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机房供电概述及系统设计

机房供电概述及系统设计
机房供电概述及系统设计

(一)机房供电概述

1.供配电系统

供配电是数据中心机房的生命线,这句话一点也不夸张,因为离开了电我们的机房是连一分钟也运行不了的,因此要建一个好的机房,首先要将供配电解决好。一般要求主要开关设备应该被设计成适合增容、维护和冗余,并提供双倍的或隔离的冗余配置。设计时应该考虑到开关装置、总线或断路器维护的方便性。瞬时电压浪涌抑制(TVSS)应该被安装在电力分配系统的每一级上,并且采用适当的规格,以便能够抑制可能发生的瞬时的能量。

不同类别机房对电源的要求:

A类机房:停电后会产生重大损失和社会影响,要求建立不停电电源系统。

B类机房:停电后会产生一定损失和社会影响,要求建立备用电源系统。

C类机房:停电后不会产生大的陨失和社会影响,可按一般用户配置。

2.市电输变电系统

对于一级负荷机房应该有从不同变电站供给的双路供电,加上柴油发电机,通过应急电源柜切换后供给机房内的UPS和精密空调机组,ATS切换最好做在机房配电系统就近,切换后以最短距离输送给机房设备。备用发电机系统是至关重要的一个因素。即便其中有一个故障时,也能够直接地向计算机和其它设备提供一个理想质量和容量的电力供应。发电机的设计应能够处理UPS系统或电脑设备负荷的谐波电流。备用发电机应该提供备用电源给所有的冷却设备,避免负载设备温度上升以及停止运行。如果发电机不支持这些系统,它们所带来的益处就显得很有限。在自动控制发生故障时,发电机应该能够采用手动控制。应该给每一个发电机输出提供瞬时电压浪涌抑制(TVSS)装置。

发电机燃料应该是柴油,这样启动比较快。考虑现场储藏量的要求,通常需要保证4

小时到60天。并且需要给所有燃料储藏系统提供一个远程的燃料监控和警报系统。由于微生物增长是柴油燃料最常见的故障,应设计有便携的或安装固定的清洁系统。在寒冷的季节,需要考虑给燃料系统加热或循环,避免柴油燃料胶凝。当确定好现场燃料储藏系统的容量时,同时需要考虑燃料供货商在紧急情况时的反应时间。

在发电机周围提供UPS照明电源或单独的电池,在发电机和装置同时发生故障时提供照明。同样,在发电机周围也应该提供UPS供电插座。

在组件的分别测试之外,备用发电机系统、UPS系统和自动转换开关应该作为一个系统一起测试。在冗余系统测试单个组件的故障时,冗余系统是为在一个组件发生故障时能够继续起作用而设计的。此外,一旦数据中心开始运行,应该定期测试系统,确保各个组件能够继续正常地发挥作用。

3.机房用电的配置

配电必须充分考虑到今后的发展余量。如lBMP550A服务器,每台高配功率为lKW,一个机柜若装6台就是6KW,假如预期机房在今后会装到最多四十个机柜那就是240KW;UPS 一般可按照设备容量的1.3倍计算,就是312KVA,再加上适当的余量,选用3台200KVAUPS 冗余供电是一种较为理想的方案。

UPS的供电总容量2台200KVA冗余UPS可少算一台400KVA,精密空调单台的实际耗电功率为20KW,假如配置10台精密空调的话,总功率为10*20引200KW,机房UPS、空调总功率为:400+200=600KW,机房供配电要考虑到日后的发展余量等因素,一般可按照UPS与空调容量总和的150%配置,就是600*1.5=900KW,另外再加上新风机4KW、照明等的用电算8KW,则机房总的配电容量应为912KW其中由应急柜供电的为UPS和精密空调。

4.作为国家A类标准的计算机机房都要求具备双路市电电源接入供电,但双路电源的切换开关(ATS最好要安装在UPS输入的附近,这样接法相比在远端的配电柜切换来,可以消除从配电问到UPS之间动力线路,开关等引起的故障)。机房供配电的安全可靠性牵涉的问题很多,从市电输入到UPS,从UPS输出到各级ATS、各级开关然后到输出端的各个接线盒及插座,每一个环节都十分重要,特别是处于供配电上游的UPS输入总开关和输出总开关以及ATS。其中任何一个一旦出现问题,都会引发严重的停电事故,后果将不堪设想,因此其配置问题必须慎之又慎,另外对于动力电缆的配置问题也很值得研究,由于机房内大量非线性负载的存在,使得谐波电流很大,所以一般机房刚建好时零地电压都很低,而设备装满时零地电压都会大大增加?我们的有效办法之一就是降低零线的电阻,以前我们的零线、地线的线径一般都比相线要,小很多,但实践中三相配电线路内,相线上的3的整数倍谐波在中性线上会叠加,使中性线的电流值可能超过相线上的电流。但是从降低谐波电流和零地电压的目标出发,我们应该将零线和地线的线径选得与相线相同甚至更粗一点。

(二)负荷等级和额定容量

依据计算机的用途和性质以及负荷分级的规定,采取相应的供电技术:对于一级负荷采用一类供电,重要机房供电属于一级负荷,按一级负荷的供电要求,必须保证两个以上独立的电源点供电,采用两条专用干线引进,两路独立电源在末端互投,建立不停电系统,而且要保证供电的质量;对于二级负荷采用二类供电,建立带备用的供电系统;对于三级负荷采用三类供电,按一般用户供电考虑。

机房用电系统要求提供的电源额定容量一般以两种方式给出:

(1)确定机房用电系统的总功率大小或机房用电系统的总电流。这是选取电力设备、总

断路器、供电电缆、机房的总发热量以及精密空调时都必需考虑的问题。通常供电总功率应留有不少于25%的余量。

(2)确定各机柜、分机、设备等所要求的工作电流。这对设计计算机房的配电柜、选取合适的传输导线和分路开关也是必需的。针对电气设备额定电流,在整定总断路器和分路开关时要注意电气设备的启动电流值。在进行方案设计时,有些经验数据可供估算时参考,如:l)UPS功率:主机房可按350W~400W/㎡计算;照明用电可按l5W~20W/㎡计算。

2)空调机电功率要根据机房制冷量考虑。主机房制冷量按400W/㎡计算,辅助机房制冷量按300W/m2计算,然后再根据电气设备不同的效率和换算系数,确定空调系统用电负荷量。

(三)防雷和接地

接地极的接地电阻,当系统采用联合接地时,R≤10?(北京地区可按0.5?考虑);当

采用单独接地时,R≤4?。在总配电室要做总等电位连接,各楼层的智能化系统设备机房、楼层弱电间、楼层配电间的接地,采用局部等电位联接。贯穿弱电竖井的接地干线,应当是镀锌扁钢,截面尺寸不小于一40mm×4mm。

机房的重要设备和配电柜(箱),必须按GB50057一1994(2000年版),并安装电涌保护器、做好等电位连接。

机房供电系统设计

来源:中国绿色数据中心作者:机房360更新时间:2009/5/4 18:59:33

摘要:机房电气工程中,安全、可靠是机房供配电系统设计的关键出发点,由于机房的供配电系统、照明、设备防雷、机房接地、UPS不间断电源等与一般的强电设计有所不同,又与弱电专业的十几个子系统密切相关。因此,它们处于强、弱电专业设计分工的接合部。

机房在智能建筑中的重要性确定了安全、可靠是供配电系统设计的关键出发点。由于机房的供配电系统、照明、设备防雷、机房接地、UPS不间断电源等与一般的强电设计有所不同,又与弱电专业的十几个子系统密切相关。因此,它们处于强、弱电专业设计分工的接合部。有两种专业技术规范在这些界面上,有些规定也不十分明确,带来的问题是:机房各子系统的设计深度差距较大;主要弱电机房预留的位置不合适,面积过大或偏小;弱电竖井中遗漏接地干线和电源插座;UPS电源容量、支持时间长短不一;UPS电源供电方式是采用集中式还是分散式不能确定;各子系统的供电和接地方式不规范等。一部分设计文件中,还经常发现有文字说明描述不清楚、系统图和平面图五花八门、图形符号不按现行制图,标准绘制等问题。

机房常用的供电方式不间断电源(UPS)供电。由于采用了脉宽调频技术、高效功率器件的成熟、微处理器的发展等因素,不间断电源已经成为计算机房供电的主要手段。不间断电

源最大的特点,在于不间断性,而且能最大限度地提供稳定电压,隔离外电网的干扰。外电网一旦停电,UPS能在设备所允许的极短时间内(微秒至毫秒级)自动从备用能源经逆变器变换成电压、频率和相位都与原供电电源相同的电能继续向计算机供电。或者平时由逆变器供电,只在逆变器发生故障时,由静态电子开关自动将计算机瞬时切换到外电网供电或切换到另一台与之并联的UPS上,实现不间断供电。UPS提供的电源具有较高的电压和频率稳定性,波形失真也较小,干扰更优于外电网,是计算机系统最理想的供电方式。几乎所有的重要计算机设备都采用UPS供电。

(一)电源布置和系统设计

设计和施工必须充分了解并掌握供电对象。充分搜集机房设备和系统的资料才能做好电源布置和系统设计,从而合理地满足机房用电需要。

机房应设单独电源管理间,用符合防火要求的隔墙与弱电设备隔离,避免电源管理间操声、蓄电池酸碱液渗漏和电气火灾等事故传播到计算机设备机房内。计算机设备机房与电源管理间中间设单扇朝电源管理间方向开启的连通门,还可考虑设置玻璃观察视窗。电源管理间应做水泥地面,为防潮、防湿可砌高0.3~0.5m的水泥平台搁置配电柜和UPS电源等。

UPS主供:主机设备、网络设备、保安监控设备、多媒体、消防、应急照明等。

市电主供:空调设备、普通照明和给排风、维修插座、一般动力等。

(二)动力供配电系统

由总配电柜馈出的动力供配电系统采用50Hz交流电,380/220V三相五线电源,TN-S 接地方式,零线和地线分开设置且零地线之间电压小于lV。动力配电柜、照明配电箱采用放射式配电直接配至各用电设备。

机房内所有线缆须设计钢制桥架、线槽或钢管敷设。由于精密空调的供电电流大、负载动态范围宽,为防止干扰,应考虑另选路径单独敷设电缆。

动力配电柜(箱)具有火警联动保护功能,出现火警时可与消防系统联动及时切断电源,关闭防烟防火阀,并且在值班室安装手动电源切断装置。动力柜、照明箱内的开关和主要元器件采用进口产品,并设置有效的防雷措施。有条件时,大型机房最好采用专用电力变压器供电。

