关于计算机房工程电气设计的探讨

关于计算机房工程电气设计的探讨 赵　瑛 华北石油勘察设计研究院 　　1.1　保证计算机系统运行的可靠性 　　计算机系统是由许多复杂的高密度组装的电子器件组成的中央处理机（CPU）以及高精密的外部设备组成的。由于其系统的复杂性决定了计算机系统的某一环节很难避免发生故障。因此计算机系统的可靠性问题成为影响计算机发展与应用的核心问题。而计算机房工程的可靠性与机房环境、供配电、接地等因素是密不可分的，对供配电系统和接地系统而言，如果处理不得当，诸如电网过渡引发直流电源振荡将会使计算机在运行过程中，该为“0”的变成“1”，使软件出现“奇偶位错误”，影响计算机系统的可靠运行，象这样的例子不胜枚举。 　　1.2　保证计算机系统的设计寿命 　　对计算机房内静电的影响而言，静电可以通过人体、导体触及计算机可导电外壳时，有可能击穿其电子器件而使计算机出现偶然性故障及器件损坏。 　　1.3　保证信息安全的要求 　　据有关资料介绍，大部分计算机运行时频率介于0.16MHz～400MHz之间，辐射强度大致为40dbθV。如果供电电源质量没有保证，供电频率超出计算机要求的稳态频率偏移范围，将降低计算机抗干扰能力，辐射到空间的信息将面临有可能被干扰，被篡改，甚至被窃取的危险。 　　1.4　保证计算机操作人员的工作环境 　　例如：计算机房照明，如果处理得当，将会大大提高操作人员的工作效率，减缓操作人员的视疲劳程度，减少操作上的误动作。 　　以上是从计算机系统正常运行为出发点对计算机机房工程电气部分提出的基本要求，做为电气设计人员，应该满足这些基本的要求。在做计算机机房电气设计的同时，应该严格执行国家的有关规范和标准，如《电子计算机房设计规范》GB50174－93等。下面将从供配电系统、接地系统、防静电几个方面对计算机房工程电气设计做进一步探讨。 2 供配电系统 　　2．1 系统方案 　　电子计算机房的用电负荷等级和供电要求应满足《供配电系统设计规范》GB50052－95，其供配电系统应采用电压等级220V/380V，频率工频50HZ或中频400HZ～1000HZ的TN－S或TN－C－S系统，电子计算机的主机电源系统按设备的要求确定。电子计算机房供配电系统应考虑系统扩展、升级的可能，并应预留备用容量。 为提高计算机设备的供配电系统可靠性，最理想的技术措施是在配电设备前端增加交流不间断电源系统UPS(10～15Min)，在下列各种情况中，该措施应是必不可少的。图2－1为设置UPS的供电系统图。 　　（1） 对供电可靠性要求较高，采用备用电源自动投入方式或柴油发电机组应急自启动方式仍不能满足要求时。 　　（2） 一般稳压、稳频设备不能满足要求时。 　　（3） 需要保证顺序断电安全停机时。 　　（4） 电子计算机系统实时控制时。 　　（5） 电子计算机系统联网运行时。 　　2．2 供电质量 　　通过前言，我们已经知道电网质量对计算机的正常运行具有十分重要的意义，而供电质量主要包括以下几个方面的要素，这些要素根据电子计算机的性能、用途和运行方式（是否联网）等情况可以划分为A、B、C三级，如下表1所示： 　　　　　　　　　　　　　　　表1 项目等级 A B C 稳态电压偏移范围（%） ±2 ±5 +7 -13 稳态频率偏移范围（Hz） ±0.2 ±0.5 ±1 电压波形畸变率（%） 3～5 5～8 8～10 允许断电持续时间（ms） 0～4 4～200 200～1500 三相电压不平衡度（%） 0.5 1 1.5 　　为了提高电网的供电质量，计算机房的供配电系统设计应该注意以下事项： 　　（1） 机房容量较大时，宜设置专用电力变压器，容量较小时，可采用专用低压馈电线路供电。 　　（1） 电子计算机电源设备应靠近主机房设置。 　　（1） 机房内其它电力电力负荷不得由计算机主机电源和UPS供电。主机房内为计算机设备宜设置专用动力配电箱，与其它负荷应分别供电。 　　（1） 单相负荷应均匀地分配在三相上，三相负荷不平衡度应小于20％。 　　（1） 计算机电源系统应限制接入非线性负荷，以保持电源的正弦性。 　　2．3 设备选型及综合布线 　　计算机房内设备选型以及综合布线从形式上虽然没有具体要求，但根据《低压配电设计规范》GB50054－95，并结合上述计算机设备的供配电特性，应注意以下几点： 　　2．3．1 设备选型 　　（1） 专用配电箱内保护和控制电器的选型应满足规范和设备的要求。 　　（2） 专用配电箱应有充足的备用回路，用以计算机系统的扩容。 　　（3） 专用配电箱进线断路器应设置分励脱扣器，以保证紧急情况下，切断所有用电设备电源。 　　（1） 专用配电箱设置电流、电压表以监测三相不平衡度。 　　（1） 专用配电箱设置足够的中线和接地端子。 　　2．3．2 综合布线 　　（1） 电子计算机房的电源进线应按照《建筑物防雷设计规范》采取过电压保护措施，专用配电箱电源应采用电缆进线，不得不采用架空进线时，在低压架空电