广电行业发展中机房电源及环境基础建设探讨
一、传统电源及环境建设方案可能存在的问题
广电行业电源以及环境建设都取得了很大的成绩，但是从专业的角度来讲，还是有很多可以进行优化和改善的地方。特别是在当前广电行业数字化、产业化转型的关键时期，广电行业新的技术模式和业务模式对于系统的稳定运行和安全保障提出了更高要求，同样使得一切业务和应用的基础——电源以及环境系统建设提出了更多要求和新的挑战，。
下面我们将就目前广电行业机房电源及环境基础建设可能存在的一些共性问题进行阐述。本文主要涉及和论述的是交流不间断电源（UPS）和机房专用空调这两种具体产品和系统的设计和建设使用时要考虑的问题。
一）电源及环境支持系统是一个相对独立的基础系统，需要非常重视。
机房电源及环境系统是一切具体技术和业务应用的基础，需要相对独立和统一的规划和建设。目前广电行业的电源以及环境建设系统建设总的来讲关注是不够完备的，主要体现在如下几个方面：
1）系统建设思路上的不完备。没有一个专门的规划和一以贯之的思路，也没有相关的系统建设明细标准。在以往的广电建设中，无论是电源设备还是相关的环境支持设备都是随着主要的业务设备投入而分期投入的，因此各个电源设备和相关的环境支持设备千差万别。
2）系统建设方案上的不完备。对于该系统的建设，我们认为一般情况下可分为八个小系统来建设：即发电机系统、低压切换系统、低压配电系统、直流不间断电源系统、交流不间断电源系统、机房环境调节系统、机房防雷和接地系统以及监控系统等。在实际建设中可以根据不同的场地具体情况选择制定不同的方案以便使安全效益最大化。
二）交流不间断电源系统（UPS）建设所面临的问题。
1）UPS的布置呈现出分散的态势，后级的交流用电设备取电不集中。
第一，UPS电源的分散配置，导致UPS电源的利用率必然不高。这样，投入和产出就往往不可能达到一个最优的比例，也必然不利于系统的扩容。
第二，无论是从设计还是应用来看，分散的小容量的UPS系统的可靠性相对
较低，出现问题的概率相对较大。
第三，分散小容量UPS系统的可维护性较差，且维护成本相对较高。
第四， 电源的分散配置，不利于前后级的配电系统的设计，浪费空间，给安装、维护、管理UPS及电池等各项工作造成很大困难，威胁供电系统长期、稳定、正常地运行
2）UPS系统的供电方案不尽合理。
根据不同的负载对可靠性的不同要求，UPS系统有着不同的组网方式，可靠性从低到高，一般可分为：单机供电系统、两台UPS组成的串联热备份系统、多台UPS组成的直接并机系统、多套UPS系统所组成的双母线系统。
就目前的情况来看，多数广电机房主要采用的系统是单机系统两台UPS所组成的串联热备份系统，另外，在某些数字电视中心及IDC（互联网数据中心）机房采用了两台UPS所组成的直接并机系统。
特别指出，我们发现有些广电机房的一些核心负载就简单的用串联热备份系统来提供用电，这是很不安全的。在核心负载的用电安全上，这种UPS的配置方案显得相对不足，因为只要串联系统中的主机宕机，负载极有可能中断引起严重事故。我们推荐至少要用一套1＋1的直接并机的系统。对于数字电视中心及IDC机房，我们推荐双母线系统，这样，系统的供电的可靠性可达99.99999%
3）UPS种类繁多，除了主流厂家之外，还有很多小厂家产品，良莠不齐。各套UPS系统完全独立，资源之间互相也完全没有可能做调配和相互支援。然后，这样对UPS的维护造成了极大的压力。
4）UPS的输入输出系统配置配置呈现出不完全合理的现状。首先是方案不完全合理，然后是很多配电屏本身设计不合理，不规范。
5）UPS的使用和维护状况由于种种原因，也不太理想。
三）机房环境（机房专用空调解决方案）建设所面临的问题。
目前，很多广电机房没有使用机房专用空调（常被称为精密空调，恒温恒湿机），而是广泛应用普通舒适性空调。与机房专用空调比较，舒适性空调问题如下：
