压器低压配电母线处均应装设低压避雷器。主机房专用动力配电箱内低压配电母线上可装设浪涌吸收装置，以消除线路上产生的瞬时高压尖峰脉冲。

　　5.设计备用插座。

　　主机房内应分别设置测试与维修插座，目的是为了避免维修用的手动工具误插入测试插座内影响计算机正常运行，两种用途的插座应有明显的区别标志。使用电源插座应由计算机主机电源系统供电，维修电源插座应用辅助设备电源系统供电。

　　三、计算机中心机房配电系统设计优化方法

　　1.做好配电系统改造前的整体规划与设计。

　　规划和设计方案要有一定的前瞻性。从技术和管理的角度讲，在实施配电改造前的规划和设计应充分考虑到这些问题以降低未来机房的运维成本，延长机房的使用寿命;规划和设计方案要严格保证机房设备运行的安全稳定性，制定规划和设计方案时要把现有机房的安全性和稳定性放在首位，以期最大程度上减小配电系统改造对机房安全运行的影响;规划和设计方案要充分适应未来机房设备的扩充性，在电源布局、线缆规格、空开和UPS电源等方面要尽可能的考虑到未来机房负载的变化。

　　2.做好配电系统接地制式的选择。

　　供配电系统的接地制式一直是电气工作者十分关注的问题。但它又是经常被信息中心管理者和非电气技术人员忽略和轻视的问题。供配电系统的接地制式涉及机房供电的安全可靠，继电保护等诸多因素，而且对通讯以及电子设备地正常运行和电磁干扰、人身安全等方面有重要地影响。配电系统接制式地选择在不同地区、不同电网、不同对象所考虑的侧重点不同。

　　3.电源配电柜及空开的选型与配置。

　　在机房配电系统改造时，应注意以下两个方面：一是配电柜内应预留用于机房用电设备扩充时使用的备用支路;二是配电柜内所使用的自动空气开关、接触器、熔断器、隔离开关、断路器等部件，要求性能可靠，技术指标达到设计要求，能满足各类计算机设备工作要求，同时，上下级断路器动作时间须符合下级保护上级的原则。

　　4.负载端设备的电源改造与测试。

　　机房配电系统改造的主要目的是增强机房计算机负载设备供电的可靠性和安全性。为提高供电的可靠性和安全等级，设备的供电最好是从UPS前端市电输入开始一直到设备电源模块的整个供配电环节都留有冗余。由于各种原因，并不是每一台服务器、小型机、网络设备等计算机设备在购买时都配备有双电源模块。同时，部分设备如工控加密机、机架式服务器等因产品的设计原因无法扩充双电源模块，对于此类设备可以通过在机房双母线供电系统中使用 STS 设备来解决其电源的冗余性问题。

　　综上所述，计算机中心机房的配电系统的优化是一个需要考虑全面细致的系统工程，优化的目的是改变风险大、不稳定的问题，需要管理者、技术人员以及施工方的高度重视，特别在方案制订、风险评估、人员调度、应急预案等方面须做好充分的准备。同时，在改造工作结束后，如何从管理和技术的角度加强对机房基础环境设施的维护、进一步提高机房设备安全运行的稳定性与可靠性，是每一个信息技术工作者，特别是机房管理维护人员必须思考的问题。

　　作者：赵晖 来源：大陆桥视野·下 2016年5期

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