模块7-01：闭卷笔试模拟（Day 28）

学习目标：通过一份完整的闭卷笔试卷检验知识掌握程度，找出最后的知识漏洞。 考试时间：120分钟 满分：100分 及格线：70分（面试通过水平） 目标线：85分（面试优秀水平）

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考试须知

1. 请在安静环境中独立完成，不查阅任何资料
2. 建议先通做一遍（每题不超过2分钟），再回头检查
3. 答案在文件末尾，与题目分开，做完题再看
4. 记录你不确定的题目，对照答案后重点复习

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第一部分：填空题（20题，每题2分，共40分）

要求：在横线处填写正确的数值或术语。

1. GB50174规定，A级主机房温度范围为 ______°C 至 ______°C。

2. Uptime Tier III的年可用性为 ______%，年停机时间约为 ______小时。

3. A级数据中心UPS蓄电池后备时间应不低于 ______分钟。

4. 柴油发电机从接收启动信号到完成启动，时间应不超过 ______秒。

5. 在线式UPS采用 ______变换工作原理，切换时间为 ______ms。

6. STS（静态转换开关）采用 ______器件实现快速切换，切换时间为 ______ms。

7. Cat6A铜缆支持 ______Gbps的传输速率，最大传输距离为 ______m。

8. OM4多模光纤支持10G传输的最大距离为 ______m。

9. 七氟丙烷（FM200）的设计灭火浓度为 ______%，喷放时间应不超过 ______秒。

10. 灭火剂喷放后，浸渍保持时间应不少于 ______分钟。

11. A级数据中心主机房楼面荷载应不低于 ______kN/m²。

12. UPS/电池室（铅酸电池）楼面荷载应不低于 ______kN/m²。

13. PUE的计算公式为：PUE = ______ ÷ ______。

14. 国家要求东部地区新建大型数据中心PUE应不高于 ______。

15. IG-541惰性气体灭火系统的设计浓度为 ______%，喷放时间应不超过 ______秒。

16. VESDA极早期烟雾探测系统的灵敏度可达 ______%obs/m。

17. 综合布线系统中，强电桥架与弱电桥架的间距应不小于 ______mm。

18. 数据中心联合接地的接地电阻应不大于 ______Ω。

19. 桥架的填充率应不超过 ______%。

20. Tier IV的核心特征关键词是"______"，表示系统在任一组件发生非计划故障时仍能持续运行。

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第二部分：选择题（15题，每题2分，共30分）

要求：单选题选1个，多选题选所有正确答案。多选题少选得1分，多选或错选得0分。

21.（单选） 关于2N冗余架构，以下说法正确的是：

A. 2N冗余是指配置N+N台设备，共享一条配电路径 B. 2N冗余要求两套独立系统，每套能承担100%负载 C. 2N冗余只需比N+1多一台设备 D. 2N冗余适用于Tier I数据中心

22.（单选） 以下哪种UPS类型最适合A级数据中心关键IT负载供电？

A. 后备式UPS B. 在线互动式UPS C. 在线式（双变换）UPS D. 以上三种均可

23.（多选） 以下哪些是动环监控系统常用的通信协议？

A. SNMP B. Modbus C. HTTP D. BACnet E. MQTT

24.（单选） ATS（自动转换开关）在数据中心供电系统中的典型位置是：

A. UPS下游，PDU之前 B. UPS上游，市电/柴发切换侧 C. 服务器电源内部 D. 配线架内部

25.（单选） 关于冷通道封闭和热通道封闭的对比，以下说法正确的是：

A. 冷通道封闭后机房环境温度较低，人员舒适度更好 B. 热通道封闭后机房环境温度较低，人员舒适度更好 C. 两种方案对消防探测的影响完全相同 D. 冷通道封闭比热通道封闭的制冷效率明显更高

26.（多选） 以下哪些属于DCIM系统的核心功能？

A. 实时温湿度告警 B. 资产全生命周期管理 C. 容量管理与趋势预测 D. PUE实时计算与能效分析 E. 直接控制UPS开关机

27.（单选） 某数据中心IT功率10MW，总功率13MW，其PUE值为：

A. 1.0 B. 1.3 C. 0.77 D. 3.0

28.（单选） 以下哪种气体灭火剂的喷放时间最长？

A. 七氟丙烷（FM200） B. IG-541 C. 全氟己酮（Novec 1230） D. 三者相同

29.（多选） 关于冷板液冷和浸没液冷的区别，以下说法正确的是：

A. 冷板液冷是间接液冷，冷却液不直接接触电子元件 B. 浸没液冷使用水作为冷却液 C. 冷板液冷仍需要辅助风冷 D. 浸没液冷的PUE可以低于1.1 E. 冷板液冷的单柜密度上限高于浸没液冷

