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数据中心停电的原因,如何预防数据中心的电力系统故障?

2023-03-03 11:22 作者:joseph wu 阅读量:861

数据中心电源是设计和运行数据中心的基本要素。一次简单的电源故障可能是一场大灾难,造成严重影响,尤其是随着越来越多的公司转向托管服务和云解决方案,数据中心的数量正在飙升。一个可靠的供配电系统是保持数据中心的高效和安全,并将经济损失降到最低的必要条件。这篇文章是为那些想了解数据中心的电力系统、电力故障的原因以及应对方法的你准备的。

关于数据中心电源系统你应该知道的事情

电力如何在数据中心流动

供配电系统是数据中心最多的子系统之一。通过不同的设备,系统可以根据数据中心的大小和规模而变化。

确定数据中心的可靠性有一个四级等级系统,从一级到四级。Tier I 通常用于小型企业,而 Tier IV 数据中心通常用于提供额外发电机组以实现冗余的企业。下图将以Tier IV数据中心的简化图示为例,展示数据中心内的电源系统。

关于数据中心电源系统你应该知道的事情

图 1:数据中心的电力系统

通常,来自电力设施的功率可能非常高。有一个变压器通过自动转换开关 (ATS) 将高压降低到安全水平。由于电力供应商无法保证随时随地的完美供电,且无法冗余接入公用电网,因此数据中心至少连接一台柴油或燃气备用发电机,为支持的服务器或服务器提供备用电源。其他数据中心设备。一旦电源中断,转换开关将向备用发电机发出信号以启动,以便为数据中心设备提供发电。

但是,从启动发电机到提供全功率需要一点时间。不间断电源(UPS)作为备用电源起到弥合时间差距的作用。想了解更多关于UPS的详细信息,可以参考什么是不间断电源或UPS。通常有一个维护旁路面板 (MBP),使 UPS 可以运行到维护旁路模式,并在系统断电进行维修时实现无负载中断。最终,电源将连接到配电单元 (PDU),配电单元连接到一系列远程配电盘 (RPP)。然后将不同的机架 PDU 插入 RPP 的不同插座盒中,作为冗余电源链的一部分。这就是供电系统的工作原理。

数据中心停电的原因

数据中心的电力系统故障可能以系统停止、数据丢失、变压器发热、损坏停机或其他任何形式发生。这些现象会引发一系列前所未有的事件,从而导致数据中心的巨大损失。那么供配电系统怎么会出现停电呢?既有雷电天气或硬件故障等自然因素,也有人为灾害,其中人为因素占停电原因的很大一部分。此处列出了导致数据中心电源故障的一些常见人为因素。

数据中心功率容量估计不准确

在设计数据中心的过程中,数据中心功率容量的估计不准确。它可以走向两个极端:电力容量未充分利用或需求超过电力供应。高估容量可能会导致容量未被使用,这意味着数据中心将用其整个生命周期来支持设备的过高安装成本和维护。而低估所需的电力容量可能会在耗电 IT 设备和电力消耗增长时导致电力中断。

数据中心电源设备选择不当

动力设备选择不当与上述估算因素有关。为了跟上不断增长的业务,许多数据中心正在部署越来越多的高密度服务器,这促使配电系统接近峰值容量。当低估或高估电力负荷时,电压值不合适的电力设备将影响数据中心的正常运行。例如,UPS 的电源电压值与服务器的电源电压值不匹配会导致过载并导致 UPS 剥离。另一方面,有时客户会被一些电力设备厂商的广告所误导,而忽略了对可靠性的实际检验。质量问题或最大性能指标不准确都会影响配电系统。

数据中心电源系统设计不合理

不合理的电力系统设计和建设有其隐患,可能引发隐患。如果设计将多个电源设备连接到电源线中的一个点,则可能会因负载过大而导致电源故障。例如,如果只有单个 PDU 连接多个大功率组件,一旦单个 PDU 发生故障,数据中心电源系统将停止运行。布线不良也可能使系统出现故障。如果电缆长度不符合保持设备正常性能的要求或布局混乱,则可能导致过热导致系统关闭。

如何预防数据中心的电力系统故障?

电力系统的可靠性对数据中心来说非常重要,那么如何保证优质的电力呢?以下是一些关于防止数据中心电力系统故障的建议。

准确评估您的电源容量

这通常是设计数据中心时首先要问的问题之一:“数据中心在预期寿命期间的功率容量是多少?” 通常,典型数据中心设施的生命周期将跨越几代 IT 设备。做好数据中心容量规划,使IT设备的电力需求与电力设备的容量保持一致,对数据中心的有效性至关重要。评估当前电力容量的第一步是了解 IT 设备、冷却系统、照明和关键电力负载的电力需求。随着大功率设备越来越多地被采用,平均功耗也在上升。管理人员应该为 IT 设备机架提供越来越多的数据中心电源容量,这就是我们看到部署越来越多机架 PDU 的原因。

设计适合您要求的电源系统

在准确评估了数据中心的电力容量需求之后,就到了为数据中心配备合适设备的过程。合适的电源系统可以最大限度地降低电源故障的风险。双电源组件,如双PDU,建议支持冗余。此外,必须考虑 IT 设备产生的谐波电流。可以应用隔离变压器来减轻谐波电流的影响。

定期维护数据中心设备

电力设备和IT设备的日常物理检查是确保所有系统处于良好工作状态的必要过程。例如,UPS 和电池的定期维护对于最大程度地减少停电问题的可能性至关重要。确定基础设施的变化,以免遗漏一些对整个系统产生重大影响的细节,减少电能使用量,延长设备寿命,从而避免人工成本和更换设备的成本。

电力系统稳定性:准备是关键

确保您的数据中心拥有强大的电力系统对于促进业务的平稳运行至关重要。一些数据中心电力系统的问题可以通过采取以上一些措施得到控制。因此,重要的是对电力系统进行有效的准备,尽可能降低风险,从而提高竞争力并为企业获得更多利润。

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