(三)UPS供配电系统

UPS供配电系统的供电范围是计算机设备(主机和附属设备)、通信设备、网络设备、保安监控设备、消防系统、应急照明等。UPS输出配电回路(每个配电控制开关为一个回路)

需按机房内设备要求设置,小型机/服务器、网络核心交换机及重要路由器要由独立双回路供电,其他计算机设备可用一个回路带3~4个插座,固定于地板下。UPS电源分别送到主

机房配电柜(末端)既可靠,又方便使用。还应该考虑为数据中心中关键的负载设备安装电源分配单元(PDU),这些设施是合并了几个组件功能到一起的一个装置,通常很小,比分开安装几个独立的面板和变压器更有效。如果机房细分为不同的房间或空间,每一个房间或空间是由它们各自独立的紧急电源开关(EPO)所支持,那么这些空间应该拥有自己独立的水平分布区域。

电源分配单元(PDU)集成了独立的变压器、瞬时电压浪涌抑制(TVSS)、输出面板和电源控制的功能,并提供了更多的优点。

一个典型的PDU包括以下组件。

● 离线变压器双输入断路器应被视为允许连接一个临时接驳,允许维护或资源冉分布

时不用关闭关键的负载。

● 变压器:尽可能靠近负载以减少从地线到零线之间的共模噪声,减少电压源接地和信号源接地之间的差别。当变压器位于PDU装置内时,就达到了最近的位置。

● 瞬时电压浪涌抑制(TVSS):当导线长度尽可能的短时,最好低于2OOm皿,瞬时电压浪涌抑制(TVSS)装置的效率将大大地提高了。通过提供在同一个装置中瞬时电压浪涌抑制(TVSS)作为分配面板,可以提高效率。

● 分配面板:可以将面板与变压器安装在同一个机柜中或在需要更多面板的情况下,可以使用一个远程的电源面板。

● 计量、监测、警报、和远程控制当提供一个传统的面板系统时,通常意味着大量的

空间要求。

● 紧急电源关闭(EPO)控制。

单点接地总线应该用电力分配单元(PDU)将电源分配到关键的负载上。在需要额外分支电路的地方,面板或PDU"sidecars"可以是次级反馈的。应该提供两个冗余PDU给每个机架供电,每一个PDU最好采用不同的UPS系统供电;提供给单相或三相计算机设备一个可以安装在机架上的快速转换开关或从每一个PDU馈给的静态开关。选择性地,可以提供给单线

和三线设备,从分开的UPS系统馈给的双馈给静态开关式PDU,尽管这种安排提供稍微少

一些的冗余和灵活性。应该考虑用彩色的表示牌和馈给电缆来区别A和B分布,例如,所

有的A侧用白色,所有的B侧用蓝色。

一条电路不应该服务多于一个机架,防止一条电路对多个机架产生电路故障。为了提供冗余,每一个机架和机柜应该各自独有的、两个专用的、从两个不同的电力分配单元(PDU)或供电面板来的16A、220V的电路。对于高密度的机架可能要求更高的安培容量,一些新服务器可能要求一个或多个、单相或三相插座,额定电流要求5OA或更高。每一个插座应

该用服务于它的PDU或电路号来标识。

(四)配电设备的安装和线路敷设问题

在机房设备布局确定的前提下,按照电气设备用途和设计图纸进行设备安装和线路敷设。

(1)设备安装。机房配电柜、UPS电源柜落地安装;动力配电箱、照明配电箱底边距地1.4m

墙上暗装;根据机房内设备负荷容量和分布情况,机柜(箱)内元器件配置作到排列有序、安装牢固、理线整齐、接线正确、标志明显、外观良好,内外清洁。分设单相、三相回路,配用小型真空断路器,如C65N等线路保护开关。箱内设置辅助等电位接地母排。电源柜及其他电气装置的底座应与建筑楼地面牢靠固定。电气接线盒内无残留物,盖板整齐、严密、紧贴墙面。同类电气设备安装高度应一致。吊顶内电气装置应安装在便于维修处。特种电源配电装置应有明显标志,并注明频率、电压。暗装照明箱或开关面板安装在机房出入口附近墙面的方便位置。分体空调插座设置在机房内墙面上距地1.8m处。

主机房内应分别设置维修和测试用电源插座,两者应有明显的区别标志。测试用电源插座应由计算机主机电源系统供电。其他房间内应适当设置维修用电源插座。单相检修电源回路要在电源管理间各墙面距地0.3m设置检修电源插座,禁止使用2kW以上大功率电感性电动工具。确需使用这类工具以及三相检修设备,应使用施工移动式配电盘从机房所在楼层附近的动力或照明配电箱接取电源。

(2)线路敷设。供电距离尽量短,主要是从供电安全考虑,电子计算机电源间应靠近主机房设备。主机房内活动地板下部的低压配电线路应采用铜芯屏蔽导线或铜芯屏蔽电缆。机房内的电源线、信号线和通信线应分别铺设,排列整齐,捆扎固定,长度留有余量。UPS 电源配电箱(柜)引出的配电线路,穿薄皮钢管或阻燃PVC管,沿机房活动地板下敷设至各排机柜和配线架的背面,经带穿线孔的活动地板引上,穿管保护进入金属导轨式插座线槽、机柜或配线架。控制台或设备桌后的敷线,用金属导轨式插座线槽并用螺栓固定,安装在设备桌背面距活动地板0.1~0.3m处。

信号线缆在活动地板下从机柜、配线架至各设备,应采用金属线槽沿设备周围或主机房从设备背面的活动地板穿线孔引人的设备(注意不得与电源线路共用活动地板穿线孔,且间距大于0.1m),信号线缆避免沿机房墙边敷设以防与强电线管交叉。活动地板下部的电源线应尽可能远离计算机信号线,并避免并排敷设。当不能避免时,应采取相应的屏蔽措施。桌上设备之间的信号连线是短线的(长度于3m)应沿设备背部桌面明敷,但不得悬吊在设备桌背侧空中;是长线的(长度大于3m)应从活动地板穿线孔翻下(上)穿薄皮钢管在活动地板下敷设。机房照明负荷和普通空调负荷,由电源管理间分别引出动力和照明回路供电。照明和空调负荷线路均沿吊顶内或墙面敷设,避免在弱电机房

(3)可靠接地。总配电柜、UPS电源柜、动力配电箱、照明配电箱的金属框架及基础型

钢必需接地(PE)或接零(PEN)可靠。门和框架的接地端子间用裸编铜线连接。柜、箱内配线整齐。照明配电箱内的漏电保护器的动作电流不大于30mmA,动作时间不大于0.ls。接地(PE)或接零(PEN)支线必须单独与接地(PE)或接零(PEN)干线相连接,不得串联连接。UPS电源柜输出端的中性线(N极),必须与由接地装置直接引来的接地干线连接,作重复接地,接地电阻小于4?。当灯具距地面高度小于2.4m时,灯具的可接近裸露导体必须接地(PE)或接零(PEN)可靠,并应有专用接地螺栓和标识。外电源进线至机房电源管理间时,应将电缆的金属外皮与接地装置连接;从楼外引入的皑装信号电缆和屏蔽信号线,进入弱电机房前也应注意采取防雷击措施,避免沿建筑外墙或防雷引线引雷人室,遭受雷击和高频电磁干扰。同轴电缆的屏蔽层必须与机壳一起接地。

发展,对供电质量不断提出了更新更高的要求。据统计,在计算机故障中,有50一70%的原因是电源故障造成的。这些电源故障包括电网电压过压、欠压、瞬时跌落、失压和故障停电等由于电源环境、设备以及传输系统,乃至自然环境造成的各种干扰。在这些故障中,电网完全掉电仅占百分之几,在大城市以及供电环境较好的地区,应以几次/年计,但是在有代表性的场所,计算机遭受的电网和传输系统的干扰,幅度在几十伏的可达每日数次之多,所以UPS不再仅仅是为完全掉电提供后备电源的设备,而应为各种电源问题提供解决方案。

假设你是一个网络管理员或系统管理员,理解网络不间断并不难,然而很多情况下,没有意识到的电源问题可能会使你的系统出现各种无法解决的困难,甚至于崩溃。系统的可用性至关重要,而作为网络运行基础的电源的可靠性自然成为首先考虑的问题。同时,电源的智能监控与管理在网络经济时代不可或缺。单纯的提供不间断供电已经不能满足要求。

专家认为UPS可以改为UnintenuptablePowerSystem的简称,也就是说,UPS,特别是大中型UPS,它已经不仅仅是一台简单的不停电供电整机产品,随着UPS技术的发展和成熟,它将成为一个中型的或者说局部的高可靠、高性能、高度自动化的供电申心。它的功能应该包括我们传统概念上的以下环节和内容:

第一,主机运行高效、高可靠,能在各种复杂的电网环境下运行,输出能全面地高质量地满足各种负载的要求。

第二,有很强的可用性和可维护性,有高度智能化的自析功能状态显示、报警、状态记录和通讯功能,甚至有环境监测功能。

第三,有很强的网络保护功能,也就是说,它不仅向直接由它供电的硬件设备提供可靠的保护,还应该向它们所运行的软件提供保护,UPS可配置相应的电源监控软件,SNMP(网络管理协议)管理器,有远程管理能力,用户可执行UPS与网络管理平台之间的监控。

(二)不间断电源UPS供电原理

它由整流器、逆变器、交流静态开关和蓄电池组组成。平时,市电经整流器变为直流,对蓄电池浮充电,同时经逆变器输出高质量的交流纯净的电源供重要负载,使其不受市电的电压、频率、谐波干扰。当市电因故停电时,系统自动切换到蓄电池组,蓄电池放电,经逆变器对重要设备供电。

UPS的不间断特性,体现在其转换时间工作程序上,当市电与逆变器进行切换时,其控制系统会适时地检测市电的同步范围,在市电不超限时,逆变器实现“先通后断”的供电,从而保证了供电系统的“不间断切换”。

(三)UPS电源的技术性能

UPS电源的技术性能随使用要求的不同而不同,主要技术性能包括以下几个方面。

1.在线式

特点:

? 双逆变器

? 输出电性能指标高

? 输入端AC-DC变换器是整流电路,对电网产生严重的干扰公害

? 两个变换器始终在100%负载功率下工作,整机效率低,输出能力有局限,可靠性一般

? 市电-电池转换时,输出电压没有切换时间

功能说明

? 市电正常时,市电经过AC-DC和DC一AC两次变换后向负载供电

? DC一AC随时在监测并参与对输出电压的调整,是在线式工作

? 市电掉电后,电池通过DC一AC逆变器向负载继续供电

? 当负载过载或逆变器故障时,市电转旁路维持向负载供电

在线式原理

除了基本供电电路为电池逆变器电路外,基本原理图与后备式相同。无论交流输入电源是否正常,均通过逆变器电路提供电源输出。交流输入电源中断时不需要切换,不存在转为电池供电的切换时间。在电池逆变器出现故障或者逆变器内部失灵时,都需要切换为旁路供电。由于在正常工作情况下,整流器和逆变器都要消耗一定的功率,因此这种类型UPS的效率要比后备式低。无论是在线还是电池供电,在线式UPS的电源输出来自于逆变器,可以提供近乎理想化的电源,频率和电压的稳定性优于其它类型。

图中电路各环节功能如下:

整流器:该整流器为AC-DC单向变换,当市电存在时;它完成对电池的充电,并通过逆变器向负载供电。

逆变器:该逆变器为DC-AC单向逆变,当市电存在时,它从整流器取得功率后再送到输出端,并保证向负载提供高质量的电源,当市电掉电时,由电池通过逆变器向负载供电旁路开关:平时处在断电状态,当主电路发生故障,或者当负载有冲击性(例如启动负载时)时,逆变器停止输出,旁路开关接通,由电网直接向负载供电,旁路开关多为智能型的功率容量很强的无触点开关。

双逆变在线式UPS的性能特点如下:

因为不管市电有无,负载的全部功率都由逆变器输出,所以可以向负载提供高质量的电源,例如输出电压稳定精度、频率稳定度、输出电压动态响应、波形失真度等指标,都是比较高的市电掉电时,输出电压不受任何影响,没有转换时间,因为无论市电有无,全部负载功率都由逆变器供出,UPS的功率余量有限,输出能力不理想,所以对负载提出限制条件,例如输出电流峰值系数(一般只达到3:1)、过载能力:输出功率因数一般为0.8。整流电路对电网形成电流谐波干扰,输出功率因数低,谐波电流成份在30%左右,而输入功率因数

只有0.8左右,在市电存在时,由于两个逆变器都承担100%的负载功率,所以整机效率低,80KVA以下的UPS为80%左右,80KVA的可达85-90%,100KVA以下的可达90-92%。

所以在线式能够确保输出高可靠性、高质量电源。在DSP数字控制技术、数字并联技术、网络监控技术、电池管理技术、电源保护技术等方面技术先进,性能可靠。

2.高效数字功率器件PIGBT技术

采用先进的高效数字功率器件PIGBT作为逆变功率器件,其性能及可靠性高于上一代的功率器件IGBT,提高了逆变器的可靠性和处理速度,其逆变效率高达98%~99%,热功耗极低。谐波分量小于1.5%,使输出波形更好,对负载或接地系统等不会造成干扰。

3.DSP技术和SMD电气集成模块

采用数字控制技术取代传统的模拟控制。DSP数据处理技术的处理速度是传统微处理器的12倍,并使硬件线路更为简化、可靠性更高、瞬态反映能力更强。电路板采用仿真设计和表面安装焊接技术,使整机散热性好,可靠性更高。

4.电池保护功能

安全防护电池包括2、6、12V的通用型、深放电型、高比能型、快速充电型、循环耐久型等系列蓄电池产品。电池具有充放电的实时监测、过流及限流保护功能,可防止用户因电池过放电而造成电池永久性损害,防止过充电而造成电池寿命的减短;欠压预警功能可及时通知用户进行相关处理,以免造成大的损失;控制系统可通过设置定期电池自检功能,及时发现故障电池,避免系统故障造成的危害,并可实现在线更换电池。

5.灵活可靠的并联技术

采用数字模块式环路直接并联技术,能够有效的抑制并机中的环流,可以在UPS不断电的情况下实现并机扩容或维修,可以实现不同功率的UPS直接并联。

6.通信及监控功能

较强的通信联网功能是指UPS可以采用于接点、JBUS或SITEMONITOR软件,实现远程监控及模拟控制或集中遥测遥控。可以利用Intranet、Internet来监控UPS,每个UPS在网络中有自己的IP地址,可以通过WEB测览器来监控,采用的协议可以是TCP/IP、SNMP、HTTP和JAVA。

7.高可靠性

UPS单机平均无故障时间都在MTBF>35万h,并获得ISO9001国际质量标准证书,干扰标准等证书。

8.散热系统

机房UPS是最大的噪声源,采用冗余式智能风扇调速散热系统,则微处理器可以依据内部温度及输出功率大小,自动调节风扇的转速,以达到降低噪声、延长风扇寿命及节省能源的目的。

9.控制和诊断监控系统

智能化UPS应具有专家系统故障诊断软件。当UPS某一部分出现异常后,该系统能迅速对故障进行诊断、推理,判明故障部位,通过显示器给操作者或维修工程师指示,判明故障性质,以便快速修复。同时还可自动记录信息,生成信息档案,便于用户更好使用。

10.其他

除了上述功能外,还有主/从容错双处理器并行控制技术、过载能力和抗短路保护功能、UPS的非线性带载能力、多种启动方式、多种输入/输出模式、宽电压输入、可靠的旁路转换系统、绿色环保、正面维修、雷电保护等,是针对不同产品所具有的不同功能。此外,大容量的UPS配12脉冲整流器,能够进一步降低输入谐波分量;内置输出隔离变压器,采用零线及火线均隔离的隔离技术,可以进一步提高对负载的保护,有效地隔离零线的干扰,提高UPS系统的适应性等,都是UPS产品近几年来的先进实用技术。

四)UPS供电方案设计

很多设计工程师都试图设计出完美无暇的UPS解决方案为关键负载提供支持,不过他们的设计方案往往不一定涉及到设计方案的可用性范围。例如,并联冗余、串联冗余、分布式冗余、热连接、热同步、多路并联总线、双系统以及故障预警系统等,这些都是设计工程师或制造商赋予不同配置方案的名称。这些名称的问题对于不同的用户,它们可能具有不同的含义,可以存在很多种解释方式。虽然目前市场上的UPS配置名目繁多且差别甚大,但最常用的不外乎5种。这5种方案包括:①容量;②串联冗余;③并联冗余;④分布式冗余;

⑤双系统。

选择系统配置方案时,应当根据负载的关键程度而定。此外,还要考虑停机所带来的影响以及公司的风险承受能力,这样才能更好地找到合适的系统配置方案。

下面我们介绍如何为特定应用环境选择恰当的配置方案的一些指导方针。

1.可用性、等级和成本

1)可用性

数据处理中心日益增长的可用性需求,推动着UPS配置的不断发展。“可用性”即电源保持供电并正常运行以支持关键负载的时间百分比估算值,如同其它任何模型一样,为简化分析过程,必须对模型做出一些假设。

2)等级

一切UPS系统(以及配电设备)都需要定期进行维护。系统配置的可用性一方面取决于配置不受设备故障干扰的水平,另一方面取决于执行正常维护和例行测试以保证关键负载供电的能力。

3)成本

配置的可用性等级越高,其成本也越高。该成本指的是建造一间新的数据机房所需的成本。因此,其中不仅包括UPS结构的成本,还包括数据机房的整个网络关键物理基础设施(NCPI)的成本。后者包括发电机、开关装置、制冷系统、消防系统、活动地板、机架、照明设施、物理空间和整个系统的调试成本。这些只是前期成本,还不包括运营成本,如维护成本等。在计算上述成本时,我们假设每个机柜平均占地面积为2.79m2,且功率密度范围为每机柜2.3kW至3.8kW。如果分担成本的设备占地面积增大,每机架的成本也将随之降低。

说明:在UPS设计配置的计算过程中,通常采用字母"N"来指代UPS设计记置。例如,并联冗奈系统也称作N+1设计,而双系统设计可以用2N来表示。"N"可以简单地定义为关键负载的"need(需求)"。换而言之,应满足所保护设备供电量的电源表亡。我们可以用RAID (独立磁盘冗余阵列)系统等IT设备来解释"N"的用途。例如,如果存储容量需要4个磁盘,且RAID系统正好包含4个磁盘也称4个磁盘,则称这是一个"N"设计。反之,如果RAID 系统统有5个磁盘,而存储容量只需要4个磁盘,则称为"N+1"设计。

一直以来,在规划关键负载电源时,必须充分考虑以后的发展,以使UPS系统可以为负载提供10或15年的支持。事实证明,按照这一原则进行规划是很困难的。20世纪90

年代,为便于提供讨论框架并比较各种设施,曾提出了"瓦特。平方面积"的概念。但由于人们对"平方面积"的含义无法达成共识,这种电源设计指标造成了很多误解。近来,伴随着技术精简的大趋势,人们逐渐采用"瓦特/机柜"的概念来表示系统容量。

事实证明,由于单位空间内的机架数量很容易统计,因此这种度量方式的准确性更高。无论如何选择负载方式,有一点很重要,那就是应当从一开始便选择好配置方案,使设计过程沿着正确的方向进行。

如今,涌现出了许多可扩展的模块化UPS系统设计,从而可以使UPS容量随着IT需求的增长而扩大。

2.单系统或"N"系统

简而言之,单系统(N系统)是指由单个UPS模块或容量与关键负载规划容量相等的一组并联UPS模块构成的系统。迄今为止,这种类型的系统是UPS行业中使用最为广泛的配置。办公桌下的小型UPS也属于单系统。同样,对于规划设计容量为400kW,面积为450m2的计算机房,如果采用单个400kW的UPS或在公共总线上采用两个并联的200kW的UPS,那么也属于单系统。因此,可以将单系统视作关键负载供电的最低要求。

虽然上述两例均可视为单系统,但其中的UPS模块设计却有所不同。与小型UPS不同,超出单相容量大约为20kW的系统都设置有内部静态旁路开关,以便在UPS模块出现内部问题时,将负载安全地转换到市电。UPS到静态旁路的转换点是经过制造商的仔细选取,以便为关键负载提供最妥善的保护,同时也保护UPS模块本身不会受到损害。下面举例说明了这些保护措施中的一种措施:在三相UPS应用中,模块通常都具有额定过载能力指标。该指标通常的一种表述形式为"模块将承载125%的额定负载达10分钟"。因此,一旦负载达到额定值的125%,模块将启动一个计时程序,其内部时钟将开始倒数10分钟。10分钟后,如果负载仍未恢复到正常水平,则模块会将负载安全地转换到静态旁路。启用旁路的情况还有很多种,UPS模块的规格说明中会对此进行详细阐述。

