唐雪陽

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定  201801

1.某數據中心終端斷電事故分析

某數據中心為兩家銀行提供業(yè)務服務，事發(fā)時數據中心兩路外市電電壓同時驟降近50%，持續(xù)數秒，導致數據中心32臺10/0.4kV變壓器10kV側開關柜綜合保護因投入的欠壓保護動作跳閘。由于柴油發(fā)電機組并在10kV母線，外電擾動時間過短沒有啟動，也無法直接給0.4kV母線供電。事故發(fā)生后，運維工程師因故障排查、穿戴防護裝具、開關柜位置分散等原因，合閘操作處置不及時，部分機柜在UPS蓄電池電量耗盡時仍未完成合閘供電而導致斷電，給兩家銀行業(yè)務帶來嚴重影響，該數據中心的電氣接線及故障示意圖見圖1。

圖1 某數據中心供電系統(tǒng)示意圖

2.事故主要原因

①　綜保定值設置錯誤。10/0.4kV變壓器綜保裝置一般不投入欠壓保護或者投入但僅動作于告警，而本項目錯誤的投入欠壓保護動作于跳閘，造成市電電壓暫降時32臺斷路器同時跳閘是造成這次事故的主要原因。

②　系統(tǒng)容錯性低。數據中心一般會在10kV母聯(lián)設置母聯(lián)/進線備自投裝置，并且支持自投自復，提高系統(tǒng)容錯率，但是0.4kV側設置備自投裝置的卻比較少。本項目如果在0.4kV側設置電源備自投裝置也可以避免因為電壓驟降導致的跳閘失電事故。

③　缺乏專業(yè)工具和訓練。由于缺乏專業(yè)訓練或者專業(yè)工具的支持，運維人員因故障排查、穿戴防護裝具、開關柜位置分散，無法遠程操作耗時過長，導致UPS電池耗盡，錯失故障恢復黃金時間。

3.解決方案

安科瑞可以為數據中心提供從中壓進線至末端配電的一站式解決方案，提供110kV、10kV、0.4kV的綜合保護、測控裝置以及各電壓等級電源備自投裝置，并具備豐富的實際應用經驗，為數據中心提高供電保障提供解決方案。。

3.1. 數據中心的主要保護配置

為了提高數據中心供電可靠性，減少電網故障的干擾，大型數據中心一般采用110kV甚至更高電壓等級市電電源，根據當地供電條件確定。一般至少要求數據中心引入兩路市電電源，宜為冗余關系。每一路市電電源的供電容量應能滿足全部一、二級負荷的需求，包括UPS電源系統(tǒng)、機房精密空調、機房照明、蓄電池充電及建筑設備中的一、二級負荷。兩路市電電源的供電容量應為全冗余，正常時應同時供電運行，兩路電源在負荷設備輸入端自動切換。

3.2.0.4kV備自投設置

0.4kV側備自投裝置設計可以為數據中心提供更多的容錯性。在0.4kV部分配置低壓備自投裝置實現(xiàn)主電源故障時切換至備用電源以保證電力供應的連續(xù)性。下圖為某數據中心的低壓備自投案例，該項目的0.4kV供電系統(tǒng)主要由三路10/0.4kV變壓器進線、兩路母聯(lián)及兩路柴發(fā)進線組成，如圖所示。

三臺變壓器均為10/0.4kV，且來源于同一10kV母線。其中進線1、進線2為主用進線，進線3作為兩路進線其中之一的熱備用（當兩路主用進線均失電時，只給I段母線供電），III段母線不帶負載；兩路柴發(fā)進線作為進線的備用。本項目采用兩臺低壓備自投裝置AM5-DB采集三路站用變進線電壓電流、兩路柴發(fā)電壓及各斷路器位置狀態(tài)，并集成了7個斷路器的分合閘控制信號及兩個柴油發(fā)電機的啟動信號實現(xiàn)對該低壓系統(tǒng)的備自投投切的控制，大大提高了供電系統(tǒng)的容錯性，當然，備自投也可以控制變壓器高壓側斷路器實現(xiàn)更復雜的控制，比如上述數據中心的失電情況。

3.3.數據中心動環(huán)管理系統(tǒng)

AcrelEMS-IDC數據中心能效管理系統(tǒng)搭建基于高、中、低壓配電系統(tǒng)、柴油發(fā)電機、UPS的實時監(jiān)控和末端機柜配電系統(tǒng)數據采集的電力監(jiān)控、PUE分析以及動環(huán)監(jiān)測，幫助數據中心管理者全面了解數據中心能源運行情況，及時預警異常情況，定位故障原因，保障數據中心穩(wěn)定可靠運行。除了變電站、柴油發(fā)電機和UPS運行監(jiān)控以外，還可以為運維人員提供故障告警定位、遠程分合閘操作等，縮短故障時間。

圖2 數據中心能效管理示意圖

監(jiān)控110kV變電站、10kV開閉所、10/0.4kV低壓變配電室配電系統(tǒng)運行情況，實現(xiàn)遙測、遙信、越限報警、故障分析、電能質量分析、運行報表等功能。

監(jiān)測柴油發(fā)電機、變壓器、UPS、蓄電池組、精密配電柜、精密空調的狀態(tài)以及運行參數，并提供異常預警、運行報表等功能。

系統(tǒng)對數據中心的故障類型進行分級分類處理，可以通過語音、文字彈窗、短信等方式提供故障預警信號，并對故障進行分類展示。

4.結語

數據中心供電系統(tǒng)的可靠性直接決定業(yè)務運行與信息交互的連續(xù)穩(wěn)定，是數字基礎設施安全運行的核心保障。在高算力、高密度負載需求下，系統(tǒng)在應對電網擾動、故障快速定位切換與智能監(jiān)測系統(tǒng)至關重要。唯有通過科學的供電架構和保護設計、完善的運維保障體系與智能化管理系統(tǒng)支撐，才能有效抵御斷電、設備故障等風險，實現(xiàn)零非計劃停機。