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摘要：數(shù)據(jù)中心驗證測試是數(shù)據(jù)中心建設的重要環(huán)節(jié)，是檢驗數(shù)據(jù)中心設施安全性、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)處理的基礎設施，穩(wěn)定、可靠且高效的供配電系統(tǒng)是確保其數(shù)據(jù)處理和存儲任務順利完成的關鍵。為了確保數(shù)據(jù)中心的穩(wěn)定運行，檢測供電設備和方案的可靠性至關重要。本文對某數(shù)據(jù)中心機房供電設備驗證檢測流程、目的和過程等方面進行說明。
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、配電房及其相應配套附屬用房。一類高層公共建筑按A級數(shù)據(jù)中心標準設計，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。配電設備布置于二層及六層，設2臺2000kVA變壓器為大樓常規(guī)設施供電，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。自備應急電源設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?shù)谝宦冯娫椿虻诙冯娫磾嚯姇r，由中壓母聯(lián)開關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3路電源中有兩路電源斷電時，市電電源帶載一路負荷，投入一組備用中壓柴油發(fā)電機負載原市電的另一路負荷，另一組柴油發(fā)電機處于油機待投狀態(tài)。
（3）當三條市電均斷電時，投入兩組6臺中壓柴油發(fā)電機負載全部負荷。
3 邏輯驗證測試的目的及準備工作
3.1 中壓系統(tǒng)邏輯驗證測試的目的
依照《數(shù)據(jù)中心設計規(guī)范》《數(shù)據(jù)中心基礎設施施工及驗收規(guī)范》《數(shù)據(jù)中心場地基礎設施認證技術規(guī)范》中A等級機房的標準，通過模擬各種電力故障場景的中壓系統(tǒng)邏輯測試，來驗證設備的安裝質量及功能，發(fā)現(xiàn)并消除設計安裝缺陷，確保各子系統(tǒng)功能以及子系統(tǒng)之間的聯(lián)動控制達到設計要求。測試在異常情況下能否迅速、準確地切換備用電源，能否在關鍵時刻為用電設備提供穩(wěn)定的電力，以滿足設備的可靠安全穩(wěn)定運行需求。
通過驗證測試，對運維人員實操水平進行檢測，對應急方案相關可行性、有效性進行驗證。
3.2 中壓配電測試流程
測試條件→施工準備→二次回路及配電、保護裝置絕緣試驗→二次回路檢查→斷路器、保護裝置測試→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 測試前應具備的施工條件及準備工作
（1）編制測試方案，經施工單位技術負責人、監(jiān)理、建設單位審核批準后對相關人員進行交底。
（2）根據(jù)該項目作業(yè)任務、施工條件，開展安全風險評估，確定風險等級及控制措施，交底并將安全措施落實到各作業(yè)任務和步驟中。
（3）測試儀器儀表應經有資質的機構校驗合格，并在有效期內。
（4）進入施工范圍的所有工作人員正確使用勞保用品和著裝，應急物資按方案要求準備齊全，應急預案交底并完成預演。
（5）測試區(qū)域分隔標識，通道暢通，環(huán)境溫濕度滿足設備運行要求，現(xiàn)場照明充足，清理無關人員，做好現(xiàn)場施工防護圍蔽及警示措施。
（6）對上一工序工作進行檢查，并確認合格。
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小于0.5MΩ。
（2）在保護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）進行絕緣測量時，必須將被測設備斷開，驗明無電壓，確實設備無人工作，方可進行。測量過程中禁止他人接近設備。絕緣測量前后，必須將設備對地放電。
（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，確認變比、容量、標準等級與設計要求相符。
（2）測量互感器二次繞組的絕緣電阻時，應使用2500V絕緣電阻表分別對外殼和二次繞組進行測量。
（3）測繪電流互感器的勵磁特性曲線，應測到飽和點以上。
（4）校驗電流互感器的極性，核對銘牌上的極性標識，按設計文件檢查互感器各次繞組的連接方式及其極性關系、相別標示。校驗電流互感器的變比。
（5）校驗電壓互感器的極性，結果應與銘牌及設計要求相符。
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）電流回路應采用額定電壓不低于500V的銅芯絕緣導線，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、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，有異常情況應即刻斷開空氣開關。
