数据中心UPS电源系统割接实施方案_ups割接应急方案

根据对某数据中心机房配电室3台模块化不间断电源UPS采购及改造需求了解，以及我们对中心机房供配电系统现场详细的勘查，特为贵方规划中心机房供配电系统中的核心设备—“不间断电源UPS”的更换割接解决方案。

我们对您目标的理解：

1. 充分进行安全评估，电源割接应将对中心机房运营影响控制在最低

2. 完善的割接管理制度，做到有条不紊、安全实施

3. 缜密的准备工作和详尽割接操作方案，符合安全、方便实施原则

4. 健全有效的应急预案，割接操作时间要短，将影响控制在最小范围

5. 确保人身安全、文明施工

6. 合理布局、保持机房的整洁性

一、现场勘查汇总

1.1 现场勘查情况

中心机房现有3台先控CMS-200模块化UPS于2009年投入使用，已到达报废年限需更换，经过现场详细勘查，我方已清晰了解中心机房供配电系统框架、供电方案、配电室在网运行设备的布局、环境状况。设备平面布局：

注：配电室门框尺寸W1350*H1800mm，配电室净高为2500mm。

从平面布局可以看出：由于房间空间有限，设备安装通道布局不符合GB/T50174-2008要求，特别是左、右两台UPS与空调和配电柜空间狭窄，影响设备制冷散热和维护检修。

UPS供配电系统框架图：

本次更换设备为模块化UPS主机(蓄电池2014年更新，不在本次范围内)，蓄电池组、电池开关箱安装于地下2楼，每台主机共128节NPP品牌NP12-120AH蓄电池(2组并联)，电池开关为人民电器GM400M-3300R直流开关；机房内采用双总线方式供电。

配电柜一次系统图：

1)、D1（UPS输入配电柜）系统图

2)、D2（UPS输出配电柜）系统图

从上面D1、D2动力配电柜可以清晰看出：模块化UPS主机输入、输出开关均为1个，无备用开关或外置维修开关，无法实现UPS不停电进行割接。

配电室环境：

1)、房间制冷方式：采用风帽上送风前回风，亦被称为弥散（漫）式送风方式，两台佳力图12.1KW单冷空调。

2)、配电室环境温度、湿度：环境温度--22℃、环境湿度--49%（数据来源于安装于吊顶下的温湿度侦测器）。

3)、净洁度：配电间内、静电地板下 净洁度均佳。

4)、设备散热温度：UPS背部热源集中（45℃，局部热点），由于设备摆放位置（精密空调回风风道欠佳）及送风方式因素，不能有效快速带走热量达到冷却目的，导致温度场不均匀。

1.2 现场隐患分析及建议

二、割接方案拟定及建议

2.1整体思想

1)、设备布局优化

本次电源更换、割接方案不仅是更换原UPS设备，还需结合现场空间，充分考虑设备布局，对布局进行优化规划设计，需符合GB/T 50174-2017《数据中心设计规范》设备布局要求。

2)、电力电缆布线连接优化

电力电缆敷设符合GB 50217-2007《电力工程电缆设计规范》要求，远离热源、方便检修、横平竖直；线缆连接使用的压接型铜接线端子及工艺，必须符合GB/T14315-2008《电力电缆导体用压接型铜、铝接线端子和连接管》国家标准要求，确保连接可靠、安全间距。

3)、制冷散热优化

重新规划布局后，确保制冷空气气流循环通道通畅，尽量避免热量集中产生局部热点问题。

4)、割接时间优化

割接方案综合考虑割接安全与割接时间的兼容性，即要确保割接安全（负载的安全、人身的安全）、又需保障在最短的时间实施割接系统操作。

5)、负载安全保障

对中心机房内负载的统计，检查并确保双电源IT设备负载的两个电源适配器均处于正常状态，当中断任一路电源供应，双电源负载仍能正常。对于单电源负载，必须先正常关断负载后才可进行电源割接。

