數據中心電氣及自動化——雙電源

    10月份公司發生一塊兒重大設備事故，直接經濟損失和間接損失都很是大，而形成該起事故最主要的緣由就是低壓電源設計和安裝不合理，以及在正常運行當中對設備的管理不力等。按事故分析四不放過的原則，對責任人進行處罰固然是少不了的，我固然也在其中。

    現在信息化應用早已深刻企業生產經營中的各個方面，做爲信息化應用過程當中重要數據的保存之所——數據中心的可靠運行也就等同於企業生產中的A類關鍵設備。所以，固然也就不肯意看到因爲電源選擇或安裝不合理帶來的數據中心停運的事故。

    防止發生這類事故的關鍵就是在設計電源時就開始考慮其運行的可靠和穩定，具體的作法就是設計雙電源接入，同時考慮不間斷電源做爲後備保護的多層次電源設計方案。

    在繼續以前，有必要先來明確兩個名詞：雙電源和不間斷電源。

    一、在這裏所指的雙電源，對於10KV高壓來講是指來自不一樣的供電電源（供電線路）；對於380V及如下電源來講是指來自不一樣的降壓變壓器。另外一個關鍵就是兩條電源線路可以自動及手動切換，尤爲是自動切換必定要可以實現纔可以算是真正的雙電源。

    僅從又電源的名詞解釋來看，一些機構或企業要真正實現，不只受到投入成本的限制，並且還受到當地供電方式的限制。

    若是某機構或企業數據中心用電負荷量大，須要在現場安裝10KV降壓變壓器的形式進行供電，不只要考慮變壓器一開一備，還要考慮變壓器10KV兩路進線及雙母線運行方式等。這些都須要雙倍資金的投入，並加劇後期維護成本。

    可是，一旦企業或機構可以投入這些資金作好雙電源的接入，那麼380V側雙電源的實現就顯得比較容易。由於已經作好了電源進線的雙電源設計，低壓側從兩臺不一樣的變壓器設計雙電源就瓜熟蒂落了。

    至於已經具有條件的企業或機構，例若有本身的10KV、110KV及以上的供電降壓所，要實現數據中心雙電源就更容易。

二、不間斷電源包括二個方面：其一就是咱們日常所說的UPS電源；其二就是自備發電機組。

    對於中小型數據中心來講，使用大容量蓄電池組的USP後備電源方式；對於大中型數據中心，倒是UPS加發電機組的組合方式。

    其中UPS電源還必需分爲普通UPS加蓄電池組的方式和使用單獨直流充電模塊加逆變再加蓄電池組的方式。

    普通UPS加蓄電池組方式是指日常使用的計算機幾個KVA的UPS，再加上必定容量的蓄電池構成。若是數據中心用電負荷在10個KVA之內，這種方式是最經濟的。這種方式很是容易接入數據中心的低壓供電迴路，但要實現UPS的n-1方式運行卻比較困難。

    這裏所指的困難不是指硬件投入的問題，而是指如何檢查交流電源消失後，UPS機組啓動那一臺，以及當運行中的UPS出現故障時，如何無憂切換到另外一臺UPS的問題。其實要實現也能夠，須要增長一些設備，例如使用PLC和電流或電壓傳感器的方式構成一個自動控制系統。具體的實現方式在這裏先不詳細說明。

    這樣一來，使用直流充電模塊+逆變+蓄電池組的方式就顯得比較優越了。這種方式常被變電所採用，用來爲高壓開關櫃提升直流操做電源，但不多用到逆變。

    對數據中心來講，主要以交流電源爲主，因此，可按數據中心用電負荷肯定蓄電池組的容量，並同時創建兩套容量、型號徹底相同的蓄電池組。在此基礎上，可選擇二套直流充電模塊來監測蓄電池組的運行，並對其進行均充和按期的浮充電，以確保蓄電池組的安全運行。這兩套直流系統是同時運行的，一旦檢測到交流消失，直流系統當即接管數據中心的電力供應，並經過兩臺逆變系統向數據中心的設備供電，從而完成不間斷電源的做用。

    這類不間斷電源，能夠選購成套的大廠設備，也能夠根據實際由本身進行組裝，但這要求有必定的電氣及直流技術知識。建議普通用戶在列出對不間斷電源容量、可靠性、成本等方面要求後，直接交給供應商成套提供。

    至於自備發電機，它們在大中型數據中心使用比較多，尤爲用電負荷很是大的數據中心，發電機的容量是最難肯定的，畢竟會有一個發電量與成本的正比關係問題。

    但不論哪一種不間斷電源方式，還有一個很是重要的關鍵問題就是接入交流系統的方式。

    主要考慮3個方面：

一、並聯方式仍是串聯方式。並聯方式平時直流系統單獨運行，只有檢測到交流消失後才接管，這種方式很是適用於直流屏和發電機。串聯方式是指直接將不間斷電源串接至交流供電線路上，正常時起電源穩壓和濾波做用，當交流消失時自動接管，這種方式適合普通UPS。一般，對小型數據中心，使用串聯普通UPS方式，對於中型數據中心，有時這兩種方式共同使用。尤爲是想將某些用電設備分開單獨供電時。

二、自動投切仍是手動投切。就像上面所說，真正的雙電源是自動投切的。對於不間斷電源，若是考慮N-1的方式，自動投切將是首先，但須要特殊的裝置才能實現，發電機和直流屏方式最容易實現。若是是普通UPS，使用一套不存在這個問題，但若是也須要N-1的方式，就須要更多的配套設備才能實現。

三、切換時的安全。不管是使用哪一種方式，交直流切換必需考慮切換過程當中的安全。也就是交流消失時切換到直流，以及交流恢復後從新切換回交流時，要確保二者的交流接觸器等電氣設備動做的前後順序。不能出現直流側接觸器尚未斷開，交流側接觸器就合閘了，形成短路的狀況出現。這能夠經過接觸器之間的觸點互鎖，或者利用PLC來實現安全切換。