30.（单选） Modbus RTU协议的物理层通常采用：

A. 以太网RJ45 B. RS485串口总线 C. 光纤 D. WiFi无线

31.（单选） 消防联动中，气体灭火喷放前的人员疏散延时时间通常为：

A. 10秒 B. 30秒 C. 60秒 D. 120秒

32.（多选） 以下哪些是选择间接蒸发冷却方案的有利条件？

A. 项目位于北方干冷地区 B. 项目规模超过1000柜 C. PUE目标要求≤1.3 D. 项目位于热带高湿地区 E. 单柜功率密度＞30kW

33.（单选） GB50174中，A级数据中心在等级定位上最接近Uptime的：

A. Tier I B. Tier II C. Tier III D. Tier IV

34.（单选） 数据中心综合布线中，ToR架构的"T"代表：

A. Terminal B. Top C. Transfer D. Trunk

35.（多选） 以下哪些是柴油发电机系统启动时序中的正确步骤？

A. ATS检测到市电中断（3-5秒） B. 柴发接收启动信号并启动（≤15秒） C. UPS电池在此期间桥接供电 D. 柴发启动后立即满载运行 E. ATS切换至柴发供电

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第三部分：简答题（3题，每题10分，共30分）

要求：请用简洁、专业的语言作答。标注关键数据和规范依据可获得加分。

36.（10分） 请描述数据中心A级供电系统的完整架构，从市电引入到服务器，至少列出8个关键节点，并说明每个节点的冗余配置和关键参数。

37.（10分） 请对比七氟丙烷（FM200）、IG-541和全氟己酮（Novec 1230）三种气体灭火系统的特点及适用场景。要求从灭火原理、浓度、喷放时间、环保性、成本、适用场景六个维度进行对比。

38.（10分） 某数据中心设计参数如下：IT设备功率20MW，制冷系统功率5MW，UPS效率95%，配电损耗0.6MW，照明及辅助0.2MW。请计算：

• (1) UPS系统的功率损耗
• (2) 数据中心总功率
• (3) PUE值
• (4) DCiE值
• (5) 判断是否满足北京地区新建大型数据中心的PUE要求，如不满足请给出优化建议

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============ 答案分割线 ============

以下为全部答案，请做完题后再查看。

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第一部分：填空题答案

1. 18°C 至 27°C

出处：GB50174-2017，A级主机房设计温度

2. 99.982%，1.6小时

出处：Uptime Institute Tier Standard

3. 15分钟

出处：GB50174 A级要求

4. 15秒

出处：GB50174 A级柴发启动时间要求

5. 双变换（AC→DC→AC），0ms（零切换）

在线式UPS始终通过逆变器供电，市电中断时电池直接接入直流母线，负载端感知不到切换

6. 可控硅（SCR/晶闸管），4-8ms

STS使用电力电子器件实现毫秒级切换

7. 10Gbps，100m

出处：TIA-568标准

8. 550m

出处：TIA-568标准，OM4@10G

9. 8%，10秒

出处：GB50370，七氟丙烷设计参数

10. 10分钟

出处：GB50370，气体灭火浸渍时间要求

11. 8kN/m²

出处：GB50174，A级主机房最低要求。实践中推荐10-12kN/m²

12. 16kN/m²

铅酸电池极重，需要高承重。锂电池可降至12kN/m²

13. PUE = 数据中心总电力消耗 ÷ IT设备电力消耗

PUE ≥ 1.0，越低越好

14. 1.3（政策目标1.25）

出处：工信部数据中心能效管控要求

15. 43%，60秒

出处：GB50370，IG-541属于惰性气体，浓度高但安全

16. 0.005%obs/m

VESDA极早期探测灵敏度远高于普通感烟探测器

17. 300mm

出处：GB50311，防止强电对弱电的电磁干扰

18. 1Ω

出处：GB50174，联合接地（强电+弱电+防雷+防静电统一接地）

19. 50%

预留未来扩展空间

20. 容错（Fault Tolerant）

Tier III是"并发可维护"（Concurrently Maintainable），Tier IV是"容错"

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第二部分：选择题答案

21. 正确答案：B

解析：2N冗余要求两套完全独立的系统，每套能独立承担100%负载。A错（不是共享路径，是完全独立路径），C错（2N是N的两倍，不是多一台），D错（2N适用于Tier III/IV，不是Tier I）。

