AcrelEMS-IDC資料中心綜合能效管理系統減少資料中心電氣安全事故

AcrelEMS-IDC資料中心綜合能效管理系統減少資料中心電氣安全事故

安科瑞 仲曉棟18795656237

資料中心 的存在，就是為了保障計算的安全與可連續性。然而，僅僅最近三年中，資料中心發生了十餘件故障乃至災難。 資料中心繫統龐雜，運維安全本就不易，近年來的極端氣候、技術發展等因素，也為資料中心高可靠性帶來了新挑戰，我們應該如何預防與應對？

經過盤點近年來災難事件不難發現，電力系統、製冷系統、人工操作一直是導致資料中心故障的最常見因素。

線路老化

線路老化引發火災，常見於建成多年的資料中心，韓國SK資料中心火災就是由於線路起火導致的。

線路故障的主要原因是舊+熱：

舊：電線外包絕緣層，正常使用壽命在10~20年，線路老化後，可能造成破損，絕緣效能下降，遇到液體或溼度過大時容易引起短路、著火。

熱：根據焦耳定律，負載電流經過電線時產生熱量。資料中心24小時運轉，電線長期高負荷執行情況下，高溫加速線路絕緣老化，以至絕緣被擊穿。

UPS/電池故障

Telstra英國資料中心火災、北京郵電大學資料中心火災，即由電池故障導致。

資料中心電池/UPS故障的主要原因有過度迴圈放電、電池接頭密封不嚴、連結鬆動、高溫、高浮/低浮充電壓等。鉛酸電池一般壽命為5年，鋰電池壽命在10年左右，隨著電池使用年限的增加，效能降低，故障率也隨之提升。如果維護、檢查疏漏，可能未及時更換快到年限的電池。

又因為資料中心電池數量龐大，串聯及並聯使用，一旦一節電池故障後起火、爆炸，會蔓延造成大的災難事故。鋰電池一旦起火爆炸的危險性高於鉛酸電池，滅火難度也更大。例如2021年北京市豐臺區西紅門儲能電站起火爆炸事故，就是因為電池間內磷酸鐵鋰電池發生內短路故障，引發電池熱故障起火和擴散，進而遇電氣火花發生爆炸。

近年來鋰電池應用中受到主要疑慮即來自於此。

製冷故障

無論是壓縮機、安全閥抑或停水導致的製冷故障、製冷效率低，均會引發機房溫度升高，影響裝置效能，如果不能及時處理，機房溫度持續上升，或因過熱當機，服務中斷、硬體損壞、資料丟失。

人工誤操作

日常巡檢是資料中心的重要保障手段，但操作不當也是造成故障的重要原因。此前多起資料中心起火就是由於人員操作不當產生電火花，引燃易燃材料導致的，也有資料中心在維護保養時未嚴格執行工作手冊，導致電池短路等故障。

系統介紹

AcrelEMS-IDC資料中心綜合能效管理系統，為資料中心的能源管理提供全方位的監測和控制，主要分為電力監控、動環監控、消防監控、能源管理幾個模組。

1） 電力監控

a 實時監控變電站、變配電所開關櫃、變壓器、應急電源以及主要用電裝置執行狀況，採集微機保護測控裝置資料包括電氣引數、開關狀態、遠端遙控、事故報警及記錄等；

b 監測各進線迴路電能質量，包括電壓暫降、諧波畸變、閃變等資料波形記錄，進而判斷配電系統擾動方向，生成電能質量分析報告；

c 對中高壓回路進行故障錄波、事件順序記錄等功能，協助分析故障原因並改進；

d 對中壓開關櫃母排設定弧光保護裝置，探測到故障性弧光快速跳閘並報警；

e 監測0.4kV饋線電氣引數和開關狀態，自動抄表；

f 對0.4kV進行電能質量治理，包括諧波治理和無功補償。

2） 動環監控

a 實時監測動力裝置的供配電情況；

b 監控配電室、機房等場所的環境情況，包含有溫溼度、水浸、煙感、有害氣體等；

c 接入影片攝像頭、門禁系統；

3） 電氣安全

a 實時監測0.4kV饋線漏電電流，異常時報警；

b 監測各電氣接點、母排溫度並實時預警；

c 實時監測消防裝置的電源狀態，發生異常時報警；

d 實時監測建築內防火門、安全門狀態，發生異常時及時報警；

e 監測建築內消防應急照明和疏散指示燈具工作狀態，在發生火災時提供疏散應急預案，燈具有異常時報警；

f 對UPS電池間電池溫度、電流、電壓、內阻進行監測；

4） 能源管理

a 採集資料中心內建築的能耗資料，包括電、水、氣、汽、壓縮空氣、冷熱量等，並進行折標煤計算和CO2排放趨勢統計；

b 採集資料中心的暖通系統、給排水系統、動力系統、動環系統、照明系統能耗資料，包括製冷/制熱量、用水量、壓縮空氣和氧氣消耗量、照明系統用電量等；

c 根據採集的資料實時計算出資料中心能效指標PUE和WUE；