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       摘要：数据中心验证测试是数据中心建设的重要环节，是检验数据中心设施安全性、可靠性、冗余能力和承载能力的一个重要的手段。该文以某数据中心为例，通过验证测试，探索数据中心中压系统二次控制检测、单项系统和联动测试过程，以供同类项目参考。

  关键词：数据中心；验证测试；供配电

  数据中心作为信息化数据处理的基础设施，稳定、可靠且高效的供配电系统是确保其数据处理和存储任务顺利完成的关键。为了确保数据中心的稳定运行，检测供电设备和方案的可靠性至关重要。本文对某数据中心机房供电设备验证检测流程、目的和过程等方面进行说明。

  1 项目概况

  某数据中心扩建项目是支撑数字综合改革试点、助推新型智慧城市的重点工程，用地面积约1727㎡，建筑面积11200㎡，包括数据机房、配电房及其相应配套附属用房。一类高层公共建筑按A级数据中心标准设计，立体式数据中心模式布局，机柜数926个，单机柜功率5kW。配电设备布置于二层及六层，设2台2000kVA变压器为大楼常规设施供电，6台2500kVA变压器为项目数据机柜供电，3路市政电源，采用两用一备方式运行。自备应急电源设6台2200kW中压柴油发电机，安装在首层柴发室，2N模式运行，设两套中压ATS切换装置。

  2 中压系统支运行控制逻辑

  该数据中心扩建项目由两个不同变电站供电，其中第二、第三路电源来自同一变电站。第一路电源及第二路电源为常用电源，第三路电源为备用电源。中压控制逻辑如下：

  （1）当第一路电源或第二路电源断电时，由中压母联开关选择自动投入第三路备用电源，并启动一组备用中压柴油发电系统，处于油机待投状态。

  （2）当3路电源中有两路电源断电时，市电电源带载一路负荷，投入一组备用中压柴油发电机负载原市电的另一路负荷，另一组柴油发电机处于油机待投状态。

  （3）当三条市电均断电时，投入两组6台中压柴油发电机负载全部负荷。

  3 逻辑验证测试的目的及准备工作

  3.1 中压系统逻辑验证测试的目的

  依照《数据中心设计规范》《数据中心基础设施施工及验收规范》《数据中心场地基础设施认证技术规范》中A等级机房的标准，通过模拟各种电力故障场景的中压系统逻辑测试，来验证设备的安装质量及功能，发现并消除设计安装缺陷，确保各子系统功能以及子系统之间的联动控制达到设计要求。测试在异常情况下能否迅速、准确地切换备用电源，能否在关键时刻为用电设备提供稳定的电力，以满足设备的可靠安全稳定运行需求。

  通过验证测试，对运维人员实操水平进行检测，对应急方案相关可行性、有效性进行验证。

  3.2 中压配电测试流程

  测试条件→施工准备→二次回路及配电、保护装置绝缘试验→二次回路检查→断路器、保护装置测试→单系统测试→中压配电联动测试→收集整理资料移交。

  3.3 测试前应具备的施工条件及准备工作

  （1）编制测试方案，经施工单位技术负责人、监理、建设单位审核批准后对相关人员进行交底。

  （2）根据该项目作业任务、施工条件，开展安全风险评估，确定风险等级及控制措施，交底并将安全措施落实到各作业任务和步骤中。

  （3）测试仪器仪表应经有资质的机构校验合格，并在有效期内。

  （4）进入施工范围的所有工作人员正确使用劳保用品和着装，应急物资按方案要求准备齐全，应急预案交底并完成预演。

  （5）测试区域分隔标识，通道畅通，环境温湿度满足设备运行要求，现场照明充足，清理无关人员，做好现场施工防护围蔽及警示措施。

  （6）对上一工序工作进行检查，并确认合格。

  4 二次回路检查测试

  4.1 中压柜二次回路绝缘试验

  （1）用绝缘电阻表测量二次回路绝缘电阻，每一电源回路等均不应小于0.5MΩ。

  （2）在保护端子处将所有的电流、电压、直流回路的端子连接在一起，将回路的接地点断开，测量对地的绝缘电阻，信号回路测量电缆对地及对其他各芯间的绝缘电阻，其绝缘不小于2MΩ。

