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摘要：人类进入二十一世纪之际，科学技术获得了高速发展，以计算机广泛应用为特征的社会已开始进入智能化，网络化的新时代。能源、交通、建设、文教卫生、金融、邮电、旅游等各行各业以及人们的日常生活中都安装了各种类型的计算机系统，依靠先进的科学技术来提高生产效率和管理水平，丰富人们文化生活。所有这些都离不开计算机系统设备可靠，安全，稳定的运行，不同行业不同用电负荷的特点也对其供电电源提出了不同的要求。
关键词：计算机系统 配电保护 供电电源

　　人类进入二十一世纪之际，科学技术获得了高速发展，以计算机广泛应用为特征的社会已开始进入智能化，网络化的新时代。能源、交通、建设、文教卫生、金融、邮电、旅游等各行各业以及人们的日常生活中都安装了各种类型的计算机系统，依靠先进的科学技术来提高生产效率和管理水平，丰富人们文化生活。所有这些都离不开计算机系统设备可靠，安全，稳定的运行，不同行业不同用电负荷的特点也对其供电电源提出了不同的要求。

　　一、负荷分级和电源质量

　　我国现行的有关设计规范及标准对计算机系统电源的分级由于受编制时计算机应用范围的限制，只对重要建筑（如省部级办公楼，国际会议中心，证券交易中心，广播电台电视台大型百货商厦等）的计算机系统电源做过明确规定，规定其为特别重要负荷，而对除此之外的其他较重要建筑和普通建筑中的计算机电源未做过相应说明。由于计算机技术发展的日新月异，计算机应用的日益广泛和普及，笔者以为，有必要对该部分计算机系统电源等级在一，二级负荷中略作说明，切合实际的满足各类建筑的计算机系统电源需要，又避免超标准设计和配置，引起不必要的投资浪费。

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三、保证计算机系统电源

　　品质的防护措施

　　常用的防护措施有以下几种：隔离变压器，稳压器，滤波器，过电压保护装置，不间断电源等。

　　（1）隔离变压器

　　隔离变压器是通过初，次级绕组之间的电磁耦合，来达到传输工频电能的目的。由于其初，次级绕组之间带有静电屏蔽层，有效地隔离了电网中瞬变脉冲等信号干扰。

　　（2）稳压器

　　设置稳压器的目的，就是当供电输入电压或负载发生变化时，能保持稳定的交流输出电压。

　　民用建筑中，对不同的场合应选用不同类型的稳压器。如对稳压性能要求较高的场合，宜选用电子交流稳压器；在对交流电路中的高频干扰要加以抑制时，宜选用纯磁谐振稳压器；在对电源频率影响敏感的场所，宜选用自动补偿式稳压器。

　　（3）滤波器

　　采用滤波器的主要目的是抑制低压电网中的谐波。众所周知，现代建筑中存在着大量的电子办公设备，各种气体放电光源，电子镇流器，晶闸管控制的各种调光，调速装置，异步电动机软启动装置，不间断电源等，都是具有非线性特性的负载。这些设备在使用中会产生非正弦波电流，这些畸变的电流波形富含谐波，由此产生的谐波损耗在电机，变压器中导致温升增高，浪费电能，缩短寿命；在电容器，电缆中会加速绝缘老化，发生谐振时损坏电容器；对通讯，广播，自控，继电保护，计算机系统产生高频辐射或电压闪变，干扰系统的正常运行甚至酿成事故。为此，谐波影响不容忽视。

　　为了消除谐波影响，特别是电网中各种频率的高次谐波，在计算机系统供电电源侧应加入低通滤波器来阻止其侵入。

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（1）大容量负荷的启停

　　当用电负荷出现较大的变化时，即附近的大容量设备启动或突然停止时，会引起母线电源电压的波动，产生瞬间短暂的低电压或高电压。

　　（2）大量非线性负荷的应用

　　大功率的可控硅整流装置，各种调压，调速装置，各种气体放电光源，电子镇流器等等都会使供电给计算机系统的电源电压波形产生崎变，产生大量的谐波电流。

　　（3）操作过电压和暂态过电压

　　配电系统内部感性负荷，补偿电容的投入和切除，断路器的分合等会产生操作过电压。雷击时雷电波通过输电线路传播暂态过电压，引起瞬变脉冲，损害计算机数据设备。据统计，在整个瞬变脉冲事故中，内部过电压占80％，雷击过电压占15％左右。

　　（4）瞬间失电

　　如果发生低压电网瞬间失电，将直接影响计算机的正常运行。对于大多数计算机来说，中断供电超过10ms就有可能引起计算机内部5VP－G信号消失，从而导致正在运行的程序遭到破坏和数据丢失。

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网络技术的普及应用使计算机系统已经成为各类建筑功能使用上的中枢环节，所以，系统电源的负荷等级在所处建筑物中应划分为最高等级或提高一个等级。在以一级负荷为主的建筑中，系统电源负荷一般可归为特别重要负荷；在以二级负荷为主，有少部分一级负荷的建筑中，系统电源负荷一般可归为一级负荷；在以三级负荷为主的建筑中，系统电源负荷一般可归为二级负荷。当然，由于计算机设备的突然失电会导致程序运行中断和数据损失，每一种负荷方案中，UPS不间断电源都应该考虑设置，以保证系统电源工作的稳定和安全。电源质量主要是指电压，频率和波形的质量，表征电源质量的技术指标主要包括：电压波动，频率波动和波形失真率等。《电子计算机机房设计规范》GB50174－93对电源质量划分为三级.

