银行数据中心基础设施建设与运维管理：电源模块的可靠性与合理性

1.变配电系统概述

（1）变电 就是利用变压器等设备进行电压等级的变换。

（2）配电 就是电能的分配，即电流的分配。

（3）变配电系统 就是电压转换、分配电流的系统，其主要目的是将电源的电能分配给用户使用，也就是将电能自电源侧传输、分配到用户（或用电设备）。变配电系统主要由连接导体、开关、变压器、配电装置、配电设备等相互连接构成。配电系统的可靠性、合理性决定了用户侧用电的质量。

2.电压等级

我国电力电网绝大多数采用三相交流电，按照电压等级的不同，可分为高压、中压、低压、超低压等。

（1）高压 指3kV以上的电压等级。相对于城际输电系统采用的110kV或220kV的电压等级。通常又将用于城市配电网使用的6kV、10kV（或3kV、20kV）电压等级称为“中压”。

（2）低压 一般是指220V/380V（或0.4kV）这个电压等级，可供末端设备或用户电器直接使用。

（3）超低压 是指低于48V的电压等级，一般用于特殊场作为安全电压供电使用。常用的有48V、36V、12V、6V等。

3.负荷分级

依照《供配电系统设计规范》（GB50052—2009）的规定，我国根据电力负荷对供电可靠性的要求及中断供电在政治、经济上所造成损失或影响的程度，将电力负荷分为三个级别。

（1）一级负荷 符合下列情况之一时，应为一级负荷：

1）中断供电将造成人身伤亡时。

2）中断供电将在政治、经济上造成重大损失时。例如，重大设备损坏、重大产品报废、用重要原料生产的产品大量报废、国民经济中重点企业的连续生产过程被打乱需要长时间才能恢复等。

3）中断供电将影响有重大政治、经济意义的用电单位的正常工作。例如，重要交通枢纽、重要通信枢纽、重要宾馆、大型体育场馆、经常用于国际活动的大量人员集中的公共场所等用电单位中的重要电力负荷。

在一级负荷中，当中断供电将发生中毒、爆炸和火灾等情况的负荷，以及特别重要场所的不允许中断供电的负荷，应视为特别重要的负荷。(www.xing528.com)

一级负荷应由两个电源供电；当一个电源发生故障时，另一个电源不应同时受到损坏。一级负荷中特别重要的负荷，除由两个电源供电外，尚应增设应急电源，并严禁将其他负荷接入应急供电系统。

（2）二级负荷 符合下列情况之一时，应为二级负荷：

1）中断供电将在政治、经济上造成较大损失时。例如，主要设备损坏、大量产品报废、连续生产过程被打乱需较长时间才能恢复、重点企业大量减产等。

2）中断供电将影响重要用电单位的正常工作。例如，交通枢纽、通信枢纽等用电单位中的重要电力负荷，以及中断供电将造成大型影剧院、大型商场等较多人员集中的重要的公共场所秩序混乱。

二级负荷的供电系统，宜由两回线路供电。在负荷较小或地区供电条件困难时，二级负荷可由一回6kV及以上专用的架空线路或电缆供电。当采用架空线路时，可为一回架空线供电；当采用电缆线路时，应采用两根电缆组成的线路供电，其每根电缆应能承受100%的二级负荷。

（3）三级负荷 不属于一级和二级负荷者应为三级负荷。

对于银行的数据中心项目，其IT设备供电，因其中断供电将在政治、经济上造成重大损失，因此应为一级负荷中的特别重要负荷。银行数据中心IT设备对供电连续性有非常高的要求，有别于一般的工业与民用项目。目前国内电力均采用电网调度，供电部门对用户供电可靠性及连续性的承诺，一般都针对一般工业与民用用户。而且，对于数据中心的用户来讲，评估外部电源的可靠性是非常困难的。因此，要解决数据中心供电系统的可靠性及连续性问题，只能从自身着手。即在考虑数据中心供电系统可靠性、连续性的时候，不把市电电源作为主要考虑因素，仅把市电电源作为自备电源的经济替代品来考虑。拥有可靠的数据中心的自备电源系统，才是数据中心电力供应的可靠保证。

数据中心项目中不是提供IT设备运行的负荷，如员工休息室的照明等，根据其重要程度，依照规范来确定。

4.设备的电源模块

数据中心中基础设施的主要服务对象是数据中心内安装的IT设备，这些IT设备使用电能作为能源。IT设备内部都有一个或者多个电源模块，将数据中心变配电系统输送来的电能，经过电源模块的加工、转换、过滤后，供给IT设备使用。电源模块是IT设备的电能接口和桥梁。因此，只有充分了解IT设备的电源模块情况，才能保证数据中心变配电系统的可靠性、合理性。服务器电源可以分为ATX电源和SSI电源两种。

ATX（Advanced Technology Extended）标准是Intel在1997年推出的一个规范，输出功率一般为125～350W，主要用于台式机、工作站和低端服务器。

SSI（Server System Infrastructure）规范是Intel联合一些主要的IA（Intel Architec⁃ture）架构服务器生产商推出的新型服务器电源规范，目的是规范服务器电源技术、降低开发成本、延长服务器的使用寿命，主要内容包括服务器电源规格、背板系统规格、服务器机箱系统规格和散热系统规格。SSI规范是随着服务器技术的发展而产生的，适用于各种档次的服务器。根据使用的环境和规模的不同，SSI规范又可以分为TPS、EPS、MPS、DPS4种子规范。

目前，数据中心IT设备主流都采用冗余电源的供电方式，以提高IT负载供电的可靠性。这种冗余电源系统中，电源模块采用负载均衡，在系统工作时它们都为系统提供电力，当一个电源模块出现故障时，另一个或几个电源就承担所有的负载。

从结构上来说，冗余电源实际上是由N+1个独立电源组成的，实现冗余功能主要是靠电源所连接的背板，当背板检测到某电源出错，就会自动停掉出错的电源并发出警报，同时将负载转移到其他正常的电源单元，使工作人员有足够的时间处理，把损坏的电源取下，换上正常的新电源。一般冗余电源系统中每一个电源模块均可以热插拔。

因IT设备电源模块采用多电源模块冗余的特点，目前主流IT设备支持双电源输入。因此，将两个电源线路同时供到一个IT设备的做法，成为数据中心变配电系统的主流。