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摘要：航海保障信息化建设背景下，对数据机房供配电提出更高的要求。值得注意的是，从当前数据机房供配电实际情况看，仍面临较多问题，如UPS容量控制等，需行之有效的解决策略。本次研究将对数据机房供配电设备做简单介绍，分析数据机房供配电问题，并提出有效的解决策略。
关键词：数据机房；供配电；UPS容量
前言：
作为航海保障信息化建设的主要组成部分，数据机房的设计是当前建设中需解决的主要问题。虽然建筑智能化设计中涉及数据机房的内容，但需注意目前大多设计活动中，均由强电与弱电分工设计，在机房供配电设计方面易出现问题，如供电参数未能合理选定，致使机房供电需求难以得到保障。因此，本文对航海保障数据机房供配电问题的研究，具有十分重要的意义。
1数据机房供配电设备介绍
关于数据机房设备，包括空调设备、网络设备与其他设备。以其中网络设备为例，要求做到安全供电、可靠供电，一般要求满足最高等级供电要求，如二级负荷、一级负荷等，且需有UPS的配备，旨在是电源保障加强。需注意，若网络机房为汇聚层、接入层，电源保障方面无需考虑UPS。再如空调系统方面，同时需保证最高等级供电，考虑到UPS负载控制问题，无需将UPS接入。此外，在其他供电设备方面，主要以应急照明、机房照明等为主，且包括门禁，其中的供电回路便可作为供电设备[1]。
2数据机房供配电问题分析
2.1 UPS电池容量与荷载计算问题
目前，数据机房供配电系统设计中，常见的问题为设备容量估算，部分研究资料提出，仅需以服务器机柜4kW、网络机柜3kW进行估算便能解决该问题。而除这种问题外，也有其他较多问题，以UPP电池相关计算为例，目前在电池容量计算方面选择15D202图集（UPS与EPS电源装置的设计与安装）作为参照，可获取准确的计算结果，但需注意是困扰大多设计人员的问题表现在UPS电池室面积方面，具体估算中，选15D202图集中的相关参数，如电池架参考尺寸，能够实现电池室占地面积计算目的。另外，取《电子信息系统机房设计规范》（GB50174）为参照，其中强调以16kN/m?为电池室活荷载标准，摆放中采用双列4层形式。但需注意，该标准下设计可能有结构条件制约问题，要求铺开电池架，其目的在于使结构荷载减少。
2.2 UPS容量估算问题
UPS容量设计是否合理直接影响数据机房供配电整体性能，仍选择GB50174中关于UPS容量提出的要求为依据，指出假定UPS系统容量以E描述，设备计算负荷取P描述，有E≥2P。该式中对容量与负荷关系具体界定。但需注意，在UPS容量估算方面，也有其他需考虑的问题，如如何对容量（KV·A）与功率（KW）关系界定，且负荷结果是否等同于设备额定功率。针对这些问题，从I5D202图集中关于UPS容量的分析可发现，UPS电源装置容量确定中需考虑是否与负载总容量要求吻合，其需对功率因数、可靠系数进行判断。假定对所有负荷之和利用P描述，USP容量选择S描述，负载输入功率因数由cosΦ的描述，USP带载率由K描述（K通常取1.2-1.6），有S>K×P/cosΦ。这在一定程度上反映出，相比GB50174中的规定，后者既将功率因数考虑在内，同时也对容量与功率具体区分。然而实际进行数据机房供配电系统涉及中，两种规定中均存在易被设计人员忽略的内容，即计算负荷与全部负荷，此时便引出需要系数Kd。该需要系数中，包含较多同时系数，表现为设备运行中，各设备可能有非满载运行情况，加之供电线路损耗问题，这些便使需要系数Kd形成。因此，现行大多设计人员做UPS容量估算中，多会将需要系数忽略，意味设备实际运行中的系数问题将被忽视，最终出现设备运行中难与额定功率标准吻合。从部分实践研究结果可发现，在输出负载功率方面UPS实际运行只保持在34.2%，说明数据机房供配电设计中存在问题。
2.3 其他问题
除UPS容量估算问题外，目前数据机房供配电设计中面临的问题也表现在断路器的选用方面，如系统运行中出现意外跳闸情况。产生这种情况的原因在于交变与逆变中UPS有谐波产生，受谐波影响，出现零序跳闸问题。为使该问题得到解决，设计中常用的方法表现在谐波保护器的应用方面。同时，为使跳闸情况或其他故障情况被及时发现与处理，要求做ATS开关、UPS旁路设计[2]。
3数据机房供配电问题解决路径
3.1明确需要系数Kd
