Veri merkezi odasının güç kaynağı gereksinimleri nelerdir? Güç kaynağı ve dağıtım sistemi nasıl düzenlenir?
Önsöz:
Veri merkezi bilgisayar odasının güç kaynağı ve dağıtım sistemi, ana güç kaynağı, yıldırımdan korunma ve topraklama, anti-statik, kesintisiz UPS güç kaynağı, dizel jeneratörleri vb. İçeren çapraz bir sistemdir. Her sistem birbirini keser ve birbirini etkiler, bu da bizi yapar. Yerleşim sırasında birçok faktör göz önünde bulundurulmalıdır. Bilgisayar odasının güç kaynağı ve dağıtım sistemi bu temel projenin kalbi ve aortudur. Güç kaynağı ve dağıtım sisteminin istikrarı, diğer sistemlerin çalışmasını ve ana işin normal çalışmasını sağlayabilir. Bilgisayar odasının güç kaynağı gereksinimlerine bir göz atalım. Ve sistemin düzeni.
(1) Veri merkezi güç talebi:
(1) Modelin genişlemesi ve güç yoğunluğunun artması, toplam güç kaynağı kapasitesinde bir artışa neden olur. Tek kabin yükü: 2kW / birim-3kW / birim-4kW / birim-daha yüksek birim alan başına ortalama yük: 0.5kva / m2-1kva / m2-1.5kva / m2-2kva / m2-daha yüksek;
(2) Güvenilirlik gereksinimleri - güç kaynağı ve dağıtım sisteminin güvenilirlik gereksinimleri buna uygun olarak iyileştirilir. Güç kaynağı ve dağıtım sisteminin güvenilirliği:% 99.00 -% 99.90 -% 99.99 -% 99.999 - daha yüksek;
(2) Veri merkezi bilgisayar odasında güç kaynağı ve dağıtım sisteminin talep analizi
Veri merkezi gereksinimlerinin sürekli iyileştirilmesiyle, bilgi ekipmanının işlevleri gittikçe güçleniyor ve güç yoğunluğu da artıyor. Veri merkezinin ekipman kabinlerinin güç yükü, önceki 2kVA / birimden 3kVA / birim, 4kVA / birim ve hatta üstüne çıkarılmıştır. Bilgisayar odasının birim alanı başına ortalama elektrik yükü de kare başına 1kVA'dan 1.5kVA'ya, kare başına 2kVA'ya veya daha yükseğe çıkmıştır.Veri merkezi elektrik yükü istatistikleri iki seviyeye bölünmelidir, yani: UPS güç kaynağı sistemi yükü ( Çıkış) ve şebeke güç kaynağı sistem yükü.
Şebeke güç kaynağı sisteminin yükünün (çıkışının) istatistikleri temel olarak şunları içerir: UPS güç kaynağı sistemi (giriş), bilgisayar odasındaki hassas klima sistemi, bilgisayar odasındaki aydınlatma ve bina elektrik ekipmanı. UPS güç kaynağı sistemi yükü (giriş) = güç kaynağı yükü + şarj yükü. Bilgisayar odasındaki hassas klima sisteminin yükü = N ana klima ünitesinin nominal yük kapasitesi × yük oranı.
UPS güç kaynağı sistemi yük (çıktı) istatistikleri temel olarak şunları içerir: bilgisayar ekipmanı, sunucular, depolama, ağ ekipmanı, mini bilgisayarlar, vb. Yük ekipmanı temiz olduğunda istatistikler ekipman verilerine dayanır ve belirli yük ekipmanı net olmadığında istatistikler ekipman dolaplarının ortalama yüküne dayanır. . Ekipman dolaplarının sayısı net olmadığında, ekipman odası alanının ortalama yüküne göre tahmin edilebilir.
(3) Veri merkezi bilgisayar odasındaki güç kaynağı ve dağıtım sisteminin yerleşimi
Veri merkezi bilgisayar odasındaki güç kaynağı ve dağıtım sisteminin ana ekipmanı UPS, bataryalar, güç dağıtım kabinleri ve dizel jeneratörleri içerir. Bu ekipman birimleri geniş bir alanı kaplar ve büyük bir ağırlığa sahiptir.Bu ekipmanların yerleştirilmesi için sadece fonksiyonel gereksinimleri değil, aynı zamanda alan ve yük taşıma ihtiyaçlarını ve dış dünyaya verilen zararı da dikkate almak gerekir. Veri merkezi bilgisayar odasının güç kaynağı sistemi, bağımsız güç dağıtım odaları ve alt istasyonlara sahip olmalıdır.UPS güç kaynağı odası, UPS çıkışı ile elektrik ekipmanı arasındaki voltaj düşüşü ve kaybının mümkün olduğunca fazla olmasını sağlamak için ekipman odasına (yük merkezi) yakın düzenlenmelidir. Küçükten.