  （3）进行绝缘测量时，必须将被测设备断开，验明无电压，确实设备无人工作，方可进行。测量过程中禁止他人接近设备。绝缘测量前后，必须将设备对地放电。

  （4）二次回路有电子元器件的，试验前将插件拔出，或者短接。测量后，插入插件并检验无误，方可进行通电检验步骤。

  4.2 电压、电流互感器试验

  （1）检查电流互感器铭牌参数是否完整，确认变比、容量、标准等级与设计要求相符。

  （2）测量互感器二次绕组的绝缘电阻时，应使用2500V绝缘电阻表分别对外壳和二次绕组进行测量。

  （3）测绘电流互感器的励磁特性曲线，应测到饱和点以上。

  （4）校验电流互感器的极性，核对铭牌上的极性标识，按设计文件检查互感器各次绕组的连接方式及其极性关系、相别标示。校验电流互感器的变比。

  （5）校验电压互感器的极性，结果应与铭牌及设计要求相符。

  4.3 二次回路检查

  （1）电流二次回路禁止开路，电压二次回路禁止短路。

  （2）电流回路应采用额定电压不低于500V的铜芯绝缘导线，其截面积不小于2.5m㎡，其他回路采用截面不小于1.5m㎡的绝缘导线。

  （3）电流互感器二次绕组N线、电压互感器二次回路中性点必须使用截面积不小于4m㎡的多股铜线一点接地。

  （4）由直流屏送出控制、保护、信号电源等，送出顺序是从上往下、从总到分支，先从直流屏送出，再往下送，有异常情况应即刻断开空气开关。

  （5）送电正常后，断开每个支路回路的空气开关，检查是否有寄生回路。

  （6）检验断路器控制，应该首先确认断路器机械分合及手动储能正常，各个状态指示正常，然后才能进行电动操作。可采用在长时间内一直手合断路器操作手柄，同时模拟故障跳闸，断路器由合闸位置跳开直至储能完成后，断路器不能再次合闸的方法，检验断路器防跳回路是否正常。

  （7）调节直流母线电压至额定电压的80%，检查断路器的分合闸是否正常。

  （8）检查相关声光信号，应能正常动作。

  4.4 继电器、保护装置调试

  （1）检查继电保护装置，外观应无严重灰尘，无损伤；连接片、手柄、按钮等的安装应端正、牢固，接触良好。整定开关、微动开关操作灵活可靠，通、断位置明显，接触良好。

  （2）在断开装置电源的情况下，拔出各个插件进行检查，插件所标注电源等级、交流二次额定值应与设计相符。

  （3）恢复插入插件并检验无误后，接入装置电源，在80%～110%范围改变电源直流电压，装置均能正常工作，突然切断、合上外部输入电源，保护装置应能正常工作，不出现误动作。

  （4）对应设计图纸检查装置各个输入、输出情况，装置均能正确反应。

  （5）检验电压继电器的触点，应该满足在额定电压下继电器触点无振动；低电压继电器从额定电压下降到动作电压和零值时，触点应无振动和鸟啄现象。

  5 单体设备检查测试

  单机功能测试是对数据中心的施工安装质量、设备质量、设计质量的验证测试，通过操作、功能展示、告警模拟，验证设备的安装质量、基本功能、保护告警功能是否符合设计和标准规范的要求。

  （1）项目3路市电已供电至进线柜断路器上端，谐波、感应电压、感应电流、残余电压、三相电压不平衡、频率偏差、稳态电压偏移范围、稳态频率偏移范围、输入电压波形失真度、零地电压、系统接地电阻满足测试要求，确保供配电系统在测试中能稳定运行。

  （2）柴油发电机系统（包括现场油罐储油量、供油系统）。要进行设备检查、安装检查、启动测试、供油系统测试、状态指示验证、报警验证、停机验证、稳态运行验证、发电机断路器脱扣测试、运行发热验证、面板操作测试、瞬态响应验证以及并机系统测试，加注可供发电机运行12小时的燃料。

