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摘 要：中心机房是信息化设备集中控制的核心机房，供电系统是所有设备稳定运行的重要保障，本文通过对供电设施的选型和施工要求的描述，实现中心机房供电安全、穩定、不间断的最终目标。
关键词：供电;UPS
引言
随着信息化设备的广泛应用，从工业自动化到智能楼宇控制，无论是工厂还是小区，都有一个中心机房，作为设备监控和数据存储等功能。中心机房要实现不间断运行，供电稳定最重要的因素之一，并且机房系统位于强电、弱电的结合处，输入供电和输出供电，以及辅助设备供电均应该考虑全面。本文从机房输配电环境、选型，供电输入至负载用电分析，最终实现可靠性高、易维护、智能化、抗干扰、性价比高等优点。
1 供电系统环节
中心机房供电系统涉及环节较多，每个环节均会影响到整个供电系统的稳定，因此各环节要互相兼顾，有相互独立。总体归纳为：供电系统设计、供电设备安装环境、动力供配电、UPS供电、供配电设备安装和线路铺设、负载供电PDU。
1.1 供电系统设计
首先应根据机房供电要求设计，区分不同供电类型，用于供给空调设备、普通照明、给排风、维修插座、一般动力、UPS设备等。其中UPS配电主要用于主机设备、网络设备、保安监控设备、多媒体、消防、应急照明等。
在考虑功能和重要性的前提下，机房的供电系统设计应注意以下事项：
（1）机房容量较大时，宜设置专用电力变压器，容量较小时，可采用专用低压馈电线路供电。
（2）电子计算机的电源设备应靠近主机房设置。
（3）机房内辅助设施电力负荷不得由UPS供电。
（4）单相负载应均匀地分配在三相上，三相负载不平衡度应小于20%。
（5）计算机电源系统应限制接入非线性负载，以保持电源的输出波形。
1.2 供电设备安装环境
机房供电系统的主要设备有：UPS、蓄电池、配电柜和柴油机等。这些设备的摆放位置既要考虑功能上的需求，又要考虑空间和承重的需要，还要考虑对外界的危害。机房应单独设计电源间，用符合防火要求的隔墙与弱电设备隔离，避免电源间噪声、蓄电池酸碱液渗漏和电气火灾等事故扩散到计算机设备机房内。
UPS是供电系统的心脏，UPS需要摆放在尽可能距离机房近的位置，能够保证从UPS输出到用电设备之间的压降和损耗尽可能小;还需要考虑到UPS属于大型设备，重量比较大，噪声大，需要摆放在一个承重比较好，并且不影响办公和休息环境的地方。蓄电池同样是比较重的设备，其摆放需要考虑大楼承重的问题，而且电池需要特别的维护，防止其漏液、膨胀爆炸，需要提供一个温、湿度适宜和通风的环境，并定期进行检测。配电柜摆放位置的选择，主要考虑功能上的需求，配电柜应在满足功能分区的基础上，尽可能地靠近其配套设备。柴油机属于空气污染、噪声污染和强震动的设备，应该摆放在通风、承重较好、噪声不会影响其他人的地方，最好是摆放在地面上，并配以减震胶垫。为了起到防潮的效果，这些设备应该摆放在地台或者支架之上。
1.3 UPS供电系统
UPS供电系统采用双总线冗余方式进行供电。冗余方式供电能够在少数设备故障时，仍然能够满足机房内的用电需求，这是单机供电所不能达到的。双总线供电方式是采用两条总线对后端设备进行供电，每条总线上具有相同的一套UPS供电方式。消除可能出现在UPS输出端与最终用户负载端之间的"单点瓶颈"故障隐患，以提高输出电源供电系统的"容错"功能。此供电方式能够在线维护、在线扩容、在线升级，提高了重要总线的可用性，满足了双电源用电设备的需求，真正实现了7×24×365小时运行的目标。但是双总线冗余供电方式相当于搭建了两套前述供电方式的回路，需要增加2倍以上的成本。