扩充单系统的一种方式是为系统提供维修或外部旁路。若采用维修旁路,那么在需要进行维护时,可以将整个UPS系统(模块和静态旁路)安全地关闭。维修旁路与UPS共用一个配电盘,并且与UPS输出端直接相连。当然,正常情况下这条电路处于断开状态,仅当UPS 模块转换到静态旁路时才合上。在设计过程中,必须采取某些措施以防止当UPS末转换到静态旁路时,维修旁路电路接通。如果安装正确,维修旁路可确保UPS模块安全运行而无需担心负载停机,因而是系统中一个极为重要的组件。

大多数单系统配置,尤其是低于100kW的配置,都用于对整个电力系统无特殊要求的建筑环境中。建筑物的电力系统一般都采用"N"配置,因此,单系统配置刚好可满足这种情况。图3-1显示了常用的单模块UPS系统配置。

(1)优点如下。

●设计概念简单,硬件配置成本低廉。

●由于UPS工作于满负荷条件下,因而其效率最高。

●具备高于市电的可用性。

●如果电力需求增长,可进行扩展(可以同时配置多UPS设备,根据供应商或制造商的不同,可以并联多达8个额定值相同的UPS模块)。

(2)缺点如下。

●可用性有限,因为如果UPS模块出现故障,负载将转换到旁路供电,从而处于无保护电源下。

●在UPS、电池或下游设备维护期间,负载处于无保护电源下(通常,这种情况每年至少会发生一次,而且往往会持续2~4小时)。

●缺乏冗余,限制了在UPS发生故障时对负载的保护能力。

●存在多个单故障点,这意味着系统的可靠性由其最薄弱的环节决定。

3.串联冗余

串联冗余配置有时也称为"N+l"系统,不过,它与通常情况下用N+l表示的并联冗余配置截然不同。串联冗余设计概念既不需要并联总线,也不要求模块的容量必须相同,甚至不要求模块来自同一个制造商。在该配置中,正常情况下由一个主要的或主UPS模块为负载供电。同时,一个串联的或辅助的UPS为主UPS模块的静态旁路供电。该配置要求主UPS 模块的静态旁路具有单独的输入电路,这种方式可以在保留现有UPS的情况下,对之前的无冗余配置进行扩充,以获得一定程度的冗余。图3-2显示了串联冗余UPS配置。

在正常运行条件下,主UPS模块将承担起全部关键负载的供电,串联模块不承担任何负载。一旦主模块负载转换到静态旁路上,串联模块将即刻接受主模块的全部负载。因此,必须仔细选取串联模块,以确保它能够迅速承担起负载。如果它不能完成该任务,它自身或许可以转换到静态旁路,但这样一来,便便得该配置方案所提供的冗余保护消失殆尽。

对于这两个模块而言,只需将负载转换到另一个模块,便可轻松提供服务。由于输出线路仍存在单故障点,因此,维护旁路仍然是一项重要的设计功能。整个系统每年需要停机2~4小时,以便对系统进行预防性的维护。虽然该配置方案的可靠性提高了,但往往却被开关装置及相关控件的复杂性所抵销。

(1)优点如下。

●产品的选择很灵活,可以混用不同制造商或不同型号的产品。

●具备UPS容错功能。

●对于双模块系统而言,相对比较经济。

(2)缺点如下。

●依赖于主模块静态旁路是否能从冗余模块正确接收电力。

●如果电流超出逆变器的容量,则要求两个UPS模块的静态旁路都必须能正常运行。

●主UPS模块转换到旁路时,辅助UPS模块必须能够处理突然出现的负载变化。(由于

辅助UPS往往长期工作在0%负载的条件下,并非所有UPS模块都能执行该任务,因此旁路模块的选择至关重要。

●开关装置及相关组件不仅复杂,而且昂贵。由于为保持电源不间断而设置的辅助UPS 长期工作于0%的负载情况下,因而运营成本提高了。

●这种双模块系统(一个主模块,一个辅助模块)至少需要一个电路断电器,以便在市电与作为旁路电源的另一个UPS之间进行选择。这比只包含一条公共负载总线的系统要复杂得多。

●每个系统一条负载总线,因而存在单点故障。

(3)并联冗余或"N+1"系统

在并联冗余配置方案中,当单个UPS模块出现故障时,无需将关键负载转换到市电,所有UPS的用途都在于保护关键负载不受市电变化及断电的影响。随着数据重要程度的提高以及风险承受能力的降低,转换到静态旁路和维护旁路的观念已逐渐被淘汰。但N+l系统设计仍需静态旁路,而且大多数N+l系统都具有维护旁路,因为它们仍起着举足轻重的作用。

在并联冗余配置方案中,多个并联的容量相同的UPS模块共用一条输出总线。如果备用的供电量至少等于一个系统模块的容量,则系统称为N+l冗余;如果各用的供电量等于两个系统模块的容量,则系统为N+2冗余,以此类推。并联冗余系统要求采用同一制造商生产的相同容量的UPS模块,UPS模块制造商还可以提供系统并联电路板。并联电路板可能包含与各个UPS模块相通的逻辑电路,且各个UPS模块之间也相互连接,以产生完全同步的输出电压。并联总线应具备监控功能,以显示系统负载以及系统的电压与电流特征。此外,并联总线还必须能显示并联总线上的模块数量,以及需要多少模块才能保证系统冗余。一条公共总线上可以并联的UPS模块的数量存在一个逻辑上限,对于不同的UPS制造商而言,该最大值也不同。在正常运行条件下,并联冗余设计中的UPS模块均匀分摊关键负载容量。如果从并联总线上取下一个模块进行维修(或如果某个模块因内部故障而停机),则剩下的UPS模块必须立即分担起发生故障的UPS模块的负载。由于有了此项功能,因此可以从总线中取下任意一个模块进行修理,而无需将关键负载直接连接到市电。

单系统示例中面积为450m2的数据机房,如果采用该方案,则需要2个400kW的UPS 模块,或3个200kW的UPS模块并联在一条公共输出总线上以提供冗余。并联总线的设计容量为系统的非冗余容量,因此,包含2个400kW模块的系统,其并联总线的额定容量为400kW。在N+l系统配置方案中,UPS容量可以随负载的增长而增长。应当设置容量升级机制,以便当容量百分比达到某个水平时,就订购新的冗余模块。因为某些UPS模块的交货时间可能需要几周甚至几个月,且UPS容量越大,安装新UPS模块的难度越大。大型的UPS模块重达上干千克,需要特殊的传动装置才能将它们安置就位,UPS房间中通常会为这种大型模块预留位置。由于将大型UPS模块安放在任何房间中都存在一定的风险,因此,这种部署必须进行周密规划。

在设计冗余UPS系统时,系统效率是一个应当着重考虑的重要因素。一般而言,负载较轻的UPS模块的效率要低于负载接近于其额定容量的UPS模块。表中显示了为240KW 负载供电时,采用不同容量UPS模块的系统的负载分配情况,可以看出,为特定应用环境所选的模块大小会严重影响系统效率。低负载情况下任何特定UPS的效率因制造商而异,在设计过程中应对具体数据进行调查。

图3-3显示了一个典型的双模块并联冗余配置。可以看出,尽管该系统提供了单个UPS 模块故障保护功能,但在并联总线中仍存在单故障点。与单系统配置方案一样,为了断开并联总线以进行定期维护,在设计该方案时也应看重考虑维护旁路电路。

1)优点如下。

●由于在一个UPS模块出现故障时有其它冗余容量可用,因此该方案的可用性要高于单系统配置。

●可根据电力需求的增长进行扩展,在同一装置中可以同时配置多个单元设备。

●硬件的布置不仅设计概念简单,而且成本相对低廉。

2)缺点如下。

●两个或多个模块必须采用相同的设计、相同的制造商、相同的额定值以及相同的技术与配置。

●UPS系统的上游与下游仍存在单点故障。

●在UPS、电池或下游设备维护期间,负载处于无保护电源下(通常这种情况每年至少会发生一次,而且往往会持续2一4小时)。

●由于各个UPS设备的利用率均低于l00%,因此运营效率较低。

●每个系统一条负载总线,因而存在单故障点。

●大多数制造商都需要外部静态开关,才能在两个UPS模块之间均分负载。否则负载将分配不均,波动范围高达15%。这不仅增加了设备的成本,还使设备复杂化。

●大多数制造商都需要一个公共的外部维修旁路,这不仅增加了设备的成本,还使设备复杂化。

图3-3 并联冗余UPS配置

4.分布式冗余

分布式冗余配置在当今市场中很常见。20世纪90年代末期,一家工程公司为了获得全方位的冗余,不惜花费任何高额成本,因而使开发出了这种设计方案。该设计以三个或更多个UPS模块及独立的输入和输出电路为基础,独立的输出总线通过多个PDU和STS与关键负载相连。从市电服务入口到UPS,分布式冗余设计和双系统设计几乎是一样的。这两种方案均提供了同步维护功能,并将单故障点减至最少。二者最主要的区别在于,为关键负载提供冗余电源线路所需的UPS模块的数量不同,以及从UPS到关键负载的配电结构不同。随着负载要求容量的增加,备用UPS模块的数量也在增加。

图3-4和图3-5分别显示了同样为300kW负载供电的两种不同的分布式冗余设计方案。图3-4采用3个UPS模块,在该配置中,模块3与每个STS的辅助输入电路相连,根据另外两个主UPS模块的故障情况投入系统并向负载供电。在该系统中,模块3通常不承载任何负载。

图3-4 分布式冗余UPS配置一

图3-5的分布式冗余设计采用3个STS,正常运行状态下,负载平均分配在3个UPS 模块上。如果其中任何一个模块出现故障,则将强制STS将负载转换到为该STS供电的另一个UPS模块上。

很显然,双电源负载与单电源负载的供电电路是不同的。双电源负载可以采用两个STS 设备供电,而单电源负载只能由单个STS供电。因此,STS便成为单电源负载的单路径故障点。在当今的数据机房中,单电源负载的使用数量日趋减少。因此,可以在单电源负载的附近安装多个小型转换开关,该方法既方便又经济。如果全部为双电源负载,那么该配置可以不采用STS设备。

对于那些需要进行同步维护,且大多数负载均为单电源负载的、复杂的大型计算机房而言,分布式冗余系统是比较理想的选择。还有其它一些行业因素也推动着分布式冗余配置方

案的发展。

●同步维护:无需将负载转换到市电,即可完全断开任何特定供电设备或组件的一部分以进行例行维护或测试。

●单路径故障点:指在配电系统中,如果没有设置旁路则会引起停机的某些点。单系统实质上是由一系列单路径故障点所组成,在设计过程中尽量排除单路径故障点是冗余的一个关键指标。

