机房系统培训课件

数据中心机房机房系统培训2015-11数据中心机房内容简介数据中心机房的发展发展历史计算机机房的发展经过了四个时期，其主要过程有如下几点：1、前期机房（1960-1980）2、中期机房（1980-1990）3、后期机房（1990-2000）4、现代机房（21世纪至今）据统计数据显示，目前国内大概有55万个数据中心。其中低于500平米的中小型数据中心占据了超过80%。面积超过2000平米的大中型数据中心数量占比不足5%。工信部电信研究院通信标准研究所数据显示，当前我国各类数据中心总量约43万个，可容纳服务器共约500万台。其中经营性数据中心机房921个，面积约88万平米，机柜数月17.7万个，可容纳服务器约200万台。（摘自施耐德白皮书）发展趋势目前数据中心建设不仅规模大，上万平米的数据中心项目屡见不鲜。除了规模之外，绿色节能已经成为了数据中心建设所追逐的目标，PUE成了数据中心建设首要考虑的问题。一方面，这与政府节能减排的目标相关，另外一方面，绿色节能的确可以缓解数据中心高耗能、用电紧张的矛盾，可以显著降低数据中心的运维成本，符合国际发展的潮流。当今社会，数据爆炸性增长，以及社会化服务的深入，都对数据中心建设提出了更高的要求，这种需求不会在短期内得到释放，因此数据中心持续发展将维持很长一段时间。（摘自2012年施耐德白皮书）数据中心机房的发展机房规划设计机房等级定位电子信息系统机房应划分为A、B、C三级。设计时应根据机房的使用性质、管理要求及其在经济和社会中的重要性确定所属级别。符合下列情况之一的电子信息系统机房应为A级：①电子信息系统运行中断将造成重大的经济损失;②电子信息系统运行中断将造成公共场所秩序严重混乱。符合下列情况之一的电子信息系统机房应为B级：①电子信息系统运行中断将造成较大的经济损失；②电子信息系统运行中断将造成公共场所秩序混乱。不属于A级或B级的电子信息系统机房应为C级。在异地建立的备份机房，设计时应与主机房等级相同。同一个机房内的不同部分可根据实际情况，按不同的标准进行设计。机房规划设计机房等级定位各单位的机房按照哪个等级标准进行建设，应由建设单位根据数据丢失或网络中断在经济或社会上造成的损失或影响程度确定，同时还应综合考虑建设投资。等级高的机房可靠性提高，但投资也相应增加。A级电子信息系统机房举例：国家气象台；国家级信息中心、计算中心；重要的军事指挥部门；大中城市的机场、广播电台、电视台、应急指挥中心；银行总行；国家和区域电力调度中心等的电子信息系统机房和重要的控制室。B级电子信息系统机房举例：科研院所；高等院校；三级医院；大中城市的气象台、信息中心、疾病预防与控制中心、电力调度中心、交通（铁路、公路、水运）指挥调度中心；国际会议中心；大型博物馆、档案馆、会展中心、国际体育比赛场馆；省部级以上政府办公楼；大型工矿企业等的电子信息系统机房和重要的控制室。机房规划设计各等级性能要求A级电子信息系统机房内的场地设施应按容错系统配置，在电子信息系统运行期间，场地设施不应因操作失误、设备故障、外电源中断、维护和检修而导致电子信息系统运行中断。