2.2 更换割接方案一（分散式割接方案）

更换UPS主机同时，为解决制冷散热问题，对精密空调摆放进行调整，采用对角摆放的合理方案。在更换UPS及割接之前，首先将精密空调AC2关机并折除，配电室内保留精密空调AC 1制冷工作，UPS电源从UPS3→UPS2→UPS1逐一进行更换割接，割接之前确保双电源负载的两个电源均正常工作、单电源负载须先关断后接至另一路UPS电源供应及正常启动；新安装UPS电源摆放位置重新调整，设备距墙、设备与设备之间的距离≥800mm；新增加一台上进线柜，无须对原电缆过短现场采用铜管连接，上进线柜至各UPS连接线缆，提前预先定制。UPS更换割接工作完成后，重新将精密空调AC2安装于配电室右上角位置，并开机至制冷工作状态。更换割接工作全部完成后，设备布局图如下：

优点：布局合理；彻底解决制冷散热问题；电源整体美观；预工程化缩短割接时间；逐一割接对机房运营影响降低到最低，可分阶段实施割接。

2.3 更换割接方案二（分散式割接方案）

在原UPS安装的位置上更换安装新UPS，UPS电源从UPS1→UPS2→UPS3逐一进行更换割接，割接之前确保双电源负载的两个电源均正常工作，单电源负载须先关断后接至另一路UPS电源供应及正常启动；新安装UPS电源摆放位置直接并排安装，设备与墙、设备与设备之间距离较紧凑；新增加一台上进线柜，无须对原电缆过短现场采用铜管连接，上进线柜至各UPS连接线缆，提前预先定制。更换割接工作全部完成后，设备布局图如下：

优点：有限解决制冷散热问题；电源整体美观；预工程化缩短割接时间；逐一割接对机房运营影响降低到最低，可分阶段实施割接。

缺点：布局紧凑，更换后UPS系统总宽度2100mm，与配电柜D1的距离为700mm，影响D1前门的正常开启（开启角度为65°）;UPS散热问题未从根本解决。通信电源人，编辑整理

2.4 更换割接方案三（集中式割接方案）

中心机房所有负载全部关断，将原UPS1、2、3全部关断，备用三根电缆用于直接从市电引入UPS输出配电柜，对机房进行临时市电供应，此时应确保市电无异常、发电机组备份进行供电保障；临时供电接线完毕后拆除原UPS电源、拆除精密空调AC2安装新UPS电源、安装精密空调2，UPS电源及空调安装完毕并开机调试正常；确保UPS主机的输出开关置于OFF状态，中心机房负载全部关断，将临时供电电缆拆除，每台UPS输出电缆接到D2配电柜对应的断路器上，确保连接OK后闭合UPS输出电缆向中心机房UPS供电，最后启动机房内所有负载。更换割接工作全部完成后，设备布局图如下：

优点：布局合理；电源整体美观。

缺点：集中电源割接，时间长；机房临时供电，保障性差、风险大；对整个机房运营影响最大。

2.5 方案比较分析及建议

2.6 割接后设备示意图

设备并排安装示意图：

线缆下走线、设备上接线，UPS系统线缆敷设示意图：

三、割接准备及措施

3.1 人员组织

本项目我公司成立割接方案项目管理及工作小组，委派有丰富实际管理经验人员作为项目负责、实施及服务于本项目。割接方案实施项目组的组织结构为：项目负责人/项目经理(1名)、解决方案应用工程师(1名)、总指挥服务工程师(1名)、UPS系统割接实施服务工程师(5名)，项目组织机构共8人服务于本项目。项目组各人员职责如下表所示。

3.2 施工工具

3.3 设备及材料

设备准备：

材料准备：

3.4 机房设备统计管理

将机房每个列头柜视为一个区域，对每个区域内服务器机柜中设备按下表格式汇总，并检查每个设备的电源工作状态，便于掌握断电管理单电源设备。

3.5 施工管理措施

保证工程施工的质量，就是要按照设计要求，选择合符技术要求的合格产品，经过优化的工序或工作，按照一定的投资额（人员的投资、辅材的投资等），在预定的工期内，完成UPS电源更换割接工程建设。