图3-5 分布式冗余UPS配置二

●静态转换开关(STS):STS具有两路输入和一路输出。通常,STS从两个不同的UPS 系统接受供电,并根据某些条件将其中一路电源提供给负载。如果STS的主UPS供电电路出现故障,则STS将在4ms内将负载转换到辅助UPS供电电路上。STS通过这种方式使负载随时处于受保护状态下,此项技术自20世纪90年代初期出现以来,已广泛应用于分布式冗余配置中。该设计的最大弱点便是采用了静态转换开关,这种设备不仅十分复杂,而且存在一些无法预计的故障模式。其中最糟糕的莫过于它可能会引起两条输入线路短路。此时,由于STS造成两个UPS同时与负载接通,STS便成为了单路径故障点。STS的故障会波及到上游,进而影响整个系统的运行。正因为此,下文将介绍的双系统设计方案的可用性要好

得多,尤其是当负载设备具备双路冗余供电电路时。在市场上,有多种不同配置和不同可靠性等级的STS可供选择。在该配置中,STS处于PDU的前端(400V一侧)。这种应用方式十分常见,不过许多工程师认为,将STS置于两个PDU的220V一侧会更可靠一些。事实上也确实如此,但这种方式要比400VSTS造价高得多。

●单电源负载:如果数据机房全部由单电源负载设备组成,那么每个叮设备只能由单个STS或安装在机柜上的转换开关来供电。冗余结构要获得高可用性,必须将开关安置在靠近负载的位置。将数百个单电源设备与单个大型STS相连,是一个极其冒险的举动。如果采用多个小型开关分别为部分负载供电,则可以降低这种危险性。此外,基于机柜的分布式转换开关也不会像大型STS那样,出现那种会往上波及到多个UPS系统的故障模式。因此,基于机柜的转换开关得到了越来越广泛的采用,尤其是当单电源负载只占据全部负载的一小部分时。

●双电源负载:随着时代的发展,双电源负载日渐成为主流。因此,STS巴不是必不可少的设备。负载可以直接与两个单独的PDU相连,而PDU则分别由单独的UPS系统供电。

●多个电源同步:如果数据机房采用STS设备,那么应当使两个UPS供电电路保持同步。如果没有同步控制,UPS模块之间很可能出现相位差,尤其是当UPS采用电池模式时。要防止出现异相转换,一种解决办法是在两个UPS系统之间安装一个同步设备,使这两个UPS系统的AC输出同步。当UPS模块的输入电源断电,使用电池工作时,这一点尤其重要。同步设备可确保所有UPS系统在任何时候都保持同步。因此,在STS转换过程中,电源将保持完全同相,从而杜绝了异相转换以及可能对下游设备造成的损害。当然,在各个UPS 系统之间添加同步设备时,应当考虑发生常见故障模式,或发生会同时影响所有UPS系统的故障的可能性。

(1)优点如下。

●便于所有组件的同步维护(如果所有负载均为双电源负载)。

●与双系统设计相比,UPS模块较少,因而成本较低。

●对于任何特定双电源负载而言,两条独立的供电线路自服务入口处便提供了冗余。

●无需将负载转换到旁路模式(负载将处于无保护电源下),即可对UPS模块、开关装置和其它配电设备进行维护。

●大部分分布式冗余设计都不需要维护旁路电路。

(2)缺点如下。

●与之前几种配置相比,由于大量采用开关装置,因此成本相对比较高。

●设计是否成功依赖于STS设备的运行是否正常,因为采用STS设备即意味着存在单点故障以及复杂的故障模式。

●配置方案复杂。在包含众多UPS模块、静态转换开关和PDU的大型数据机房中,要保证各个UPS系统均分负载并了解哪些系统为哪些负载供电,是一项艰巨的管理任务。

●无法预计的运行模式。UPS系统具备多种运行模式,且各UPS系统之间存在多种可能的转换模式。要在预先定好的条件和故障条件下对所有这些模式进行测试,以检验控制策略和故障清除设备是否正常运行是不切实际的。由于未达到满负荷工作状态,UPS效率低。

5.双系统冗余

多路并联总线、双输入、2(N+l)、2N+2、[(N+l)+(N+1)]以及2N等全都指的是该配置的变体。借助这种设计方案,现在完全可以建立起根本无需将负载转换到市电的UPS 系统。在设计这些系统时,可以尽量排除每一个可能的单路径故障点。不过,排除的单路径故障点越多,设计方案实施起来代价也越昂贵。大多数大型双系统配置部位于专门设计的、独立的建筑物中,基础设施(包括UPS、电池、制冷系统、发电机、市电和配电室)占据与数

机房供电概述及系统设计

(一)机房供电概述 1.供配电系统 供配电是数据中心机房的生命线,这句话一点也不夸张,因为离开了电我们的机房是连一分钟也运行不了的,因此要建一个好的机房,首先要将供配电解决好。一般要求主要开关设备应该被设计成适合增容、维护和冗余,并提供双倍的或隔离的冗余配置。设计时应该考虑到开关装置、总线或断路器维护的方便性。瞬时电压浪涌抑制(TVSS)应该被安装在电力分配系统的每一级上,并且采用适当的规格,以便能够抑制可能发生的瞬时的能量。 不同类别机房对电源的要求: A类机房:停电后会产生重大损失和社会影响,要求建立不停电电源系统。 B类机房:停电后会产生一定损失和社会影响,要求建立备用电源系统。 C类机房:停电后不会产生大的陨失和社会影响,可按一般用户配置。 2.市电输变电系统 对于一级负荷机房应该有从不同变电站供给的双路供电,加上柴油发电机,通过应急电源柜切换后供给机房内的UPS和精密空调机组,ATS切换最好做在机房配电系统就近,切换后以最短距离输送给机房设备。备用发电机系统是至关重要的一个因素。即便其中有一个故障时,也能够直接地向计算机和其它设备提供一个理想质量和容量的电力供应。发电机的设计应能够处理UPS系统或电脑设备负荷的谐波电流。备用发电机应该提供备用电源给所有的冷却设备,避免负载设备温度上升以及停止运行。如果发电机不支持这些系统,它们所带来的益处就显得很有限。在自动控制发生故障时,发电机应该能够采用手动控制。应该给每一个发电机输出提供瞬时电压浪涌抑制(TVSS)装置。 发电机燃料应该是柴油,这样启动比较快。考虑现场储藏量的要求,通常需要保证4 小时到60天。并且需要给所有燃料储藏系统提供一个远程的燃料监控和警报系统。由于微生物增长是柴油燃料最常见的故障,应设计有便携的或安装固定的清洁系统。在寒冷的季节,需要考虑给燃料系统加热或循环,避免柴油燃料胶凝。当确定好现场燃料储藏系统的容量时,同时需要考虑燃料供货商在紧急情况时的反应时间。 在发电机周围提供UPS照明电源或单独的电池,在发电机和装置同时发生故障时提供照明。同样,在发电机周围也应该提供UPS供电插座。

弱电中心机房设计方案说明

第七章网络中心机房 7.1工程设计说明 一、工程范围: 精装修工程 电气工程(机房供配电、UPS) 通风工程(空调系统) 机房监控报警系统 机房防雷接地保护系统 二、工程概况 随着计算机系统技术和设备的不断更新换代,安装计算机设备的场地技术,即机房工 程也在不断地推陈出新。所采用的新材料、设备、工艺和技术,其目的是为了更好地保证机 房的温度、湿度、洁净度、照度、防静电、防干扰、防震动、防雷电、及时监控等,能充分满足计算机设备的安全可靠地运行,延长计算机系统使用寿命的要求,同时又要给系统管理 员创造一个舒适、典雅的环境。因此,在设计上要求充分考虑设备布局、功能划分、整体效果、装饰风格,体现现代机房的特点和风貌。 机房装修总面积约为60M 2,总体布置见平面布置图。 三、设计依据 □国家标准《电子计算机机房设计规范》(GB50174-93) □国家标准《计算站场地技术要求》(GB2887-89) □国家标准《电子计算机机房施工及验收规范》(SJ/T30003-93) □国家标准《计算机机房活动地板的技术要求》(GB6650-86) □国家标准《计算站场地安全技术》(GB9361-88) □国家标准《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》(GB50169-92) □中华人民共和国公共安全行业标准GA/T75-94《安全防范工程程序与要求》 □《中华人民共和国计算机信息系统安全保护条例》 □ 东莞市大岭山镇政府提供的技术文件

7.2机房精装修设计 一、 隔断工程 机房中的隔断采用不锈钢边框 & 12mm 厚钢化玻璃。钢化玻璃隔断近年正逐渐引入到 网络机房装修中。它具有隔音、隔热、耐压等特点,透视效果极佳,并增添机房的简练与豪 华感。 整个机房四周的墙边、墙角均做防水处理。玻璃与吊顶、地板交接处安装亚光不锈钢 踢脚板线。 机房及办工区内隔断采用不锈钢大框玻璃隔断,隔断与天花、地板交接处装不锈钢角 线,具体隔断位见平面布置图。 二、 地面工程 机房地板采用架空地板,为使水泥砂浆地面达到不起尘、 不产尘、保证空调送风系统的 空气洁净度,地面需要先涮防尘漆做防尘处理。 活动地板的种类较多,根据板基材料可分为:铝合金、全钢、中密度刨花板。它们的表 我 们为本机房选用“华集”全钢防静活动地板,可与地面装 0.3M 。地板与墙体交界处用不锈钢踢脚板封边。机房大门 整个机房区及办公区的不锈钢无框玻璃隔断上的门均为不锈钢无框玻璃自由门。 1、 设备间:单开玻璃门一套。 2、 网络机房:双开防火防盗门一套。 四、天花吊顶工程 根据网络机房的具体建筑结构情况, 整个机房为了确保机房的保温和消防需要; 全部采 用规格为600 X 600 x 0.8mm 的“新景”微孔铝制天花板进行铺设,该天花板美观、耐用, 防火、防潮,同时与机房屏蔽网一起组成一个完整的屏蔽系统,具抗静电、抗干扰的作用。 为保持机房环境廉洁度和保持机房温度均衡, 建议采用铝泊制保温棉作天花、 墙面、地 面保温使机房具有防潮、防尘、保温的性能。 五、墙面装饰工程 墙面处理是指采用在主机房建筑物的墙面、柱面上进行防尘、防潮、防水、保温处理, 同时使房屋内部平整、光滑,清洁美观,改善采用光条件,增强保温、隔热、隔音、防尘等 性能从而改善环境条件。主机房墙面、地面及梁面上刷防 面都是粘贴PVC 抗静电贴面。 饰效果相协调。地板安装高度为 入口处做踏步铺塑胶地板。 三、门窗工程 电阻<2欧姆 机 房专用地 铜条 铜条 地面

