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摘要：數(shù)據(jù)中心驗證測試是數(shù)據(jù)中心建設(shè)的重要環(huán)節(jié)，是檢驗數(shù)據(jù)中心設(shè)施安全性、可靠性、冗余能力和承載能力的一個重要的手段。該文以某數(shù)據(jù)中心為例，通過驗證測試，探索數(shù)據(jù)中心中壓系統(tǒng)二次控制檢測、單項系統(tǒng)和聯(lián)動測試過程，以供同類項目參考。
關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)中心；驗證測試；供配電
數(shù)據(jù)中心作為信息化數(shù)據(jù)處理的基礎(chǔ)設(shè)施，穩(wěn)定、可靠且高效的供配電系統(tǒng)是確保其數(shù)據(jù)處理和存儲任務(wù)順利完成的關(guān)鍵。為了確保數(shù)據(jù)中心的穩(wěn)定運行，檢測供電設(shè)備和方案的可靠性至關(guān)重要。本文對某數(shù)據(jù)中心機房供電設(shè)備驗證檢測流程、目的和過程等方面進(jìn)行說明。
1 項目概況
某數(shù)據(jù)中心擴建項目是支撐數(shù)字綜合改革試點、助推新型智慧城市的重點工程，用地面積約1727㎡，建筑面積11200㎡，包括數(shù)據(jù)機房、配電房及其相應(yīng)配套附屬用房。一類高層公共建筑按A級數(shù)據(jù)中心標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，立體式數(shù)據(jù)中心模式布局，機柜數(shù)926個，單機柜功率5kW。配電設(shè)備布置于二層及六層，設(shè)2臺2000kVA變壓器為大樓常規(guī)設(shè)施供電，6臺2500kVA變壓器為項目數(shù)據(jù)機柜供電，3路市政電源，采用兩用一備方式運行。自備應(yīng)急電源設(shè)6臺2200kW中壓柴油發(fā)電機，安裝在首層柴發(fā)室，2N模式運行，設(shè)兩套中壓ATS切換裝置。
2 中壓系統(tǒng)支運行控制邏輯
該數(shù)據(jù)中心擴建項目由兩個不同變電站供電，其中第二、第三路電源來自同一變電站。第一路電源及第二路電源為常用電源，第三路電源為備用電源。中壓控制邏輯如下：
（1）當(dāng)?shù)谝宦冯娫椿虻诙冯娫磾嚯姇r，由中壓母聯(lián)開關(guān)選擇自動投入第三路備用電源，并啟動一組備用中壓柴油發(fā)電系統(tǒng)，處于油機待投狀態(tài)。
（2）當(dāng)3路電源中有兩路電源斷電時，市電電源帶載一路負(fù)荷，投入一組備用中壓柴油發(fā)電機負(fù)載原市電的另一路負(fù)荷，另一組柴油發(fā)電機處于油機待投狀態(tài)。
（3）當(dāng)三條市電均斷電時，投入兩組6臺中壓柴油發(fā)電機負(fù)載全部負(fù)荷。
3 邏輯驗證測試的目的及準(zhǔn)備工作
3.1 中壓系統(tǒng)邏輯驗證測試的目的
依照《數(shù)據(jù)中心設(shè)計規(guī)范》《數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施施工及驗收規(guī)范》《數(shù)據(jù)中心場地基礎(chǔ)設(shè)施認(rèn)證技術(shù)規(guī)范》中A等級機房的標(biāo)準(zhǔn)，通過模擬各種電力故障場景的中壓系統(tǒng)邏輯測試，來驗證設(shè)備的安裝質(zhì)量及功能，發(fā)現(xiàn)并消除設(shè)計安裝缺陷，確保各子系統(tǒng)功能以及子系統(tǒng)之間的聯(lián)動控制達(dá)到設(shè)計要求。測試在異常情況下能否迅速、準(zhǔn)確地切換備用電源，能否在關(guān)鍵時刻為用電設(shè)備提供穩(wěn)定的電力，以滿足設(shè)備的可靠安全穩(wěn)定運行需求。
通過驗證測試，對運維人員實操水平進(jìn)行檢測，對應(yīng)急方案相關(guān)可行性、有效性進(jìn)行驗證。
3.2 中壓配電測試流程