另外，UPS输出配电针对每个单独机柜采用一个独立回路（一个空气开关控制一个回路），使用插座或者工业连接器对单独机柜进行供电;对于重要设备需要提供双路独立供电电源，可从两个独立的UPS进行输出配电。UPS输出的电源分别送到机房各个机柜既安全可靠，又方便使用和日常维护。
1.4 供配设备安装和线路铺设
机房内设备的安装和线路的铺设是以设备布局和设计图纸为基础进行的。机房配电柜、UPS柜落地安装。动力配电箱、照明配电箱底边距地1.4m墙上暗装。配电柜及其他电气装置的底座应与建筑楼地面牢靠固定，并接地。吊顶内电气装置应安装在便于维修处。分体空调插座设置在机房内墙上距地面1.8m处。机房内应分别设置维修和测试用插座，且有明显区别标志。测试用电源插座应由UPS供电，维修插座由市电供电。
供电距离要尽量短，主要是从供电安全考虑，电源间应靠近机房设备。机房内活动地板下部的低压配电线路应采用铜芯屏蔽导线或铜芯屏蔽电缆。机房内的电源线、信号线和通信线应分别铺设，不能共走同一线槽。UPS输出配电箱（柜）引出的配电线路，穿镀锌钢管沿机房活动地板下敷设至各排机柜，使用插座或工业连接器为各个机柜供电。
信号线缆在活动地板下从机柜、配线架至各设备，应采用金属线槽沿设备周围或主机房从设备背面的活动地板穿线孔引入设备（注意不得与电源线路共用活动地板穿线孔，且间距大于0.1m），信号线缆避免沿机房墙边敷设以防与强电线管交叉。弱电布线槽道应与强电槽道分开，并行的间距应不小于300mm，线槽接头应可靠连接并良好接地。活动地板下部的电源线应尽可能远离计算机信号线，并避免并排敷设。当不能避免时，应采取相应的屏蔽措施。
所有的配电柜和配电箱的金属框架和基础型钢必须可靠接地（PE）。门和框架的接地端子间用裸扁铜线连接。照明配电箱内的漏电保护器的动作电流不大于30mA，动作时间不大于0.1s。接地（PE）支线必须单独与接地（PE）干线相连接，不得串联连接。UPS输出柜输出端的中性线（N极），必须与由接地装置直接引来的接地干线连接，作重复接地，接地电阻小于4Ω。当灯具距地面高度小于2.4m时，灯具的可接近裸露导体必须可靠接地（PE），并应有专用接地螺栓和标识。外电源进线至机房电源管理间时，应将电缆的金属外皮与接地装置连接;从楼外引入的铠装信号电缆和屏蔽信号线，进入弱电机房前也应注意安装信号避雷器，避免沿建筑外墙或防雷引线引雷入室，而遭受雷击和高频电磁干扰。金属电缆桥架及其支架和引入或引出的金属电缆导管必须可靠接地（PE），且必须符合下列规定：
（1）金属电缆桥架及其支架全长应不少于两处与接地（PE）干线相连接。
（2）电缆桥架间连接板的两端跨接铜芯接地线，接地线最小截面积不小于6mm2。
（3）接地（PE）在插座间不串联连接。
工程实施中按上述做法可以较好地处理机房供电的可靠和安全，各种不同电压和频率的信号线缆敷设安全、相互隔离度好、整齐美观，并且方便维护管理。
消防系统设备的动力电缆、控制电缆或电线，按规范要求选用耐火型电缆、电线。其他弱电系统所用电缆、电线均采用阻燃型。在设备选择及线路敷设时，应充分考虑电磁兼容问题。
1.5 负载供电PDU
应预留充足的PDU供电单元，PDU和普通电源插排相比，其优点主要表现在：设计安排更合理、品质和标准更严格、安全无故障工作时间长、各类漏电、过电过载保护更优秀、插拔动作频繁而不易损坏、热温升小、安装更灵活方便，适合对用电要求很严格的行业客户使用。也从根本上杜绝了普通电源插排因接触不良、负荷小而造成的频繁断电、烧毁、火灾等安全隐患。
2 结束语
制定良好的中心机房电力系统规划是做好电力供应的重要一步，在此之前应充分估算中心机房实际电力负载。大多数电力设计工程师常常过分夸大了对电力负荷的要求，但是当电力负荷估算过高时，就可能造成能源和金钱的浪费。
