工礦企業(yè)數(shù)據(jù)中心供電系統(tǒng)的規(guī)劃與建設(shè)

    隨著制造業(yè)信息化工程的實施，企業(yè)計算機應(yīng)用不斷的深入、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的迅猛發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)中心的地位越來越重要，為保障計算機、服務(wù)器和存儲設(shè)備等的安全、正常運行，需要正確規(guī)劃機房的建設(shè)。下面我們對工礦企業(yè)機房規(guī)劃中供配電技術(shù)進行詳細的介紹：

供電要求

　　在工礦企業(yè)中電力供配情況較為復雜，計算機機房的供配電系統(tǒng)有其本身的特點，概括起來主要是：連續(xù)、穩(wěn)定、平衡和分類。

    連續(xù)是指電網(wǎng)不間斷供電，但瞬時斷電的情況時有發(fā)生。瞬時斷電時間在國內(nèi)尚無標準，我們一般采納4ms；
    穩(wěn)定主要指電網(wǎng)電壓穩(wěn)定，波形失真��；
    平衡主要是指三相電源平衡，即相角平衡，電壓平衡和電流平衡。在國家標準《計算機場地技術(shù)要求》中末列出三相不平衡的允許值，但有些計算機的生產(chǎn)廠家對此項有明確要求；
    而分類就是對計算機和外圍設(shè)備、輔助設(shè)備的供配電分開進行。其一是設(shè)備供電系統(tǒng)，它是根據(jù)計算機設(shè)備的供電要求，合理地選擇電力設(shè)備保護開關(guān)等，構(gòu)成符合計算機設(shè)備要求的配電系統(tǒng);其二是輔助供配電系統(tǒng)，這是為了保證計算機設(shè)備能正常運行的其它設(shè)備，如空調(diào)、動力設(shè)備、照明設(shè)備和測試設(shè)備等。

計算機系統(tǒng)供配電技術(shù)

　　供電電源直接關(guān)系到計算機軟硬件能否安全運行，所以對計算機供電電源的質(zhì)量提出了較高的要求。常用的供配電方式分UPS供電和非UPS供電兩大方式。

非UPS供電：

　　(1)直接方式 把變電站送來的工頻交流電直接送給計算機設(shè)備配電柜，然后再分給計算機的各部分設(shè)備。　　采用直接供電方式時，為了減少電網(wǎng)因負載變化而引起干擾，一般采用專用供電線路，即該供電線路不得接任何可能產(chǎn)生干擾的用電設(shè)備。直接供電的優(yōu)點是，供電簡單，設(shè)備少，投資低，運行費用低和維修方便等;其缺點是對電網(wǎng)要求高，易受電網(wǎng)負載變化的影響等。

　　(2)隔離供電 隔離供電是在交流進線后加一隔離變壓器，然后再送給計算機。這種供電方式的特點是，電源設(shè)備運行可靠，操作維修方便，投資少，且對機房無特殊要求。不足的是：頻率波動不能控制，且電網(wǎng)停電后該系統(tǒng)不能連續(xù)供電，因此只適用于小型機房、微機或一般場合。

　　(3)交流穩(wěn)壓器供電 市電經(jīng)電子交流穩(wěn)壓器后，再供計算機使用，這可以減少許多暫態(tài)沖擊、幅度波動和電壓脈沖。好的穩(wěn)壓電源輸出電壓精度在3%以內(nèi)，小型微機房使用較多，缺點是市電中斷時不能連續(xù)供電。

UPS供電方式

　　不間斷電源(UPS，Uninterruptible Power Supply)伴隨著計算機的誕生而出現(xiàn)，并隨著計算機的發(fā)展壯大而逐漸被廣大計算機用戶所接受。UPS在市電供應(yīng)正常時由市電充電并儲存電能，當市電異常時由它的逆變器輸出恒壓的不間斷電流繼續(xù)為計算機系統(tǒng)供電。使用戶能夠有充分的時間完成計算機關(guān)機前的所有準備工作，從而避免了由于市電異常造成的用戶計算機軟硬件的損壞和數(shù)據(jù)丟失，保護用戶計算機不受市電電源的干擾。在許多防間斷和丟失的系統(tǒng)中，UPS起著不可替代的作用。