容错：具有两套或两套以上相同配置的系统，在同一时刻，至少有两套系统在工作。按容错系统配置的场地设备，至少能经受住一次严重的突发设备故障或人为操作失误事件而不影响系统的运行。B级电子信息系统机房内的场地设施应按冗余要求配置，在系统运行期间，场地设施在冗余能力范围内，不应因设备故障而导致电子信息系统运行中断。冗余：重复配置系统的一些部件或全部部件，当系统发生故障时，冗余配置的部件介入并承担故障部件的工作，由此减少系统的故障时间。C级电子信息系统机房内的场地设施应按基本要求配置，在场地设施正常运行情况下，应保证电子信息系统运行不中断。机房规划设计机房组成①电子信息系统机房的组成应根据系统运行特点及设备具体要求确定，由主机房、辅助区、支持区、行政管理区等功能区组成。②主机房的使用面积宜根据电子信息设备的数量、外形尺寸和布置方式确定，并预留今后业务发展需要的使用面积。③辅助区的面积宜为主机房面积的0.2～1倍。④用户工作室的面积可按3.5～4㎡/人计算；硬件及软件人员办公室等有人长期工作的房间面积，可按5～7㎡/人计算。各功能区承重要求主机房活荷载标准值8~10kN/㎡；不间断电源系统室活荷载标准值8~10kN/㎡；电池室活荷载标准值16kN/㎡；监控中心活荷载标准值6kN/㎡；钢瓶间活荷载8kN/㎡。由于各功能区的活荷载标准值要求不同，在布局规划时尽量按承重梁划分不同区域。机房规划设计机房平面布置设计1、电子信息系统机房的设备布置应满足机房管理、人员操作和安全、设备和物料运输、设备散热、安装和维护的要求。2、产生尘埃及废物的设备应远离对尘埃敏感的设备，并宜布置在有隔断的单独区域内。3、当机柜内或机架上的设备为前进风/后出风方式冷却时，机柜或机架的布置宜采用面对面、背对背方式。4、主机房内通道与设备间的距离应符合下列规定：a用于搬运设备的通道净宽不应小于1.5m;b面对面布置的机柜或机架正面之间的距离不宜小于1.2m;c背对背布置的机柜或机架背面之间的距离不应小于lm;d当需要在机柜侧面维修测试时，机柜与机柜、机柜与墙之间的距离不宜小于1.2m;e成行排列的机柜，其长度超过6m时，两端应设有出口通道;当两个出口通道之间的距离超过15m时，在两个出口通道之间还应增加出口通道。出口通道的宽度不宜小于lm，局部可为0.8m。

机房规划设计建筑与结构1、主机房净高应根据机房面积、机柜高度及空调和通风要求确定，且不宜小于2.6m，建议在2.7---3m。2、主机房应避免布置在卫生间、厨房、实验室及动力站房等区域的垂直下方，且不宜布置在有水房间的隔壁；墙和天花板应有防水汽措施。在机房顶面楼层相应的地面或屋面应做防水处理。3、改建和扩建的电子信息系统机房应根据荷载要求，采取加固措施。4、电子信息系统机房内通道的宽度及门的尺寸应满足设备和材料运输要求，建筑的入口至主机房应设通道，通道净宽不应小于1.5m。机房规划划设计机房规划划设计机房系统统概括①装饰系统②电气系统③防雷接地系统④消防系统⑤空气调节系统⑥综合布线系统⑦环境动力监控系统⑧KVM系统⑨灾害防护系统机房装饰饰工程设设计装饰系统气密性好不起尘易清洁符合环保要求在温度和湿度变化作用下变形小具有表面静电耗散性能的材料不得使用强吸湿性材料不得使用未经表面改性处理的高分子绝缘材料作为面层。机房装饰饰工程设设计主机房净高不宜小于2.6米主机房和辅助区不应布置在用水区域的垂直下方改建机房应根据荷载要求采取加固措施1、基础加固；2、混凝土加固；3、结构加固（a、增设支点；b、粘钢加固；c、粘碳纤维加固）机房装饰饰工程设设计机房区地面材料应满足防静电、防火、不起尘、空调送风的要求。材料选择：抗静电活动地板，规格为：600×600×35mm地板架空高度：250-400mm(根据项目特征)地板下做防尘、保温处理。地面部分机房装饰饰工程设设计墙面部分具有防火防静电保温等特点同时应确保主机房气密性好、不起尘、易清洁并在温、湿度变化作用下变形小。墙面装饰：乳胶漆墙面、铝塑板墙面、彩钢板墙面（常用）机房区墙、柱面域采用C75轻钢龙骨架空、彩钢石膏复合板饰面。踢脚线采用木工板做基层，外饰发纹不锈钢。