机房配电系统设计方案(DOC)

机房建设机房照明配电系统设计方案 1、机房照明设计标准 机房照明设计标准主要指标为照度。 照度E:光通量投射到物体表面时,即可把物体表面照亮,照度就是光通量的表面密度,即射到物体表面的光通量φ与该物体表面的面积S的比值,即E=φ/S(其中照度的单位为勒克斯Lx)。 在考虑机房的照明时,还须同时将照明的均匀度、照明的稳定性、光源的显色性、眩光和阴影等要求提到日程中来,这些因素也将对操作人员和维护人员产生不可低估的影响。由于中心机房里各功能区的分工不同,对照明中的照度要求也不相同,机房区的平均照度可距地1400的直立工作面照度大于500LUX 2、供配电系统设计依据与概况 计算机设备供配电系统是计算机系统正常运行的前提和保证。GB50174-93《电子计算机机房设计规范》和GB2887-89《计算站场地技术要求》中对计算机供电方式可分为三类: 一类供电:需建立不间断供电系统。 二类供电:需建立带备用的供电系统。 三类供电:按一般用户供电考虑。 在本方案中,机房按一类供电方式设计施工。 在GB 50174-93《电子计算机机房设计规范》中对电压变动、频率变化、波形失真率分级如下表: 级 A 级 B 级 C 级

别 项目 电压波动范 围±5% ±7% -15%~ +10% 频率波动范围≤±0.2 Hz ≤±0.5 Hz ≤±1 Hz 波形失真率3~5% 5~8% 8~10% 在本方案中,对计算机主机设备供电选用A级标准。为达到A级标准,须有相应的UPS设备来保障。 3、供配电系统设计内容 (1)、机房交流供配电设计 计算机机房的供电应380/220V电压、50HZ频率和三相五线制(即TN-S系统)的配线方式供电,供给机房用电。 计算机机房的设备供电应按设备总用电量的20%进行预留(按实际运行负载为20%)。 机房内的重要设备均采用UPS不间断电源和市电双回路供电。为防止闪电雷击及操作过电压对设备造成的危害,机房专用动力配电柜进线处装设过压保护装置,以消除线路上产生的瞬时高压尖峰脉冲。保证计算机设备稳定运行,不受损坏。 计算机机房内设备电源的电压变化应在220V±5%之内,频率变化在50H±0.2Hz之内。

机房UPS供电系统设计方案

机房UPS供电系统设计方案.txt年轻的时候拍下许多照片,摆在客厅给别人看;等到老了,才明白照片事拍给自己看的。当大部分的人都在关注你飞得高不高时,只有少部分人关心你飞得累不累,这就是友情!机房UPS供电系统设计方案探讨 1引言 计算机在通信系统中的广泛应用,对供电质量提出了越来越高的要求,由此在通信机房中安装UPS(不间断电源)供电系统变得越来越普遍。一个设计良好的UPS供电系统能给负载提供优质电源,然而在实际应用中,许多问题又往往是UPS供电系统本身引起的。因此,如何建立~个合理的、安全的UPS供电系统成为大家关注的问题。本文将从UPS供电系统设计角度对这~问题进行探讨。 2对UPS前级供电系统的要求 UPS可以向负载提供稳压精度高、稳频、波形失真度小的高质量电源,并且在与静态旁路切换时可以做到供电无间断。但要做到这点,它的前级供电质量不容忽视。我们在设计通信机房前级供电系统时,应考虑以下几个方面: (1)前级供电系统电源质量不宜太差,电压及频率应稳定在正常范围。一般地讲,大容量UPS主机输人电压范围应为380V±15%。电压过低,将使UPS备电池频繁放电,最终因长期处于欠压充电状态而大大缩短它的使用寿命,相反,电压过高,则易引起逆变器损坏。对于旁路输入,其电压和频率波动也有~定的范围,一般为额定电压±10%,额定频率±15%,如果前级电源变化范围过大,就会导致逆变器和旁路电源之间的切换被禁止或有间断。因此,如果通信机房的前级电网在电压范围上达不到要求,应在UPS前级配置合适的抗干扰交流稳压电源,但不宜采用电子管型交流稳压器或磁饱和稳压器,因为这两类稳压器在开机时可产生瞬时高压,输出波形失真度也较大,易造成UPS故障。 (2)前级供电系统中不应当带有别的频繁启动负载,比如经常使用的电梯,频繁开启的空调等。原因是在这些负载开、关机时会出现瞬间高低压,使供电线路上电压波形失真度过大,造成UPS市电旁路供电与逆变器供电转换控制电路误动作,进而引起同步控制电路故障。所以在条件许可下,宜将UPS电源尽可耀于电网输入的前端。 (3)前级供电系统中的交流发电机组容量应适当放大。大多数通信机房都备有发电机组,以解决较长时间停电难以供电问题。但在配置发电机组时,其容量应考虑不少于UPS电源额定输出功率的1.5-2倍,以保证发电机输出电压、频率正常,并改善其波形失真度。 3 UPS容量的确定 根据负载容量及性质,选择适当的UPS,既可保证UPS的供电质量,降低故障率,又可节省投资,提高经济效益。一般来说,UPS容量的确定主要是要满足当前负载的需要,同时,也要考虑几个因素:

机房数据中心供配电系统解决方案

商业银行数据中心供配电系统解决方案 商行数据中心的基础设施系统主要分电源、环境控制和机房监控管理系统。由于数据中心承载商行的核心业务,重要性高,不允许业务中断。因而数据中心一般根据TIA942标准的Tier4标准建设,可靠性要求99.99999%以上,以保证异常故障和正常维护情况下,数据中心正常工作,核心业务不受影响。 1、电源系统: 选用两路市电源互为备份,并且机房设有专用柴油发电机系统作为备用电源系统,市电电源间、市电电源和柴油发电机间通过ATS(自动切换开关)进行切换,为数据中心内UPS电源、机房空调、照明等设备供电。由于数据中心业务的重要性,系统采用双母线的供电方式供电,满足数据中心服务器等IT设备高可靠性用电要求。双母线供电系统,有两套独立UPS供电系统(包含UPS配电系统),在任一套供电母线(供电系统)需要维护或故障等无法正常供电的情况下,另一套供电母线仍能承担所有负载,保证机房业务供电,确保数据中心业务不受影响。在UPS输出到服务器等IT设备输入间,选用PDM(电源列头柜)进行电源分配和供电管理,实现对每台机柜用电监控管理,提高供电系统的可靠性和易管理性。 对于双路电源的服务器等IT设备,通过PDM直接从双母线供电系统的两套母线引人电源,即可保证其用电高可靠性。对于单路电源的服务器等IT设备,选用STS(静态切换开关)为其选择切换一套供电母线供电。在供电母线无法正常供电时,STS将自动快速切换到另一套供电正常的母线供电,确保服务器等IT设备的可靠用电。 供配电系统拓扑图

ATS ATS 柴油机发电 第一路市电 第二路市电动力配电柜 第二级配电UPS 配电柜 UPS1 UPS2 PDM1 PDM2 列头柜 STS 机柜P D U 1机柜P D U 2 机柜P D U 1机柜P D U 2 机柜机柜P D U 1 机柜P D U 2 机柜机柜P D U 1机柜P D U 2 机柜P D U 2 机柜P D U 1机柜机柜 第一级配电机柜 第三级配电 空调新风 双母线供电方案 机柜内走线 图示双母线供电系统可确保供电可靠性高达99.99999%以上 2、机房智能配电系统三级结构 数据中心三级配电系统是对机房配电的创新,机房三级配电系统有利于配电系统的设计和运维管理 第一级:机房配电接入层。主要包括大楼地下配电室到机房输入端电缆的部分及机房市电配电部分。 第二级:机房配电管理层。主要包括机房UPS 配电部分。通过使用模块化配电柜,实现机房的模块化配电,并将设备用电和辅助设备用电分开; 第三级:机柜排及机柜配电层。主要包括列头柜PDM 配电、STS 配电到负载部分; 3、 供配电系统的智能化管理 供配电系统的智能化管理:列头柜的智能监控系统可对配电系统开关状态与负载情况进行监测、告警、统计。 监控的输入部分电气参数有:电量、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数、三相电压、电流、频率等。 监控的输出支路电气参数有:额定电流,实际电流、负载百分比、负载电流谐波百分比、负载电量、功率因数等。 这些监测信息能让值班人员掌握各设备的运行情况,及时调整负载分布,清楚了解每一个机柜的耗电量,对设备电源部分的潜在故障、对能效管理、降低能耗提供可靠依据。 模块化设计智能管理:本方案配电系统遵循以可靠性设计为核心,专

机房UPS及配电系统

1.1机房UPS及配电系统 本方案依据《供配电系统设计规范》(GB50052-95)要求,把机房设备用电作为重点考虑。供配电系统包括线路分配、开关柜、UPS电源、普通插座和专用插座的布设,以及空调、门禁、视频监控照明等辅助设备的配电系统。所有设备采用双回路供电,每个机柜均设计两路独立回路。 1.1.1功能要求 考虑到E地块供电的可靠性,机房供配电系统采用市电供电和UPS相结合的供电方式; 按照机房工程的求的设备量计算整个机房的市电用电量,由电气施工方提供2路独立回路至机房配电柜,我方负责机房配电柜配出部分,所有 机房内设备用电经过机房市电和UPS配电柜之后由机房内部独立控制; 市电配电柜动力用电(机房空调、照明、新风等需与消防联动的用电设备)总开关安装分励脱扣装置,接收消防控制器的低压信号,在消防报 警之后切断动力用电总开关,达到消防的要求; 机房内安装UPS电源,电池容量配备满载120分钟后备电池; 机房内提供市电和UPS电,机柜均单独回路供电; 消防系统由UPS供电; 1.1.2设计要点 配电柜充分考虑市电及UPS的用电负载,及20%-25%的冗余。 配电柜主电缆由楼层配电柜引入,动力开关与消防联动。