UPS güç kaynağı ana bilgisayarının, güç dağıtım kabininin ve akü paketinin ayrılması gerekip gerekmediği, veri merkezi seviyesinin gereksinimlerine göre belirlenir.Ayrıca, UPS'in nispeten büyük ağırlık ve yüksek gürültüye sahip büyük ölçekli bir ekipman olduğunu da dikkate almak gerekir.Yük taşıyıcı bir cihaza yerleştirilmesi gerekir. Ofis ve dinlenme ortamını etkileyen yerler. Güç dağıtım kabininin yerinin seçimi esas olarak işlevsel gereksinimleri göz önünde bulundurur Güç dağıtım kabini, işlevsel bölgelemeyi karşılama temelinde güç kaynağı yüküne mümkün olduğunca yakın olmalıdır. Jeneratör odası zemin katta olmalıdır.Jeneratör odası bodrum katında konumlandırıldığında hava giriş ve çıkış kanallarının ihtiyacı karşılayıp karşılamadığına özel dikkat gösterilmeli, jeneratör seti yağ depolama cihazının (günlük yağ tankı, yağ depolama tankı) yangından korunma gereksinimlerine dikkat edilmelidir. . Merkezler, jeneratör odaları ve UPS güç kaynağı odalarının tümü, ekipman odası alanının genişlemesinden veya ekipman odasının güç yoğunluğundaki artışın neden olduğu güç kaynağı talebiyle başa çıkmak için ekipman odasıyla eş zamanlı olarak geliştirilecek yeterli alana sahip olmalıdır. Veri merkezlerinde kullanılmak üzere özel olarak tasarlanmamış binalar için, zemin yükü, net yükseklik, depreme dayanıklılık ve yangına dayanıklılık dahil olmak üzere ekipman kurulumu ve kablolama gereksinimlerini karşılayıp karşılamadığına dikkat edilmelidir.
(4) Şebeke güç dağıtım sisteminin tasarımı
Şebeke güç dağıtımı, ağırlıklı olarak bilgisayar odasındaki hassas iklimlendirme ekipmanı, genel aydınlatma ve egzoz havası, bakım prizleri, genel güç, UPS ekipmanı vb. Şebeke güç dağıtımı, genellikle 50Hz alternatif akım, 380 / 220V üç fazlı beş telli güç kaynağı, TN-S topraklama modu kullanılarak binanın ana güç dağıtım kabininden beslenen güç kaynağı ve dağıtım sistemidir ve nötr hat ve toprak hattı ayrı ayrı ve sıfır olarak ayarlanır. Topraklama kabloları arasındaki voltaj 1V'den az.
Genel güvenilirlik, veri merkezinin iki ana güç kaynağı sunmasını gerektirir ve koşullar kısıtlandığında bir ana güç kaynağı da kullanılabilir. İki ana güç kaynağı tanıtıldığında, bunlar yedekli bir ilişki içinde olmalı veya bir güç kaynağı kapasite genişletme ilişkisi olarak kullanılmalıdır.Her bir ana güç kaynağının güç kaynağı kapasitesi, UPS güç sistemleri ve bilgisayar odasındaki hassas klimalar dahil tüm birincil ve ikincil yüklerin ihtiyaçlarını karşılayabilmelidir. , Bilgisayar odası aydınlatması, akü şarjı ve inşaat ekipmanlarında birincil ve ikincil yükler. İki ana güç kaynağının güç kaynağı kapasitesi tamamen yedekli olmalı ve normal koşullar altında aynı anda çalıştırılmalı ve iki güç kaynağı yük ekipmanının giriş ucunda otomatik olarak değiştirilmelidir.
Şebeke güç dağıtım kabini genellikle radyal güç dağıtımını benimser ve doğrudan çeşitli elektrik ekipmanlarına veya elektrik kutularına dağıtılır.Makine odasındaki tüm güç dağıtım kabloları bir köprü veya çelik boru döşeme ile tasarlanmalıdır.Şebeke güç dağıtım kabini bir yangın alarm bağlantı koruma işlevine sahiptir. Bir yangın alarmı oluştuğunda, gücü zamanında kesmek için yangın söndürme sistemine bağlanabilir.Güç dağıtım kabini ve aydınlatma kutusundaki anahtarlar ve ana bileşenler, etkili yıldırım koruma önlemleri ile donatılmalıdır.
