一、引言
　　
　　在当今数字化飞速发展的时代,云数据技术应用已然成为推动社会进步和经济发展的关键力量。云数据系统的稳定运行对于信息的高效传输、交换和处理起着至关重要的作用,而云数据电源、制冷系统则是保障系统稳定运行的基石。随着云数据业务的日益多样化和复杂化,云数据电源系统的规模不断扩大,其可靠性和稳定性面临着前所未有的挑战。为了满足现代云数据设备对供电质量和稳定性的严格要求,深入研究云数据供电系统的交直流设备、接地系统施工以及电源设备调测具有极其重要的现实意义。
　　
　　二、交流配电系统
　　
　　1.云数据机房重要负荷及供电要求
　　
　　云数据机房的用电负荷极为广泛,涵盖了通信设备、消防设备、建筑照明以及集中空调等多个领域。其中,主要用电负荷大多属于一级和特别重要负荷,且容量较大。为了确保云数据设备的正常运行,必须配备两路交流高压电源作为正常供电电源。当其中一路电源出现故障时,另一路电源应不受影响,能够独立满足全部用电负荷的需求。同时,为了应对突发情况,还需配备快速自启动的柴油发电机组作为后备应急电源,以保障全部特别重要负荷的用电需求。在引入两路高压电源时,应尽量从城市电网中两个独立变电站专线引入。
　　
　　2.高压配电系统
　　
　　云数据机房的高压配电系统一般采用10kV电压等级，两路10kV电源宜采用单母线运行方式，并配备高压进线柜、计量柜、PT(避雷器)柜、开关出线柜等装置。这些装置相互配合，能够实现对高压电源的有效控制和保护，确保高压配电系统的安全稳定运行。如图1所示就是两路高压交流配电系统。
　　
　　3.变压器的选择
　　
　　为了保证供电可靠性,云数据机房从高压10kV引入开始,分别设置两台变压器。一台主用，一台为热备状态,当任一台变压器断电时,热备用变压器的容量应能够满足全部重要及一般负荷的用电需求。通常选用自动温度控制风冷、环氧树脂浇注或绕包式干式电力绝缘变压器,绕组接线方式采用yn11连接,这种连接方式能够充分利用变压器容量并抑制高次谐波电流。建筑设备用电负荷相对稳定,变压器容量可按远期负荷设计。在变压器安装后专业测试人员测试各项指标正常后,在使用2500V兆欧表进行测试,各项绝缘电阻需符合相应标准。测试完成后,按要求调整调压分接连接片,确保变压器的正常运行。如图2所示就是干式变压器。
　　
　　4.固定发电机组的选择
　　
　　在不停电供电系统中,市电中断时,直流设备依靠蓄电池组供电,UPS设备依靠自身电池组供电,但蓄电池组的容量有限。为了确保市电时间停电后通信设备仍能正常运行,云数据机房交流供电系统必须配置备用柴油发电机组。应选择水冷式、无刷励磁、电启动的高速柴油发电机组,其容量要能够保证全部重要负荷正常工作,同时需考虑与大型UPS设备容量的匹配性。为了减少柴油发电机组运行时产生的噪音对周围环境的影响,油机房宜进行降噪处理。
　　
　　5.低压配电系统
　　
　　云数据机房楼的通信设备与其他设备宜分别设置低压配电系统,各系统主电源进线按变压器组构成,变压器低压侧采用母线排连接。低压配电由低压互控柜、ATS、电容补偿柜、低压配电柜等组成。在安装完成后,绝缘电阻大于2兆欧姆方可投入运行。备用发电机组接入低压配电系统时,要设置电气和机械联锁设备ATS,ATS与市电切换采用相角侦测切换,严禁并网运行。通信设备等特别重要负荷宜采用双电源、双总线、放射式配电方式,建筑设备、消防系统等特别重要负荷的配电自成体系,同样采用双电源、双总线配电,重要及大容量设备采用放射式配电,机房保证照明可采用放射式或树干式配电,其他重要及次要负荷设备也采用放射式或树干式配电。如图3所示就是低压配电主控柜、ATS和馈电柜供电系统。
　　
　　6.无功补偿
　　
　　云数据机房交流供配电系统的无功功率补偿采用低压侧集中补偿方式,宜使用低压自动投入补偿装置。当用电设备中有大容量、负荷平稳且经常使用的设备时,高压侧功率因数应大于0.9。通过合理的无功补偿,可以提高交流供配电系统的效率和稳定性,降低线路损耗。
　　
　　三、后备柴油发电机组
　　
　　1.消防安全
　　