　　(1)UPS的功能與作用

　　在UPS出現(xiàn)之初，它僅被視為一種備用電源，但由于一般市電電網(wǎng)都存在質(zhì)量問題(如電壓涌浪、電壓尖鋒、電壓瞬變、電壓跌落、持續(xù)過壓或欠壓甚至電源中斷等)，從而導致計算機系統(tǒng)經(jīng)常受到干擾，造成敏感元件受損、信息丟失、磁盤程序被沖等嚴重后果。因此，UPS日益受到重視，并逐漸發(fā)展成為一種具有穩(wěn)壓、穩(wěn)頻、濾波、抗電磁和射頻干擾、防電壓沖浪等功能的電力保護系統(tǒng)。尤期是我國目前電網(wǎng)的線路及供電質(zhì)量并不很高，抗干擾、抗二次污染的技術(shù)措施遠遠落后于世界先進國家，UPS在我國計算機等精密設(shè)備上的保護作用就顯得尤其重要。

　　UPS的保護作用首先表現(xiàn)在對市電電源進行穩(wěn)壓，此時UPS就是一臺交流市電穩(wěn)壓器;同時，市電對UPS電源中的蓄電池進行充電。UPS的輸入電壓范圍比較寬，一般情況下從170V到250V的交流電均可輸入;由它輸出的電源的質(zhì)量是相當高的，后備式UPS輸出電壓穩(wěn)定在±5%~8%，輸出頻率穩(wěn)定在±1Hz;在線式UPS輸出電壓穩(wěn)定在±3%以內(nèi)，輸出頻率穩(wěn)定在±0.5Hz。當市電突然停電時，UPS立即將蓄電池的電能通過逆變轉(zhuǎn)換器向計算機供電，使計算機得以維持正常的工作并保護計算機的軟硬件不受損害。

　　(2)UPS的分類

　　目前，UPS電源工業(yè)主要提供兩種UPS電源：后備式和在線式。如果再細分，還有在線互動式和后備式方波輸出式電源等種類。

　　后備式UPS電源在市電正常時負載由市電經(jīng)轉(zhuǎn)換開關(guān)供電，當市電系統(tǒng)出現(xiàn)問題時才會由UPS的電池經(jīng)逆變器轉(zhuǎn)換向負載供電。后備式UPS電源其主要優(yōu)點是價格便宜。目前大部分的后備式UPS都是一些低功率UPS，一般不到1kVA。

　　在線式UPS電源當市電正常時，供電途徑是市電→整流器→逆變器→負載。市電中斷時的供電途徑是電池→逆變器→負載。因此不論外部電網(wǎng)狀況如何，總能夠提供穩(wěn)定的電壓。這種UPS價格比后備式UPS貴些，容量從1kVA~l00kVA以上。

計算機機房安全接地系統(tǒng)

　　計算機系統(tǒng)的地線是保證計算機安全運行的一個重要措施，地線接法是否合理，將影響計算機的穩(wěn)定可靠運行。同時地線亦能保護在發(fā)生事故情況時的人身和設(shè)備安全。

　　1.計算機機房接地種類

　　計算機系統(tǒng)的大小、種類不同，對地線的要求也不同，大中小型計算機比微型計算機要求高。概括起來有：工作接地、安全接地、直流接地、靜電接地、屏蔽及建筑物防雷保護接地。在實際應(yīng)用中，并非所有的計算機機房全部具備上述接地種類，一般根據(jù)計算機的工作性質(zhì)和實際情況進行設(shè)置。

　　(1)交流工作接地是指交流電源的中性線，接地電阻R<4Ω。

　　(2)安全保護接地是指設(shè)備外殼的安全接地線，接地電阻R<4Ω。

　　(3)直流工作接地是指計算機線路的邏輯接地，即直流公共連接點，R<1Ω。

　　(4)靜電接地是指為了消除計算機系統(tǒng)運行過程中產(chǎn)生的靜電電荷而設(shè)的一種接地，R<100Ω。

　　(5)屏蔽接地主要有兩個作用，防止計算機處理信號被竊，防止外界電磁場干擾計算機系統(tǒng)正常運行。屏蔽接地是將設(shè)備屏蔽體和大地間用一低阻導線連接起來，形成電氣通路，為高頻干擾信號提供低阻抗通路。屏蔽接地電阻R<2Ω。

　　直流地與交流地、防雷接地要相隔10m~30m距離為宜，以防相互干擾。

　　2.計算機機房接地裝置的安裝要求

　　(1)接地材料選用銅材為好，選用鍍鋅鋼材也行。銅板接地極的埋設(shè)要求銅板深挖豎埋在2.5m以下，離地面0.8m以下。土壤條件差，如砂石太多時，應(yīng)加添草木灰、除阻劑或更新土，但不宜放鹽(因鹽易使土壤結(jié)塊)。

