機房供電系統(tǒng)的設計必須考慮多方面因素。機房系統(tǒng)位于強電、弱電的結合處,在這些界面上有兩種專業(yè)技術規(guī)范,有些規(guī)定也不十分明確,帶來的問題是:機房各子系統(tǒng)的設計程度差距較大,主要是弱電機房預留的位置不合適，面積過大或偏小;弱電豎井中遺漏接地干線和電源插座;UPS容量、支持時間長短不一;UPS供電方式不能確定是采用集中式還是分散式;各子系統(tǒng)的供電和接地方式不規(guī)范等。在一部分設計文件中，還經(jīng)常發(fā)現(xiàn)有文字說明描述不清楚、系統(tǒng)圖和平面圖五花八門、圖形符號不按現(xiàn)行制圖和標準繪制等問題。

　　1 設備的擺放和所處環(huán)境

　　機房供電系統(tǒng)的主要設備有:UPS、蓄電池、配電柜和柴油機等。這些設備的共同點是單位占地面積大。而對于這些設備的擺放位置既要考慮功能上的需求,又要考慮空間和承重的需要,還要考慮對外界的危害。機房應單獨設計電源間,用符合防火要求的隔墻與弱電設備隔離,避免電源間噪聲、蓄電池酸堿液滲漏和電氣火災等事故擴散到計算機設備機房內(nèi)。

　　UPS是供電系統(tǒng)的心臟,UPS需要擺放在盡可能距離機房近的位置,能夠保證從UPS輸出到用電設備之間的壓降和損耗盡可能小;還需要考慮到UPS屬于大型設備,重量比較大,噪聲大,需要擺放在一個承重比較好,并且不影響辦公和休息環(huán)境的地方。蓄電池同樣是比較重的設備,其擺放需要考慮大樓承重的問題,而且電池需要特別的維護,防止其漏液、膨脹爆炸,需要提供一個溫、濕度適宜和通風的環(huán)境,并定期進行檢測。配電柜擺放位置的選擇,主要考慮功能上的需求,配電柜應在滿足功能分區(qū)的基礎上,盡可能地靠近其配套設備。柴油機屬于空氣污染、噪聲污染和強震動的設備,應該擺放在通風、承重較好、噪聲不會影響其他人的地方,最好是擺放在地面上,并配以減震膠墊。為了起到防潮的效果,這些設備應該擺放在地臺或者支架之上。

　　2 供電系統(tǒng)設計

　　動力配電主要用于供給空調(diào)設備、普通照明、給排風、維修插座、一般動力、UPS設備等。

　　UPS配電主要用于主機設備、網(wǎng)絡設備、保安監(jiān)控設備、多媒體、消防、應急照明等。

　　在考慮功能和重要性的前提下,機房的供電系統(tǒng)設計應該注意以下事項:

　　(1)機房容量較大時,宜設置專用電力變壓器,容量較小時,可采用專用低壓饋電線路供電。

　　(2)電子計算機的電源設備應靠近主機房設置。

　　(3)機房內(nèi)其它電力負荷不得由計算機主機電源和UPS供電。主機房內(nèi)為計算機設備宜設置專用動力配電箱,與其它負載分別供電。

　　(4)單相負載應均勻地分配在三相上,三相負載不平衡度應小于20%。

　　(5)計算機電源系統(tǒng)應限制接入非線性負載,以保持電源的輸出波形。

　　3 動力供配電系統(tǒng)

　　由總配電柜饋出的動力供配電系統(tǒng)采用50Hz交流電,380/220V三相五線制電源,TN-S接地方式,零線和地線分開設置且零地線之間電壓小于1V。動力配電柜、照明配電箱采用放射式配電直接配至各用電設備。

　　機房內(nèi)所有線纜須設計鋼制橋架、線槽或鋼管進行敷設。由于精密空調(diào)的供電電流大、負載動態(tài)范圍寬,為防止干擾,應考慮另選路徑單獨敷設電纜。

　　動力配電柜(箱)具有火警聯(lián)動保護功能,出現(xiàn)火警時可與消防系統(tǒng)聯(lián)動及時切斷電源,關閉防煙防火閥,并且在值班室安裝手動電源切斷裝置。動力柜、照明箱內(nèi)的開關和主要元器件采用進口產(chǎn)品,并設置有效的防雷措施。有條件時,大型機房最好采用專用電力變壓器供電。

　　4 UPS供電系統(tǒng)

　　UPS供電系統(tǒng)既可以采用單機供電,也可以采用并聯(lián)冗余方式進行供電。冗余方式供電能夠在少數(shù)設備故障時,仍然能夠滿足機房內(nèi)的用電需求,這是單機供電所不能達到的。從冗余式配置方案來看,有以下幾種方式:(1)主機—從機型“熱備份”UPS供電方式;(2)直接并機冗余UPS供電方式;(3)雙總線冗余供電方式。

　　4.1 主機-從機型“熱備份”UPS供電方式

　　主機帶負載,備機空載,備機接入主機的BYPASS(旁路)輸入端。這種方式布置比較靈活,不需要兩臺UPS必須是同一品牌,而且不要增加額外輔助電路,不增加購置成本。但是這種供電方式兩臺UPS老化程度不同,備機電池組長期處于浮充狀態(tài)影響電池壽命。這種結構有許多單點故障。如果主UPS出了故障,那么另一臺必須接替全部負載。這也就意味著在約8ms內(nèi),另一臺UPS必須把供電從0增加到100%,此方式的缺陷在于備用UPS長期處于空載狀態(tài),其電池壽命會縮短、容量會下降,且備用UPS須具有階躍性負載承載能力,無擴容能力。由于人們很難實時了解備用UPS各部分有無故障或隱患,當要啟動備用機時,可能就無法正常工作了。

　　4.2 直接并機冗余UPS供電方式

　　為克服主機—從機型“熱備份”供電系統(tǒng)的缺點,隨著UPS控制技術的進步,具有相同額定輸出功率的UPS可直接并聯(lián)而形成冗余供電系統(tǒng)。為保證高質(zhì)量的并機系統(tǒng),各電源間必須保持同頻、同相,并且各機均流。此供電方式瞬間過載能力強,能夠自動均分功率。但是存在著環(huán)流,增加無功損耗,降低系統(tǒng)可靠性;需增加額外輔助電路,隨之而來的是增加成本,增加故障點。