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22. 正确答案：C

解析：A级数据中心必须使用在线式（双变换）UPS。零切换时间和纯净输出是刚需。后备式和在线互动式都有切换延迟（8-12ms和2-4ms），不适合关键IT负载。

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23. 正确答案：A、B、D

解析：

• SNMP：IT设备标准协议（UPS/PDU/交换机）✅
• Modbus：工控设备标准协议（电力仪表/传感器/空调）✅
• HTTP：不是动环监控的采集协议（HTTP用于Web界面，不是设备采集）❌
• BACnet：暖通空调系统协议，通过BA系统间接集成到动环 ✅
• MQTT：物联网协议，目前在数据中心动环监控中较少使用 ❌

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24. 正确答案：B

解析：ATS位于UPS上游，用于市电和柴发之间的切换。STS才位于UPS下游。两者位置完全不同。

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25. 正确答案：B

解析：热通道封闭后，机房大环境是冷通道温度（约24-27°C），人员舒适度好。冷通道封闭后，机房大环境是热通道温度（35-40°C），人员不舒适。

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26. 正确答案：B、C、D

解析：

• A：实时温湿度告警是动环监控的功能，不是DCIM的核心功能（DCIM可以展示，但告警主要由动环负责）
• B：资产全生命周期管理 ✅ DCIM核心功能
• C：容量管理与趋势预测 ✅ DCIM核心功能
• D：PUE实时计算与能效分析 ✅ DCIM核心功能
• E：直接控制UPS开关机 ❌ DCIM是管理平台，不直接控制设备硬件

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27. 正确答案：B

解析：PUE = 总功率 ÷ IT功率 = 13MW ÷ 10MW = 1.3

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28. 正确答案：B

解析：IG-541喷放时间≤60秒，远长于七氟丙烷（≤10秒）和全氟己酮（≤10秒）。因为IG-541是高压气体，钢瓶数量多，喷放过程是气态释放，时间较长。

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29. 正确答案：A、C、D

解析：

• A ✅ 冷板液冷通过冷板间接传热，冷却液不接触芯片
• B ❌ 浸没液冷使用绝缘氟化液（如3M Novec、Fluorinert），不是水
• C ✅ 冷板液冷只冷却CPU/GPU，其他组件（内存、硬盘、主板）仍需风冷
• D ✅ 浸没液冷PUE可以低于1.1，理论可接近1.03
• E ❌ 浸没液冷的单柜密度上限（＞50kW）高于冷板液冷（10-25kW）

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30. 正确答案：B

解析：Modbus RTU的物理层是RS485串口总线（两线/四线差分信号）。Modbus TCP的物理层才是以太网。

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31. 正确答案：B

解析：气体灭火喷放前延时30秒，用于人员疏散和语音广播。出处GB50370。

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32. 正确答案：A、B、C

解析：

• A ✅ 北方干冷地区蒸发效果好，自然冷却时间长
• B ✅ 规模大才能发挥间接蒸发冷却的规模效应
• C ✅ 间接蒸发冷却PUE 1.15-1.3，满足≤1.3的目标
• D ❌ 热带高湿地区湿球温度高，蒸发效果差
• E ❌ ＞30kW/柜应考虑液冷，不是间接蒸发冷却的最佳场景

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33. 正确答案：C

解析：GB50174 A级在架构冗余方面接近Uptime Tier III（并发可维护）。注意：不能说"等于"，只能说"接近"，因为两个标准的评估维度不同。

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34. 正确答案：B

解析：ToR = Top of Rack（柜顶交换机）。交换机安装在机柜顶部，服务器通过短铜缆直连ToR交换机。

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35. 正确答案：A、B、C、E

解析：

• A ✅ ATS检测到双路市电失电，确认时间3-5秒
• B ✅ 柴发启动信号到启动完成≤15秒
• C ✅ 柴发启动期间UPS蓄电池桥接，IT设备零中断
• D ❌ 柴发启动后需要暖机和稳定，然后逐步带载，不能立即满载
• E ✅ 柴发稳定后ATS切换至柴发供电

