五月色图片 赵康：数据中心电气瞎想关联问题探析

发布日期：2025-04-12 06:07    点击次数：142

数据中心常见程序对比五月色图片

除GB 50174 - 2017《数据中心瞎想表率》国标外，在数据中心行业中最常见的程序是ANSI / TIA - 942 - B - 2017《Telecommunications Infrastructure Standard for Data Centers》和Uptime程序。常见程序对比见表1，其中Tier品级折柳被东说念主们所熟知，关于Colo（Colocation）主机托管数据中心或者获得Uptime品级认证具有买卖价值。

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 固有可用性Ai和开动可用性Ao

可用性是数据中心系统瞎想的中枢要求之一，可用性的诡计包括不雅测法、理会法（方框图法RBD、空间法）、蒙特卡洛分析法等，复杂的数据中心通过RBD无法诡计出可用性，需汲取关联软件分析诡计。

把柄IEEE Std 3006.7 - 2013《  IEEE Recommended Practice for Determining the Reliability of 7 × 24 Continuous Power Systems in Industrial and Commercial Facilities》（《工业和买卖要领中7 × 24流通电力系统可靠性测定的保举规程》），可用性是指：① （一般）在其可靠性、可珍贵性和珍贵撑握的综合方面，阵势在轨则的时刻或时间段内实施其所需功能的智力。② （算作单个组件或系统的性能筹办）组件或系统开动并令东说念主舒心地实施其预期功能的长久平均时间值。③ （算作将来权衡）组件或系统在时间t开动的瞬时概率。

从程序的描写详尽可用性：在某个考察时间，系统或者平时开动的概率或时间占有率欲望值。

固有可用性（Ai）是指：部件或系统开动并舒心地实施其预期功能的长久平均时间值。Ai只辩论故障开发的停机时间，不包括物流时间、驻扎性珍贵等。

Ai = MTBF/(MTBF+MTTR)    （1）

式中：MTBF —— 平均故障终止时间；

  MTTR —— 平均故障维修时间。

开发使用时间景色如图1所示，MTTR和MDT最大区别是MTTR不包括零件采购、东说念主员动员、物流时间以及驻扎性珍贵时间等；MTTF用于一次性开发的更换，如灯具、熔断器等不能开发项。

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固有可用性Ai和开动可用性Ao不同，Ai为不雅察到的最大可用性，不包括物流和东说念主为驻扎的时间，是假定技艺东说念主员在开发出现故障时不错立即进行操作，但在践诺运维环境中，开动可用性Ao才能真正反应践诺操作情况。

Ao =MTBM/(MTBM+MDT)   （2）

Ao< Ai，如Ai可用性为5个9，意味着停机时间为5.25 min / 年，践诺中首要停电、停机开发时间重大于5 min，并且无法评估交流中断总时间下屡次中断和1次中断的各别性，故年停机时间汲取Ao评估更允洽阵势的践诺情况。

供配电架构

数据中心常用供配电架构包括了2N + 1、2N、N + 1、DR、RR等，笔者勾搭IEEE Std 3006.7 - 2013程序提供的BR（Block Redundant）和DR（Distributed Redundant）架构，针对其附近和变化进行分析。

 >>>>  N + 1架构

2N供电架构逻辑简明独处，但投资和运营资本大，全体50 % 电源成立处于空载景色，除金融、银行企业等汲取此架构外，互联网公司汲取的并未几。奈何附近N + 1架构是数据中心配电的趋势和价值，N + 1架构的中枢如图2 ~ 图4所示。BR和RR（Reserve Redundancy）架构内容上不异，RR架构强调后备冗余性，可由高下压柴油发电机和市电变压器组合；BR架构强调治体单位颗粒度块冗余，多由1台低压柴油发电机和1台变压器算作1个单位。BR架构或称catcher bus system，国际互联网公司附近较多，最大优点是或者握续模块化扩容，而Colo数据中心DR配电架构较多，因为招标或客户在签署SLA（Service - Level Agreement，作事品级契约）契约时可能要求租借区域内两路电源皆来自UPS，而DR架构正好在供电单位内能悠闲此要求。

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 >>>>  颗粒度折柳及BDR架构

国表里关于市政电源的招供度不同：国内以为电网可靠，而国际因基础要领建设早，极度运营、结互助运模式的影响，招供发电机比电网更可靠，故基于两者的领路不同和程序的各别，折柳的供电系统架构和颗粒度不同。同期国际数据中心较少汲取中压柴油发电机，中压柴油发电机 + 围聚冷冻站基本上属于一次干预，中压柴油发电机在分期建设情况下不利于对通盘系统作念围聚测试，汲取低压柴油发电机和变压器组合更利于进行分期模块化分割。

图5、图6分别为典型的BR架构、DR架构，汲取低压柴油发电机均可悠闲国标A级数据中心供电要求。BR架构最大的颓势是汲取了多数STS运维过程复杂；而DR架构最大的颓势是当1组UPS单位故障退出时，Racks负载在线成了单个UPS单位供电，故有部分架构在DR的基础上成立STS，但可加多的可用性并未几：把柄IEEE Std 3006.7 - 2013程序数据，交流成立下DR架构的固有可用性为0.999 995 6（未成立STS）和0.999 996 9（成立STS）。

