數據中心機房電源故障處理流程及措施

根據對某數據中心機房配電室3臺模塊化不間斷電源UPS采購及改造需求了解，以及我們對中心機房供配電系統現場詳細的勘查，特為貴方規劃中心機房供配電系統中的核心設備—“不間斷電源UPS”的更換割接解決方案。

我們對您目標的理解：1.充分進行安全評估，電源割接應將對中心機房運營影響控制在最低2.完善的割接管理制度，做到有條不紊、安全實施3.縝密的準備工作和詳盡割接操作方案，符合安全、方便實施原則4.健全有效的應急預案，割接操作時間要短，將影響控制在最小范圍5.確保人身安全、文明施工6.合理布局、保持機房的整潔性

一、現場勘查匯總

1.1 現場勘查情況

中心機房現有3臺先控CMS-200模塊化UPS于2009年投入使用，已到達報廢年限需更換，經過現場詳細勘查，我方已清晰了解中心機房供配電系統框架、供電方案、配電室在網運行設備的布局、環境狀況。設備平面布局：

注：配電室門框尺寸W1350*H1800mm，配電室凈高為2500mm。

從平面布局可以看出：由于房間空間有限，設備安裝通道布局不符合GB/T50174-2008要求，特別是左、右兩臺UPS與空調和配電柜空間狹窄，影響設備制冷散熱和維護檢修。

UPS供配電系統框架圖：

本次更換設備為模塊化UPS主機(蓄電池2014年更新，不在本次范圍內)，蓄電池組、電池開關箱安裝于地下2樓，每臺主機共128節NPP品牌NP12-120AH蓄電池(2組并聯)，電池開關為人民電器GM400M-3300R直流開關；機房內采用雙總線方式供電。

配電柜一次系統圖：

1)、D1（UPS輸入配電柜）系統圖

2)、D2（UPS輸出配電柜）系統圖

從上面D1、D2動力配電柜可以清晰看出：模塊化UPS主機輸入、輸出開關均為1個，無備用開關或外置維修開關，無法實現UPS不停電進行割接。

配電室環境：

1)、房間制冷方式：采用風帽上送風前回風，亦被稱為彌散（漫）式送風方式，兩臺佳力圖12.1KW單冷空調。

2)、配電室環境溫度、濕度：環境溫度--22℃、環境濕度--49%（數據來源于安裝于吊頂下的溫濕度偵測器）。

3)、凈潔度：配電間內、靜電地板下 凈潔度均佳。

4)、設備散熱溫度：UPS背部熱源集中（45℃，局部熱點），由于設備擺放位置（精密空調回風風道欠佳）及送風方式因素，不能有效快速帶走熱量達到冷卻目的，導致溫度場不均勻。

1.2 現場隱患分析及建議

二、割接方案擬定及建議

2.1整體思想

1)、設備布局優化

本次電源更換、割接方案不僅是更換原UPS設備，還需結合現場空間，充分考慮設備布局，對布局進行優化規劃設計，需符合GB/T 50174-2008《電子信息系統機房規范》設備布局要求。

2)、電力電纜布線連接優化

電力電纜敷設符合GB 50217-2007《電力工程電纜設計規范》要求，遠離熱源、方便檢修、橫平豎直；線纜連接使用的壓接型銅接線端子及工藝，必須符合GB/T14315-2008《電力電纜導體用壓接型銅、鋁接線端子和連接管》國家標準要求，確保連接可靠、安全間距。

3)、制冷散熱優化

重新規劃布局后，確保制冷空氣氣流循環通道通暢，盡量避免熱量集中產生局部熱點問題。

4)、割接時間優化

割接方案綜合考慮割接安全與割接時間的兼容性，即要確保割接安全（負載的安全、人身的安全）、又需保障在最短的時間實施割接系統操作。

5)、負載安全保障

對中心機房內負載的統計，檢查并確保雙電源IT設備負載的兩個電源適配器均處于正常狀態，當中斷任一路電源供應，雙電源負載仍能正常。對于單電源負載，必須先正常關斷負載后才可進行電源割接。

