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不同需求情况下的机房场地环境建设与改造
时间:2010-07-23       分享:

 

 

不同需求情况下的机房场地环境建设与改造

国家气象局信息中心计算机室副主任/陈德全

 

 

 

前言:随着信息技术的飞速发展,高性能计算机及服务器在各行各业得到了广泛的应用,要保证IT设备安全可靠的运行,必须为其建设一个良好的机房环境,配置可靠的场地设备,不仅要满足当前的设备需要,还要考虑一定的余量,以备以后的发展。每一个用户在现有的条件下改造或建设机房时,都希望尽最大的可能满足设备的需求,这就需要把建设标准与可能提供的经费支持、现有的场地条件,利用机房场地环境建设、改造、管理积累的经验,提出一个比较合理的改造或建设方案。笔者从事机房场地环境方面的维护、管理工作30多年,主持、参加过多项国家重点工程项目场地环境系统的建设与改造,和机房建设、改造方面的方案评审、技术咨询,因此,把我对机房场地环境建设、改造的认识与意见提供给大家参考,希望有所帮助。

 

机房场地环境建设

一、机房

1、 机房区域的分隔

一般根据功能分隔为机房区、系统管理人员工作区和值班区,机房区还可以根据业务的不同再分隔为多个区域。

机房装修:根据资金情况选择装修档次。柱面、墙面:一般机房区与系统管理人员工作区和值班区都采用玻璃隔断,机房区的隔断采用防火玻璃。机房区域内的墙面与柱面采用吸音的微孔塑钢板,内附吸音材料。

吊顶:建议采用塑面金属材料,不宜采用石膏板,以减少机房内可能产生的粉尘。地板至吊顶的高度不宜超过2700,太高则增加能耗。


 

地板:防静电地板的品种很多,不同的地板差别在于面层厚度(决定耐磨性)、粘合材料(决定面层与材基之间粘接牢度)、材基的密度与底面金属材料的厚度(决定地板的耐压强度)、地板的公差(决定大面积铺装的平整度)。

地面:地面与地板之间是空调送风的静压箱,风压很大,因此,必须保证地面的洁净度,以免粉尘进入IT设备。

承重: 一般办公室以及写字楼的楼板承重为150-250kg/m2,如果改造为机房,必须进行加固。加固有两种方法,1、把承载机柜的机架的面积加大,把重物的平均荷载减少到150kg/m22、加固楼板,单机柜的重量小于500kg,加固到500kg/m2, 单机柜的重量超过1000kg,建议加固到800kg-1000kg/m2。无论哪一种加固方法,都必须得到结构设计部门的认可。

保温:为了减少能量损失,在机房的顶部和地面都必须采取保温措施。顶部保温的施工相对简单,在地面做保温影响地板下的净空高度和增加作业难度,建议在机房下一层的顶部做保温。

 

二、配电系统

1、 高压配电:

对于一个新建大楼的业务供电系统,必须考虑其区别其它用电的特殊性、重要性。业务用电容量超过500KVA的重要业务单位,应采用外线两路高压进户,业务用电分别采用两路独立的变压器供电,每一路都应该能够承担全部业务负荷,两路高压之间互联,正常情况下,两台变压器分别供电,也可以采用一用一备的形式供电,当有一路外线断电或每年定期检修时不会影响业务。

 

2、低压配电:

低压配电设计方案是解决供电可靠性、稳定性非常重要的环节。由于高压的联络往往采用手动操作,时间较长,约需10分钟左右。因此,要求低压分别从两台变压器输入,两路低压之间增加联络,由于低压之间的联络是自动操作,转换时间约几百毫秒。为了保证一路断电时设备的安全运行,每一路的容量都要满足全部设备的需求。全部设备的实际用电量最大不能超过每一路输入开关容量的80%

为了确保供电的可靠性,还需配置柴油发电机。柴油发电机容量的选配应该是需要确保的供电负荷的125130%。需要确保设备的配电系统应相对独立,以保证柴油机只给需要确保的负荷供电。以上两部分仅作简单扼要的介绍,用户只要提出必要的需求,设计院或一定规模的机房公司都可以完成设计方案。用户需客观的认识业务保障等级和现有的环境条件,否则过于保守的设计必然造成投资增大。

 

三、UPS(不间断电源系统)UPS是配电系统中确保供电可靠性、稳定性的最重要的设备,下面从几个方面分析用户关心的技术特性,帮助用户选型和配置。

1、 技术指标:

输入特性:

输入电压的上限和下限

不同地域的用户要求有所不同,供电条件比较好的大、中型城市,白天的用电量比较大,单相电压220V,三相电压380V,下班以后,用电量骤减,电压可能升至240V(单相)420V(三相)以上,所以希望上限值高一些,能达到+15%。供电条件比较差的地方,由于超负荷用电,电压都比较低,希望下限值低一些,能达到-20%。独立变压器供电,用电量较大而负荷变化不大且供电质量比较好的用户,通过变压器抽头的调节,白天的机房建设N COMPUTER ROOM CONSTRUCTIOUPS输入电压370375V,晚上由于外电网的波动,约在

390V左右,上下限在±10就可以了。

输入功率因数

该项参数决定了供电系统的利用率,标配的UPS输入功率因数0.8,输出功率因数.08,实际有功功率只有0.64。就是说80KW设备,必须提供125KVA的视在功率。

输入谐波THD

该项参数的大小主要表现在对上方变压器的影响,电流谐波过大则会造成变压器损耗加大,变压器发热,带载能力下降。大多数用户的UPS负载率仅为3050%,因此,谐波含量比给出的数据较大。用电设备200KW以上的用户,该项指标应该重点关注。

 

输出特性:

输出电压

三进三出的UPS输出电压为380V,精度为±1%—±2%,当输入电压瞬变或负载100%突变时,电压的瞬间波动为±1%—±3% ,电压瞬时恢复时间1050ms。上述参数都能满足计算机、网络、通信等设备的供电要求。UPS按放位置离用电设备较远的用户选配UPS时,建议选输出电压±5%范围内可以调节的UPS,以保证远端设备输入电压为380V,因为长距离低压送电损耗较大,末端电压会有所降低。

过载能力

逆变器运行过载125%10分钟、150%1分钟、5001000%1周期(容量大小不同)。大部分UPS该项

指标差别不大。

UPS选型:

目前市场上的UPS,无论进口还是国产,逆变器部分基本相同,功率器件都采用IGBT,整流器部分差别比较大,下面简要介绍其不同的结构以及工频机和高频机区别。

六脉冲整流器

功率器件采用可控硅,电路比较简单,成本较低,100KVA以下的UPS基本都采用此结构形式。

十二脉冲整流器

相对于六脉冲整流器而言,增加了一组整流器和一个移相变压器,谐波含量降低了一半,减少了对电网的污染,成本增加了。

RGBT整流器

由于RGBT是高频的功率器件,采用了脉宽调制技术,低次谐波的含量很小,所以输入功率因数接近于1,电流谐波相对于六脉冲和十二脉冲整流器要小得多。

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