弱电机房A级、B级、C级三种等级的供电方案

强电保障系统   

随着智能化和全球信息网络化的迅猛发展，对高质量供电系统的要求也不断提高。目前，在计算机网络系统、邮电通信、银行证券、医疗卫生、工业控制、机关企事业单位等行业和领域，智能化系统保障和支撑着相应的专业业务系统，这就要求供电系统在能够提供持续可靠供电的同时，还要在稳压、稳频等方面满足要求，甚至于要求提供波形失真度小的高质量正弦波电源。

         

持续可靠是智能化系统对供电系统的首要要求，几乎所有的弱电系统都靠供电系统提供能源保障。各个智能化系统对供电可靠性以及持续供电能力有着很高要求。本次智能化设计，所有智能化系统供电全部采用UPS集中供电。具体强电保障重点说明如下：

在各个智能化系统中，数据中心作为各智能化系统运行核心保障区，对供电系统的可靠性和指标要求是比较明晰的，现予以代表性说明。《数据中心设计规范》对于机房分級及供电等级划分为A、B. C三级。如下:

(1) A级机房

一级负荷，系统需由两个电源供电，两个电源不应同时受到损坏。机房应设置备用电源，应按一级负荷中特别重要的负荷考虑。

(2) B级机房

一级负荷，系统需由两个电源供电，两个电源不应同时受到损坏。B级机房应按一级负荷考虑。（本次方案采用B级机房建设）

(3) C级机房

二级负荷，两回线路供电。在国际标准TIA 942-2005 《数据中心电信基础设施标准》中，数据中心分为T1~T4四个等级，级别逐渐提高，T1基本对应国标C级机房，T2对应国标B级机房，国标A级机房在T3至T4标准之间。

T3数据中心:全冗余系统允许支撑系统设备任何计划性的动作而不会导致机房设备的任何服务中断。具备在线维护能力。

这要求电气设备需要提供N+1冗余，空调末端双电源供电，电缆和配电柜的維护或单点故障不影响设备运行。变压器N+1或2N冗余，配置柴油发电机系统，市电失电时通过ATS自动将油机系统切换入主系统。

T4数据中心:容错系统(可用级别为999.995%。折算一年可中断26分钟)T4级别的数据中心要求支撑系统有足够的容量和能力规避任何计划性动作导致的重要负荷停机风险。同时容错功能要求支撑系统有能力避免至少一次非计划性故障或者事件导致的重要负荷停机风险，具备客灾能力。

这至少要求两个供电路由，N+N是典型的系统结构。对于电气系统需要2(N+1)以上系统。要求所有的机房设备双路容错供电。机房设备维修通道必须与其他重要设备维修通道隔离，建筑物至少有两路电力或其他动力进线路由互为备用。

电子信息系统机房还可根据各区域重要程度的不同分成不同的等级别。根据相关规范调整相关机房供电系统的要求，但不完全等同于机房定级。应根据机房的性质确定机房的等级和供电系统配置。

供电系统的另一个考核指标是供电的质量,现代信息化系统和智能化系统，不仅要求稳定可靠地供电，对供电品质也有相应的要求，并且现实情况下电磁环境日益复杂，电网污染严重，改善供电质量对智能化系统有着重大的影响。

为了改善供电的质量，要在抗干扰和电磁兼容方面采取适当的措施。我们可以根据干扰的类型与来源采取相应的措施。供电系统中的干扰，包括各种外部和内部的干扰源产生的各种瞬变电信号通过一定的途径传入到系统中，或者内部的互相干扰对系统的正常运行造成一定程度的影响。

最主要的干扰是来自电网的干扰，现代电网中存在大量的谐波源，如各种整流设备、电子电压调整设备、非线性负载及照明负载等；其次是交变磁场的干扰，在大功率变压器及大电流通过的电线的周围都有较强的交变磁场。还有系统中的各点存在电位差造成不等电位产生的干扰以及雷电干扰等自然干扰因素。

为了提高供电系统的抗干扰能力，要从软硬件因素综合考虑:去除或者降低干扰源的干扰能力，同时提高系统本身的抗干扰能力。

为了满足有关的电磁干扰(EM)标准，防止电网的噪声和UPS电源互相污染，干扰系统的正常工作，可以在不同断电源的输入端施加交流进线滤波器。该滤波器能同时抑制共模和差模干扰信号。

启动浪涌电流抑制电路，减少开启电源时产生的浪涌电流。

抑制谐波的传统方法是采用无源校正技术，用于抑制高次谐波，进一步可采用有源功率因数校正技术，在传统的整流电路中加入有源开关，通过控制有源开关的通断来强迫输入电流跟随输入电压的变化，从而获得接近正弦波的输入电流和接近1的功率因数。

采用软开关技术，改变电路结构和控制策略，使开关零电压开通和零电流关断，改善硬开关时开关器件的发热、电磁干扰等问题。

保证正确、良好的接地，选用符合规范要求的电源线及接地线。

应用模块化设计理念，减少各部分之间的相互关联与耦合，避免或减轻彼此间的相互干扰；同时便于故障定位，便于快速修复，提高系统的可靠性。

还需要通过供电系统监测软件等系统实现准确控制，如应用系统上电自诊断，以及运行监控、自调整等方法，提高系统抗干扰能力。

在电磁兼容方面主要考虑以下几个部分:电源的输入、输出传导干扰:电源的辐射干扰等。输入,输出传导干扰的抑制可以从三个方面来考虑:干扰源的消除和降低；传导途径的抑制以及直接干扰抑制等。通过辐射源的强度抑制和辐射途径的处理抑制电源的辐射干扰。对于不间断电源闭环的稳压、同步控制，控制模型的抗干扰性和软件滤波处理方法也应有充分合理的考虑。

在数据中心应用机房环境监控系统实现供电系统的智能化，可以对各种供电系统设备(包括UPS、配电柜、PDU、发电机组等)的运行状态进行监控，包括机柜电流、配电柜的各项参数等情况。

通过整体性的系统优化，供电系统有了强大的抗干扰能力，能够提供符合总体设计、硬件设计、软件设计合理要求的相对“纯净”的供电，保障供电系统连续工作状态，提高供电系统的品质，进而保证智能化系统和应用系统更好地工作。

与数据中心的规范化分级类似的，在智能化系统的诸多系统中，根据重要程度不同，供电中断造成的影响大小不同，对供电的电源质量要求不同等因素，也应该合理地规划各个智能化系统的供电系统配置。灵活地采用现场供电，集中供电，不间断电源，纯净化电源等模式适应不同系统的需求。

根据供电系统的质量对智能化系統的实际影响情况，“最好”的供电系统不是目的，“最合适”的供电系统才是目标。