2.2 更換割接方案一（分散式割接方案）

更換UPS主機同時，為解決制冷散熱問題，對精密空調擺放進行調整，采用對角擺放的合理方案。在更換UPS及割接之前，首先將精密空調AC2關機并折除，配電室內保留精密空調AC 1制冷工作，UPS電源從UPS3→UPS2→UPS1逐一進行更換割接，割接之前確保雙電源負載的兩個電源均正常工作、單電源負載須先關斷后接至另一路UPS電源供應及正常啟動；新安裝UPS電源擺放位置重新調整，設備距墻、設備與設備之間的距離≥800mm；新增加一臺上進線柜，無須對原電纜過短現場采用銅管連接，上進線柜至各UPS連接線纜，提前預先定制。UPS更換割接工作完成后，重新將精密空調AC2安裝于配電室右上角位置，并開機至制冷工作狀態。更換割接工作全部完成后，設備布局圖如下：

優點：布局合理；徹底解決制冷散熱問題；電源整體美觀；預工程化縮短割接時間；逐一割接對機房運營影響降低到最低，可分階段實施割接。

2.3 更換割接方案二（分散式割接方案）

在原UPS安裝的位置上更換安裝新UPS，UPS電源從UPS1→UPS2→UPS3逐一進行更換割接，割接之前確保雙電源負載的兩個電源均正常工作，單電源負載須先關斷后接至另一路UPS電源供應及正常啟動；新安裝UPS電源擺放位置直接并排安裝，設備與墻、設備與設備之間距離較緊湊；新增加一臺上進線柜，無須對原電纜過短現場采用銅管連接，上進線柜至各UPS連接線纜，提前預先定制。更換割接工作全部完成后，設備布局圖如下：

優點：有限解決制冷散熱問題；電源整體美觀；預工程化縮短割接時間；逐一割接對機房運營影響降低到最低，可分階段實施割接。

缺點：布局緊湊，更換后UPS系統總寬度2100mm，與配電柜D1的距離為700mm，影響D1前門的正常開啟（開啟角度為65°）;UPS散熱問題未從根本解決。通信電源人，編輯整理

2.4 更換割接方案三（集中式割接方案）

中心機房所有負載全部關斷，將原UPS1、2、3全部關斷，備用三根電纜用于直接從市電引入UPS輸出配電柜，對機房進行臨時市電供應，此時應確保市電無異常、發電機組備份進行供電保障；臨時供電接線完畢后拆除原UPS電源、拆除精密空調AC2安裝新UPS電源、安裝精密空調2，UPS電源及空調安裝完畢并開機調試正常；確保UPS主機的輸出開關置于OFF狀態，中心機房負載全部關斷，將臨時供電電纜拆除，每臺UPS輸出電纜接到D2配電柜對應的斷路器上，確保連接OK后閉合UPS輸出電纜向中心機房UPS供電，最后啟動機房內所有負載。更換割接工作全部完成后，設備布局圖如下：

優點：布局合理；電源整體美觀。

缺點：集中電源割接，時間長；機房臨時供電，保障性差、風險大；對整個機房運營影響最大。

2.5 方案比較分析及建議

2.6 割接后設備示意圖

設備并排安裝示意圖：

線纜下走線、設備上接線，UPS系統線纜敷設示意圖：

三、割接準備及措施

3.1 人員組織

本項目我公司成立割接方案項目管理及工作小組，委派有豐富實際管理經驗人員作為項目負責、實施及服務于本項目。割接方案實施項目組的組織結構為：項目負責人/項目經理(1名)、解決方案應用工程師(1名)、總指揮服務工程師(1名)、UPS系統割接實施服務工程師(5名)，項目組織機構共8人服務于本項目。項目組各人員職責如下表所示。

3.2 施工工具

3.3 設備及材料

設備準備：

材料準備：

3.4 機房設備統計管理

將機房每個列頭柜視為一個區域，對每個區域內服務器機柜中設備按下表格式匯總，并檢查每個設備的電源工作狀態，便于掌握斷電管理單電源設備。

3.5 施工管理措施

保證工程施工的質量，就是要按照設計要求，選擇合符技術要求的合格產品，經過優化的工序或工作，按照一定的投資額（人員的投資、輔材的投資等），在預定的工期內，完成UPS電源更換割接工程建設。

