提高發(fā)電廠計算機網(wǎng)絡(luò)機房供配電系統(tǒng)穩(wěn)定性的研究

劉禹良，郭劍峰

（重慶電力高等?？茖W(xué)校，重慶 400053）

0 引 言

發(fā)電廠信息通信的核心部分即發(fā)電廠計算機網(wǎng)絡(luò)機房，主要構(gòu)成模塊是計算機、通信、數(shù)據(jù)處理和設(shè)備控制等[1-2]。計算機網(wǎng)絡(luò)機房是為計算機組準(zhǔn)備的，是為了保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定安全，且環(huán)境適宜計算機運行延長使用壽命。發(fā)電廠計算機網(wǎng)絡(luò)機房供配電不穩(wěn)定一般都是由于供配電系統(tǒng)的不穩(wěn)定產(chǎn)生的。引起供配電系統(tǒng)的不穩(wěn)定因素很多，也會產(chǎn)生很多嚴(yán)重后果，本文主要闡述導(dǎo)致計算機網(wǎng)絡(luò)機房供配電系統(tǒng)不穩(wěn)定的因素和改進方法。

1 計算機網(wǎng)絡(luò)機房供配電系統(tǒng)

1.1 計算機網(wǎng)絡(luò)機房構(gòu)成

計算機網(wǎng)絡(luò)機房包括計算機模塊、通信模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和其他相應(yīng)的模塊，進行對信息的收集、加工和存儲等活動[3-4]。機房是給電子設(shè)備提供的運行環(huán)境，可以是一間屋子，可以是一棟樓。機房包括主機房、輔助區(qū)、支持區(qū)和管理區(qū)。機房的布置、溫度、濕度、電器和電磁等，都是需要著重考量的因素。

1.2 供配電系統(tǒng)組成

計算機網(wǎng)絡(luò)機房供配電系統(tǒng)應(yīng)該是一個獨立的系統(tǒng)。供配電系統(tǒng)包括供電線路、電線攬、接地牌、配電柜和防雷裝置等。計算機網(wǎng)絡(luò)設(shè)備供電部分負(fù)責(zé)向網(wǎng)絡(luò)主干通信設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器設(shè)備、計算機終端設(shè)備和計算機外部設(shè)備供電；機房輔助設(shè)備供電部分負(fù)責(zé)向機房空調(diào)新風(fēng)系統(tǒng)、機房照明系統(tǒng)和機房維修電源系統(tǒng)（活動地板下或墻面專用電源插座系統(tǒng)）供電；辦公室屬于其他部分供電。計算機網(wǎng)絡(luò)機房有專門的配電房間，房間內(nèi)放置有專門的總配電柜，電纜需要進入總配電柜才能給各部分接送電纜。機房的配電柜非常重要，一旦發(fā)生火災(zāi)將后果嚴(yán)重，所以開關(guān)應(yīng)為空氣開關(guān)，具有自動性特點，需要聯(lián)動消防。如果機房內(nèi)部出現(xiàn)火災(zāi)或者其他事故，工作人員可以馬上斷開所有電源[5-6]。

2 穩(wěn)定性影響因素

供配電系統(tǒng)的穩(wěn)定性對計算機網(wǎng)絡(luò)機房能否正常穩(wěn)定工作至關(guān)重要。如果供配電系統(tǒng)不穩(wěn)定，就會出現(xiàn)供電波動，進而影響計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)處理信息。一般情況下，發(fā)電廠的計算機網(wǎng)絡(luò)機房供配電有市電接入，額定電壓220 V。然而，市電波動性大，不能穩(wěn)定提供電能。所以，現(xiàn)在的計算機網(wǎng)絡(luò)機房都會增加UPS電源，以維持有波動性的電路電壓穩(wěn)定[7]。UPS電源還有一個重要作用，即如果市電故障不至于整個網(wǎng)絡(luò)機房停電，因為其可以續(xù)航，負(fù)載能力的大續(xù)航能力也強。

