江西省国土资源厅中心机房配电系统改造建设实践

徐世亮 李丽 江西省国土资源厅信息中心 南昌市 330025

江西省国土资源厅中心机房配电系统改造建设实践

徐世亮 李丽 江西省国土资源厅信息中心 南昌市 330025

随着江西省国土资源信息化建设的不断深入，国土资源厅中心机房网络和服务器设备不断增加，再加之2014年江西省国土资源网上交易系统主运行系统迁移至厅中心机房运行，对我厅中心机房的配电系统有了更高的要求，建设一套高安全性、高可靠性、可扩展性的配电系统，则成为了当务之急。有鉴于此，江西省国土资源厅开展了厅中心机房的配电系统改造建设，并进行了系统测试，效果良好。

国土资源 配电系统 中心机房

0 背景

2011年4月，按照我厅统一部署，所有工作人员搬入了江西省地质灾害应急指挥中心大楼办公。在大楼搬迁前，厅信息中心完成了大楼智能化系统、中心机房、网络、视频会议室和地质灾害应急指挥大厅的建设，并实现了办公自动化系统、行政审批系统、全省国土资源系统网站群和各类数据的迁移，在厅中心机房形成了全省国土资源的网络中心和数据中心，保证了全省国土资源行政审批业务和厅办公自动化等各类系统的正常运行。随着我省国土资源信息化的不断推进，经过近几年的建设，我省国土资源信息化建设得到较大发展，网络中心和数据中心的各类设备增长较快。与此同时，江西省国土资源网上交易系统主运行系统从南昌市经济信息中心机房迁移至厅中心机房，并于2014年8月1日正式上线运行，该系统的运行增加了网络设备、PC服务器、IBM小机和安全设备等各类设备60余台。随着省地质环境信息化等重点项目的即将启动，网络和数据中心的安全性和稳定性更加突显。在国土资源网上交易等系统日益发挥重要作用和价值的同时，由于厅中心机房原2台UPS供电能力已达单机满负荷，并且机柜供电未实现双回路，单电源设备未安装负载切换开关等安全隐患，当任何1台UPS设备故障或机柜PDU损坏都会造成系统的不可用性，后果非常严重。

因此，配电系统成为我厅网络和数据中心当前工作的重中之中，迫切需要建设一套高性能、高安全性、高可靠性、可扩展性的UPS系统，并对机柜实现双回路保护。正是基于上述考虑，我厅网络和数据中心进行配电系统改造势在必行。

1 现状分析

1.1 当前现状

江西省国土资源厅中心机房2011年4月正式投入运行。中心机房的市电输入从大楼低压配电房引入两条120平方电缆至机房配电室的250A双电源切换装置（挂墙安装）。双电源输出后进入一台市电输出配电柜，通过市电输出配电柜输出到两台艾默生UPS电源主机、三台精密空调及机房照明等。两台艾默生UPS电源主机输出电源到一台UPS输出配电柜（规格型号：XL-21），机房设备用电及弱电间设备用电均由该台UPS输出配电柜供电。两台艾默生UPS电源组成1+1冗余并机系统，每台UPS主机配置30个（12V100AH广电汤浅NP100-12）*3组共180只蓄电池，安装在大楼负二楼动力房，电池组与UPS主机之间的电池连接采用BVR70平方*2条*2（单程约90米）电缆连接，通过强电桥架引入二楼中心机房配电室的UPS主机。

机房现有供配电设备如下：

表1 江西省厅网络和数据中心现有供配电设备

1.2 存在的问题

随着厅信息化建设的不断深入，厅中心机房安装的设备、部署的软件、存储的数据越来越多，中心机房的强电系统的设计、安装的缺陷和不足也慢慢暴露出来，随时可能会引发电力安全事故。一是UPS电源容量不足。目前机房和弱电间用电功率约为30KW，两台UPS并机负载率约为45%，单机负载率约为90%，如果两台中有一台出现故障，另一台UPS将无法保障厅中心机房用电。二是UPS配电柜输出供电设计不符合机房设计规范。厅中心机房现有20个机柜存放设备，只有少量设备机柜提供了2路供电，大部分设备机柜只有1路供电。三是机房空调供电与UPS输入供电未分开。

2 技术方案

2.1 基本思路

厅中心机房的UPS市电输入与动力设备分离，UPS电源供电系统实现独立的双路供电模式。机柜内所有的网络和服务器设备都能实现双回路供电，如单电源设备则增加STS切换开关，两路UPS供电经过切换后送入单电源负载。充分利用现有的供配电设备，保证当前厅中心机房内的网络和服务器等设备的稳定运行。对存在的问题针对性的整改，改造完成后需充分测试方可正式运行。

2.2 技术方案

按照我厅中心机房配电系统改造建设的基本思路，结合我厅网络和数据中心的运行环境（主机和存储系统）以及配电系统现状的实际情况，提出了我厅中心机房配电系统改造建设的技术方案。方案基于每个设备都能从不同的UPS系统中实现双回路供电的思路，主要包括：增加1路市电输入和新增1台配电柜，新增1套UPS电源系统（含电池组、UPS输出配电），对网络机柜和服务器等设备机柜的配电增加1个回路，实现2个回路供电。

