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數據中心電池系統測試
作者:管理員    發布于:2022-06-13 10:38:07    文字:【】【】【
數據中心是承載著各行業信息系統的基礎保障設施,是搭建信息化平臺的重要前置條件,其重要性不言而喻。數據中心應在交付前對基礎設施進行全面的驗證測試。通過安全檢查,避免系統設備存在安裝不規范、參數設置不合理、施工交叉界面導致的隱患及風險;通過帶載測試發現安裝不規范、設備、元器件質量問題導致設備性能下降的重大風險隱患;通過人為模擬多種故障場景,驗證系統邏輯切換、模式切換及運維的應急響應能力,識別出嚴重的風險隱患。驗證測試降低了數據中心故障率,確保其穩定、可靠、安全的運行,同時驗證了設計方案的合理性,評估工程質量是否達到設計和相關標準的指標要求,是否滿足未來運行要求的實際可用性,正逐漸成為每個數據中心建設工程驗收和投運之前必不可少的環節。
  
  1 電源系統測試準備
  
  某數據中心總建筑面積25000m2,地下一層為冷凍機房、一層為35KV配電室、10KV配電室、柴油發電機室;二層為低壓配電室、冷源配電室;三層以上為數據機房及配套供配電室、空調機房。
  
  1.1測試范圍
  
  本項目測試驗證范圍包括三層~六層機房(每層有兩個模塊機房)及其配套設施(包括地下一層、一層、二層、機房各樓層配電系統、暖通系統設備)。三層機房共涉及8套-48V直流系統,每套容量86.4kW;四層機房共計552架機架,單機架功耗不小于3.51kW,采用一路336V直流系統加一路市電直供方式;五層機房共計526架機架,單機架功耗不小于4.79kW,采用一路UPS電源加一路市電直供方式;六層機房共計552架機架,單機架功耗不小于4.7kW,采用一路UPS電源加一路市電直供方式。
  
  對上述機房及其配套基礎設施設備進行測試驗證,圣陽蓄電池包括機房配電系統、環境動力監控系統、防雷接地系統等。以總配電機房及數據機房6-1為例:
  
  1.2 測試方法
  
  數據中心電源系統測試驗證,按照設計容量負荷水平,對控制功能、冗余方面等進行測試。此外,測試方案還要著重從數據中心安全運行、有效維護的角度出發,通過模擬數據中心運維的故障場景,驗證基礎設施系統的運行指標與運行狀況。
  
  測試工作的主要方法包括:
  
  1、目視檢查
  
  1)圖實相符,梳理圖紙內容,核對設備安裝位置、設備信息
  
  2)外觀檢查,同一區域型號設備之間進行比對或者封樣圖片比對
  
  3)電氣緊固檢查,電纜可進行左右晃動端子接頭線纜,進行檢測
  
  4)電池扭矩核對,扭矩扳手進行扭矩測試并與廠家提供的扭矩值核對
  
  2、功能測試
  
  1)觸發告警方法,拔掉通訊電源插頭、調整報警值、實際觸發模擬
  
  2)手、自動啟機測試方法,自動可通過設定參數值,手動可本地操作
  
  3、壓載測試
  
  測試過程中在輸入輸出端或者柴油發電機并機柜、高壓直流掛接電能質量分析儀,記錄輸入端電壓、電流、功率、頻率、電流諧波,輸出端電壓、電流、功率、頻率、電壓諧波,記錄運行參數,在滿載時進行模式切換測試及單機滿載電池放電測試,在滿載穩態后對整個鏈路發熱情況進行掃描。
  
  測試儀器及工具主要有電力承載使用的機架式和集中式假負載、機柜,電力工具主要有萬用表、鉗形電流表、電能質量分析儀,環境測試工具有壓差計、熱成像儀、噪聲測試儀。
  
  2 電源系統測試
  
  數據中心的驗證測試分為三個階段,首先是安裝工藝檢查階段,主要根據設計圖紙、標準規范、合同約定的質量進行施工工藝進行檢測,包括設備安裝位置、線纜布放檢查、整定值核對等:第二階段系統的功能測試階段,主要各個設備的單機測試。第三階段為系統聯調階段,包括各系統間的輯控制功能。下面主要介紹第二、第三階段。
  