参考文献：
[1]纪建伟，黄丽华等著 《电力系统分析》 北京：中国电力出版社 2012.7
关键词：供电;UPS
引言
随着信息化设备的广泛应用，从工业自动化到智能楼宇控制，无论是工厂还是小区，都有一个中心机房，作为设备监控和数据存储等功能。中心机房要实现不间断运行，供电稳定最重要的因素之一，并且机房系统位于强电、弱电的结合处，输入供电和输出供电，以及辅助设备供电均应该考虑全面。本文从机房输配电环境、选型，供电输入至负载用电分析，最终实现可靠性高、易维护、智能化、抗干扰、性价比高等优点。
1 供电系统环节
中心机房供电系统涉及环节较多，每个环节均会影响到整个供电系统的稳定，因此各环节要互相兼顾，有相互独立。总体归纳为：供电系统设计、供电设备安装环境、动力供配电、UPS供电、供配电设备安装和线路铺设、负载供电PDU。
1.1 供电系统设计
首先应根据机房供电要求设计，区分不同供电类型，用于供给空调设备、普通照明、给排风、维修插座、一般动力、UPS设备等。其中UPS配电主要用于主机设备、网络设备、保安监控设备、多媒体、消防、应急照明等。
在考虑功能和重要性的前提下，机房的供电系统设计应注意以下事项：
（1）机房容量较大时，宜设置专用电力变压器，容量较小时，可采用专用低压馈电线路供电。
（2）电子计算机的电源设备应靠近主机房设置。
（3）机房内辅助设施电力负荷不得由UPS供电。
（4）单相负载应均匀地分配在三相上，三相负载不平衡度应小于20%。
（5）计算机电源系统应限制接入非线性负载，以保持电源的输出波形。
1.2 供电设备安装环境
机房供电系统的主要设备有：UPS、蓄电池、配电柜和柴油机等。这些设备的摆放位置既要考虑功能上的需求，又要考虑空间和承重的需要，还要考虑对外界的危害。机房应单独设计电源间，用符合防火要求的隔墙与弱电设备隔离，避免电源间噪声、蓄电池酸碱液渗漏和电气火灾等事故扩散到计算机设备机房内。
UPS是供电系统的心脏，UPS需要摆放在尽可能距离机房近的位置，能够保证从UPS输出到用电设备之间的压降和损耗尽可能小;还需要考虑到UPS属于大型设备，重量比较大，噪声大，需要摆放在一个承重比较好，并且不影响办公和休息环境的地方。蓄电池同样是比较重的设备，其摆放需要考虑大楼承重的问题，而且电池需要特别的维护，防止其漏液、膨胀爆炸，需要提供一个温、湿度适宜和通风的环境，并定期进行检测。配电柜摆放位置的选择，主要考虑功能上的需求，配电柜应在满足功能分区的基础上，尽可能地靠近其配套设备。柴油机属于空气污染、噪声污染和强震动的设备，应该摆放在通风、承重较好、噪声不会影响其他人的地方，最好是摆放在地面上，并配以减震胶垫。为了起到防潮的效果，这些设备应该摆放在地台或者支架之上。
1.3 UPS供电系统
UPS供电系统采用双总线冗余方式进行供电。冗余方式供电能够在少数设备故障时，仍然能够满足机房内的用电需求，这是单机供电所不能达到的。双总线供电方式是采用两条总线对后端设备进行供电，每条总线上具有相同的一套UPS供电方式。消除可能出现在UPS输出端与最终用户负载端之间的"单点瓶颈"故障隐患，以提高输出电源供电系统的"容错"功能。此供电方式能够在线维护、在线扩容、在线升级，提高了重要总线的可用性，满足了双电源用电设备的需求，真正实现了7×24×365小时运行的目标。但是双总线冗余供电方式相当于搭建了两套前述供电方式的回路，需要增加2倍以上的成本。
另外，UPS输出配电针对每个单独机柜采用一个独立回路（一个空气开关控制一个回路），使用插座或者工业连接器对单独机柜进行供电;对于重要设备需要提供双路独立供电电源，可从两个独立的UPS进行输出配电。UPS输出的电源分别送到机房各个机柜既安全可靠，又方便使用和日常维护。
