【正文】 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 題目 供電系統(tǒng)對數(shù)據(jù)中心的供電可靠性研究 系部 自動化工程系 專業(yè) 電氣自動化 姓名 陳亞飛 學(xué)號 G1240805 指導(dǎo)教師： 張海紅 20xx 年 4 月 30 日 南京機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 2 摘 要 隨著市場經(jīng)濟的不斷發(fā)展，我國科學(xué)技術(shù)也獲得了較大的發(fā)展空間，計算機技術(shù)的發(fā)展在促進社會和經(jīng)濟發(fā)展方面，發(fā)揮了重要的作用，相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，企業(yè)生成的關(guān)鍵數(shù)據(jù)正以 52%的復(fù)合年均增長率不斷攀升，因此企業(yè)數(shù)據(jù)中心的規(guī)模越來越大。而保證數(shù)據(jù)中心的正常運行的核心是供配電系統(tǒng)，供電系統(tǒng)不同于一般建筑的供配電系統(tǒng)，一個完整的配電房供電系統(tǒng)它是由高壓配電系統(tǒng)、變壓器、低壓配電系統(tǒng)、備用機組系統(tǒng)、 UPS 系統(tǒng)、直流系統(tǒng)、后備電池系統(tǒng)、監(jiān)控管理系統(tǒng)等十多個系統(tǒng)，成千上萬的設(shè)備組成。研究表明，一套完整可靠的配電房供電系統(tǒng)必然要滿足以上幾點，才能安全可靠的為數(shù)據(jù)中心供電。如何在云計算時代確保數(shù)據(jù)中心安全、可靠運行，保證技術(shù)經(jīng)濟的合理性，供配電系統(tǒng)的合理設(shè)計與實施是其中一個非常主要的環(huán)節(jié)。各個系統(tǒng)互相交叉，互有影響，這就得讓我們了解供配電系統(tǒng)對數(shù)據(jù)中心供電可靠性是多么的重 要，下面我們就論述下數(shù)據(jù)中心供電系統(tǒng)的可靠性。瞬時電壓浪涌抑制 (TVSS)應(yīng)該被安裝在電力分配系統(tǒng)的每一級上，并且采用適當?shù)囊?guī)格，以便能夠抑制可能發(fā)生的瞬時的能量。同時作為供電系統(tǒng)其可靠性是最重要的特點。 高壓配電柜 高壓配電柜是指用于電力系統(tǒng)發(fā)電、輸電、配電、電能轉(zhuǎn)換和消耗中起通斷、控制或保護等作用。電壓等級在 ~550kV 的電器產(chǎn)品，主要包括高壓斷路器、高壓隔離開關(guān)與接地開關(guān)、高壓負荷開關(guān)、高壓自動重合與分段器，高壓操作機構(gòu)、高壓防爆配電裝置和高壓開關(guān)柜等幾大類。按用途可以分為： 電力變壓器 和特殊變壓器（電爐變、整流變、工頻試驗變壓器、調(diào)壓器、礦用變、音頻變壓器、中頻變壓器、高頻變壓器、沖擊變壓器、儀用變壓器、電子變壓器、電抗器、互感器等）。最簡單的鐵心變壓器由一個軟磁材料做成的鐵心及套在鐵心上的兩個匝數(shù)不等的線圈構(gòu)成，如圖所示。一個線圈接交流電源稱為初級線圈（或原線圈），另一個線圈接用電器稱為次級線圈（或副線圈）。 變壓器是利用 電磁感應(yīng) 原理制成的靜止用電器。式中 N N2 為原、副線圈的匝數(shù)。 進而可得 I1/ I2=N2/N1 理想變壓器原、副線圈的功率相等 P1=P2。 低壓配電成套設(shè)備 低壓成套設(shè)備廣泛地應(yīng)用在發(fā)電廠低壓系統(tǒng)的配電、電氣傳動和 自動控制 設(shè)備中。 供電系統(tǒng)可靠性的主要措施 供電系統(tǒng)的可靠性就是讓電源供電不間斷，一種是從高壓電路進線增加備用電源，也就是雙電源供電；另一種是在低壓樓層配電初增加備用電源設(shè)備，也就是 UPS（不間斷電源）。但是事實上是有一些區(qū)別的。雙電源有一種情況是這樣的：兩路進線接自不同 的區(qū)域變電站；而對應(yīng)，雙回路有一種情況是這樣的：兩路進線接自同一區(qū)域變電站的不同母線。兩回路可能是同一電源也可能是不同電源。