  2.1單機測試
  
  a)中壓配電系統
  
  質量控制點主要是開關柜的送電、指示、綜保設定、交接試驗,見表2。
  
  b)干式變壓器
  
  質量控制點主要是變壓器的電氣參數、損耗、風機控制、保護、帶載等功能,見表3。
  
  c)UPS系統及蓄電池
  
  質量控制點主要是面板顯示、監控信號、告警、電能質量、切換操作、電池監控等,見表4。
  
  d)HVDC及蓄電池
  
  質量控制點主要是面板顯示、監控信號、告警、電能質量、電池性能等,見表5。
  
  e)列頭柜及PDU
  
  質量控制點主要是列頭柜告警、監控信號準確性、儀表精度、配電路由等,見表6。
  
  2.2 聯調測試(詳見表7)
  
  在對以上電源專業分設備、分系統完成單機測試后,進行聯合調試,在測試前先確認以下設備狀態:
  
  1)市電電源#1和市電電源#2處于合位,母聯分段運行;
  
  2)中壓柜所有轉換開關在遠控位置,中壓控制系統在自投自復狀態;
  
  3)低壓柜所有轉換開關在遠控位置,低壓控制系統在自投自復狀態,母聯分段運行;
  
  4)確認冷凍單元都由自動狀態,BA控制系統正常運行;
  
  5)全部柴油發電機組處于可用遠控狀態;并機柜斷路器在工作位置并在自動狀態;
  
  6)確認末端精密空調都在自動運行狀態、UPS電池/高壓直流電池組已投入。
  
  隨后分別對以下場景按順序進行模擬:
  
  本次電源聯調對以上場景涉及的邏輯關系和設備狀態進行逐一核對,并且檢查后續設備運行的正常。例如場景5雙路市電中斷轉態,需觀察二層空調配電室中壓ATS柜全部失電、EPS先轉電池放電再恢復至旁路供電;三至六層交流配電屏ATS應無動作,-48V、UPS或高壓直流先轉電池放電,油機帶載后恢復至主路供電;依次檢查冷凍單元,冷機、冷凍泵、冷卻泵、冷卻塔、列間空調等狀態。
  
  2.3 測試結論
  
  經過本次第三方測試驗證,發現某大型數據中心中影響系統、設備穩定、可靠、安全運行的風險隱患有691項,其中電源專業隱患251項,有些影響到設備的運行效率,直接增加了運行成本,有些為重大性風險隱患,如前期不被發現,中后期設備全部上架,會直接導致設備宕機的風險。本次測試時已完成了全量識別,并進行了整改復測,減少了風險隱患,提高了運行效率,節約了運維成本,確保了系統運行可靠性。詳見表8。
  
 3 應用效果和推廣建議
  
  國內近幾年建設的大型數據中心也都開始把第三方驗證作為必須的要求,但相比發達國家,我國尚有80%左右的數據中心未進行過專業驗證,這為數據中心穩健運行埋下了隱患。好在作為新建數據中心投產前的一次全面檢查和考驗,第三方驗證測試已經得到越來越多的認可和支持。相信通過不斷地實踐和改進,制定相應的行業規范和標準,能有效保證交付質量、提前消除隱患,建立運維規程、開展運營演練,實現項目全生命周期的閉環精細化管理。
  
  參考文獻
  
  [1]GB50462-2015數據中心基礎設施施工及驗收規范.
  
  [2]林予送,李潤如,劉煒,數據中心設計與管理[M].北京:清華大學出版社.
  
  [3]丁聰,淺析IDC基礎設施第三方驗證測試[J].郵電設計技術,2015(7),67-72
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