由数据机房供配电问题分析中可发现，当前问题较为明显的主要体现在UPS容量计算方面，且计算中又有其他如功率因数取值、需要系数取值等问题。以其中需要系数取值问题为例，实际解决中首先应认识到网络设备各部分包括存储设备、主板、内存与CPU等物理特性，如其中CPU运行功率过高情况下，有较大的功耗情况，计算机内存、CPU为主要功耗产生来源，假若CPU运行保持低使用率、空载状态，功耗较小，辅助设备如风险等部件为主要功耗来源。这些可反映出功耗问题的产生很大程度受CPU使用率所影响。有研究数据分析发现，计算机设备运行，其功率为电源铭牌功率35%至65%之间，可以此为依据做需要系数的计算。具体做系数取值中，以0.6为一般取值，如数据机房、金融行业以及IDC运营机房等均以该值作为系数，但若为集群应用系统，主要借助刀片式服务器实现系统功能，在需要系数取值上通常为0.7。
3.2UPS容量计算
对于数据机房供配电设计中存在的UPS容量问题，有研究中指出，若为普通标准机柜，容量计算可选择3KW为标准，而在服务器机柜方面，取4kW容量为标准。具体做容量计算，涉及的内容主要包括：①机房UPS容量，有E≥K×P；②设备所需UPS容量，有P=Pjs/cosΦ；③机房设备容量，有Pjs=Pe×Kd。这些式中，UPS容量取E表示，UPS负荷之和采用Pe表示，亦可叫做额定容量，需要系数为Kd，负载输入功率因数为cosΦ。具体计算中，选择实际案例进行分析，如以4KW作为服务器柜标准，服务器机柜共计40台设置于机房中，负载输入功率因数cosΦ与需要系数Kd分别取0.8、0.6，此时计算，有Pe=4KW×40台，结果为160KW；Pjs=Pe×Kd，计算结果为96KW；P=Pjs/cosΦ，计算结果120KV·A；最后计算E≥1.2P，结果为144KV·A。以该计算結果为依据，UPS选型中，150KV·A可满足需求。
3.3明确功率因数与其他建议
数据机房供配电问题解决中，如何确定功率因数cosΦ也极为重要，如在上述关于UPS容量计算中去，将cosΦ取值为0.8，其原因在于目前大多用户机房设备功率因数均保持为0.8-0.9平均值。加之不同区域在电能质量上有一定差异，所以功率因数取值0.8[3]。
结论：
随着航海保障信息化的发展，数据机房供配电问题是近年来数据机房供配电室设计中需考虑的主要内容。实际设计中，应正确认识航海保障机房中的主要设备情况，分析实际设计中面临的问题，包括UPS电池容量与荷载计算问题、容量估算问题以及其他问题等，行之有效的解决策略，确保需要系数与功率因数明确，使UPS容量的计算更加准确，确保航海保障数据机房供配电系统稳定可靠运行。
参考文献：
[1]任俊达. 数据机房供配电问题的探讨[J]. 智能建筑与智慧城市，2017，（10）：39-41.
[2]陈书超. 某数据中心大型UPS机房项目进度管理研究[D].华南理工大学，2012.
[3]高春荣，胡君，刘建立. 谈数据中心机房配电系统设计及施工[J]. 山西建筑，2012，38（10）：143-144.
关键词：数据机房；供配电；UPS容量
前言：
作为航海保障信息化建设的主要组成部分，数据机房的设计是当前建设中需解决的主要问题。虽然建筑智能化设计中涉及数据机房的内容，但需注意目前大多设计活动中，均由强电与弱电分工设计，在机房供配电设计方面易出现问题，如供电参数未能合理选定，致使机房供电需求难以得到保障。因此，本文对航海保障数据机房供配电问题的研究，具有十分重要的意义。
1数据机房供配电设备介绍
关于数据机房设备，包括空调设备、网络设备与其他设备。以其中网络设备为例，要求做到安全供电、可靠供电，一般要求满足最高等级供电要求，如二级负荷、一级负荷等，且需有UPS的配备，旨在是电源保障加强。需注意，若网络机房为汇聚层、接入层，电源保障方面无需考虑UPS。再如空调系统方面，同时需保证最高等级供电，考虑到UPS负载控制问题，无需将UPS接入。此外，在其他供电设备方面，主要以应急照明、机房照明等为主，且包括门禁，其中的供电回路便可作为供电设备[1]。
2数据机房供配电问题分析
2.1 UPS电池容量与荷载计算问题
目前，数据机房供配电系统设计中，常见的问题为设备容量估算，部分研究资料提出，仅需以服务器机柜4kW、网络机柜3kW进行估算便能解决该问题。而除这种问题外，也有其他较多问题，以UPP电池相关计算为例，目前在电池容量计算方面选择15D202图集（UPS与EPS电源装置的设计与安装）作为参照，可获取准确的计算结果，但需注意是困扰大多设计人员的问题表现在UPS电池室面积方面，具体估算中，选15D202图集中的相关参数，如电池架参考尺寸，能够实现电池室占地面积计算目的。另外，取《电子信息系统机房设计规范》（GB50174）为参照，其中强调以16kN/m?为电池室活荷载标准，摆放中采用双列4层形式。但需注意，该标准下设计可能有结构条件制约问题，要求铺开电池架，其目的在于使结构荷载减少。
2.2 UPS容量估算问题