1）舒适性空调出风温度过低，会导致在出风口附近空气中的水蒸汽饱和凝结出水滴，对附近的用电设备造成很大危险。
2）舒适性空调风量过小，不适合计算机设备的高热密度的发热特点，无法驱除机房的“热岛效应”。
3）舒适性空调温度调节精度过低，温度调节精度为±3～5℃，温度的波动对设备稳定运行极其不利。
4）舒适性空调没有湿度控制功能。舒适性空调无法进行湿度控制。没有加湿功能，只能进行除湿，在冬季甚至过度除湿，湿度过低产生的静电极易产生设备故障。
6）舒适性空调过滤能力无法达到机房标准。舒适性空调只具备简单的过滤功能，其过滤器的过滤效果根本无法达到机房的要求。机房专用空调严格按照0.5 微米/升<18,000（B级）设计，配合以每小时30次的风量循环，保障机房洁净。
7）舒适性空调在北方地区无法实现低温（室外）运行。一般标称-5℃以下即无法制冷和加热，而机房是发热量很大的区域，即使在冬天也需要对设备进行降温。
8）舒适性空调维护量大，舒适性空调长期应用在非设计工况下，故障率高，能效比不断下降，越来越耗能。机房专用空调按照全年长期运行设计，维护量小。
9）舒适性空调在机房内应用，寿命短。在365天/24小时应用的情况下其寿命一般不超过3年（机房专用空调的设计寿命一般为连续运转10年）。
10）舒适性空调空调耗电量大，机房专用空调选用的工业等级压缩机能效比高达3.3。而舒适性空调目前业界选用的高等级压缩机能效比约2.9，同时考虑到其他设计差异,如显热比指标，舒适性空调比同容量的机房专用空调多耗电20%-30%,不仅增加使用成本，也浪费能源。
以上舒适性空调的问题，将影响机房设备的安全运行，增加机房运行成本，需要应用机房专用空调予以解决。
二：机房电源及环境系统建设的基本原则及一体化解决方案
一）系统设计原则
1、通用性
本系统的设计符合相关国家设计标准。
2、可靠性
设备具有良好的电磁兼容性和电气隔离性能，不影响其他设备正常工作；一体化供电能统筹设计保证主设备的不间断供电。
3、稳定性
所有产品都经过全球主要电信商、数据网长期的运行考验，在业界具有领先的技术、领先的制造和领先的品牌；
4、安全性
符合高等级的抗扰度国际标准，工作安全可靠；
5、可维护性
主设备采用模块化结构设计，便于故障的维护处理；
6、扩充性
在系统设计中充分考虑到用户后期的扩容，做了合理的冗余设计；
7、智能化设计
系统设备UPS、空调、动力监控等均采用智能化设计，便于远程监控等；
8、经济性
系统整体设计，可合理设计设备容量，减少设备成本；同时动力一体化解决也降低了设备的额外成本，给后期设备维护带来一站式服务；
二）艾默生一体化的解决方案精髓
艾默生网络能源公司作为全球最完整的“网络能源”的端到端一体化整体解决方案供应商。它在整合了网络能源业界最宽、最完整的拥有自主知识产权的产品线的基础上，不但能为客户提供最完整的网络能源产品（见图1），从而能为客户提供品质一流的、由全方位产品组成的综合解决方案（见图2）。而且，还组建起以“客户为中心”的、完善的客户接待窗口和管理平台，以便为用户提供最优质的售前、售后及长期的維保服务。
艾默生公司可以为广电行业提供“端到端”一体化整体解决方案所需的全套的动
力保护和管理设备。它们包括：
1、 应用于重要场地的备用发电机及发电机并机机组：
2、 应用于各种场地的低压配电柜：带LCD液晶点显示屏、釆用ABB开关和带智能通信接口,并能实现无人值守操作。
3、 应用于数字电视中心等场地的“双总线输入”供电系统的ASCO的ATS自动切换开关（30A-4000A）：带“相位入锁检测”功能、允许执行“同步切换”操作和“零线重叠”切换操作。
4、 应用于传输机房等场地的高可靠的-48V通信电源：提供由25A、50A、100A等模块组成的DC供电系统，其最大供电能力高达6000A,平均无故障工作时间（MTBF）高达36万小时。