  （3）中压配电设备。检查设备的外观、开关容量、安装和相序是否满足设计要求并进行开合试验，确保其动作可靠。对于设计有多回进线并有备自投、连锁功能的，按设计要求，模拟一侧进线失压跳闸，另外一侧应能自动合闸投入，并应检查主供电源与备用电源之间的电气连锁，严格防止双电源并列运行。

  按设计整定限值临界点左右模拟故障保护,在端子排位置通入电流、电压，模拟各种故障，保护装置（或继电器）应能正确动作，断路器应能正确对应跳闸，相关声光信号应能正确动作，保护装置应处于与投入运行完全相同的状态，检查保护回路及整定值的正确性。对中压配电箱柜同时在假性负载100%和50%负荷情况下进行运行状态检查和发热测试，并进行仪表校验。检查断路器或隔离开关拉开（或小车拉出）时,能否正确连锁跳开进线开关。

  （4）ATS开关配电柜。需要进行ATS系统的回路连锁、短路故障闭锁、PT断线闭锁、市电自投自复的开关投切测试，确保其能在市电发生故障时切换至备用电源。

  （5）变压器检测。通过对变压器的外观、绝缘性能、绕组直流电阻等参数进行检测，确保其性能符合设计要求。按定值单保护设定，在变压器位置模拟开门、超温、高温等信号，保护装置（或继电器）应能按设计要求正确动作或发信，断路器应能正确跳闸，相28DIGITCW2024.11关声光信号应能正确动作。

  （6）线缆检测。检查线缆的连接工艺、标识标牌以及功能是否正常，确保电源传输的安全性和可靠性。

  单系统的测试方法主要是通过模拟单系统真实运行时的各种状态及故障模式时的各种状态，通过一定时间的运行，验证单系统是否可靠。

  6 中压配电系统综合测试

  中压配电系统综合验证测试通过模拟市电供电中断，设备故障等场景，验证系统切换逻辑，验证设备工作状况，全面检验中压配电系统与发电机之间的联动性能，确保在市电中断时发电机组能够顺利启动并承担负荷，检验数据中心应对突发状况的冗余备份、安全保护能力。根据《数据中心场地基础设施认证技术规范》要求，进行了以下场景演练：

  （1）在1#、2#市电正常供电，3#市电备用正常情况下，完成2#市电中断的系统切换3#备用测试。

  （2）在1#、3#市电供电情况下，完成2#市电恢复的系统切换测试。

  （3）在1#、2#市电正常供电，3#市电备用情况下，完成1#市电中断的系统切换3#备用测试。

  （4）在2#、3#市电正常供电情况下，完成1#市电恢复的系统切换测试。

  （5）1#市电中断，3#备份市电失败，1#ATS控制柴发带载运行，取代1#市电供电。

  （6）在1#柴发带载、2#市电正常供电情况下，手动恢复1#市电。

  （7）2#市电中断，3#备份市电失败，2#ATS控制柴发带载运行，取代2#市电供电。

  （8）在2#柴发带载、1#市电正常供电情况下，手动恢复2#市电。

  经过以上场景测试，验证原程序设计逻辑及设定的控制器响应时间是否满足要求。

  7 检验测试数据的记录及问题整改

  在检验测试各阶段，核查资料和运行检测中采集各仪表的记录数据并进行分析整理，编制数据统计表，对照设计参数、合同要求与标准规范进行梳理和分析、归纳，形成问题清单。根据对数据机房使用功能影响的严重程度，将问题划分为高、中、低三个风险等级并给出相应的整改建议。各测试环节发现的问题经整改消缺后才能进入下一工序或环节的测试，尤其是影响功能的高风险问题点。

  8 结束语

  通过检查、测试，对项目的施工质量、安装工艺、设备功能、系统性能、综合性能等进行验证，是对数据中心潜在运营风险检测、控制和消除的过程，全面检验数据中心供配电系统的性能、冗余设计的有效性以及各组件之间的协同工作能力，为数据中心内各类设备提供稳定可靠的电力供给对保障数据中心的运行安全具有十分重要的意义。