计算机插座回路采用ZR-BVR3*2.5电源线。 机房内采用两路市电提供UPS电源,经ATS全自动切换开关,可以做到不断电的情况下自动切换,UPS提供两路16A的电源至机柜下方的接线 箱,再连接至机柜内的PDU电源模块。 电源插座全部采用专业PDU。 配电柜内开关均选用施奈德断路器。 UPS输出电源和市电做旁通备份,在UPS全部发生故障的情况下,可通过专业的手动切换开关来完成电源的切换,这种专业切换开关通过机械 联动机构,避免市电和UPS电源同时合闸,因频率不同步而造成的险情。 机房内考虑空调电源、门禁电源和及其它设备电源。 在适当区域布置适量的市电电源点,提供维修及保洁等使用。 配电柜配备专业的电量仪,带电流、电压指示。 强弱电桥架分开无交叉,桥架管线的通道进出口做到密封、防水、防鼠要求。 1.1.3电源设计分类 机房计算机设备包括小型机、PC服务器、网络设备、通讯设备等,由于这些设备进行数据的实时处理与实时传递,关系重大,所以对电源的质量与可靠性的要求极高,因此该配电系统按照一级负荷考虑进行设计。 用电设备供电电源均为三相五线制或单相三线制,采用双回路供电,总供电量满足UPS、空调、照明等设备的用电量要求。 用电设备、配电线路装设过流过载两段保护,同时配电系统各级之间有选择

机房UPS供电系统设计方案

机房UPS供电系统设计方案 .txt年轻的时候拍下许多照片,摆在客厅给别人看;等到老了,才明白照片事拍给自己看的。当大部分的人都在关注你飞得高不高时,只有少部分人关心你飞得累不累,这就是友情!机房UPS供电系统设计方案探讨 1引言 计算机在通信系统中的广泛应用,对供电质量提出了越来越高的要求,由此在通信机房中安装UPS(不间断电源)供电系统变得越来越普遍。一个设计良好的UPS供电系统能给负载提供优质电源,然而在实际应用中,许多问题又往往是UPS供电系统本身引起的。因此,如何建立~个合理的、安全的UPS供电系统成为大家关注的问题。本文将从UPS供电系统设计角度对这~问题进行探讨。 2对UPS前级供电系统的要求 UPS可以向负载提供稳压精度高、稳频、波形失真度小的高质量电源,并且在与静态旁路切换时可以做到供电无间断。但要做到这点,它的前级供电质量不容忽视。我们在设计通信机房前级供电系统时,应考虑以下几个方面: (1)前级供电系统电源质量不宜太差,电压及频率应稳定在正常范围。一般地讲,大容量UPS主机输人电压范围应为380V±15%。电压过低,将使UPS备电池频繁放电,最终因长期处于欠压充电状态而大大缩短它的使用寿命,相反,电压过高,则易引起逆变器损坏。对于旁路输入,其电压和频率波动也有~定的范围,一般为额定电压±10%,额定频率±15%,如果前级电源变化范围过大,就会导致逆变器和旁路电源之间的切换被禁止或有间断。因此,如果通信机房的前级电网在电压范围上达不到要求,应在UPS前级配置合适的抗干扰交流稳压电源,但不宜采用电子管型交流稳压器或磁饱和稳压器,因为这两类稳压器在开机时可产生瞬时高压,输出波形失真度也较大,易造成UPS故障。 (2)前级供电系统中不应当带有别的频繁启动负载,比如经常使用的电梯,频繁开启的空调等。原因是在这些负载开、关机时会出现瞬间高低压,使供电线路上电压波形失真度过大,造成UPS市电旁路供电与逆变器供电转换控制电

数据中心机房供电及解决及方案

中国移动正规划建设多个集团级和更多数量的省级数据中心,这些数据中心将优先采用云计算和虚拟化技术,以及仓储式、模块化机房的建设模式,具有规模大,用电负荷密度高、总功率大、空间紧凑等特点。同时集团公司对规划建设的数据中心提出了低成本、低能耗、扩展灵活的目标。因此对机房供电系统的可靠性、经济性、可扩展性、运行维护成本、节能环保和占地空间等提出了更高的要求。 本文通过对通信电源新产品、新技术应用分析,提出了新型全分散供电结构、336V高压直流电源和锂电池的应用,来实现建设高可靠性、高维护性、高效节能和高灵活性的数据中心机房供电系统。 新型全分散供电结构 一、新型全分散供电结构形式 新型全分散供电结构是指将不间断电源系统(含电池)分散安装在用电设备 的列头或列间,就地为ICT设备供电。全分散供电系统主要由电池柜、电源机柜和配电柜组成,其组成示意图如图1所示:

二、新型全分散供电结构特点 1、可取消电力电池室的建设,节约机房前期土建建设成本 由于将电源设备(含电池)分散到ICT设备机房内部安装,无需再单独设置电力电池室,这样可减少机房前期土建建设成本,更能提高机房的利用率; 2、柔性规划,按需扩容,实现边成长边投资的建设模式 选择模块化电源设备建设,电源系统容量可以根据机房的实际容量需求配置,逐步扩容,无需在建设初期一次性按最大容量建设,只要在机房初期规划好配电容量即可; 3、电源系统结构简单,可靠性高 从电源系统组成方面来看,全分散供电电源系统组成相对传统集中供电电源系统组成简单,系统可靠性非常高。全分散供电系统完全贴近通信设备供电,省去了输出配电屏到列头柜间的供电环节,通过系统可靠性计算,全分散供电系统可用度可达到99.999999%; 4、电源系统效率高,节能效果明显

机房配电系统技术要求

机房配电系统技术要求 机房供配电系统提供电源的质量好坏直接影响着网络前端系统的稳定性和可靠性。在GB5014-93《电子计算机机房设计规范》中对电压变化、频率变化、波形失真率分级如下表: 本前端机房按A级供电标准进行设计,机房内主要用电设备有:数字电视前端设备、光传输设备、计算机设备(含计算机、网络交换机、路由器、服务器等)和外围设备(含空调、照明、新排风机等)。UPS配电系统供电范围包括:数字电视前端设备、光传输设备、计算机设备、消防设备和应急照明等。市电配电系统供电范围包括:空调设备、新排风设备、普通照明、维修插座、一般动力等。 1.电源负载情况 本次设计市电总负载如下: 24台设备机柜 50KW 6台专用空调 30KW 新风换气机1台 1KW 照明、维修插座系统 4KW 合计:85KW 两台120KVA UPS主机分A、B两路互为备份,负载机房、设备机柜、监控系统、门禁、消防、应急照明等。 2.配电系统 本工程供电系统采用三相五线制,采用电缆线槽上、下走线方式。UPS输出配电柜所输出的两路交流电源按以下方式向各种机房设备供电:经双电源供电列头柜分别向带双电源输入端的网络设备供电,经双电源转换控制器和单电源列头柜所组成的供配电系统向带单电源输入端的网络设备供电。采用双总线输出供电系统的目的是,消除可能出现的从UPS输出端到最终的信息网络设备输入端之间的各种供配电线路系统中的单点瓶颈故障隐患,提高供电

系统的可维护性、现场增容性。 改造明细如下: 由于已配备量2台120KVA UPS,本次机房工程不采购UPS,利用原有的2台UPS为机柜供电,组成双母线供电,为每个机柜提供A、B两路电源,实现高可靠性供电方式。 (1)机房市电负荷为空调、新风机、照明和市电插座等;其余UPS负荷为网络前端设备,同时还为应急照明灯具供电; (2)机房的设备供电、空调供电与照明供电互为独立,其中插座等小容量设备采用树干式供电,大容量设备则专线供电。设备供电按设备总用量的1.5倍预留; (3)在二楼配电室新增一个挂墙式市电配电箱(内装1个塑壳160A/3P开关),从配电室原有的配电柜引1条市电主干电缆(ZC-YJV-4x35+1x16)至挂墙式市电配电箱;经过挂墙式配电箱后,引至机房配电列头柜市电负载开关; (4)从一楼UPS房UPS输出柜(A、B电源)引2条主干电缆(ZC-YJV-4x35+1x16)引至一期数据机房配电列头柜,每个机柜分别引2条电源线至配电列头柜,分别接A、B UPS,组成双母线供电方式。 (5)机柜内有单电源设备的,安装STS静态切换开关,为单电源设备供电,保证单电源设备也由A、B 电源供电,从而建立一个安全、稳定的不间断电源供电系统。 (6)机房采用三级防雷设计,在市电总配电柜设置B级防雷器、在UPS总配电柜每台UPS输出设置C级防雷器,机柜PDU采用防浪涌设计; (7)从机房配电列头柜敷设六组三相市电(ZR-VV-4*10MM2+1*6MM2)负载机房空调; (8)从机房配电列头柜敷设两组电缆(ZR-BVV3*4MM2)到1至24号设备机柜,两组电缆分别为UPS1、UPS2输出。 (9)数字前端机房按照附图要求分别安装8个10A的市电插座; (10)从电源列头柜或配电箱到设备采用阻燃铜芯的电线,阻燃电线走镀锌线槽保护。活动地板下部的电源线尽可能地远离信号线,避免并排敷设; (11)墙柱面安装疏散指示灯的位置安装二三孔市电插座; (12)留有扩充预留备用部分,用清晰的标志区别开来,方便今后使用; (13)铺设联通数据机房、模拟机房和数字电视机房的弱电线槽。 3.照明系统 机房主要照明灯具采用原有600*600MM格栅灯盘,选用优质灯管。 1)前端机房按300L x/M2布置灯具,其他功能间照明照度也按300L x/M2布置灯具。

大酒店供配电系统设计方案

课程设计说明书课程设计题目实验楼电气设计 学院专业班级 学生姓名学号 指导教师黄骏 成绩

设计日期 2011.12.5~2011.12.16 目录 第一章工程概述 2 第二章供配电系统设计 4 第一节供配电系统设计任务、内容及要求 (4) 第二节负荷计算 (6) 第三节无功功率补偿 (13) 第四节高低压配电系统设计 (16) 第五节短路电流计算 (19) 第六节设备选择 (25) 第三章照明系统设计26 第一节酒店照明设计的特点 (27) 第二节照度计算 (35) 第三节照明配电系统 (37) 第四节灯具选择 (39) 第五节房间插座布置 (40) 第六节标志照明 (40) 第四章防雷系统设计错误!未定义书签。 第五章消防系统设计 (44) 第一节系统设计 (45) 第二节本工程消防系统 (48) 参考文献错误!未定义书签。 第一章工程概述 本次设计的对象——“红藤大酒店”,它是集住宿、餐饮、娱乐、为一

体的大型建筑物,建筑面积约为17000平方米,地上13层、地下1层。其中一层有酒店大厅、服务台、休息厅、舞厅、美发厅、商场、KTV包房、健身房、商务中心、快餐厅、厨房、消防中心等设施;二层是各类餐厅酒吧、厨房等设施;三层有多功能厅、各种会议室、休息厅等;四到十一层为客房其中有套房、标准间;十二层是机房;地下一层有配电室、洗衣房、热交换间、水泵房、消防水池、风机房;另外还有一个游泳馆。屋顶有卫星接收室、风机房、水箱间、电梯机房等。 本次设计的主要任务是有关酒店的供配电系统、电气照明系统、消防系统及防雷接地系统的设计。 作为一个现代化的大酒店在电气部分中至少应该达到以下要求:

机房供电概述..