2.1 市電

市電檢修時，計算機網(wǎng)絡(luò)機房依靠UPS電源供電。這時需要盡快停止機房運行，因為UPS續(xù)航時間是一定的。如果UPS提供的電能不足以支撐到檢修結(jié)束，突然的停電可能導(dǎo)致計算機網(wǎng)絡(luò)中存儲的數(shù)據(jù)丟失或是存儲設(shè)備損壞。計算機網(wǎng)絡(luò)機房需要常年維持在一定的溫度和濕度下運行，若機房中的空調(diào)沒有正常運行，機房中的濕度、溫度發(fā)生較大的變化，將可能導(dǎo)致計算機受損。如果市電僅僅是電壓波動范圍大，UPS電源可以起到維持電壓恒定的作用，這樣市電電壓波動也不會影響供配電系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)。

2.2 UPS電源

UPS電源有一定的使用年限。為了防止UPS電源突然損壞而影響機房的正常運轉(zhuǎn)，需要對UPS電源進線進行檢修或者更新。檢查或更換UPS電源時，要提前停止相關(guān)設(shè)備模塊工作，這樣就會有發(fā)電廠網(wǎng)絡(luò)信息中斷的時間。

2.3 其他

供配電系統(tǒng)中，市電接入時接地工作可能沒有做好，這樣設(shè)備就會有很大幾率出現(xiàn)漏電，而靜電被激發(fā)會對機房的運行產(chǎn)生危害。計算機網(wǎng)絡(luò)機房設(shè)備多，需要對每個部分進行合理的安排。供電設(shè)備不應(yīng)該與計算機組距離太近，因為會影響設(shè)備各自的散熱，且設(shè)備具有的電磁輻射也會互相影響，影響設(shè)備運行的穩(wěn)定，也影響數(shù)據(jù)的傳輸。

3 優(yōu)化計算機網(wǎng)絡(luò)機房供配電系統(tǒng)的方法

3.1 機房建設(shè)

國家有明確的關(guān)于計算機方法設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)，即GB50174-2008《電子信息系統(tǒng)機房設(shè)計規(guī)范》。發(fā)電廠應(yīng)該根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計機房的規(guī)劃，一切設(shè)計改動以國家標(biāo)準(zhǔn)為主。網(wǎng)絡(luò)機房的布局主要是對各種設(shè)備進行合理規(guī)劃，這樣保證設(shè)備之間不受影響，電線電纜和網(wǎng)絡(luò)線路清晰。機房布線是指機房內(nèi)部所有的豎直線、水平線、設(shè)備房間、計算機管理端和網(wǎng)絡(luò)端的所有線，均應(yīng)該布置規(guī)范[8]。對于一些特殊的設(shè)備，應(yīng)該采用專門的供電箱，這樣對設(shè)備間接起到保護作用，特殊的連接點要進行特殊標(biāo)示。機房外的特殊供電線路盡量不要架空鋪設(shè)。特殊情況下使用架空鋪設(shè)進線時，一定要安裝低壓的避雷設(shè)備，安裝位置在電源線的進口或者低壓變壓器母線處。線路中的電線應(yīng)該使用銅芯屏蔽電纜或?qū)Ь€。有些電源線鋪設(shè)在機房的活動地板下，有時網(wǎng)絡(luò)信號線也需要鋪設(shè)在地板下，這時要采用一些方法盡量不要出現(xiàn)電源線和網(wǎng)絡(luò)信號線并排的情況。計算機網(wǎng)絡(luò)機房中的電線必須不能易燃，要能阻燃，還要能承擔(dān)負(fù)載流量[9-10]。機房內(nèi)的地板或吊頂中有鍍鋅金屬走線槽和鋼管用于鋪設(shè)電線。任何一路電纜的兩邊都需要標(biāo)記，且要保存詳細(xì)的布線圖。

3.2 設(shè)備接地

計算機網(wǎng)絡(luò)機房設(shè)備是否有可靠接地，能夠很大程度上提高系統(tǒng)和設(shè)備運行的安全性，也能減少噪音。所以，在進行設(shè)備和線路接地時要按照國家標(biāo)準(zhǔn)進行。接地設(shè)備可以保證高層樓間配線和二級交換間的接地可靠。