測試條件→施工準(zhǔn)備→二次回路及配電、保護(hù)裝置絕緣試驗→二次回路檢查→斷路器、保護(hù)裝置測試→單系統(tǒng)測試→中壓配電聯(lián)動測試→收集整理資料移交。
3.3 測試前應(yīng)具備的施工條件及準(zhǔn)備工作
（1）編制測試方案，經(jīng)施工單位技術(shù)負(fù)責(zé)人、監(jiān)理、建設(shè)單位審核批準(zhǔn)后對相關(guān)人員進(jìn)行交底。
（2）根據(jù)該項目作業(yè)任務(wù)、施工條件，開展安全風(fēng)險評估，確定風(fēng)險等級及控制措施，交底并將安全措施落實到各作業(yè)任務(wù)和步驟中。
（3）測試儀器儀表應(yīng)經(jīng)有資質(zhì)的機構(gòu)校驗合格，并在有效期內(nèi)。
（4）進(jìn)入施工范圍的所有工作人員正確使用勞保用品和著裝，應(yīng)急物資按方案要求準(zhǔn)備齊全，應(yīng)急預(yù)案交底并完成預(yù)演。
（5）測試區(qū)域分隔標(biāo)識，通道暢通，環(huán)境溫濕度滿足設(shè)備運行要求，現(xiàn)場照明充足，清理無關(guān)人員，做好現(xiàn)場施工防護(hù)圍蔽及警示措施。
（6）對上一工序工作進(jìn)行檢查，并確認(rèn)合格。
4 二次回路檢查測試
4.1 中壓柜二次回路絕緣試驗
（1）用絕緣電阻表測量二次回路絕緣電阻，每一電源回路等均不應(yīng)小于0.5MΩ。
（2）在保護(hù)端子處將所有的電流、電壓、直流回路的端子連接在一起，將回路的接地點斷開，測量對地的絕緣電阻，信號回路測量電纜對地及對其他各芯間的絕緣電阻，其絕緣不小于2MΩ。
（3）進(jìn)行絕緣測量時，必須將被測設(shè)備斷開，驗明無電壓，確實設(shè)備無人工作，方可進(jìn)行。測量過程中禁止他人接近設(shè)備。絕緣測量前后，必須將設(shè)備對地放電。
（4）二次回路有電子元器件的，試驗前將插件拔出，或者短接。測量后，插入插件并檢驗無誤，方可進(jìn)行通電檢驗步驟。
4.2 電壓、電流互感器試驗
（1）檢查電流互感器銘牌參數(shù)是否完整，確認(rèn)變比、容量、標(biāo)準(zhǔn)等級與設(shè)計要求相符。
（2）測量互感器二次繞組的絕緣電阻時，應(yīng)使用2500V絕緣電阻表分別對外殼和二次繞組進(jìn)行測量。
（3）測繪電流互感器的勵磁特性曲線，應(yīng)測到飽和點以上。
（4）校驗電流互感器的極性，核對銘牌上的極性標(biāo)識，按設(shè)計文件檢查互感器各次繞組的連接方式及其極性關(guān)系、相別標(biāo)示。校驗電流互感器的變比。
（5）校驗電壓互感器的極性，結(jié)果應(yīng)與銘牌及設(shè)計要求相符。
4.3 二次回路檢查
（1）電流二次回路禁止開路，電壓二次回路禁止短路。
（2）電流回路應(yīng)采用額定電壓不低于500V的銅芯絕緣導(dǎo)線，其截面積不小于2.5m㎡，其他回路采用截面不小于1.5m㎡的絕緣導(dǎo)線。
（3）電流互感器二次繞組N線、電壓互感器二次回路中性點必須使用截面積不小于4m㎡的多股銅線一點接地。
（4）由直流屏送出控制、保護(hù)、信號電源等，送出順序是從上往下、從總到分支，先從直流屏送出，再往下送，有異常情況應(yīng)即刻斷開空氣開關(guān)。
（5）送電正常后，斷開每個支路回路的空氣開關(guān)，檢查是否有寄生回路。
（6）檢驗斷路器控制，應(yīng)該首先確認(rèn)斷路器機械分合及手動儲能正常，各個狀態(tài)指示正常，然后才能進(jìn)行電動操作?？刹捎迷陂L時間內(nèi)一直手合斷路器操作手柄，同時模擬故障跳閘，斷路器由合閘位置跳開直至儲能完成后，斷路器不能再次合閘的方法，檢驗斷路器防跳回路是否正常。
（7）調(diào)節(jié)直流母線電壓至額定電壓的80%，檢查斷路器的分合閘是否正常。
（8）檢查相關(guān)聲光信號，應(yīng)能正常動作。
4.4 繼電器、保護(hù)裝置調(diào)試
（1）檢查繼電保護(hù)裝置，外觀應(yīng)無嚴(yán)重灰塵，無損傷；連接片、手柄、按鈕等的安裝應(yīng)端正、牢固，接觸良好。整定開關(guān)、微動開關(guān)操作靈活可靠，通、斷位置明顯，接觸良好。
