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數據中心停電的原因，如何預防數據中心的電力系統故障？

2023-03-03 11:22 作者：joseph wu 閱讀量：3893

數據中心電源是設計和運行數據中心的基本要素。一次簡單的電源故障可能是一場大災難，造成嚴重影響，尤其是隨著越來越多的公司轉向托管服務和云解決方案，數據中心的數量正在飆升。一個可靠的供配電系統是保持數據中心的高效和安全，并將經濟損失降到最低的必要條件。這篇文章是為那些想了解數據中心的電力系統、電力故障的原因以及應對方法的你準備的。

關于數據中心電源系統你應該知道的事情

電力如何在數據中心流動

供配電系統是數據中心最多的子系統之一。通過不同的設備，系統可以根據數據中心的大小和規模而變化。

確定數據中心的可靠性有一個四級等級系統，從一級到四級。Tier I 通常用于小型企業，而 Tier IV 數據中心通常用于提供額外發電機組以實現冗余的企業。下圖將以Tier IV數據中心的簡化圖示為例，展示數據中心內的電源系統。

關于數據中心電源系統你應該知道的事情

圖 1：數據中心的電力系統

通常，來自電力設施的功率可能非常高。有一個變壓器通過自動轉換開關 (ATS) 將高壓降低到安全水平。由于電力供應商無法保證隨時隨地的完美供電，且無法冗余接入公用電網，因此數據中心至少連接一臺柴油或燃氣備用發電機，為支持的服務器或服務器提供備用電源。其他數據中心設備。一旦電源中斷，轉換開關將向備用發電機發出信號以啟動，以便為數據中心設備提供發電。

但是，從啟動發電機到提供全功率需要一點時間。不間斷電源（UPS）作為備用電源起到彌合時間差距的作用。想了解更多關于UPS的詳細信息，可以參考什么是不間斷電源或UPS。通常有一個維護旁路面板 (MBP)，使 UPS 可以運行到維護旁路模式，并在系統斷電進行維修時實現無負載中斷。最終，電源將連接到配電單元 (PDU)，配電單元連接到一系列遠程配電盤 (RPP)。然后將不同的機架 PDU 插入 RPP 的不同插座盒中，作為冗余電源鏈的一部分。這就是供電系統的工作原理。

數據中心停電的原因

數據中心的電力系統故障可能以系統停止、數據丟失、變壓器發熱、損壞停機或其他任何形式發生。這些現象會引發一系列前所未有的事件，從而導致數據中心的巨大損失。那么供配電系統怎么會出現停電呢？既有雷電天氣或硬件故障等自然因素，也有人為災害，其中人為因素占停電原因的很大一部分。此處列出了導致數據中心電源故障的一些常見人為因素。

數據中心功率容量估計不準確

在設計數據中心的過程中，數據中心功率容量的估計不準確。它可以走向兩個極端：電力容量未充分利用或需求超過電力供應。高估容量可能會導致容量未被使用，這意味著數據中心將用其整個生命周期來支持設備的過高安裝成本和維護。而低估所需的電力容量可能會在耗電 IT 設備和電力消耗增長時導致電力中斷。

數據中心電源設備選擇不當

動力設備選擇不當與上述估算因素有關。為了跟上不斷增長的業務，許多數據中心正在部署越來越多的高密度服務器，這促使配電系統接近峰值容量。當低估或高估電力負荷時，電壓值不合適的電力設備將影響數據中心的正常運行。例如，UPS 的電源電壓值與服務器的電源電壓值不匹配會導致過載并導致 UPS 剝離。另一方面，有時客戶會被一些電力設備廠商的廣告所誤導，而忽略了對可靠性的實際檢驗。質量問題或最大性能指標不準確都會影響配電系統。

數據中心電源系統設計不合理

不合理的電力系統設計和建設有其隱患，可能引發隱患。如果設計將多個電源設備連接到電源線中的一個點，則可能會因負載過大而導致電源故障。例如，如果只有單個 PDU 連接多個大功率組件，一旦單個 PDU 發生故障，數據中心電源系統將停止運行。布線不良也可能使系統出現故障。如果電纜長度不符合保持設備正常性能的要求或布局混亂，則可能導致過熱導致系統關閉。

如何預防數據中心的電力系統故障？

電力系統的可靠性對數據中心來說非常重要，那么如何保證優質的電力呢？以下是一些關于防止數據中心電力系統故障的建議。

準確評估您的電源容量

這通常是設計數據中心時首先要問的問題之一：“數據中心在預期壽命期間的功率容量是多少？” 通常，典型數據中心設施的生命周期將跨越幾代 IT 設備。做好數據中心容量規劃，使IT設備的電力需求與電力設備的容量保持一致，對數據中心的有效性至關重要。評估當前電力容量的第一步是了解 IT 設備、冷卻系統、照明和關鍵電力負載的電力需求。隨著大功率設備越來越多地被采用，平均功耗也在上升。管理人員應該為 IT 設備機架提供越來越多的數據中心電源容量，這就是我們看到部署越來越多機架 PDU 的原因。

設計適合您要求的電源系統

在準確評估了數據中心的電力容量需求之后，就到了為數據中心配備合適設備的過程。合適的電源系統可以最大限度地降低電源故障的風險。雙電源組件，如雙PDU，建議支持冗余。此外，必須考慮 IT 設備產生的諧波電流。可以應用隔離變壓器來減輕諧波電流的影響。

定期維護數據中心設備

電力設備和IT設備的日常物理檢查是確保所有系統處于良好工作狀態的必要過程。例如，UPS 和電池的定期維護對于最大程度地減少停電問題的可能性至關重要。確定基礎設施的變化，以免遺漏一些對整個系統產生重大影響的細節，減少電能使用量，延長設備壽命，從而避免人工成本和更換設備的成本。

電力系統穩定性：準備是關鍵

確保您的數據中心擁有強大的電力系統對于促進業務的平穩運行至關重要。一些數據中心電力系統的問題可以通過采取以上一些措施得到控制。因此，重要的是對電力系統進行有效的準備，盡可能降低風險，從而提高競爭力并為企業獲得更多利潤。

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