　　(2)為減少接地電阻，接地體的所有連接部分必須采用焊接，須用螺栓連接的地方，螺栓必須是鍍鋅材料。

　　(3)為了使計算機直流接地有統(tǒng)一的參考點，所有計算機直流接地應(yīng)接到同一個接地裝置上。

　　(4)為保持穩(wěn)定的系統(tǒng)信號及可靠的安全接地，機房內(nèi)所有電源插座的極性必須保持一致。

　　(5)為保證系統(tǒng)安全，嚴禁在電源插座內(nèi)將交流工作地與安全地連接在一起。

計算機機房的防靜電措施

　　眾所周知，計算機設(shè)備基本上是由半導體元器件構(gòu)成，諸如CPU、ROM、RAM及大規(guī)模集成電路都是MOS工藝，對靜電特別敏感，靜電是引起計算機故障的重要原因之一。靜電對計算機的影響有兩種表現(xiàn)形式。

　　(1)造成器件損壞;

　　(2)引起計算機的誤動作或運算錯誤。

　　靜電引起計算機誤動作或運算錯誤，是由于靜電帶電體觸及計算機時，對計算機放電，有可能使計算機邏輯原件引入錯誤信號，引起計算機運算出錯，嚴重者將會引起程序紊亂。靜電對計算機的外部設(shè)備也有明顯地影響，會引起顯示器圖像紊亂，模糊不清。此外，靜電還會引起打印機走紙不順等故障。如何防止靜電的危害，不僅涉及計算機設(shè)計，而且與計算機機房的結(jié)構(gòu)和環(huán)境條件有關(guān)。計算機房防靜電措施有以下方面。

　　(1)在靜電防護要求較高的計算機房內(nèi)，應(yīng)鋪設(shè)抗靜電活動地板。對抗靜電活動地板的要求有：

　　1)電氣性能應(yīng)符合GB6650—86《計算機房活動地板技術(shù)要求》中的A級標準;

　　2)地板貼裝表面應(yīng)牢固，不起皮，不起泡，不起皺，磨擦靜電電壓低于100V，靜電壓從5000V衰減到100V的時間小于0.1s;

　　3)減震肢條應(yīng)是防靜電的，其體積電阻率PV應(yīng)為(105~108)W/cm;

　　4)地板支撐至少有兩處以上與靜電地板可靠連接，接頭采用銅焊片并作錫處理;

　　5)地板基材最好采用全鋼，鋁合金或中密度纖維板，吸水性小，變形小，強度好，鋁合金包底包邊，起到很好的靜電屏蔽作用，防止外界強磁場的干擾。

　　機房絕不允許鋪化纖地毯或人造革地板。

　　(2)機房內(nèi)墻壁與吊頂不允許使用普通貼墻紙及普通塑料制品，最好先用鋁合金材料作表面裝飾，吊頂選用鋁箔石膏板材，并可靠焊接于靜電屏蔽罩，防止外電磁場的干擾，有利于電荷及時泄放。

機房的安全管理

　　要搞好機房安全管理，必須充分發(fā)揮管理人員的責任心和集體力量。機房安全管理工作瑣碎繁雜，既要面向大量的企業(yè)技術(shù)人員、管理人員和財務(wù)人員等等，又要保證全部計算機系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)。因此要不斷地提高機房人員的技術(shù)水平和法制觀念，從機房環(huán)境管理、硬件設(shè)備管理、軟件系統(tǒng)及數(shù)據(jù)管理、計算機病毒防治等方面高度重視安全管理工作，這樣才能給企業(yè)提供優(yōu)良的環(huán)境，保證計算機發(fā)揮應(yīng)有的效用，才能保障企業(yè)高效管理與科研工作的正常開展。

　　通常根據(jù)企業(yè)的狀況來制定有關(guān)規(guī)定。基本原則為：實施安全管理時應(yīng)當遵循國家有關(guān)法規(guī)規(guī)定，在確保國家利益的前提下保護好本單位的利益，同時應(yīng)接受有關(guān)部門的指導、監(jiān)督和檢查。一般包括：機房門衛(wèi)管理，機房安全工作，機房衛(wèi)生工作，機房操作管理，機器檔案記錄，運轉(zhuǎn)情況記錄，日常維護和保養(yǎng)工作記錄，計算機病毒的防護工作，建立有效的級別、權(quán)限，并嚴格進行數(shù)據(jù)存儲的管理和硬盤數(shù)據(jù)備份等工作。