在线式数据中心供配电系统改造风险分析

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1、万方数据·供配电·在线式数据中心供配电系统改造风险分析朱宏(华东建筑设计研究院有限公司，上海200002)卫垡建毽望气一K圃一No．4、oI．II晰rbI、o．4}2010摘要：分析了在线式数据中心供配电系统改造的风险。从设计、施工、调试、运行等角度提出了风险控制的策略。工程实践表明，风险控制对于数据中心的供配电系统改造工程具有一定的指导作用，希望能够为类似工程提供参考。关键词：数据中心；供配电系统；风险分析；工程改造；控制策略中图分类号：’I'U852文献标志码：B文章编号：1674-8417(2010)0443061-050引言随着国民经济的发展，信息化建设的步伐加快，原有数据中心

2、提供的业务量已跟不上需求增长，供配电系统的可用性达不到现有标准，电气设备逐渐老化所带来的安全隐患突出，数据中心改造被提上议事日程。与新建机房不同，在线式数据中心改造受到各种条件的限制，工程必须在保证机房重要负荷不停电的原则下进行，改造过程存在更大风险。本文将深入分析在线式数据中心供配电系统改造的风险，从设计、施工、调试、运行等角度提出风险控制的策略，并通过工程实践验证其对改造工程的指导作用。1数据中心的可用性等级改造后的数据中心需要满足多方面的要求，即拥有更快的数据处理能力、更大的储存空间、更多的浏览量，当然也需消耗更多电力，占用更大空间，系统的复杂性将成倍增加。所有改造工作的首要目的

3、是确保新机房的可用性达到相应标准。按照TIA／EIA-942数据中心标准，数据中心的可用性分为四个等级，如表1所示。朱宏(1979一)。男，工程师。硕士。研究方向为建筑电气设计。可靠性要秽99．67l99．74999．89299．995【％)年允许故障28．822．01．60．4由表1可见，可用性等级越高，年允许故障时间越短。对于三级、四级负荷，一年中只要发生一次宕机事故，年内的可靠性就可能不达标，由断电导致的数据丢失、交易失败的损失将无法估算。2供配电系统改造风险供配电系统作为数据中心的基础支撑平台，为机房负荷提供不问断电能，电能的品质直接影响数据中心负荷的运行安全。数据中心的供配电

4、系统通常由市电装置、柴油发电机组、切换装置、UPS装置及配出柜等组成。系统的架构如图1所示。供配电系统改造是根据现场情况，结合所要满足的指标，对供配电系统进行新增、扩容及调整。对于在线式数据中心，其内部重要负荷在改造过程中仍需保持带电运行，因此，改造工程面临更大的风险。·61·万方数据图l数据中心供配电系统架构2．1设计风险及控制策略(1)勘察。设计工作在原有机房的基础上进行，旧机房使用多年或经过多次改造，原有电气资料早已缺失，并与现场情况不符。因此，必须做好现场勘查，掌握准确资料。如因勘察不足导致设计失误，在施工时发现将为时已晚，由此造成工程进度推迟甚至已采购材料报废，带来巨大损失。

5、改造工程往往在原有大楼内进行，早期的机房大楼常设置在繁华商务区，可利用的空间较小。供配电设备体积庞大，设计布置必须充分利用空间，将原有系统与新增部分有机地整合，同时不影响在线机房设备的运行。(2)电能质量。机房负荷对于电能质量的要求很高，改造工程的设计需要严格控制电能质量，如零地电压、谐波治理、防雷保护等涉及IT安全运行的问题等。若这些问题处理不当，将严重干扰计算机负荷的运行。(3)设备复杂性。电力设备越来越复杂，设计师往往不能全面了解设备的情况。如UPS系统品牌型号多，导致了设计方案的多样性，设计师需要在众多的方案中选择，而每个方案都可能由性能和指标各异的元器件组成，选择过程往往存在

6、巨大的风险。对于系统的多样性，应设计一个标准化的方案，根据指标规范，选择构造满足要求的系统。这样可以降低工作量，同时设计方案标准化、规范化也降低了组建的风险。(4)功率密度。随着科学技术的发展，用电设备的功率密度迅猛增加。如5年前l台典型的IT机柜内可以放5～8台服务器，功率密度大·62··供配电·约为每个机柜1．0～1．5kW；而如今刀片式服务器广泛运用，极端情况下每个机柜内负载量甚至能够达到10～15kW，且数值还在增长。虽然客户对于未来功率的急剧增加都持肯定态度，但究竟增加多少无法估计。新增容量不足将导致数据中心下一次改造的提前，而新增容量太大会增加投资且受场地限制。新增容量的确

7、定应在各个因素间寻求平衡。(5)断路器设置。大型数据中心设计中常采用集中式UPS系统，设计师在供配电系统和关键负载问设置了许多断路器。实际上每个断路器都是一个潜在的故障点，都可能影响数据中心的安全。断路器设置数量越多，关键负荷越不可靠。参数相同的断路器，其实际的动作电流值可能相差悬殊，不同厂家的产品之间配合的风险尤其突出，在极端情况下来自不同厂家的产品安装在同一条的供电路径作保护配合，下游的故障没有使最近一级的断路器保护动作却启动了上一级的断路