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BR + DR架构上风勾搭变成BDR架构，这么系统既具有BR架构的膨大性，又具有DR架构结尾负载同期皆在两路UPS组上的上风。诚然DR架构不错在1个供电单位颗粒内分母线段完成，也不错在多个单位间交叉完成。由于物理分割较难，笔者建议在1个供电单位（发电机 + 变压器）分母线段完成，如图7所示。

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 >>>>  母线逼迫架构

 >>  N + 1 UPS母线逼迫

N + 1常指UPS成立，如图8、图9电源汲取常见N + 1成立，UPS汲取并机神色，UPS进线来自同1段母线（假双路），或来自不同的2段母线（进线母线逼迫）。

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 >>  多母线分段逼迫架构

 >  多母线分段逼迫BDR架构

某阵势架构母线决策如图10所示（不同于常见的N + 1神色，即1台发电机和1台变压器构成1个供电单位），在国内阵势中附近未几。原因是基于Uptime认证的条款下，要求容错、冗余、在线珍贵要求不同，母线的故障逼迫在国内IDC瞎想中未得到疼爱。

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该架构母线主要特色：① 主母线两段母线冗余，树立母联逼迫，逼迫母线故障，同期或者对母线在1个供电单位内进行在线珍贵；② UPS静态旁路和主回路分别位于不同母线段，逼迫母线故障，保证冗余；③ UPS输出汲取母线分段逼迫方式，逼迫母线故障，多母线可并排开动；④ DR架构分拨母线树立旁路，用于考研珍贵；⑤ PDU配电单位汲取4母线DR架构方式，结尾机柜均为两路UPS电源，电源使用率75 %。

笔者在此架构基础上加多ATSR（ATS Redundant）大母线catcher bus，汲取冗余BR供电单位，全体外网暗示如图11所示，则该系统在供电单位内变成DR分拨，全体架构为BDR，ATSR单位可位于II段低压母线或I段低压母线。

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基本开动情况：① Q1、Q2、Q4三选一闭合，Q3平时处于闭合景色，考研主母线时可断开Q3；② Q5 ~ Q8平时断开景色，也可并机开动，当负载允许时，可关闭单个UPS，考研母线；③ A ~ E母线段树立分拨母线考研旁路。

 >  单位系统容量

笔者建议，1个供电单位可按单台变压器2 000 kVA辩论为6 + 1模块BR分拨，如图11所示。我国多个地区10 kV供电容量为12 000 kVA，供电部门辩论电网和环网调治，时常要求用户10 kV总容量为12 000 kVA（常见阵势2路进线），实则单路10 kV的供电容量基本上限为12 000 kVA。

 >  DR架构的分拨使用率

DR架构以3段母线或3组UPS组交叉为例，电源使用率λ = 2/3。践诺工程中汲取4段或6段母线；当母线段或UPS组为n段时，负载最多平均散播交叉组数目为

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，全体使用率λ = (n-1)/n（n ≥ 3）。如图12（a）为4段母线分段最大组合神色，λ = 3/4（n = 4）；4段母线也不错构成如图12（b）所示手拉手环形组合神色，电源使用率λ = 2/3。汲取母线段的馈线数m（单个母线段的馈线数）可更为直不雅地反应系统对等分拨情况，此时电源使用率λ = m/(m+1)，跟着母线段分组的加多电源使用率加多，但系统之间分交叉更为复杂，不利于珍贵和考研。

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数据中心模块化、预制化

 >>>>  模块化布局

模块化数据中心（MDC）是为了质问数据中心的建设资本和运营资本，或者快速部署、分期干预，模块化意味着不错把柄客户的需求定制空间，同期具备快速可复制性，每个独处的POD（Point of delivery）皆有独处的电源和冷却系统，具备独处运营性和出租性。模块化包括开发模块化、布局模块化、功能模块化、录用模块化。

图13为模块化数据中心布局，同期供冷单位和电力（发电机、供电模块）基础要领位于建筑物外，在隔离作事器机架的处所进行珍贵和维修，最大截止地减少东说念主工烦嚣对可靠性的影响，常见于国际数据中心，作事基础要领位于室外广场，同期对场合安全提倡要求。

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 >>>> 仓储式数据中心

国标数据中心不错是民用建筑或工业建筑，仓储式模块化数据中心是模块化的表示神色之一，以钢结构大平层单层工业建筑为主，包括旧厂房修订和新建。新式仓储式数据中心具备土建模块化、系统预制化、部署集群化、录用一体化特色，多用于地盘、当然冷却、电力等资源丰富，诡计容积率要求低的工业园区。功能区程序化，开发汲取方仓预制化，机柜区汲取微模块叮属，不错镌汰部署周期、质问资本。如图14所示是某仓储式数据中心平面布局暗示，汲取了预制化电力模块、预制化柴油发电机等。

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快速叮属室外预制化集装箱式发电机，不错有用遮掩建筑空间占用、送排风、输油、开发装配及二次更换等多种问题。除辩论风向和散热、杂音成分外，国际数据中心集装箱式发电机出于环保要求烟囱时常高位排放，但国内在此方面要求不高。

 >>>>  智能电力模块预制

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本文有删减，全文载于《建筑电气》2023年第10期，详文请见杂志。版权归《建筑电气》悉数。作家：赵 康，男，上海璞佳建筑瞎想有限公司，工程师，主任工程师。 本站仅提供存储作事，悉数内容均由用户发布，如发现存害或侵权内容，请点击举报。