1）机房增加1路市电输入和增加1台市电配电柜，实现了设备供电和空调供电的物理分开。

按照GB50174-2008《电子信息系统机房设计规范》8.1.8条要求，用于电子信息系统机房内的动力设备与电子信息设备的不间断电源系统应由不同的回路配电。因此，从大楼低压配电房新增2根120平方电缆（通过大楼现有的强电桥架和机房原有的强电输入电缆通过同一路径布置）至二楼中心机房配电室新增的配电柜250A双电源输入，作为机房内的新旧UPS的市电输入，而原2根120平方电缆和原1台市电输入配电柜用于三台精密空调的市电输入。通过改造，实现机房内空调设备的用电与UPS设备的用电从低压开关柜、电力线路、配电柜物理分开，保证了随着负载的增加，设备供电和空调供电都有较大的冗余，也避免停电后精密空调启动瞬间电流过大造成机房市电输入经常跳闸的情况，影响整个中心机房的供电。

2）新增1套90KVA的UPS电源系统（含80节电池组、UPS输出配电）。

新增1套模块化的UPS电源，配置3个30KVA的功率模块，总容量为90KVA，今后可以扩容至5个功率模块。为新增的UPS配置2组每组40节120AH免维护铅酸蓄电池，单机满载后备时间约60分钟。UPS主机布置在二楼中心机房配电室，蓄电池组放置在负二楼电池房。电池组与UPS主机之间的连接电缆和原UPS一样通过同一路径敷设至二楼中心机房。在新增的模块化UPS电源中，配置3套标准UPS输出配电模块，共36路32A的输出开关。对原有的厢式电池柜改造成3个电池架，方便了电池的检修和维护，也增加了电池间的空间，为今后扩展电池容量提供了场地。

3）对20个网络机柜和服务器机柜的配电各增加1个回路，实现2个回路供电。

目前机房设备用电及弱电间设备用电均由1套UPS输出供电，每个机柜提供1个回路。因此，从新的UPS输出空气开关各敷设3*4平方线缆到20个机柜（其中有两个EMC原装机柜需要4个回路），对10个网络机柜各增加1台STS双电源切换开关，给单电源设备提供双电源保障，对10个服务器机柜增加机柜PDU，实现原有的线路和新敷设的线路各接入至不同的PDU中，不同的PDU连接不同的服务器的1个电源，并做好标识。改造完成后，每个机柜都能从不同的UPS及UPS输出配电开关中引入线缆至PDU中，并且机柜内设备由不同的PDU提供供电。

2.3 系统测试

为了保证厅中心机房配电系统的可靠性、安全性，我们在系统建设完成后进行了切换测试。测试主要分为三个部分：一是主干线回路受电切换测试，二是机柜设备受电测试，三是新旧UPS输出切换测试。为了做好测试工作，首先进行了测试环境准备，包括环境描述及测试方法；其次，制订测试步骤。因此，在测试前编写了《江西省国土资源厅中心机房配电系统测试方案》。

主干线回路受电切换测试主要包括在负二楼低压配电室将两条主干回路控制开关合闸，查看市电输入柜中的ATS能否主备智能切换。将I回路设置为常用，II回路设置为备用，切换间隔5秒。在负二楼低压配电室将I回路控制开关断开，5秒钟后ATS切换开关自动切换至II回路备用状态；在负二楼低压配电室将I回路控制开关合闸，5秒钟后ATS切换开关自动切换至I回路常用状态。

机柜设备受电测试主要检查机柜内的网络设备和服务器开机受电情况。断开老UPS输出控制开关对应的机柜编号，检查新UPS为相应编号的机柜内的网络设备和服务器供电情况；反之，闭合老UPS对应的机柜编号的输出控制开关，断开新增UPS的机柜编号输出控制开关，检查老UPS为相应编号的机柜内的网络设备和服务器供电情况。

新旧UPS输出切换测试主要断开原UPS输出总开关，并关闭主机，检查新UPS为所有机柜内的网络设备和服务器供电情况；反之，开启老UPS，并闭合输出总开关，关闭新UPS主机，检查老UPS为所有机柜内的网络设备和服务器供电情况。

测试过程严格按照测试方案进行，通过测试结果表明，厅中心机房配电系统可以提供完全独立运行的双回路供电。任何线路、UPS主机、配电柜等某一环节出现故障，都不会影响设备的正常供电。测试结果达到预期效果，并形成了《江西省国土资源厅中心机房配电系统测试总结报告》。

3 结语

本文从技术层面概括了江西省国土资源厅中心机房建设的基本思路和技术方案。总体而言，系统改造建设为我省国土资源网络和数据中心打下一个良好的安全、可靠的电力保障，为下一步江西省市级国土资源部门数据中心配电系统改造建设积累了经验。在系统建设实践过程中，笔者有几点经验体会：一是根据当前电力供应的现状和需求，制订相应的解决方案；二是在系统实施前制订详细的规划和实施方案，比如技术实施方案、安全措施方案、应急预案等；三是在系统实施过程中必须做好记录，比如机柜内电力配线图等；四是在系统实施结束后及时书写文档，形成系统的各类技术文档和总结报告。

[1] 江西省国土资源厅信息中心.江西省国土资源厅中心机房配电系统改造方案[D].江西省国土资源厅信息中心,2014．

[2] 岳翔宇等. 南京电视台播控中心机房供配电系统改造[J].电视技术,2013（22）．

[3] 刘瑄. 中心机房配电系统改造[J].铁道建筑技术. 2011（7）.

[4] 喻潇等.信息机房UPS以及配电系统改造[J].湖北电力,2012（3）

1009-0940(2015)-4-024-03