3.3 靜電和輻射

發(fā)電廠計算機網(wǎng)絡(luò)機房中的設(shè)備對靜電和電磁輻射相當(dāng)敏感，所以一定要對機房進行防靜電和防輻射設(shè)置。對布線系統(tǒng)中的電氣電纜進行屏蔽，在機房重要部位中放置隔離網(wǎng)進行信息保護。如果對防靜電水平要求高，可以在機房內(nèi)部鋪設(shè)抗靜電地板。但是，抗靜電地板使用的條件是靜電電壓在100 V以內(nèi)，衰減速率為50 000 V/s[11]。

3.4 機房環(huán)境

機房環(huán)境需要恒溫恒濕，對電磁環(huán)境也有一定要求。機房的溫濕度主要由中央空調(diào)控制。如果機房中溫度過高，計算機的核心部分熱量不容易散發(fā)，過高的溫度就會引起整個計算機組出現(xiàn)故障，造成直接的經(jīng)濟損失。所以，計算機機房的溫度要保持在20 ℃左右。濕度過大會導(dǎo)致設(shè)備表面形成水霧或水滴，可能會進入設(shè)備內(nèi)部損壞設(shè)備，所以計算機機房的濕度應(yīng)保持在40%～50%，過大或過小都不利于設(shè)備的正常使用。

3.5 機房電源

發(fā)電廠機房電源也是按照GB50174-2008《電子信息系統(tǒng)機房設(shè)計規(guī)范》選擇的。發(fā)電廠計算機網(wǎng)絡(luò)機房供配電系統(tǒng)的電源可以使用汽機、鍋爐，后備電源可以使用柴油機發(fā)電機組，安全性和可靠性高。具有主電源和備用電源，才能應(yīng)對各種停電的突發(fā)狀況。UPS電源的選擇要考慮續(xù)航、負(fù)載和穩(wěn)壓，才能有利于機房的運行。機房供配電設(shè)備選型應(yīng)注意，專用配電箱內(nèi)保護和控制電器的選型應(yīng)滿足國家規(guī)范要求，且專用配電箱應(yīng)有充足的備用回路，以滿足計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)備的擴容[12]。

3.6 管理制度

發(fā)電廠計算機網(wǎng)絡(luò)機房供配電系統(tǒng)的穩(wěn)定離不開完善的管理制度，應(yīng)該制定出工作人員應(yīng)該負(fù)責(zé)的具體工作范圍，明確工作要達(dá)到的狀態(tài)。完善的管理制度包括機房管理、突發(fā)事件處理、事故處理、數(shù)據(jù)管理、技術(shù)管理和安全培訓(xùn)等。對工作人員進行定期培訓(xùn)和考核非常必要，只有提高工作人員的專業(yè)素質(zhì)，增強工作的積極性，才能從根本上保障供配電系統(tǒng)的穩(wěn)定和計算機網(wǎng)絡(luò)機房各項工作的順利開展。維護人員每天早上對機房進行巡檢并做好相關(guān)記錄，加強對空調(diào)的管理，盡可能保持室溫在18～25 ℃；加強機房清潔衛(wèi)生管理，避免灰塵對電氣設(shè)備造成影響[13]；插座換為專用PDU，且使用一定年限后要及時更換；為電源室安裝空調(diào)，控制室溫在20～25 ℃，確保UPS電池可靠充放電。