1.4 供配设备安装和线路铺设
机房内设备的安装和线路的铺设是以设备布局和设计图纸为基础进行的。机房配电柜、UPS柜落地安装。动力配电箱、照明配电箱底边距地1.4m墙上暗装。配电柜及其他电气装置的底座应与建筑楼地面牢靠固定，并接地。吊顶内电气装置应安装在便于维修处。分体空调插座设置在机房内墙上距地面1.8m处。机房内应分别设置维修和测试用插座，且有明显区别标志。测试用电源插座应由UPS供电，维修插座由市电供电。
供电距离要尽量短，主要是从供电安全考虑，电源间应靠近机房设备。机房内活动地板下部的低压配电线路应采用铜芯屏蔽导线或铜芯屏蔽电缆。机房内的电源线、信号线和通信线应分别铺设，不能共走同一线槽。UPS输出配电箱（柜）引出的配电线路，穿镀锌钢管沿机房活动地板下敷设至各排机柜，使用插座或工业连接器为各个机柜供电。
信号线缆在活动地板下从机柜、配线架至各设备，应采用金属线槽沿设备周围或主机房从设备背面的活动地板穿线孔引入设备（注意不得与电源线路共用活动地板穿线孔，且间距大于0.1m），信号线缆避免沿机房墙边敷设以防与强电线管交叉。弱电布线槽道应与强电槽道分开，并行的间距应不小于300mm，线槽接头应可靠连接并良好接地。活动地板下部的电源线应尽可能远离计算机信号线，并避免并排敷设。当不能避免时，应采取相应的屏蔽措施。
所有的配电柜和配电箱的金属框架和基础型钢必须可靠接地（PE）。门和框架的接地端子间用裸扁铜线连接。照明配电箱内的漏电保护器的动作电流不大于30mA，动作时间不大于0.1s。接地（PE）支线必须单独与接地（PE）干线相连接，不得串联连接。UPS输出柜输出端的中性线（N极），必须与由接地装置直接引来的接地干线连接，作重复接地，接地电阻小于4Ω。当灯具距地面高度小于2.4m时，灯具的可接近裸露导体必须可靠接地（PE），并应有专用接地螺栓和标识。外电源进线至机房电源管理间时，应将电缆的金属外皮与接地装置连接;从楼外引入的铠装信号电缆和屏蔽信号线，进入弱电机房前也应注意安装信号避雷器，避免沿建筑外墙或防雷引线引雷入室，而遭受雷击和高频电磁干扰。金属电缆桥架及其支架和引入或引出的金属电缆导管必须可靠接地（PE），且必须符合下列规定：
（1）金属电缆桥架及其支架全长应不少于两处与接地（PE）干线相连接。
（2）电缆桥架间连接板的两端跨接铜芯接地线，接地线最小截面积不小于6mm2。
（3）接地（PE）在插座间不串联连接。
工程实施中按上述做法可以较好地处理机房供电的可靠和安全，各种不同电压和频率的信号线缆敷设安全、相互隔离度好、整齐美观，并且方便维护管理。
消防系统设备的动力电缆、控制电缆或电线，按规范要求选用耐火型电缆、电线。其他弱电系统所用电缆、电线均采用阻燃型。在设备选择及线路敷设时，应充分考虑电磁兼容问题。
1.5 负载供电PDU
应预留充足的PDU供电单元，PDU和普通电源插排相比，其优点主要表现在：设计安排更合理、品质和标准更严格、安全无故障工作时间长、各类漏电、过电过载保护更优秀、插拔动作频繁而不易损坏、热温升小、安装更灵活方便，适合对用电要求很严格的行业客户使用。也从根本上杜绝了普通电源插排因接触不良、负荷小而造成的频繁断电、烧毁、火灾等安全隐患。
2 结束语
制定良好的中心机房电力系统规划是做好电力供应的重要一步，在此之前应充分估算中心机房实际电力负载。大多数电力设计工程师常常过分夸大了对电力负荷的要求，但是当电力负荷估算过高时，就可能造成能源和金钱的浪费。
参考文献：
[1]纪建伟，黄丽华等著 《电力系统分析》 北京：中国电力出版社 2012.7