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第三部分：简答题答案

36. A级供电系统完整架构（10分）

评分标准：

• 列出8个节点（4分，每节点0.5分）
• 每个节点的冗余配置正确（3分）
• 关键参数标注准确（2分）
• 语言表达清晰专业（1分）

标准答案：

A级数据中心供电系统包含以下8个关键节点：

节点1：市电引入

• 双路市电引入（来自不同变电站），电压等级10kV或35kV
• 两路物理路由分离，互为备用
• 冗余：2路独立

节点2：高压配电

• 10kV高压开关柜，分为A段和B段母线
• 母联开关正常断开，故障时可闭合切换
• 冗余：双段母线

节点3：变压器

• 干式变压器（机房内用），10kV/400V，典型2000kVA
• 2N配置（A路变压器组 + B路变压器组）
• 冗余：2N

节点4：低压配电

• 400V低压母联柜，A+B双总线
• 分为UPS负载回路和非UPS负载回路（制冷/照明）
• 冗余：双总线

节点5：UPS系统

• 在线式（双变换）UPS，切换时间0ms
• 2N冗余（A路UPS + B路UPS）
• 蓄电池后备≥15min，效率92-96%
• 冗余：2N

节点6：STS/列头柜

• STS在双路UPS输出间切换（4-8ms）
• 列头柜/智能PDU双路输入
• 逐路监控电流、电压、功率
• 冗余：双路输入

节点7：机柜配电

• A+B双路PDU输出至服务器
• 冗余：双路PDU

节点8：服务器

• 双电源模块，分别接A路和B路
• 任一路断电，另一路自动承担全部负载
• 冗余：双电源

并联路径：柴油发电机

• N+1冗余配置
• 启动时间≤15s，全程切换≤30s
• 燃油储备≥12h（A级）
• 通过ATS接入高压母线
• UPS电池在柴发启动期间桥接，IT零中断

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37. 三种气体灭火系统对比（10分）

评分标准：

• 六个维度全覆盖（6分，每维度1分）
• 数据准确（2分）
• 适用场景分析合理（2分）

标准答案：

补充对比：

• 对IT设备的安全性：三者都不导电、无残留，对IT设备均安全
• 对人员的安全性：七氟丙烷8%浓度下对人有一定刺激性但短时间可接受；IG-541降低氧浓度，43%浓度下氧气约12%，人员必须撤离但短时间暴露不致命；全氟己酮5.3%浓度最低，对人最安全
• 钢瓶间面积：IG-541最大（43%浓度需要大量钢瓶），七氟丙烷中等，全氟己酮最小

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38. PUE综合计算题（10分）

评分标准：

• 每小问2分，计算过程和结果各1分

标准答案：

(1) UPS系统功率损耗

UPS效率95%，IT功率20MW经过UPS：

• UPS输入功率 = 20MW ÷ 0.95 = 21.053MW
• UPS损耗 = 21.053 - 20 = 1.053MW

（也可简化计算：UPS损耗 = 20MW × (1-0.95)/0.95 = 20 × 0.0526 = 1.053MW）

(2) 数据中心总功率

总功率 = IT功率 + 制冷 + UPS损耗 + 配电损耗 + 照明辅助 = 20 + 5 + 1.053 + 0.6 + 0.2 = 26.853MW

(3) PUE值

PUE = 总功率 ÷ IT功率 = 26.853 ÷ 20 = 1.343

(4) DCiE值

DCiE = IT功率 ÷ 总功率 × 100% = 20 ÷ 26.853 × 100% = 74.5%

（验证：1 ÷ PUE = 1 ÷ 1.343 = 0.745 = 74.5% ✅）

(5) 是否满足北京要求及优化建议

北京属于东部地区，新建大型数据中心PUE要求≤1.3（政策目标1.25）。 当前PUE = 1.343，不满足要求。

优化建议（需降低约0.05-0.1的PUE）：

1. 优化制冷系统（效果最大）：

   • 将部分冷冻水系统替换为间接蒸发冷却（北京冬季可大量利用自然冷源）
   • 预计制冷能耗从5MW降至3.5-4MW（节省1-1.5MW）
   • PUE贡献降低约0.05-0.075

2. 提升UPS效率：

   • 启用ECO模式（效率从95%提升到99%），UPS损耗从1.053MW降至0.202MW
   • 节省约0.85MW
   • PUE贡献降低约0.04

3. 智能照明：LED灯+人感控制，照明能耗从0.2MW降至0.12MW

优化后PUE估算： = (20 + 3.75 + 0.202 + 0.6 + 0.12) ÷ 20 = 24.672 ÷ 20 = 1.234 ✅ 满足要求

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成绩自评表

完成笔试后，请按以下标准自评：

错题记录表：

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下一节预告：M7-02 结构化面试模拟——完整的面试流程演练，包含自我介绍、项目深挖、专业知识、行为面试和反问环节。

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本文件为模块7第1天学习内容，共约850行。 编写标准：真实笔试卷面格式，题目与答案分离，每题附详细解析。