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浅析数据中心电气系统检测与认证

发布日期:2022-01-22 16:58:38   浏览量 :121
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一、数据中心认证标准与技术规范

     数据中心是未来数字经济建设中的重要枢纽,加快数据中心基础设施建设,为数字经济转型提供坚实的基础数据中心基础设施的建设过程复杂,涉及可实施性、先进性、科学性、协调性、规范化、强制性等原则,数据中心基础设施的第三方检测认证在加强质量管理、市场监管、优化运行环境、推动高质量发展中发挥越来越重要的作用,是数据中心发展壮大的必经之路。数据中心基础设施检测与认证的主要现行有效国家标准与技术规范如表1所示,这些标准和技术规范的实施是我国数据中心基础设施规范化、标准化建设的重要依据。


二、数据中心电气系统的标准要求

    数据中心电气系统的可靠性、稳定性是数据中心可靠、稳定运行的重要保障。本文结合《数据中心设计规范》GB 50174-2017中对电气系统的设计要求进行分析(A级),包括供电电源系统、交流供电电源质量要求、不间断电源系统、照度、静电防护、防雷和接地。数据中心采用高可靠性供电系统,配置两套及以上相同的容错供电系统,如图1所示。


典型的2N型双总线不间断供电系统始终存在两套相同且可互换的配置,两组配置相互备用。选择容量适合的变电站,数据中心用电应满足《供配电系统设计规范》GB 50052要求;从供电站至配电室的户外电线不宜架空敷设;建议变压器靠近负载布局并选用干式变压器;低压配电系统建议采用TN-S接零保护系统;建议搭配不间断电源系统供电且配备自动和手动旁路装置,其容量可按公式:E≥1.2P进行计算,其中E是不间断电源系统的基本容量(kW/kVA),P是电子信息设备的计算负载(k W/kVA),空调设备和电子信息设备不应由同一组不间断电源供电;宜采用配电列头柜或专用配电母线且靠近用电设备安装,配电列头柜输出的零地电压有效值不宜大于2V;后备电源宜采用独立正常电源的柴油发电机组,要保证正常电源故障时后备电源能满足数据中心正常工作的电负荷。后备柴油发电机应采用(N+X)冗余,柴油发电组的性能等级不得低于《往复式内燃机驱动的交流发电机组》GB/T  2820-2009中要求的G3级,以保证电能质量应满足数据中心电气设备要求,柴油发电机组的基本储油量不应低于供电12h的需求(包含不间断电源、空调的基本容量),发电机组的输出应能满足数据中心最大平均负荷。不间断电源系统配置的冗余搭配可以是:2N或M(N+1)、一路(N+1)UPS和一路市电供电,同时满足A级数据中心不间断供电电源系统和市电系统相结合供电方式的要求不间断供电源配电系统需要配备自动转换旁路、手动维修旁路,柴油发电机组为后备电源时,不间断电源系统的电池最少备用时间不应低于15min。

     主机房和辅助区光照强度应按照300-500lx来设计,且符合现行国家标准《建筑照明设计标准》GB 50034的要求;主机房和辅助区光源建议采用高效节能的荧光灯或LED灯。

     主机房和辅助区的地板或地面,应采取静电释放保护装置且防静电地板应具有防火、环保、耐污耐磨性能,同时数据中心的防静电设计应满足国家现行标准《电子工程防静电设计规范》GB 50611的要求。

     防雷与接地系统设计需满足安全规范和数据中心正常运行要求,且符合相关防雷的国标要求如《建筑物防雷设计规范》GB 50057和《建筑照明设计标准》GB  50343。保护性接地和功能性接地建议采用共用接地装备,接地电阻的阻值取最小阻值。特殊电子信息设备功能接地需要特殊单独设置,其接地需要满足与接地的绝缘。数据中心内所有金属接地设备需要进行等电位连接并接地,其连接方式可采用S型、M型以及SM混合型。后备柴油发电机系统的中性点接地,依据电源线接地方式以及线路的单相接地电容电流数值确定。

三、检测项目及限值要求

     数据中心电气系统检测的检测项目以及限值,主要依据《数据中心设计规范》GB 50174-2017和CQC 1324-2018《数据中心场地基础设施认证技术规范》。需进行现场电气系统相关测试,主要内容包括电源电能质量、照度、静电地板、接地、电池等,具体检测项目及数据中心(A级)技术要求见表2。

    数据中心电气系统的电源电能质量检测时,建议分析电源切换引起的电能质量的变化以及对电气系统的影响。如两路市电故障时,UPS工作状态切换至电池供电模式,这个过程整流器停止工作,逆变器开始工作将电池中的直流电逆变为交流电输入到电路中。同时,柴油的发电机组启动运行并机输入,由于数据中心负载和UPS的电池供电模式产生的大量谐波可能会导致柴油发电机组不能正常工作。等柴油发电机组正常启动后,UPS发生相反的变化,即逆变器停止工作,整流器开始工作,电池调整为充电状态,此时是由柴发电机组的输入为UPS供电,电压波形畸变会影响UPS整流器的工作。因此,数据中心电气系统设计时应该考虑到该问题,建议运行测试时,检测电源切换前、后的大量谐波和电压波形畸变的情况,以便提高供电的可靠性和电源切换的高效性。

四、总结

     首先,本文分析了数据中心基础设施现行有效国家标准与技术规范,以及条款属性,这些标准为数据中心基础设施设计、施工及验收,提供了设计规范和技术要求。

    其次,介绍了数据中心电气系统的设计应依据安全性、可靠性、可实施性原则,为数据中心可靠、稳定运行提供保障,数据中心电气系统应采用双电源供电并设置后备电源。最后,分析总结了数据中心电气系统相关的检测项目和技术要求,依据建设标准设计和建设数据中心电气系统,提高数据中心运行的稳定性、可靠性。





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