如何維護數(shù)據(jù)中心電力系統(tǒng)

電力可靠性是數(shù)據(jù)中心基礎設施最關鍵的要素。為了確保電氣和機械部件的可靠性，管理員需要進行維護。但正確的電力維護包括哪些內(nèi)容？

數(shù)據(jù)中心電源系統(tǒng)由四個部分組成：

傳入服務：從主交換機到數(shù)據(jù)中心交換機的實用程序

不間斷電源：UPS輸入至UPS輸出，包括旁路

配電：UPS輸出至IT設備電源插頭

應急系統(tǒng)：通常是配有自動轉換開關的發(fā)電廠

每個部分的維護都有相同點和不同點。但是，除非系統(tǒng)設計中包含維護計劃，否則可能很難保證系統(tǒng)得到妥善維護。

常見的維護做法

下列做法適用于兩個或多個電源段。

紅外掃描

紅外掃描需要使用一種特殊的攝像頭來聚焦每根電線和母線。溫度異常表明連接松動。過熱會增加電阻，從而降低輸出電壓和傳輸效率。接線片應符合工廠規(guī)格，以免發(fā)生連接故障。需要關閉所有設備以安全地擰緊連接。備用公用電源或應急發(fā)電機必須為數(shù)據(jù)中心供電，直到連接擰緊。

負載測試

定期讓備用設備處于滿負荷狀態(tài)以測試其運行情況。任何系統(tǒng)的最有效測試都是模擬電源故障。這可確保UPS正常運行、發(fā)電機啟動以及自動轉換開關將電源切換至發(fā)電機。

負載組就像一個大電阻。在電源故障測試中，負載以不同的方式施加。測試中最關鍵的部分是階躍函數(shù)，其中全負載突然開啟。如果一個組件要發(fā)生故障，它很可能在這種壓力下發(fā)生故障。

相位平衡

大容量電力系統(tǒng)是三相的；當每相電流相同時，可提供最大功率。使用歐洲240伏系統(tǒng)很容易實現(xiàn)這一點。然而，使用美國120/208伏標準可能會很棘手。將電源線從一個插座移到另一個插座會改變一個相的負載，但另一個相的負載保持不變。

入站服務段

設施部門應維護接入服務段。維護需要對從公用事業(yè)到饋線和變壓器的所有主要連接進行紅外掃描，這些連接為數(shù)據(jù)中心供電。但是，如果未認識到剩余下游連接的重要性，它通常會在主配電板上停止。

UPS部門

每個UPS都包含維護或靜態(tài)旁路。管理員可以手動啟動UPS系統(tǒng)，但其主要目的是在內(nèi)部組件發(fā)生故障時自動采取行動。這可確保輸入電源在輸入和輸出之間快速連接。但靜態(tài)旁路并不涵蓋UPS連接的每個部分。要做到面面俱到，需要完整的環(huán)繞式旁路。如果輸入和輸出電壓不同，這一點尤其重要，因為需要有一個處于旁路模式的外部變壓器。

具有三個同時顯示（每個相一個）的設備比需要通過按鈕在各個相之間切換的設備更易于使用。

大多數(shù)優(yōu)質UPS系統(tǒng)都提供全環(huán)繞旁路選項。如果沒有，仍可使用現(xiàn)有電氣元件構建。UPS維護應包括對每個連接進行紅外掃描。

電池維護

如果電池出現(xiàn)故障，UPS就毫無用處。電池單元串聯(lián)連接，因此監(jiān)視器可以在電池出現(xiàn)故障并中斷備用電源之前識別出電量不足的電池單元。UPS設計應至少使用兩個電池串，這樣系統(tǒng)就不會依賴于單個電池單元。

負載測試

負載組測試需要暫時斷開UPS以將其連接到負載組。這在具有雙UPS系統(tǒng)的設施中更容易完成。這實際上與一個UPS發(fā)生故障時另一個UPS必須承擔全部負載的情況相同。

負載測試持續(xù)進行，直到電池電量耗盡到預定水平，然后再充電。不要完全耗盡電池電量，因為這會縮短電池壽命。最好使用電池制造商的建議，并根據(jù)提供的放電曲線繪制實際放電情況，以確定備用電池持續(xù)時間是否仍然存在。

分銷部門

配電部分將UPS輸出端的電力輸送到所有信息技術設備所連接的配電盤。單個UPS輸出端可以連接到信息技術設備所需的數(shù)千個插座。這意味著許多連接以及斷路器和變壓器都可能出現(xiàn)故障。

由于許多連接位于外殼內(nèi)部，難以接近，因此無法進行紅外掃描。僅檢查主要連接點。

地板下或架空分支電路

地板下和架空分支電路通過傳統(tǒng)斷路器面板單獨接線，這些面板要么安裝在墻上，要么安裝在機柜中。大型機柜內(nèi)裝有多個斷路器面板和傳統(tǒng)配電單元(PDU)中的隔離變壓器，這些機柜與空調(diào)一起放置在房間周圍。

技術人員應使用高品質的工業(yè)螺栓式斷路器，而不是家用電線中常見的夾式斷路器。合格的電工應每年打開一次斷路器面板，并應檢查和重新擰緊連接（如有必要）。

架空電力母線槽

架空電力母線槽與輕軌系統(tǒng)類似。它們通常是大多數(shù)現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心的首選方法。

連接器的三相容量為60至600安培，是夾在或用螺栓固定在母線槽中的簡單分接頭。它們幾乎提供所有電路配置，包括分支斷路器和機柜配電板連接的插座。

除了靈活性之外，連接數(shù)量也減少了。如果進線口配備紅外掃描窗口，紅外掃描母線槽會更容易，這是設計師必須指定的。可能會在母線槽段連接處提供粘貼式溫度傳感器，但這些傳感器只能測量外殼溫度，因為連接處連接不良會輻射。連接故障很少見。

機架和機柜電源板

機架和機柜配電盤是電路分配的終端。智能PDU(iPDU)有數(shù)百種插座配置、電壓和額定功率，幾乎可以提供任何機柜內(nèi)電路。它們還包括溫度和濕度探頭連接選項、單個插座的遠程開關，以及相位平衡所需的最重要的每相甚至每插座計量。

幾乎所有iPDU都提供每相負載的可視讀數(shù)。這樣可以更輕松地查看機柜內(nèi)各相的平衡情況。具有三個同時顯示（每相一個）的裝置比需要按鈕在各相之間切換的裝置更易于使用。大多數(shù)iPDU可以聯(lián)網(wǎng)進行遠程讀取。遠程訪問網(wǎng)絡應經(jīng)過驗證，以確保其安全。

相位平衡后，主要的維護要求是確保信息技術設備連接器牢固地固定在插座中?？梢灾付ㄦi定iPDU插座，或者使用夾子來固定連接器。

應急發(fā)電機

應急發(fā)電機需要每月測試一次，除非行業(yè)法規(guī)要求更頻繁地測試。自動轉換開關應包括旁路，以便它們可以獨立運行以確保正常運行。

發(fā)電機應簽訂維護合同，其中包括每年檢查一次。經(jīng)常被忽視的項目包括實驗室測試油以尋找金屬沉積物和燃料測試以確保其沒有變質。此外，還要確保燃油量保持在可操作水平。

電池及電線維護

啟動電池應有兩組，并像UPS中的電池一樣進行監(jiān)控。應檢查皮帶的磨損情況，并驗證所有調(diào)整。超過15年的發(fā)電機應進行耐壓測試，以確定發(fā)電機接線是否已開始老化。

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