（5）送電正常后，斷開每個支路回路的空氣開關，檢查是否有寄生回路。
（6）檢驗斷路器控制，應該首先確認斷路器機械分合及手動儲能正常，各個狀態(tài)指示正常，然后才能進行電動操作?？刹捎迷陂L時間內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）檢查相關聲光信號，應能正常動作。
4.4 繼電器、保護裝置調試
（1）檢查繼電保護裝置，外觀應無嚴重灰塵，無損傷；連接片、手柄、按鈕等的安裝應端正、牢固，接觸良好。整定開關、微動開關操作靈活可靠，通、斷位置明顯，接觸良好。
（2）在斷開裝置電源的情況下，拔出各個插件進行檢查，插件所標注電源等級、交流二次額定值應與設計相符。
（3）恢復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，保護裝置應能正常工作，不出現(xiàn)誤動作。
（4）對應設計圖紙檢查裝置各個輸入、輸出情況，裝置均能正確反應。
（5）檢驗電壓繼電器的觸點，應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，觸點應無振動和鳥啄現(xiàn)象。
5 單體設備檢查測試
單機功能測試是對數(shù)據(jù)中心的施工安裝質量、設備質量、設計質量的驗證測試，通過操作、功能展示、告警模擬，驗證設備的安裝質量、基本功能、保護告警功能是否符合設計和標準規(guī)范的要求。
（1）項目3路市電已供電至進線柜斷路器上端，諧波、感應電壓、感應電流、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)）。要進行設備檢查、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）中壓配電設備。檢查設備的外觀、開關容量、安裝和相序是否滿足設計要求并進行開合試驗，確保其動作可靠。對于設計有多回進線并有備自投、連鎖功能的，按設計要求，模擬一側進線失壓跳閘，另外一側應能自動合閘投入，并應檢查主供電源與備用電源之間的電氣連鎖，嚴格防止雙電源并列運行。
按設計整定限值臨界點左右模擬故障保護,在端子排位置通入電流、電壓，模擬各種故障，保護裝置（或繼電器）應能正確動作，斷路器應能正確對應跳閘，相關聲光信號應能正確動作，保護裝置應處于與投入運行完全相同的狀態(tài)，檢查保護回路及整定值的正確性。對中壓配電箱柜同時在假性負載100%和50%負荷情況下進行運行狀態(tài)檢查和發(fā)熱測試，并進行儀表校驗。檢查斷路器或隔離開關拉開（或小車拉出）時,能否正確連鎖跳開進線開關。
（4）ATS開關配電柜。需要進行ATS系統(tǒng)的回路連鎖、短路故障閉鎖、PT斷線閉鎖、市電自投自復的開關投切測試，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)進行檢測，確保其性能符合設計要求。按定值單保護設定，在變壓器位置模擬開門、超溫、高溫等信號，保護裝置（或繼電器）應能按設計要求正確動作或發(fā)信，斷路器應能正確跳閘，相28DIGITCW2024.11關聲光信號應能正確動作。
（6）線纜檢測。檢查線纜的連接工藝、標識標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，設備故障等場景，驗證系統(tǒng)切換邏輯，驗證設備工作狀況，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負荷，檢驗數(shù)據(jù)中心應對突發(fā)狀況的冗余備份、安全保護能力。根據(jù)《數(shù)據(jù)中心場地基礎設施認證技術規(guī)范》要求，進行了以下場景演練：
（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2#市電。
經過以上場景測試，驗證原程序設計邏輯及設定的控制器響應時間是否滿足要求。
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)并進行分析整理，編制數(shù)據(jù)統(tǒng)計表，對照設計參數(shù)、合同要求與標準規(guī)范進行梳理和分析、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重程度，將問題劃分為高、中、低三個風險等級并給出相應的整改建議。各測試環(huán)節(jié)發(fā)現(xiàn)的問題經整改消缺后才能進入下一工序或環(huán)節(jié)的測試，尤其是影響功能的高風險問題點。
8 結束語
通過檢查、測試，對項目的施工質量、安裝工藝、設備功能、系統(tǒng)性能、綜合性能等進行驗證，是對數(shù)據(jù)中心潛在運營風險檢測、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)中心內各類設備提供穩(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。