（2）在斷開裝置電源的情況下，拔出各個插件進(jìn)行檢查，插件所標(biāo)注電源等級、交流二次額定值應(yīng)與設(shè)計相符。
（3）恢復(fù)插入插件并檢驗無誤后，接入裝置電源，在80%～110%范圍改變電源直流電壓，裝置均能正常工作，突然切斷、合上外部輸入電源，保護(hù)裝置應(yīng)能正常工作，不出現(xiàn)誤動作。
（4）對應(yīng)設(shè)計圖紙檢查裝置各個輸入、輸出情況，裝置均能正確反應(yīng)。
（5）檢驗電壓繼電器的觸點，應(yīng)該滿足在額定電壓下繼電器觸點無振動；低電壓繼電器從額定電壓下降到動作電壓和零值時，觸點應(yīng)無振動和鳥啄現(xiàn)象。
5 單體設(shè)備檢查測試
單機功能測試是對數(shù)據(jù)中心的施工安裝質(zhì)量、設(shè)備質(zhì)量、設(shè)計質(zhì)量的驗證測試，通過操作、功能展示、告警模擬，驗證設(shè)備的安裝質(zhì)量、基本功能、保護(hù)告警功能是否符合設(shè)計和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的要求。
（1）項目3路市電已供電至進(jìn)線柜斷路器上端，諧波、感應(yīng)電壓、感應(yīng)電流、殘余電壓、三相電壓不平衡、頻率偏差、穩(wěn)態(tài)電壓偏移范圍、穩(wěn)態(tài)頻率偏移范圍、輸入電壓波形失真度、零地電壓、系統(tǒng)接地電阻滿足測試要求，確保供配電系統(tǒng)在測試中能穩(wěn)定運行。
（2）柴油發(fā)電機系統(tǒng)（包括現(xiàn)場油罐儲油量、供油系統(tǒng)）。要進(jìn)行設(shè)備檢查、安裝檢查、啟動測試、供油系統(tǒng)測試、狀態(tài)指示驗證、報警驗證、停機驗證、穩(wěn)態(tài)運行驗證、發(fā)電機斷路器脫扣測試、運行發(fā)熱驗證、面板操作測試、瞬態(tài)響應(yīng)驗證以及并機系統(tǒng)測試，加注可供發(fā)電機運行12小時的燃料。
（3）中壓配電設(shè)備。檢查設(shè)備的外觀、開關(guān)容量、安裝和相序是否滿足設(shè)計要求并進(jìn)行開合試驗，確保其動作可靠。對于設(shè)計有多回進(jìn)線并有備自投、連鎖功能的，按設(shè)計要求，模擬一側(cè)進(jìn)線失壓跳閘，另外一側(cè)應(yīng)能自動合閘投入，并應(yīng)檢查主供電源與備用電源之間的電氣連鎖，嚴(yán)格防止雙電源并列運行。
按設(shè)計整定限值臨界點左右模擬故障保護(hù),在端子排位置通入電流、電壓，模擬各種故障，保護(hù)裝置（或繼電器）應(yīng)能正確動作，斷路器應(yīng)能正確對應(yīng)跳閘，相關(guān)聲光信號應(yīng)能正確動作，保護(hù)裝置應(yīng)處于與投入運行完全相同的狀態(tài)，檢查保護(hù)回路及整定值的正確性。對中壓配電箱柜同時在假性負(fù)載100%和50%負(fù)荷情況下進(jìn)行運行狀態(tài)檢查和發(fā)熱測試，并進(jìn)行儀表校驗。檢查斷路器或隔離開關(guān)拉開（或小車?yán)觯r,能否正確連鎖跳開進(jìn)線開關(guān)。
（4）ATS開關(guān)配電柜。需要進(jìn)行ATS系統(tǒng)的回路連鎖、短路故障閉鎖、PT斷線閉鎖、市電自投自復(fù)的開關(guān)投切測試，確保其能在市電發(fā)生故障時切換至備用電源。
（5）變壓器檢測。通過對變壓器的外觀、絕緣性能、繞組直流電阻等參數(shù)進(jìn)行檢測，確保其性能符合設(shè)計要求。按定值單保護(hù)設(shè)定，在變壓器位置模擬開門、超溫、高溫等信號，保護(hù)裝置（或繼電器）應(yīng)能按設(shè)計要求正確動作或發(fā)信，斷路器應(yīng)能正確跳閘，相28DIGITCW2024.11關(guān)聲光信號應(yīng)能正確動作。
（6）線纜檢測。檢查線纜的連接工藝、標(biāo)識標(biāo)牌以及功能是否正常，確保電源傳輸?shù)陌踩院涂煽啃浴?