UPS容量设计是否合理直接影响数据机房供配电整体性能，仍选择GB50174中关于UPS容量提出的要求为依据，指出假定UPS系统容量以E描述，设备计算负荷取P描述，有E≥2P。该式中对容量与负荷关系具体界定。但需注意，在UPS容量估算方面，也有其他需考虑的问题，如如何对容量（KV·A）与功率（KW）关系界定，且负荷结果是否等同于设备额定功率。针对这些问题，从I5D202图集中关于UPS容量的分析可发现，UPS电源装置容量确定中需考虑是否与负载总容量要求吻合，其需对功率因数、可靠系数进行判断。假定对所有负荷之和利用P描述，USP容量选择S描述，负载输入功率因数由cosΦ的描述，USP带载率由K描述（K通常取1.2-1.6），有S>K×P/cosΦ。这在一定程度上反映出，相比GB50174中的规定，后者既将功率因数考虑在内，同时也对容量与功率具体区分。然而实际进行数据机房供配电系统涉及中，两种规定中均存在易被设计人员忽略的内容，即计算负荷与全部负荷，此时便引出需要系数Kd。该需要系数中，包含较多同时系数，表现为设备运行中，各设备可能有非满载运行情况，加之供电线路损耗问题，这些便使需要系数Kd形成。因此，现行大多设计人员做UPS容量估算中，多会将需要系数忽略，意味设备实际运行中的系数问题将被忽视，最终出现设备运行中难与额定功率标准吻合。从部分实践研究结果可发现，在输出负载功率方面UPS实际运行只保持在34.2%，说明数据机房供配电设计中存在问题。
2.3 其他问题
除UPS容量估算问题外，目前数据机房供配电设计中面临的问题也表现在断路器的选用方面，如系统运行中出现意外跳闸情况。产生这种情况的原因在于交变与逆变中UPS有谐波产生，受谐波影响，出现零序跳闸问题。为使该问题得到解决，设计中常用的方法表现在谐波保护器的应用方面。同时，为使跳闸情况或其他故障情况被及时发现与处理，要求做ATS开关、UPS旁路设计[2]。
3数据机房供配电问题解决路径
3.1明确需要系数Kd
由数据机房供配电问题分析中可发现，当前问题较为明显的主要体现在UPS容量计算方面，且计算中又有其他如功率因数取值、需要系数取值等问题。以其中需要系数取值问题为例，实际解决中首先应认识到网络设备各部分包括存储设备、主板、内存与CPU等物理特性，如其中CPU运行功率过高情况下，有较大的功耗情况，计算机内存、CPU为主要功耗产生来源，假若CPU运行保持低使用率、空载状态，功耗较小，辅助设备如风险等部件为主要功耗来源。这些可反映出功耗问题的产生很大程度受CPU使用率所影响。有研究数据分析发现，计算机设备运行，其功率为电源铭牌功率35%至65%之间，可以此为依据做需要系数的计算。具体做系数取值中，以0.6为一般取值，如数据机房、金融行业以及IDC运营机房等均以该值作为系数，但若为集群应用系统，主要借助刀片式服务器实现系统功能，在需要系数取值上通常为0.7。
3.2UPS容量计算
对于数据机房供配电设计中存在的UPS容量问题，有研究中指出，若为普通标准机柜，容量计算可选择3KW为标准，而在服务器机柜方面，取4kW容量为标准。具体做容量计算，涉及的内容主要包括：①机房UPS容量，有E≥K×P；②设备所需UPS容量，有P=Pjs/cosΦ；③机房设备容量，有Pjs=Pe×Kd。这些式中，UPS容量取E表示，UPS负荷之和采用Pe表示，亦可叫做额定容量，需要系数为Kd，负载输入功率因数为cosΦ。具体计算中，选择实际案例进行分析，如以4KW作为服务器柜标准，服务器机柜共计40台设置于机房中，负载输入功率因数cosΦ与需要系数Kd分别取0.8、0.6，此时计算，有Pe=4KW×40台，结果为160KW；Pjs=Pe×Kd，计算结果为96KW；P=Pjs/cosΦ，计算结果120KV·A；最后计算E≥1.2P，结果为144KV·A。以该计算結果为依据，UPS选型中，150KV·A可满足需求。
3.3明确功率因数与其他建议
数据机房供配电问题解决中，如何确定功率因数cosΦ也极为重要，如在上述关于UPS容量计算中去，将cosΦ取值为0.8，其原因在于目前大多用户机房设备功率因数均保持为0.8-0.9平均值。加之不同区域在电能质量上有一定差异，所以功率因数取值0.8[3]。
结论：
随着航海保障信息化的发展，数据机房供配电问题是近年来数据机房供配电室设计中需考虑的主要内容。实际设计中，应正确认识航海保障机房中的主要设备情况，分析实际设计中面临的问题，包括UPS电池容量与荷载计算问题、容量估算问题以及其他问题等，行之有效的解决策略，确保需要系数与功率因数明确，使UPS容量的计算更加准确，确保航海保障数据机房供配电系统稳定可靠运行。
参考文献：
[1]任俊达. 数据机房供配电问题的探讨[J]. 智能建筑与智慧城市，2017，（10）：39-41.
[2]陈书超. 某数据中心大型UPS机房项目进度管理研究[D].华南理工大学，2012.
[3]高春荣，胡君，刘建立. 谈数据中心机房配电系统设计及施工[J]. 山西建筑，2012，38（10）：143-144.