(5) Kendi kendine sağlanan acil durum güç kaynağı sisteminin tasarımı
Veri merkezleri genellikle kendi kendine sağlanan acil durum güç kaynakları olarak dizel jeneratör setlerini kullanır.Büyük ve yüksek seviyeli veri merkezleri için, yüksek güvenilirliğe, iyi çıkış gücü kalitesine, güçlü doğrusal olmayan yük kapasitesine, küçük boyuta ve hafifliğe sahip yüksek güçlü gaz türbini jeneratör setlerini de seçebilirsiniz. . Genel güvenilirlik gereksinimleri olan veri merkezleri, kendi kendine sağlanan bir acil durum güç kaynağı ile donatılmalıdır Güç kaynağı kapasitesi, UPS güç sistemi, bilgisayar odası kliması, bilgisayar odası aydınlatması, akü şarjı ve inşaat ekipmanı dahil olmak üzere tüm birincil ve ikincil yüklerin ihtiyaçlarını karşılayabilmelidir. Sınıf yükü.
Veri merkezinin koşulları kısıtlandığında ve şebeke güç kaynağı yüksek güvenilirliğe sahip olduğunda, mobil jeneratör setlerinin bir kısmı veya tamamı kendi kendine sağlanan acil durum güç kaynakları olarak kullanılabilir. Jeneratör setinin yakıt rezervi, şebeke güç kaynağının güvenilirliği, yakıt beslemesinin güvenilirliği ve yangından korunma gereklilikleri ile birlikte veri merkezi seviyesinin gerekliliklerine göre belirlenmelidir.Genel olarak, 8 saatlik tam yükte çalışma için jeneratör setinin yakıt tüketiminden az olmamalıdır.
(6) UPS güç kaynağı ve dağıtım sistemi tasarımı
UPS güç dağıtımı esas olarak bilgisayar ekipmanı, sunucular, mini bilgisayarlar, depolama, ağ ekipmanı, güvenlik izleme ekipmanı vb. İçin kullanılır. UPS güç sistemi çıkışı genellikle üç seviyeli güç dağıtım modunu benimser: sistem çıkışı güç dağıtım kabini-bilgisayar odası güç dağıtım kabini-kabini güç dağıtım ünitesi. UPS güç sisteminin akü kapasitesini hesaplamanın iki yöntemi vardır:
(1) Yük akımı ile hesaplanır;
(2) Yük gücüne göre hesaplayın;
Yük akımına göre hesaplamanın sonucu, pil takımının toplam kapasitesidir ve ardından tek bir pilin kapasitesini ve grup sayısını seçin. Yük gücüyle hesaplanan sonuç, seçilen kapasite özelliklerine sahip pil takımı sayısıdır. İki hesaplama yönteminin sonuçları karşılıklı olarak doğrulanabilir. Tekli güç girişi ekipmanı için, iki üniteli bir yedekli UPS güç kaynağı sistemi benimsenmiş olsa bile, ünitelerden birine bağlanmalıdır. Çift üniteli yedekli bir UPS güç sistemi için, her bir ünitedeki kapasitenin bir kısmı paralel yedek olarak kabul edilebilir. Çift devreli güç kaynağı gerektiren tek güç girişli ekipman için, girişine bir statik transfer anahtarı STS takılmalıdır. Statik transfer anahtarı STS'nin performansı gereksinimlerini karşılayabilmelidir ve genel transfer süresi 5-10 ms'den azdır. Yük ekipmanının sıfır toprak voltajı için yüksek gereksinimleri olduğunda, bilgisayar odasının güç dağıtım kabinine bir izolasyon transformatörü takılabilir. Bazen, UPS arıza baypasından sonra yüksek kaliteli güç çıkışı sağlamak için, UPS baypas çıkışına genellikle bir izolasyon transformatörü takılır.
