解析工礦企業(yè)數(shù)據(jù)中心供電系統(tǒng)
2025年02月03日 10:00:49
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隨著制造業(yè)信息化工程的實施,企業(yè)計算機應用不斷的深入、互聯(lián)網(wǎng)技術的迅猛發(fā)展,網(wǎng)絡數(shù)據(jù)中心的地位越來越重要,為保障計算機、服務器和存儲設備等的安全、正常運行,需要正確規(guī)劃機房的建設。下面我們對工礦企業(yè)機房規(guī)劃中供配電技術進行詳細的介紹:
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備、輔助設備的供配電分開進行。其一是設備供電系統(tǒng),它是根據(jù)計算機設備的供電要求,合理地選擇電力設備保護開關等,構成符合計算機設備要求的配電系統(tǒng);其二是輔助供配電系統(tǒng),這是為了保證計算機設備能正常運行的其它設備,如空調(diào)、動力設備、照明設備和測試設備等。
計算機系統(tǒng)供配電技術
供電電源直接關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備配電柜,然后再分給計算機的各部分設備。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)生干擾的用電設備。直接供電的優(yōu)點是,供電簡單,設備少,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)的線路及供電質量并不很高,抗干擾、抗二次污染的技術措施遠遠落后于國家,UPS在我國計算機等精密設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)轉換開關供電,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)計算機的工作性質和實際情況進行設置。
(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,應加添草木灰、除阻劑或更新土,但不宜放鹽(因鹽易使土壤結塊)。
(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
,計算機設備基本上是由半導體元器件構成,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,不僅涉及計算機設計,而且與計算機機房的結構和環(huán)境條件有關。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),應鋪設抗靜電活動地板。對抗靜電活動地板的要求有:
1)電氣性能應符合GB6650—86《計算機房活動地板技術要求》中的標準;
2)地板貼裝表面應牢固,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)減震肢條應是防靜電的,其體積電阻率PV應為(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,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)技術人員、管理人員和財務人員等等,又要保證全部計算機系統(tǒng)的正常運轉。因此要不斷地提高機房人員的技術水平和法制觀念,從機房環(huán)境管理、硬件設備管理、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)的狀況來制定有關規(guī)定?;驹瓌t為:實施安全管理時應當遵循國家有關法規(guī)規(guī)定,在確保國家利益的前提下保護好本單位的利益,同時應接受有關部門的指導、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。
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