广电行业电源以及环境建设都取得了很大的成绩，但是从专业的角度来讲，还是有很多可以进行优化和改善的地方。特别是在当前广电行业数字化、产业化转型的关键时期，广电行业新的技术模式和业务模式对于系统的稳定运行和安全保障提出了更高要求，同样使得一切业务和应用的基础——电源以及环境系统建设提出了更多要求和新的挑战，。
下面我们将就目前广电行业机房电源及环境基础建设可能存在的一些共性问题进行阐述。本文主要涉及和论述的是交流不间断电源（UPS）和机房专用空调这两种具体产品和系统的设计和建设使用时要考虑的问题。
一）电源及环境支持系统是一个相对独立的基础系统，需要非常重视。
机房电源及环境系统是一切具体技术和业务应用的基础，需要相对独立和统一的规划和建设。目前广电行业的电源以及环境建设系统建设总的来讲关注是不够完备的，主要体现在如下几个方面：
1）系统建设思路上的不完备。没有一个专门的规划和一以贯之的思路，也没有相关的系统建设明细标准。在以往的广电建设中，无论是电源设备还是相关的环境支持设备都是随着主要的业务设备投入而分期投入的，因此各个电源设备和相关的环境支持设备千差万别。
2）系统建设方案上的不完备。对于该系统的建设，我们认为一般情况下可分为八个小系统来建设：即发电机系统、低压切换系统、低压配电系统、直流不间断电源系统、交流不间断电源系统、机房环境调节系统、机房防雷和接地系统以及监控系统等。在实际建设中可以根据不同的场地具体情况选择制定不同的方案以便使安全效益最大化。
二）交流不间断电源系统（UPS）建设所面临的问题。
1）UPS的布置呈现出分散的态势，后级的交流用电设备取电不集中。
第一，UPS电源的分散配置，导致UPS电源的利用率必然不高。这样，投入和产出就往往不可能达到一个最优的比例，也必然不利于系统的扩容。
第二，无论是从设计还是应用来看，分散的小容量的UPS系统的可靠性相对
较低，出现问题的概率相对较大。
第三，分散小容量UPS系统的可维护性较差，且维护成本相对较高。
第四， 电源的分散配置，不利于前后级的配电系统的设计，浪费空间，给安装、维护、管理UPS及电池等各项工作造成很大困难，威胁供电系统长期、稳定、正常地运行
2）UPS系统的供电方案不尽合理。
根据不同的负载对可靠性的不同要求，UPS系统有着不同的组网方式，可靠性从低到高，一般可分为：单机供电系统、两台UPS组成的串联热备份系统、多台UPS组成的直接并机系统、多套UPS系统所组成的双母线系统。
就目前的情况来看，多数广电机房主要采用的系统是单机系统两台UPS所组成的串联热备份系统，另外，在某些数字电视中心及IDC（互联网数据中心）机房采用了两台UPS所组成的直接并机系统。
特别指出，我们发现有些广电机房的一些核心负载就简单的用串联热备份系统来提供用电，这是很不安全的。在核心负载的用电安全上，这种UPS的配置方案显得相对不足，因为只要串联系统中的主机宕机，负载极有可能中断引起严重事故。我们推荐至少要用一套1＋1的直接并机的系统。对于数字电视中心及IDC机房，我们推荐双母线系统，这样，系统的供电的可靠性可达99.99999%
3）UPS种类繁多，除了主流厂家之外，还有很多小厂家产品，良莠不齐。各套UPS系统完全独立，资源之间互相也完全没有可能做调配和相互支援。然后，这样对UPS的维护造成了极大的压力。
4）UPS的输入输出系统配置配置呈现出不完全合理的现状。首先是方案不完全合理，然后是很多配电屏本身设计不合理，不规范。
5）UPS的使用和维护状况由于种种原因，也不太理想。
三）机房环境（机房专用空调解决方案）建设所面临的问题。
目前，很多广电机房没有使用机房专用空调（常被称为精密空调，恒温恒湿机），而是广泛应用普通舒适性空调。与机房专用空调比较，舒适性空调问题如下：
1）舒适性空调出风温度过低，会导致在出风口附近空气中的水蒸汽饱和凝结出水滴，对附近的用电设备造成很大危险。