高度100mm。机房装饰饰工程设设计3.3.2墙面部分机房设备备区，应应采用精精密空调调恒温恒恒湿。选材：橡橡塑保温温板、保保温岩棉棉保温区域域：墙柱柱面、顶顶面、、地面用绝热效效果佳、、氧指数数高，阻阻燃、不不含CFC，绿色环环保的橡橡塑保温温板。机房装饰饰工程设设计隔断部分40×60槽钢做骨架、边框密度板基层发纹不锈钢板包框隔断边框根据消防和降噪的需要选择不同性能的玻璃。如下：1、防火玻璃：12mm厚防火玻璃、8（防火）+9a+8（钢化）中空玻璃。8+9+8双面防火玻璃。2、钢化玻璃：12mm厚钢化玻璃、中空钢化玻璃。顶面部分机房区选选材：龙骨：U50吊顶板：：铝合金金微孔铝铝板规格600X600mm和300*1200mm吊顶前顶顶棚上做做防尘处处理；精密空调调送风区区采用20mm厚保温板，，做保温温处理机房区设设计净高高＞2.6m机房装饰饰工程设设计机房总负荷机房市电用电负荷机房UPS负荷制冷设备新风设备照明灯具其他······IT负载应急照明其他······电气系统统——机房用电电负载分分类电气系统统——小电器照明：主机房照度不小于500Lux，辅助区域不小于300Lux，应急照明不小于一般照明的10％，疏散指示灯照度不小于5Lux。

市电插座：10A5孔，空调插座25A4孔和20A3孔等工业连接器：32A3孔，16A3孔等机柜PDU：8位16A、8位32A等电气系统统——常用线缆缆载流量量序号电缆型号mm2载流量（A）空气中（30℃）13×42823×63433×104943×166453×258365×42675×63285×104695×1660序号电缆型号mm2载流量（A）空气中（30℃）13×25+2×167823×35+2×169633×50+2×2511643×70+2×3514753×95+2×5018763×120+2×7021273×150+2×7024783×185+2×9528393×240+2×1203381、首先计计算出设设备的用用电的功功率，再再根据设设备功率率计算出出所需的的电流三相相设设备备电电流流计计算算：：I（A）=P(KW)/0.66单项项设设备备电电流流计计算算：：I（A）=P(W)/2202、然然后后根根据据电电流流选选择择对对应应的的空空开开空开开=I(A)*1.25*0.9（选选择择接接近近的的空空开开型型号号，，常常用用空空开开:16A、20A、25A、40A、63A、80A、100A、160A、250A、400A、630A、800A、1000A）3、再再根根据据空空开开的的型型号号选选择择电电缆缆电缆缆的的载载流流量量接接近近空空开开的的载载流流量量，，但但电电缆缆的的载载流流量量一一定定要要大大于于空空开开的的载载流流量量，，因因为为空空开开要要对对电电缆缆进进行行保保护护。（（对对比比上上页页常常用用线线缆缆载载流流量量表表即即可可选选出出所所需需线线缆缆型型号号））电气气系系统统———常用用线线缆缆、、空空开开的的选选择择举例：：单相相设备备用电电量5KW电流计计算:I（A）=P(W)/220=5000/220=22.73A根据电电流选选择对对应的的空开开:空开=I(A)*1.25*0.9=22.73*1.25*0.9=25.57A所以选选择接接近的的25A单相空空开电缆选选择：：3×4mm2电缆载载流量量28A，所以以选择择3×4mm2电缆举例：：三相相设备备用电电量20KW电流计计算:I（A）=P(KW)/0.66=20/0.66=30.30A根据电电流选选择对对应的的空开开:空开=I(A)*1.25*0.9=30.30*1.25*0.9=34.09A所以选选择40A三相空空开电缆选选择：：5×10mm2电缆载载流量量46A，所以以选择择5×10mm2电缆电气系系统——常用线线缆、、空开开的选选择UPS不间断断电源源系统统UPS(UninterruptiblePowerSupply），即不间断电源，是一种含有储能装置，以整流器（交流转换为直流）、逆变器（直流转换为交流）、电池组为主要组成部分的稳压稳频的交流电源。