　　工程质量必须全方位为保证，而全方位保证取决于设计、设备、安装、安全等多个环节，工程质量的全方位保证必须从以下几个方面严格的管理和控制：

• 加强进场设备的检查验证工作；

• 加强技术方案和施工工艺的交底工作；

• 建立质量控制，设备的检查和验收工作；

• 加强安装设备的保护措施及工作；

• 加强隐蔽工程的规范性工作及线材的保护工作。

四、割接方案实施

4.1 割接进度安排及申请

我公司将书面提交割接进度安排及申请，需得到业主申批后方能进入割接施工前期准备，割接实施前业主需在内部管理网上进行UPS电源更换割接公示，割接时段安排至业务低峰时段进行。割接进度安排及申请如下表格：

4.2 割接施工前期准备

1)、确保所有设备、材料、施工工具、项目人员准备到位，检查是否有遗漏，且设备到货通过验收。通信电源人，编辑整理

2)、割接实行以下避让：

业务高峰时段（重大割接安排至晚上00:00以后）

重大保障期间

其它专业安排重大技术措施（如网优、升级等）

恶劣天气状况下

3)、设备、材料搬运至机房外放置，必须符合安全、方便实施的原则。

4)、割接所涉及到的负载设备技术状况须良好。

5)、严格按书面割接申请时间段内安排实施。

4.3 UPS3及AC2割接施工

割接要点：

1)、必须注意安全，包括人身和设备的安全，做好防护，杜绝短路和漏电现象。

2)、割接时间选在凌晨零点开始进行，割接前半小时做好相应的数据备份工作。

3)、禁止合闸的开关必须放置“禁止合闸”的警示牌。

AC2/UPS3割接步骤：

4.4 UPS2割接施工

割接要点：

1)、必须注意安全，包括人身和设备的安全，做好防护，杜绝短路和漏电现象。

2)、割接时间选在凌晨零点开始进行，割接前半小时做好相应的数据备份工作。

3)、禁止合闸的开关必须放置“禁止合闸”的警示牌。

割接步骤：

4.5 UPS1割接施工

割接要点：

1)、必须注意安全，包括人身和设备的安全，做好防护，杜绝短路和漏电现象。

2)、割接时间选在凌晨零点开始进行，割接前半小时做好相应的数据备份工作。

3)、禁止合闸的开关必须放置“禁止合闸”的警示牌。

割接步骤：

4.6 动环监控连接

经现场勘查原UPS系统集中监控采用RS485接口采集实现远程UPS电源集中监控，新UPS内置MODBUS卡，三张卡可以串联后一个采集接口输出，实现集中监控，连接方式如下：

通信电源人，编辑整理

五、系统割接总结及验收

5.1 总结

割接工作小组需要有一个总体指挥，所谓人多嘴杂，指挥者必须事先熟悉整个方案，对整个割接工作有明确的思路和周密的考虑，方能有条不紊地指挥整个工作，割接施工才能更加顺利、圆满完成。

5.2 方案呈现

5.3 工程验收

在设备分步割接调试测试、调试、开机、带载割接，监控系统联调后，将开始试运行。验收分为两步：设备材料到货初步验收、割接竣工验收，将按业主的要求进行。

UPS使用寿命到期或者因为扩容所需，需更换、升级UPS又是一件极为困难的事，即要确保受电设备的安全运行，又要确保人身的安全。而博思达在拥有多位经验丰富的服务工程师，每年都会有众多的电源割接实施操作，拥有丰富电源割接实施经验。我们将根据贵单位的实际情况，进行充分的可行性研究，将UPS电源更换割接方案归纳为五个阶段：勘查、方案阶段、准备阶段、实施阶段、总结验收阶段，提供完善的整体解决方案，确保安全、可行。