2）舒适性空调风量过小，不适合计算机设备的高热密度的发热特点，无法驱除机房的“热岛效应”。
3）舒适性空调温度调节精度过低，温度调节精度为±3～5℃，温度的波动对设备稳定运行极其不利。
4）舒适性空调没有湿度控制功能。舒适性空调无法进行湿度控制。没有加湿功能，只能进行除湿，在冬季甚至过度除湿，湿度过低产生的静电极易产生设备故障。
6）舒适性空调过滤能力无法达到机房标准。舒适性空调只具备简单的过滤功能，其过滤器的过滤效果根本无法达到机房的要求。机房专用空调严格按照0.5 微米/升<18,000（B级）设计，配合以每小时30次的风量循环，保障机房洁净。
7）舒适性空调在北方地区无法实现低温（室外）运行。一般标称-5℃以下即无法制冷和加热，而机房是发热量很大的区域，即使在冬天也需要对设备进行降温。
8）舒适性空调维护量大，舒适性空调长期应用在非设计工况下，故障率高，能效比不断下降，越来越耗能。机房专用空调按照全年长期运行设计，维护量小。
9）舒适性空调在机房内应用，寿命短。在365天/24小时应用的情况下其寿命一般不超过3年（机房专用空调的设计寿命一般为连续运转10年）。
10）舒适性空调空调耗电量大，机房专用空调选用的工业等级压缩机能效比高达3.3。而舒适性空调目前业界选用的高等级压缩机能效比约2.9，同时考虑到其他设计差异,如显热比指标，舒适性空调比同容量的机房专用空调多耗电20%-30%,不仅增加使用成本，也浪费能源。
以上舒适性空调的问题，将影响机房设备的安全运行，增加机房运行成本，需要应用机房专用空调予以解决。
二：机房电源及环境系统建设的基本原则及一体化解决方案
一）系统设计原则
1、通用性
本系统的设计符合相关国家设计标准。
2、可靠性
设备具有良好的电磁兼容性和电气隔离性能，不影响其他设备正常工作；一体化供电能统筹设计保证主设备的不间断供电。
3、稳定性
所有产品都经过全球主要电信商、数据网长期的运行考验，在业界具有领先的技术、领先的制造和领先的品牌；
4、安全性
符合高等级的抗扰度国际标准，工作安全可靠；
5、可维护性
主设备采用模块化结构设计，便于故障的维护处理；
6、扩充性
在系统设计中充分考虑到用户后期的扩容，做了合理的冗余设计；
7、智能化设计
系统设备UPS、空调、动力监控等均采用智能化设计，便于远程监控等；
8、经济性
系统整体设计，可合理设计设备容量，减少设备成本；同时动力一体化解决也降低了设备的额外成本，给后期设备维护带来一站式服务；
二）艾默生一体化的解决方案精髓
艾默生网络能源公司作为全球最完整的“网络能源”的端到端一体化整体解决方案供应商。它在整合了网络能源业界最宽、最完整的拥有自主知识产权的产品线的基础上，不但能为客户提供最完整的网络能源产品（见图1），从而能为客户提供品质一流的、由全方位产品组成的综合解决方案（见图2）。而且，还组建起以“客户为中心”的、完善的客户接待窗口和管理平台，以便为用户提供最优质的售前、售后及长期的維保服务。
艾默生公司可以为广电行业提供“端到端”一体化整体解决方案所需的全套的动
力保护和管理设备。它们包括：
1、 应用于重要场地的备用发电机及发电机并机机组：
2、 应用于各种场地的低压配电柜：带LCD液晶点显示屏、釆用ABB开关和带智能通信接口,并能实现无人值守操作。
3、 应用于数字电视中心等场地的“双总线输入”供电系统的ASCO的ATS自动切换开关（30A-4000A）：带“相位入锁检测”功能、允许执行“同步切换”操作和“零线重叠”切换操作。
4、 应用于传输机房等场地的高可靠的-48V通信电源：提供由25A、50A、100A等模块组成的DC供电系统，其最大供电能力高达6000A,平均无故障工作时间（MTBF）高达36万小时。
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