Veri merkezinin UPS güç kaynağı ve dağıtım sistemi genellikle yedek güç kaynağını kullanır ve nadiren tek güç kaynağını kullanır. Yedek güç kaynağı, tek bir güç kaynağı ile elde edilemeyen bir UPS cihazı arızalandığında, bilgisayar odasındaki önemli ekipmanın güç talebini yine de karşılayabilir. Yedekli konfigürasyon şemaları açısından, aşağıdaki yöntemler yaygın olarak kullanılmaktadır:
(1), çalışır durumda yedek yedekli UPS güç kaynağı modu
Ana makine yüklüdür, yedek makine boştur veya önemli olmayan yüke sahiptir ve yedek makine ana makinenin BYPASS (baypas) girişine bağlanmıştır. Bu düzenleme daha esnektir, aynı marka iki UPS'ye gerek yoktur, ek yardımcı devreye gerek yoktur ve satın alma maliyetlerinde artış yoktur. UPS ana çerçevesi arızalanırsa, UPS yedekleme makinesi tam yükü üstlenmelidir; bu, UPS ana çerçevesi arızalandığında UPS yedek makinesinin taşıması gereken toplam yükün tasarım sırasında hesaplanması gerektiği anlamına gelir. Bu yöntemin dezavantajı, UPS yedekleme makinesinin kademeli yük taşıma kapasitesine sahip olması ve güç sisteminin genişletilememesidir.Farklı kapasitelerde iki UPS bağlanır ve sadece minimum UPS kapasitesine göre çıkış yapabilir.
(2) Doğrudan paralel yedekli UPS güç kaynağı modu
UPS kontrol teknolojisinin gelişmesiyle birlikte çalışırken yedek yedekli güç kaynağı sisteminin zayıflığının üstesinden gelmek için, aynı nominal çıkış gücüne sahip UPS, yedekli bir güç kaynağı sistemi oluşturmak için doğrudan paralel bağlanabilir.Yüksek kaliteli bir paralel sistem sağlamak için her bir güç kaynağı bağlanmalıdır. Aynı frekansı, aynı fazı koruyun ve tüm makineler günceldir. Bu güç kaynağı yöntemi, güçlü anlık aşırı yük kapasitesine sahiptir, gücü otomatik olarak bölebilir ve sistemler karşılıklı olarak yedeklenir, güç kaynağının güvenilirliğini artırır ve güç sisteminin genişlemesini kolaylaştırır. Bununla birlikte, reaktif güç kaybını artıran ve sistem güvenilirliğini azaltan devridaim akımları vardır.Ek yardımcı devrelerin eklenmesi gerekir, bu da maliyetleri ve arıza noktalarını artırır. Tasarım yapılırken, birbiri için 2 set sağlanmışsa, her biri% 50 yük kapasitesine göre değerlendirilir.Paralel olarak ne kadar çok ana bilgisayar varsa, tek bir ana bilgisayarın yük kapasitesi o kadar düşük olur.
(3) Çift veri yolu yedekli güç kaynağı modu
Çift veriyolu güç kaynağı yöntemi, arka uç ekipmanına güç sağlamak için iki veri yolu kullanır ve her veri yolu, aynı UPS güç kaynağı yöntemlerine sahiptir, böylece UPS çıkış terminali ile son kullanıcı yük terminali arasında meydana gelebilecek "tek noktalı darboğaz" arızasını ortadan kaldırır Çıkış güç kaynağı sisteminin "hata toleransı" işlevini iyileştirmeye yönelik gizli tehlikeler. Bu güç kaynağı yöntemi çevrimiçi olarak korunabilir, çevrimiçi olarak genişletilebilir ve çevrimiçi olarak yükseltilebilir, önemli otobüslerin kullanılabilirliğini geliştirebilir, çift güç kaynağı ekipmanının ihtiyaçlarını karşılayabilir ve 7 × 24 × 365 çalışma hedefine gerçekten ulaşabilir. Bununla birlikte, çift veriyolu yedekli güç kaynağı modu, maliyetin 2 katından fazlasını gerektiren yukarıda bahsedilen güç kaynağı modunun iki set döngüsü oluşturmaya eşdeğerdir. Aynı zamanda, tek güç kaynağı ekipmanının güç kaynağı gereksinimlerini karşılamak için, güç kaynağı çıkışının güvenilirliğini sağlamak için çıkış ucuna STS takılabilir.