工程質量必須全方位為保證，而全方位保證取決于設計、設備、安裝、安全等多個環節，工程質量的全方位保證必須從以下幾個方面嚴格的管理和控制：

?加強進場設備的檢查驗證工作；

?加強技術方案和施工工藝的交底工作；

?建立質量控制，設備的檢查和驗收工作；

?加強安裝設備的保護措施及工作；

?加強隱蔽工程的規范性工作及線材的保護工作。

四、割接方案實施

4.1 割接進度安排及申請

我公司將書面提交割接進度安排及申請，需得到業主申批后方能進入割接施工前期準備，割接實施前業主需在內部管理網上進行UPS電源更換割接公示，割接時段安排至業務低峰時段進行。割接進度安排及申請如下表格：

4.2 割接施工前期準備

1)、確保所有設備、材料、施工工具、項目人員準備到位，檢查是否有遺漏，且設備到貨通過驗收。通信電源人，編輯整理

2)、割接實行以下避讓：

業務高峰時段（重大割接安排至晚上00:00以后）

重大保障期間

其它專業安排重大技術措施（如網優、升級等）

惡劣天氣狀況下

3)、設備、材料搬運至機房外放置，必須符合安全、方便實施的原則。

4)、割接所涉及到的負載設備技術狀況須良好。

5)、嚴格按書面割接申請時間段內安排實施。

4.3 UPS3及AC2割接施工

割接要點：

1)、必須注意安全，包括人身和設備的安全，做好防護，杜絕短路和漏電現象。

2)、割接時間選在凌晨零點開始進行，割接前半小時做好相應的數據備份工作。

3)、禁止合閘的開關必須放置“禁止合閘”的警示牌。

AC2/UPS3割接步驟：

4.4 UPS2割接施工

割接要點：

1)、必須注意安全，包括人身和設備的安全，做好防護，杜絕短路和漏電現象。

2)、割接時間選在凌晨零點開始進行，割接前半小時做好相應的數據備份工作。

3)、禁止合閘的開關必須放置“禁止合閘”的警示牌。

割接步驟：

4.5 UPS1割接施工

割接要點：

1)、必須注意安全，包括人身和設備的安全，做好防護，杜絕短路和漏電現象。

2)、割接時間選在凌晨零點開始進行，割接前半小時做好相應的數據備份工作。

3)、禁止合閘的開關必須放置“禁止合閘”的警示牌。

割接步驟：

4.6 動環監控連接

經現場勘查原UPS系統集中監控采用RS485接口采集實現遠程UPS電源集中監控，新UPS內置MODBUS卡，三張卡可以串聯后一個采集接口輸出，實現集中監控，連接方式如下：

通信電源人，編輯整理

五、系統割接總結及驗收

5.1 總結

割接工作小組需要有一個總體指揮，所謂人多嘴雜，指揮者必須事先熟悉整個方案，對整個割接工作有明確的思路和周密的考慮，方能有條不紊地指揮整個工作，割接施工才能更加順利、圓滿完成。

5.2 方案呈現

5.3 工程驗收

在設備分步割接調試測試、調試、開機、帶載割接，監控系統聯調后，將開始試運行。驗收分為兩步：設備材料到貨初步驗收、割接竣工驗收，將按業主的要求進行。

UPS使用壽命到期或者因為擴容所需，需更換、升級UPS又是一件極為困難的事，即要確保受電設備的安全運行，又要確保人身的安全。而博思達在擁有多位經驗豐富的服務工程師，每年都會有眾多的電源割接實施操作，擁有豐富電源割接實施經驗。我們將根據貴單位的實際情況，進行充分的可行性研究，將UPS電源更換割接方案歸納為五個階段：勘查、方案階段、準備階段、實施階段、總結驗收階段，提供完善的整體解決方案，確保安全、可行。