　　云数据机房楼的变配电设备宜设置在首层或单独设置,这样便于线路敷设和设备运输,有利于提高供电质量。柴油发电机组需配备消防设施,在一类防火建筑的建筑中,若柴油发电机机房属于二类防火建筑,应设置火灾自动报警装置及手提式或移动灭火装置。这些消防设施的配备能够有效预防和控制火灾事故的发生,保障柴油发电机组的安全运行。
　　
　　2.机房设计
　　
　　柴油发电机组机房宜靠近变配电设置,以便与低压配电系统进行联结。机房设计要充分考虑降噪、减震问题,防止对周围环境产生影响。新风进口要大于排风出口1.5倍以上,并做好减震降噪处理。合理的机房设计能够提高柴油发电机组的运行效率,减少对周围环境的干扰。
　　
　　3.检测
　　
　　柴油发电机组宜按远期负荷考虑,应选择进口原装设备,且具备相关证书和报告。采用电启动方式,具有多种自动调节和保护装置。组装后要进行绝缘测试,测试正常后加注防冻液、机油和燃油,燃油静止24小时以上后进行空载试机和带假负载试验,经过三个月试运行后可进行终验。严格的检测流程能够确保柴油发电机组的质量和性能,为通信云数据机房的供电提供可靠保障。图4示出了低压交流柴油发电机组供电系统。
　　
　　四、低压配电线路的保护、导线选择及敷设
　　
　　1.低压配电线路
　　
　　低压配电线路需设置短路、过负载和接地故障保护，以防止事故的发生。特别重要负荷的过负载保护应作用于信号告警，而非切断电源，建筑应进行总均压等电位联结。接地故障保护电器的选择与接地型式有关，低压配电系统通常采用TN-S接地型式，可利用过电流保护电器兼作接地故障保护，必要时采用零序电流或漏电电流动作保护。低压电源线布放完成后，绝缘电阻必须大于2兆欧姆。
　　
　　2.导线选择及敷设
　　
　　低压配电线路必须采用阻燃电缆,云数据机房设备及重要消防设备的配电线路采用阻燃电力电缆,线径根据用电设备最大电流和环境温度进行选择,大型UPS交流输入零线线径宜大于相线线径1.5倍。阻燃电力铠缆在两端必须可靠接地。线路水平部分宜采用电缆在桥架内敷设,垂直部分宜采用母线槽及电缆在竖井中敷设,母线槽及电缆桥架必须可靠接地。双回路电源线路不宜敷设在同一线路通道内,若无法分开,则应分别敷设在通道两侧。合理的导线选择和敷设方式能够提高低压配电线路的安全性和可靠性。
　　
　　五、交直流供配电系统的监控
　　
　　交流供配电系统应设计监控系统,通过各类传感器对供配电系统的电压、电流、功率等参数进行测量、显示和监控,以此提高系统可靠性和维护管理水平。监控系统能够实时监测供配电系统的运行状态,及时发现故障,确保正常供电。
　　
　　六、不间断电源（UPS）供电系统
　　
　　1.供电方式
　　
　　UPS输出供电方式包括N+1并联冗余、双总线等,需根据负荷重要程度来确定。楼宇监视设备采用N+1并联冗余方式,云数据机房设备采用双总线供电,并根据服务器类型选择单、双电源供电服务区,在单电源服务区电源列柜中安装STS设备,以保障供电安全和节约成本。
　　
　　2.系统组成
　　
　　UPS供配电系统包括交流输入配电、输入滤波、UPS设备、并机柜或同步控制箱、密封阀控电池组、电池组开关屏、UPS输出屏、监控系统及空调设备等。这些组成部分相互配合,共同实现UPS供电系统的功能。
　　
　　3.技术要求
　　
　　对UPS的技术指标有不同要求,交流输入范围、频率范围等需根据实际情况设定。大型UPS输入功率因数、电压、电流谐波等性能指标需满足特定要求,部分检测需到厂家进行厂验。严格的技术要求能够确保UPS供电系统的质量和性能。
　　
　　4.具备功能
　　
　　UPS应具备电池组充电、抗电磁干扰、短路保护、过载保护等多种功能,还应具有电池组管理、抗雷击浪涌能力及智能通信接口。这些功能能够提高UPS供电系统的可靠性和稳定性。
　　
　　5.安装前、后的检查
　　
　　安装前、后要对UPS的外观工艺、结构工艺、机架组装、标牌标记、技术文件、外壳防护、绝缘电阻、绝缘强度、对地漏电流、零地电压等方面进行检查,系统应具备三遥性能,设备应能智能判断参数设置。严格的检查流程能够确保UPS设备的安装质量和运行性能。
　　
　　6.UPS安装后的加电测试