當市電輸入正常時，UPS 將市電穩(wěn)壓后供應(yīng)給 負載 使用，此時的 UPS 就是一臺交流市電 穩(wěn)壓器 ，同時它還向機內(nèi)電池充電；當市電中斷（事故停電）時， UPS 立即將電池的直流電能，通過逆變零切換轉(zhuǎn)換的 方法 向負載繼續(xù)供應(yīng) 220V 交流電 ，使負載維持正常工作并保護負載軟、 硬件 不受損壞。凈化功能由儲能電池來完成，由于整流器對瞬 時 脈沖 干擾不能消除，整流后的電壓仍存在干擾脈沖。為方便 UPS 電源系統(tǒng)的日常操作與維護，設(shè)計了系統(tǒng)工作開關(guān)，主機自檢故障后的自動 旁路開關(guān) ，檢修旁路開關(guān)等開關(guān)控制。從電網(wǎng)供電到電池供電沒有切換時間。消除故障后，只要合上開關(guān)，重新開機即開始恢復(fù)工作。所以 UPS 帶感性負載不是什么特點，而是它的本職工作；至于零地電壓對于用電設(shè)備來說根本就不是干擾源，也加不到用電設(shè)備上去，何談干擾 ? 供電系統(tǒng)可靠性的分配 一個供電系統(tǒng)包括好多環(huán)節(jié)：防雷器、電纜、開關(guān)柜、后備發(fā)電機、 UPS、電池組、 PDU、連接器等，每～個環(huán)節(jié)都對應(yīng)著一定的可靠性，而且它們之間的可靠性指標相差很大。具體到一個電子系統(tǒng)中就是各環(huán)節(jié)之間的結(jié)合是否匹配，比如供電系統(tǒng)中各環(huán)節(jié)的連接處是否牢固，是否匹配。因此，它的可靠性指標也應(yīng)考慮在內(nèi)。 b、擔(dān)心單進單出會造成輸入配電的不平衡 南京機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 15 當今三相輸出的 UPS 都具有三相負載 100％不平衡的能力，一般三相負載100％不平衡時，其電壓不平衡度不會超過 2％。結(jié)果沒有達到供電繼續(xù)的目 的，反而造成負載全面斷電。 根據(jù)目前的情況，三進單出結(jié)構(gòu)的 UPS 一般用在 30KVA 以下比較合適。 b、送電時，開關(guān)無法合上。解決方法：此問題大部分是因為接地刀閘未在斷開位置，需要將接地刀閘斷開后才能搖進去；如果不是此原因，那就是手車出現(xiàn)問題。跳閘后開關(guān)柜綠燈（分閘指示燈）閃亮。在高壓柜中瓦斯、溫度保護動作后都有相應(yīng)的信號繼電器掉牌指示。 處理方法：過流繼電器動作使開關(guān)跳閘，是因為線路過負荷。過流和速斷保護動作使開關(guān)跳閘后繼電器可以復(fù)位，利用這一特點可以和溫度、瓦斯保護區(qū)分。溫度保護動作是因為變壓器溫度超過整定值。通過以上幾個方法使溫度接點打開，開關(guān)才能送 電。 —— 若蓄電池工作電壓正常，檢查逆變器驅(qū)動電路工作是否正常，若驅(qū)動電路輸出正常，說明逆變器損壞。 b、故障現(xiàn)象：蓄電池電壓偏低，但是開機充電十多小時，蓄電池電壓仍然上不去。 —— 如果上述不行的話就需要進入設(shè)置，輸入廠家密碼進行“告警復(fù)位”操作，警告會立即消除。這里所說的高效率不僅僅是指電網(wǎng)側(cè)到 IT 設(shè)備的供電路徑高效率，而是一次能源側(cè) 到 CPU 等的整個能源路徑上的高效率和綠色環(huán)保，雖然傳統(tǒng)概念的 PUE 可能升高，但單位總能耗是降低的。進而，供電系統(tǒng)的可靠性應(yīng)還有其它的 措施等待著我們?nèi)グl(fā)掘，去完善。 本畢業(yè)設(shè)計在張海紅老師指導(dǎo)下完成，完成整個論文的過程中，她不僅提供了大量的技術(shù)支持，及時提出論文中存在的問題并給予了耐心的指導(dǎo)，對論文初稿進行了認真細致的審查并 提出了許多寶貴的意見。 南京機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 20 第七章 參考文獻 [1]翁雙安：《供配電系統(tǒng)指導(dǎo)》機械工業(yè)出版社， 20xx； [2] 李英姿：《現(xiàn)代建筑電氣供配電設(shè)計技術(shù)》 中國電力出版社， 20xx； [3]中國機械工業(yè)聯(lián)合會主編 《供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》， 20xx0501； [4]中國建筑科學(xué)研究院《民用建筑設(shè)計規(guī)范》 20xxGBJGJ_T16；