主要利用电池等储能装置在停电时给计算机/服务器、存储设备、网络设备等计算机、通信网络系统或工业控制系统、需要持续运转的工业设备等提供不间断的电力供应UPS概述UPS不间断断电源源系统统机房内为什么要使用UPS？电压波动停电电源浪涌电线噪声谐波失失真频率漂漂移瞬态尖尖峰UPS不间断断电源源系统统UPS具有以下几项基本功能：1.电网电压正常时，市电电压通过UPS稳压后供应给负载使用，性能好的UPS本身就是良好的交流稳压器，同时改善电源质量；同时它还对机内的电池进行充电，储存后备能量。2.电网电压异常时（欠压、过压、掉电、干扰等）UPS的逆变器将电池的直流电能转换为交流电能维持对负载的供电。3.UPS在电网供电和电池供电之间自行切换，确保对负载的不间断供电。而且可以根据设备的精密程度来选择可承受的切换时间。UPS不间断断电源源系统统——分类（（原理理）一、后备备式市电负载逆变器器电池组组充电器器175～264V220±4％～～±10％％VUPS不间断断电源源系统统——分类（（原理理）一、后备备式市电负载逆变器器电池组组充电器器175～264V220±4％～～±10％％V功率等等级0.25-2KVA左右UPS不间断断电源源系统统——分类（（原理理）市电负载功率等等级0.5-5KVA左右二、在在线互互动式式UPS不间断断电源源系统统——分类（（原理理）三、纯纯在在线式式整流逆变电池组组输入EMI输出EMI负载市电维修开开关旁路输输入空空开市电输输入空空开静态开开关1234功率等等级0.7-1500KVA左右静态旁旁路正常供供电时时在线线式UPS的工作作原理理UPS不间断断电源源系统统——分类（（原理理）三、纯纯在在线式式整流逆变电池组组输入EMI输出EMI负载市电维修开开关旁路输输入空空开市电输输入空空开静态开开关1234功率等等级0.7-1500KVA左右静态旁旁路市电中中断时时在线线式UPS的工作作原理理UPS不间断断电源源系统统——分类（（原理理）三、纯纯在线线式整流逆变电池组输入EMI输出EMI负载市电维修开关旁路输入空空开市电输入空空开静态开关1234功率等级0.7-1500KVA左右静态旁路市电正常而而逆变器故故障时在线线式UPS的工作原理理UPS不间断电源源系统——分类（原理理）三、 纯在线线式整流逆变电池组输入EMI输出EMI负载市电维修开关旁路输入空空开市电输入空空开静态开关1234功率等级0.7-1500KVA左右静态旁路UPS不间断电源源系统——分类（工作作性质）工频机通常电路采采用全桥整整流、全桥桥逆变方式式。开关管管工作频率率在5KHZ左右。必需内置输输出隔离变变压器才能能工作。优点：输入输出隔隔离、电网网扰动不会会影响负载载、电池直直接挂在母母线上缺点：体积大，重重量大、成成本高、输输入谐波电电流大、污污染电网高频机通常采用用正负半半波整流流、半桥桥逆变方方式。开开关管工工作在20KHZ左右。可以省去去输出隔隔离变压压器，其其可作为为选件。。