3.7 其他

計算機網(wǎng)絡(luò)機房內(nèi)的電源可能是三相五線或單相三線制。一般進線電源多為第一種，設(shè)備電源這兩種都可以。機房內(nèi)設(shè)備多且復(fù)雜，所以設(shè)備都具有過載保護功能，且各級配電系統(tǒng)會相互合作，配電方式是放射式。計算機網(wǎng)絡(luò)機房中所有電線都具有阻燃性，是聚氯乙烯絕緣導(dǎo)線。電路的凹槽成分為鍍鋅/鍍鐵或是制成金屬軟管。計算機網(wǎng)絡(luò)機房的室內(nèi)及通道都要有應(yīng)急照明裝置和緊急疏散標(biāo)志，這樣如果出現(xiàn)緊急停電，有助于后續(xù)工作順利開展，避免數(shù)據(jù)受損或人員受傷。應(yīng)急照明系統(tǒng)屬于三管格柵燈的一管，市電出現(xiàn)故障會自動轉(zhuǎn)接到應(yīng)急電源給其供電。

4 結(jié) 論

隨著經(jīng)濟的發(fā)展，各行各業(yè)用電量增加，對發(fā)電廠計算機網(wǎng)絡(luò)機房穩(wěn)定性的要求越來越高，所以對供配電系統(tǒng)的要求也增強了。發(fā)電廠的計算機網(wǎng)絡(luò)機房空間一般不會太大，甚至可能是空間狹窄，對各種設(shè)備的不合理分布會影響機房的整體運行。計算機網(wǎng)絡(luò)機房非常重要的一部分是供配電系統(tǒng)。只有有了供配電系統(tǒng)，機房才有了靈魂。供配電系統(tǒng)不穩(wěn)定會直接影響電源供應(yīng)不穩(wěn)，無法保障計算機網(wǎng)絡(luò)電子系統(tǒng)的運行。此外，計算機網(wǎng)絡(luò)機房各種電路線纜和網(wǎng)絡(luò)線路交叉在一起會增加事故的發(fā)生率，影響計算機網(wǎng)絡(luò)機房設(shè)備和信息傳輸。因此，對機房的改造和建設(shè)要非常注重供配電系統(tǒng)是否穩(wěn)定。

[1] 李 科.簡析數(shù)據(jù)中心機房供配電系統(tǒng)設(shè)計[J].深圳土木與建筑，2014，（1）：47-51．

[2] 孫曉兵，胡曉文.基于安全及有效運行角度的機房低壓供配電系統(tǒng)設(shè)計[J].計算機光盤軟件與應(yīng)用，2012，（19）：125-126．

[3] 梁 超.提高發(fā)電廠計算機網(wǎng)絡(luò)機房供配電系統(tǒng)穩(wěn)定性[J].技術(shù)研發(fā)，2014，21（12）：124-126.

[4] 鄭雪菲.提高發(fā)電廠計算機網(wǎng)絡(luò)機房供配電系統(tǒng)穩(wěn)定性[J].湖北電力，2012，36（2）：39-41.

[5] 孫曉兵，胡曉文.基于安全及有效運行角度的機房低壓供配電系統(tǒng)設(shè)計[J].計算機光盤軟件與應(yīng)用，2012，（19）：125-126.

[6] 柳 寧.提高發(fā)電廠計算機網(wǎng)絡(luò)機房供配電系統(tǒng)穩(wěn)定性[J].工程技術(shù)（全文版），2013，12（7）：135-137.

[7] 田博光.某機房配電系統(tǒng)設(shè)計[J].智能建筑與城市信息，2010，12（4）：45-47.

[8] 田諾禹.監(jiān)控機房高可用供配電系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用[J].中國交通信息化，2015，5（12）：48-49.

[9] 代 斌.數(shù)據(jù)中心機房配電系統(tǒng)改造分析[J].信息與電腦（理論版），2018，2（3）：89-90.

[10] 陳 勇，李昌海.如何做好中心機房配電系統(tǒng)改造[J].中國金融電腦，2006，8（5）：44-45.

[11] 孫 志，趙宏強，徐 亮.校園數(shù)據(jù)中心機房升級改造建設(shè)實踐[J].電子世界，2013，（5）：61-62.

[12] 王昌群.電子計算機房供電系統(tǒng)設(shè)計探討[J].電氣工程應(yīng)用，2009，（10）：78-79.

[13] 馮 強.UPS雙總線供電模式在金融數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用[J].中國金融電腦，2013，5（3）：36-37.