(7) Güç kaynağı ve dağıtım ekipmanının kurulumu ve hat döşenmesi
UPS girişi ve bilgisayar odasındaki hassas klima güç sistemi için özel bir giriş güç dağıtım kabini kurulmalıdır. Güç sisteminin giriş gücü dağıtım kabini iki güç kaynağına bağlanmalı ve otomatik olarak anahtarlanmalıdır. UPS güç kaynağı ana bilgisayarının ana gücü ve baypas gücü ayrı ayrı tanıtılmalı ve farklı giriş güç dağıtım kabinlerine bağlanmalıdır. UPS güç sisteminin çıkışı, radyal, çift devreli güç dağıtımını kullanacaktır. UPS güç kaynağı sisteminin çıkışı, üç fazlı güç dağıtımını benimsemelidir ve uçlar, üç fazlı dengeyi kolaylaştırmak için ayrılmalıdır. Bilgisayar odasındaki güç dağıtım kabinleri ve UPS güç kabinleri zemine monte edilir ve güç dağıtım kutuları ve aydınlatma dağıtım kutuları alttan 1,4 m mesafede duvara gizlenir.Güç dağıtım dolapları ve diğer elektrikli cihazların tabanları bina katına sağlam bir şekilde sabitlenmeli ve topraklanmalıdır. Bakım ve test için soketler, bilgisayar odasında, belirgin ayırt edici işaretlerle ayrı olarak kurulmalıdır Test için güç prizi UPS ile çalıştırılmalı ve bakım prizi de elektrik şebekesinden beslenmelidir. Tüm hatların döşenmesi ekipman yerleşimi ve tasarım çizimlerine göre yapılmalı ve güç kaynağı mesafesi tasarım sırasında olabildiğince kısa düşünülmelidir.Bilgisayar odasındaki güç hatları, sinyal hatları ve iletişim hatları ayrı ayrı döşenmeli ve aynı kanal kullanılamaz. UPS güç dağıtımı Kutudan (kabin) galvanizli çelik borulardan geçen güç dağıtım hatları, her bir ağ sırasına veya sunucu kabinlerine makine dairesinin yükseltilmiş döşemesinin altına döşenir ve panolara güç sağlamak için prizler veya endüstriyel konektörler kullanılır.
(8) PDU'nun sonu
Güç dağıtım birimi (PDU), adından da anlaşılacağı gibi, PDU güç dağıtımı veya ek yönetim işlevine sahip olmalıdır. Güç dağıtımı, akım ve gerilim ve arayüzlerin dağıtımını ifade eder.Güç yönetimi, anahtar kontrolü (uzaktan kumanda dahil), devredeki çeşitli parametrelerin izlenmesi, hat anahtarlama, yük sınırlama, güç soketlerinin eşleşen kurulumu, kablo düzenlemesi, Alan yönetimi ve aşırı gerilim koruma ve polarite algılama. Veri merkezindeki neredeyse tüm BT ekipmanı standart bir kabine yerleştirildiği veya yerleştirileceği için, kabinin temel bir aksesuarı olan PDU, ilgili taraflardan da giderek daha fazla ilgi gördü.
Sıradan güç şeritleri ile karşılaştırıldığında, PDU güç dağıtıcılarının avantajları esas olarak daha makul tasarım düzenlemelerinde, daha sıkı kalite ve standartlarda, güvenli ve sorunsuz çalışma saatlerinde, çeşitli sızıntı türlerinin daha iyi korunmasında, aşırı akım ve aşırı yükte ve sık takılan eylemlerde kendini gösterir. Hasar görmesi kolay değildir, ısınma küçüktür ve kurulum daha esnek ve rahattır Elektrik konusunda sıkı gereksinimleri olan endüstri müşterileri için uygundur. Aynı zamanda, normal güç şeritlerinin zayıf teması ve küçük yükünün neden olduğu sık elektrik kesintileri, yanıklar ve yangınlar gibi potansiyel güvenlik tehlikelerini temelden ortadan kaldırır.
sonuç olarak:
Veri merkezi güç kaynağı ve dağıtım sistemi, veri merkezinin en önemli altyapısıdır.Veri merkezi inşaatının ilk aşamasında dikkate alınmalı ve kapsamlı bir şekilde planlanmalıdır.Veri merkezinin güç kaynağı güvenilirliği, güç kaynağı seçimi, güç kaynağı ve dağıtım sistemi düzenine yönelik gereksinimlerine göre, Güç kaynağı ve dağıtım sisteminin yapısı ve şekli için ilgili teknik önlemler alınacaktır. Aynı zamanda, güç kaynağı ve dağıtım sistemindeki kayıpları azaltmak için olgun ve etkili enerji tasarrufu önlemlerinden tam olarak yararlanılmalıdır. Veri merkezinde farklı seviyelerde işlevsel alanlar varsa, gereksiz inşaat yatırımı ve işletme maliyetlerini azaltmak için bunlar güç kaynağı ve dağıtım sistemi tasarımında da farklı şekilde ele alınmalıdır.