优点：功率因数数高、谐谐波电流流小、输输入特性性好、体体积小、、重量轻轻缺点：输入输出出不隔离离、电网网的扰动动对负载载有影响响；不可可带半波波整流非非对对称性负负载指标高频机工频机过载能力一般较强整机效率85～97%85～95%可维护性较复杂较简单重量较轻较重体积较小较大输出功率因素0.70.8成本低高UPS不间断电电源系统统——供电方案案单台UPS供电方案系统的缺点•可用性有限，因为如果UPS模块出现故障，负载将转换到旁路供电，从而处于无保护电源下。•在UPS、电池或下游设备维护期间，负载处于无保护电源下（通常，这种情况每年至少会发生一次，而且往往会持续2-4小时）。•缺乏冗余，限制了在UPS发生故障时对负载的保护能力。•存在多个单故障点，这意味着系统的可靠性由其最薄弱的环节决定。UPS不间断电电源系统统——供电方案案N+1并机供电方案“N+1”系统的优点•由于在一个UPS模块出现故障时有其他冗余容量可用，因此该方案的可用性要高于“N”配置。•由于使用跟梢的断路器，而且模块一直在线（无递增负载），与串联冗余相比故障率低•可根据电力需求的增长进行扩展。在同一装置中可以同时配置多个单元设备。•硬件的布置不仅设计概念简单，而且成本低廉。“N+1”系统的缺点•两个模块必须采用相同的设计、相同的制造商、相同的额定值以及相同的技术与配置。•UPS系统的上游与下游仍存在单故障点。•如果在单个UPS系统模块和其电池以外的下游设备维护期间，负载会处于无保护电源下。如果并联连接板，或者并联控制器以及其下游设备要求维护，负载会处于无保护电源下。•由于各个UPS设备的利用率均低于100%，因此运营效率较低。•每个系统一条负载总线，因而存在单故障点。UPS不间断电电源系统统——供电方案案双总线供电方案计算机设备供电设计采用两台相同功率UPS主机双总线供电方式，单台UPS可满足所有计算机设备供电，任意一台故障后自动退出，负载供电不受影响。保证计算机设备的供电系统的可靠性和安全性。UPS不间断电电源系统统——供电方案案UPS不间断电电源系统统——供电方案案UPS不间断电电源系统统——容量选择择UPS容量计算算与选择择1、负载统统计：首首先计算算负载的的功耗并并统一单单位到KVA。（一般PC机负载约约为100-200VA，小型服服务器负负载约1.0-1.5KVA，大中型型服务器器负载为为3.0KVA，具体根根据所选选网络设设备厂家家具体型型号来定定)2、电流I及功耗W与VA的转换关关系VA=I*220VA=W/PF（功率因因数）一般情况况下UPS≤20KVA，PF=0.7;UPS〉〉20KVA时，PF=0.8考虑到UPS运行在70%~80%的区间为为最佳运运行状态态，一般般建议在在计算时时将功率率负载除除以0.8再一次放放大，得得出所有有选用UPS的功率。。举例说明明：机房内有有服务器器10台，每台台1.5KW，终端250台，每台台200VA；打印设设备8台，每台台额定电电流5A，计算需需要带这这些负载载的UPS容量？计算如下下：服务器：：10*1.5KW=15KW，转为视视在功率率为15KW/0.8=18.75KVA；终端：：总容量量为250*200VA=50KVA；打印设设备：8*5A*220V=8.8KVA。总负载容容量为：：18.75KVA+50KVA+8.8KVA=77.55KVA考虑最佳佳运行状状态得到到：77.55/0.8=96.9≈100KVA，即选用用100KVA的UPS主机。UPS不间间断断电电源源系系统统———电池池配配置置1、计计算算蓄蓄电电池池的的最最大大放放电电电电流流值值：：I最大大=Pcosфф/（η*E临界界*N）注：：P→→UPS电源源的的标标称称输输出出功功率率cosфф→→UPS电源源的的输输出出功功率率因因数数（（UPS一般般为为0