　　
　　加电前检查系统连接和设备情况,加电后进行动态测试,包括空载开机、电池组容量实验、加载测试等,测试各项性能指标,通过测试后进行电池组带假载放电能力测试和并机测试。通过加电测试,能够全面检测大型UPS的性能和可靠性。
　　
　　七、直流供电系统
　　
　　云数据机房直流供电系统宜采用分系统供电和上进上出线方式，交流和直流线、监控线分开布放。
　　
　　1.系统组成
　　
　　由交流配电屏、开关电源架、整流模块、监控模块、直流配电屏、密封阀控电池组、空调、火灾自动报警灭火装置和电源监控系统等组成。这些组成部分共同构成直流供电系统的完整体系。
　　
　　2.系统配置
　　
　　根据电网供电类型、状态、UPS负荷、直流负载大小及机房值守情况等合理配置电源系统容量。交流配电屏、直流配电屏按远期负荷配置,密封阀控电池组按中期负载并乘以安全系数配置,开关电源模块按近期负荷N+1配置更为可靠。合理的系统配置能够提高供电系统的效率和可靠性。
　　
　　3.直流设备技术要求
　　
　　直流供电系统的交流配电屏采用TN-S放射式配电,具备自动或手动转换、连锁、保护及告警功能。直流配电屏按远期负荷考虑,具备多种保护和管理功能,与开关电源监控模块配合工作。通信用高频开关电源模块具有多种性能指标和保护功能,模块参数需满足特定要求。严格的设备技术要求能够确保直流供电系统的设备质量和性能。
　　
　　4.开关电源监控模块的性能
　　
　　监控模块具有宽电压工作范围,能监控多个开关电源整流模块,具备良好的电池管理功能和多种通信方式,有故障回叫、参数设置密码保护等功能。这些性能能够提高开关电源监控模块的监控能力和管理水平。
　　
　　5.开关电源安装检查和加电测试
　　
　　安装和加电测试前检查系统连接和设备情况,检查无误后接通交流电源，进行监控模块工作参数设置，然后进行整个开关电源直流供电系统测试，最后进行各种告警测试，实现电源设备监控三遥功能。通过严格的安装检查和加电测试，能够确保开关电源的正常运行和监控功能的实现，详见图5所示。
　　
　　八、云数据机房的联合接地系统
　　
　　为了保障通信设备可靠安全工作,需设置接地系统。
　　
　　1.接地设计原理
　　
　　采用联合接地方式,将各类通信设备的工作接地、保护接地等共同组成一组接地体。联合接地系统由接地体、接地引入线、接地汇集线和接地线组成,接地汇集线和接地线逐层辐射连接。接地体利用建筑基础钢筋和环形接地电极,接地引入线采用热镀锌扁钢并做好防护处理,接地汇集线分为垂直接地总汇集线和水平接地分汇集线,接地线根据设备负载电流确定截面积。合理的接地设计能够提高通信设备的安全性和稳定性。
　　
　　2.均压等电位联合接地系统
　　
　　通过可靠电气连接使导体间电位差趋于零。接地电阻不满足要求时可作外延接地网,各部分接地设施按要求连接,形成完整的法拉第笼式结构屏蔽接地系统。均压等电位联合接地系统能够有效降低接地电阻,提高通信设备的抗干扰能力。
　　
　　3.通信电源设备的接地方法
　　
　　通信电源按性质和工作方式有不同接地类型。专用变压器接地网与枢纽楼接地网连接,低压交流配电屏中线汇集排与机架绝缘,交流电力线金属保护层两端可靠接地,直流接地采用正极接地,通过分汇集排以辐射式引入。其他设备的不带电机壳、机架和走线架从各层接地分汇集排辐射引入。正确的接地方法能够确保通信电源设备的安全运行。
　　
　　九、结论
　　
　　云数据机房楼的交直流设备、接地系统施工以及电源设备调测是保障通信系统稳定运行的关键环节。通过对交流配电系统、后备柴油发电机组、低压配电线路的保护、导线选择及敷设、交流供配电系统的监控、不间断电源(UPS)供电系统、直流供电系统以及云数据机房的联合接地系统等方面的深入研究和探讨,我们可以得出一系列科学合理的设计、施工和调试方法,从而提高通信电源供电系统的可靠性和稳定性,为通信系统的正常运行提供有力保障。在未来的发展中,随着通信技术的不断进步和通信业务的不断拓展,我们还需要不断地对通信电源系统进行优化和改进,以适应新时代的发展需求。
　　
　　编辑：Harris