　　电源质量与一般的产品质量不同，有以下显著特点：

　　（1）不完全取决于电力生产部门，有些指标如谐波，电压波动和闪变，三相不平衡等往往由用户干扰所决定。

　　（2）对于不同的供（用）电点，在不同的供（用）电时刻，电能质量指标往往是不同的。也就是说，电能质量在空间上和时间上均处于动态变化之中。对于电气设计人员，在配电设计中更应该注意针对不同负荷特点，采用相应措施，减少用电设备对电网的干扰，净化电能质量，对电网和用电设备两方面都是有利无弊的。

　　二、计算机系统常用配电方式

　　影响电源质量的主要因素

　　建筑物中电子计算机系统的用电负荷容量，只占整个建筑物用电负荷总量的一小部分，一般为几十千瓦。民用建筑物内动力和照明负荷在大多数情况下都是共用同一段变压器低压侧母线或同一段低压配出干线的，因此，计算机系统所在低压配电网中其他负荷的用电情况直接影响到计算机系统供电电源的电能质量。

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　　四、计算机系统各级负荷的配电方案

　　鉴于以上说明，笔者以为，在计算机系统配电保护设置中，UPS，滤波器，浪涌保护器是必不可少的配置；隔离变压器，在一些有特殊要求的场合需要应用；稳压器的稳压功能，在一般的场合，由在线式UPS替代即可。这样的配置，既经济又合理。

(1)特别重要负荷

　　对于某些重要建筑内的管理用，业务用电子计算机系统的电源，属于一级负荷中的特别重要负荷(具体适用场合详见有关规范)。滤波器主要抑制配电电网中的各次谐波，特别是影响较大的三次谐波。浪涌保护器主要用于建筑的内部防雷分级保护。UPS装置为在线式不间断电源，主要防止突然失电时正在运行的程序中断和数据丢失。

(2)一级负荷

　　对于以二级负荷为主，兼有少部分一级负荷的建筑物内的电子计算机系统的电源，根据满足与建筑物内最高负荷相同等级的要求，应属于一级负荷。如比较重要的办公建筑、中型百货商场、区县级的客运站、图书管、学校等等。

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（4）浪涌保护器

　　由于计算机系统的应用日渐增多，使得雷电对该类系统的破坏影响日益突出。闪电实质上是一种产生很高能量的干扰源，能释放出数百兆焦耳的能量。而一般电子设备对于毫焦耳级的能量就有可能受到影响。为此，IEC标准对建筑物由外及里划分了不同的防雷分区，要求电气线路穿过两防雷分区的交界处安装浪涌保护器，根据各防雷分区所受的雷电影响选择不同参数的浪涌保护器。民用建筑内的计算机房一般处于LPZ1或LPZ2区，具体取决于整幢建筑等电位及屏蔽措施的完善与否。

　　根据IEC的概念，浪涌保护是分级实施的，各级的浪涌保护器需要适当的配合。实质上，在计算机系统进线电源处安装的浪涌保护器（假设该计算机房处于LPZ2区）应能满足抵御雷电电流从LPZ0区转入LPZ1区的剩余威胁加上在1区内由磁场感应的效应，需要该浪涌保护器的电压保护水平低于一最大值，而且剩余威胁需要低于被保护计算机设备的抗损坏性。当然，浪涌保护器对主开关分合操作，无功补偿电容器的投入切除而产生的沿电源线的过电压波也能进行抑制，使设备得到保护。

　　（5）不间断电源

　　不间断电源装置间称UPS，其发展历史，已由过去的动态不间断电源演变成现在的静态不间断电源。本节所指的主要是以电力电子逆变器为组成部分的静态恒频恒压交流不间断电源。对于计算机系统而言，不间断电源最重要的功能就是在停电时为电脑持续供电而不致使数据丢失。所以，在线式不间断电源是最好的选择。因为它 10ms以内的转换时间能满足大多数计算机允许供电中断的要求，不致于使正在运行的程序遭到破坏和丢失。此外，不间断电源在保证电压和频率的稳定，防止波形崎变和高频噪声的侵扰方面，也有重要作用。

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(3)二级负荷

　　由于计算机系统的普及应用，普通的建筑物内也会配置小规模的计算机系统，用于提高工作效率，进行科学化管理。这种类型的计算机系统电源应属于二级负荷。市电电源只要普通的电源回路即可，当线路故障失电时由UPS不间断电源装置来满足数据保存和程序运行所需要的二级负荷要求。

　　建筑物内计算机系统的配电和保护，实际上针对用户用电负荷的不同特点，可能有更加合理完善的方式。以上分析的，只是根据不同负荷等级的分类提出的基本方式。从供电和配电保护的可靠性方面而言，上述配置是必不可少的，只有这样，才能更高效地利用计算机技术带给我们的便利，充分发挥其技术优势，为提高各行各业劳动生产力而服务。