單系統(tǒng)的測試方法主要是通過模擬單系統(tǒng)真實運行時的各種狀態(tài)及故障模式時的各種狀態(tài)，通過一定時間的運行，驗證單系統(tǒng)是否可靠。
6 中壓配電系統(tǒng)綜合測試
中壓配電系統(tǒng)綜合驗證測試通過模擬市電供電中斷，設(shè)備故障等場景，驗證系統(tǒng)切換邏輯，驗證設(shè)備工作狀況，全面檢驗中壓配電系統(tǒng)與發(fā)電機之間的聯(lián)動性能，確保在市電中斷時發(fā)電機組能夠順利啟動并承擔(dān)負(fù)荷，檢驗數(shù)據(jù)中心應(yīng)對突發(fā)狀況的冗余備份、安全保護(hù)能力。根據(jù)《數(shù)據(jù)中心場地基礎(chǔ)設(shè)施認(rèn)證技術(shù)規(guī)范》要求，進(jìn)行了以下場景演練：
（1）在1#、2#市電正常供電，3#市電備用正常情況下，完成2#市電中斷的系統(tǒng)切換3#備用測試。
（2）在1#、3#市電供電情況下，完成2#市電恢復(fù)的系統(tǒng)切換測試。
（3）在1#、2#市電正常供電，3#市電備用情況下，完成1#市電中斷的系統(tǒng)切換3#備用測試。
（4）在2#、3#市電正常供電情況下，完成1#市電恢復(fù)的系統(tǒng)切換測試。
（5）1#市電中斷，3#備份市電失敗，1#ATS控制柴發(fā)帶載運行，取代1#市電供電。
（6）在1#柴發(fā)帶載、2#市電正常供電情況下，手動恢復(fù)1#市電。
（7）2#市電中斷，3#備份市電失敗，2#ATS控制柴發(fā)帶載運行，取代2#市電供電。
（8）在2#柴發(fā)帶載、1#市電正常供電情況下，手動恢復(fù)2#市電。
經(jīng)過以上場景測試，驗證原程序設(shè)計邏輯及設(shè)定的控制器響應(yīng)時間是否滿足要求。
7 檢驗測試數(shù)據(jù)的記錄及問題整改
在檢驗測試各階段，核查資料和運行檢測中采集各儀表的記錄數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析整理，編制數(shù)據(jù)統(tǒng)計表，對照設(shè)計參數(shù)、合同要求與標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行梳理和分析、歸納，形成問題清單。根據(jù)對數(shù)據(jù)機房使用功能影響的嚴(yán)重程度，將問題劃分為高、中、低三個風(fēng)險等級并給出相應(yīng)的整改建議。各測試環(huán)節(jié)發(fā)現(xiàn)的問題經(jīng)整改消缺后才能進(jìn)入下一工序或環(huán)節(jié)的測試，尤其是影響功能的高風(fēng)險問題點。
8 結(jié)束語
通過檢查、測試，對項目的施工質(zhì)量、安裝工藝、設(shè)備功能、系統(tǒng)性能、綜合性能等進(jìn)行驗證，是對數(shù)據(jù)中心潛在運營風(fēng)險檢測、控制和消除的過程，全面檢驗數(shù)據(jù)中心供配電系統(tǒng)的性能、冗余設(shè)計的有效性以及各組件之間的協(xié)同工作能力，為數(shù)據(jù)中心內(nèi)各類設(shè)備提供穩(wěn)定可靠的電力供給對保障數(shù)據(jù)中心的運行安全具有十分重要的意義。