机房供电概述及系统设计 (一)机房供电概述 1.供配电系统 供配电是数据中心机房的生命线,这句话一点也不夸张,因为离开了电我们的机房是连一分钟也运行不了的,因此要建一个好的机房,首先要将供配电解决好。一般要求主要开关设备应该被设计成适合增容、维护和冗余,并提供双倍的或隔离的冗余配置。设计时应该考虑到开关装置、总线或断路器维护的方便性。瞬时电压浪涌抑制(TVSS)应该被安装在电力分配系统的每一级上,并且采用适当的规格,以便能够抑制可能发生的瞬时的能量。 不同类别机房对电源的要求: A类机房:停电后会产生重大损失和社会影响,要求建立不停电电源系统。 B类机房:停电后会产生一定损失和社会影响,要求建立备用电源系统。 C类机房:停电后不会产生大的陨失和社会影响,可按一般用户配置。 2.市电输变电系统 对于一级负荷机房应该有从不同变电站供给的双路供电,加上柴油发电机,通过应急电源柜切换后供给机房内的UPS和精密空调机组,ATS切换最好做在机房配电系统就近,切换后以最短距离输送给机房设备。备用发电机系统是至关重要的一个因素。即便其中有一个故障时,也能够直接地向计算机和其它设备提供一个理想质量和容量的电力供应。发电机的设计应能够处理UPS系统或电脑设备负荷的谐波电流。备用发电机应该提供备用电源给所有的冷却设备,避免负载设备温度上升以及停止运行。如果发电机不支持这些系统,它们所带来的益处就显得很有限。在自动控制发生故障时,发电机应该能够采用手动控制。应该给每一个发电机输出提供瞬时电压浪涌抑制(TVSS)装置。 发电机燃料应该是柴油,这样启动比较快。考虑现场储藏量的要求,通常需要保证4小时到60天。并且需要给所有燃料储藏系统提供一个远程的燃料监控和警报系统。由于微生物增长是柴油燃料最常见的故障,应设计有便携的或安装固定的清洁系统。在寒冷的季节,需要考虑给燃料系统加热或循环,避免柴油燃料胶凝。当确定好现场燃料储藏系统的容量时,同时需要考虑燃料供货商在紧急情况时的反应时间。 在发电机周围提供UPS照明电源或单独的电池,在发电机和装置同时发生故障时提供照明。同样,在发电机周围也应该提供UPS供电插座。 在组件的分别测试之外,备用发电机系统、UPS系统和自动转换开关应该作为一个系统一起测试。在冗余系统测试单个组件的故障时,冗余系统是为在一个组件发生故障时能够继续起作用而设计的。此外,一旦数据中心开始运行,应该定期测试系统,确保各个组件能够继续正常地发挥作用。 3.机房用电的配置 配电必须充分考虑到今后的发展余量。如lBMP550A服务器,每台高配功率为lKW,一个机柜若装6台就是6KW,假如预期机房在今后会装到最多四十个机柜那就是240KW;UPS一般可按照设备容量的1.3倍计算,就是312KVA,再加上适当的余量,选用3台200KVAUPS冗余供电是一种较为理想的方案。 UPS的供电总容量2台200KVA冗余UPS可少算一台400KVA,精密空调单台的实际耗电功率为20KW,假如配置10台精密空调的话,总功率为10*20引200KW,机房UPS、空调总功率为:400+200=600KW,机房供配电要考虑到日后的发展余量等因素,一般可按照UPS与空调容量总和的150%配置,就是600*1.5=900KW,另外再加上新风机4KW、

电气系统设计方案范文

目录 电气系统设计方案 (2) 2.1配电系统 (2) 2.2管线回路系统 (5) 2.3照明系统 (6) 供配电施工部分 (7) 2.1配电盘安装 (7) 2.2金属线槽敷设 (8) 2.3电缆、电线放线施工及工艺 (9) 2.4线缆接线施工工艺 (10) 2.5电气钢管施工工艺 (10) 2.6插座、开关安装施工 (11) 2.7照明灯具安装施工 (15)

电气系统方案 计算机机房提供电能质量的好坏,将直接影响计算机系统正常、可靠的运行,也影响机房内其它附属设施的正常工作,同时机房对接地、雷电防护、机房屏蔽等均有特定要求。为了保证计算机的可靠运行,必须建立一个优质、稳定、安全、可靠的供配电系统。 2.1配电系统 机房进线电源采用TN-S三相五线制,建议从大楼总配电室引双回路电源到机房空调配电间。 配电柜内设电压电流指示、防雷、防过压、短路、过载、过流等保护器,保护设备运行安全和人身安全。 2.1.1辅助设备动力配电系统 机房辅助动力设备包括机房专用空调系统、新风系统、照明系统、维修插座、UPS主机供电等。由于机房辅助动力设备直接关系到计算机设备、网络设备,通讯设备以及其他用电设备和工作人员正常工作和人身安全,要求配电系统应安全可靠,因此该配电系统按照一级负荷考虑进行设计。 电源进线采用TN-S三相五线制。在设计电源分配时,充分考虑负荷情况,计算功率平衡,将负荷均匀分配在电源的三相上,并要留出一定的冗余以满足将来增加设备的需求。 2.1.2计算机设备UPS配电系统 机房计算机设备包括计算机主机、小型机、服务器、网络设备、通讯设备等,由于这些设备进行数据的实时处理与实时传递,关系重大,所以对电源的质量与可靠性的要求最高。设计中采用UPS不间断电源,以保障电源可靠性的要求。 电源经UPS稳频稳压、调整电压波形后为计算机设备供电,与此同时也为UPS的后备电池充电;一旦市电回路停电后,UPS的后备电池立即放电,

通信机房UPS供电系统

通信机房UPS供电系统设计方案探讨 2007/08/13 01:23 P.M. 1引言 计算机在通信系统中的广泛应用,对供电质量提出了越来越高的要求,由此在通信机房中安装UPS(不间断电源)供电系统变得越来越普遍。一个设计良好的UPS供电系统能给负载提供优质电源,然而在实际应用中,许多问题又往往是UPS供电系统本身引起的。因此,如何建立~个合理的、安全的UPS供电系统成为大家关注的问题。本文将从UPS供电系统设计角度对这~问题进行探讨。 2对UPS前级供电系统的要求 UPS可以向负载提供稳压精度高、稳频、波形失真度小的高质量电源,并且在与静态旁路切换时可以做到供电无间断。但要做到这点,它的前级供电质量不容忽视。我们在设计通信机房前级供电系统时,应考虑以下几个方面:(1)前级供电系统电源质量不宜太差,电压及频率应稳定在正常范围。一般地讲,大容量UPS主机输人电压范围应为380V±15%。电压过低,将使UPS 备电池频繁放电,最终因长期处于欠压充电状态而大大缩短它的使用寿命,相反,电压过高,则易引起逆变器损坏。对于旁路输入,其电压和频率波动也有~定的范围,一般为额定电压±10%,额定频率±15%,如果前级电源变化范围过大,就会导致逆变器和旁路电源之间的切换被禁止或有间断。因此,如果通信机房的前级电网在电压范围上达不到要求,应在UPS前级配置合适的抗干扰交流稳压电源,但不宜采用电子管型交流稳压器或磁饱和稳压器,因为这两类稳压器在开机时可产生瞬时高压,输出波形失真度也较大,易造成UPS故障。 (2)前级供电系统中不应当带有别的频繁启动负载,比如经常使用的电梯,频繁开启的空调等。原因是在这些负载开、关机时会出现瞬间高低压,使供电线路上电压波形失真度过大,造成UPS市电旁路供电与逆变器供电转换控制电路误动作,进而引起同步控制电路故障。所以在条件许可下,宜将UPS电源尽可耀于电网输入的前端。 (3)前级供电系统中的交流发电机组容量应适当放大。大多数通信机房都备有发电机组,以解决较长时间停电难以供电问题。但在配置发电机组时,其容量应考虑不少于UPS电源额定输出功率的1.5-2倍,以保证发电机输出电压、频率正常,并改善其波形失真度。 3 UPS容量的确定 根据负载容量及性质,选择适当的UPS,既可保证UPS的供电质量,降低故障率,又可节省投资,提高经济效益。一般来说,UPS容量的确定主要是要满足当前负载的需要,同时,也要考虑几个因素: (1)负载性质对UPS输出功率的影响。当前大部分UPS生产厂家在产品说明书中所给的输出功率都是指负载功率因数为一0.8(滞后)时的值,而UPS电源实际可带的负载量是与负载功率因数密切相关的,当负载为纯电阻性或电感性时,逆变器在额定机在功率下其有功功率将有所下降。所以在考虑UPS容量时,对不同的负载功率因数要进行功率折算,通常可作这样的估算:假设负载功率因

通信机房UPS供电系统设计方案与对策探讨

通信机房UPS供电系统设计方案探讨 宁城县铁东街道办事处世罗志仓 宁城县天义街道办事处“三网融合”办公体系于2007年10月设计建成并投入使用至今,得到了街道领导和全体干部的一致认可,但随着时间的推移,暴露出了一个重大问题:当机房遭遇停电时,下级网络用户将无法登录客户端,造成网络办公、传递文件等受到致约,因此,在通信机房中安装UPS(不间断电源)供电系统变得越来越重要。一个设计良好的UPS供电系统能给负开车提供优质电源,然而在实际应用中,许多问题又往往是UPS供电系统本身引起的。因此,如何建立一个合理的、安全的UPS供电系统成为大家关注的问题。本文对通信机房UPS供电系统的设计方案作了探讨,并在UPS容量的确定、后备电池的配置、冗余方式的选择等方面提出了自己的观点。 关键词UPS 供电系统容量电池冗余智能性 1、引言 计算机在通信系统中的广泛应用,对供电质量提出了越来越高的要求,由此在通信机房中安装UPS(不间断电源)供电系统变得越来越普遍。一个设计良好的UPS供电系统能给负载提供优质电源,然而在实际应用中,许多问题又往往是UPS供电系统本身引起的。因此,如何建立一个合理的、安全的UPS供电系统成为大家关注的问题。本文将从UPS供电系统设计角度对一问题进行探讨。 2、对UPS前级供电系统的要求

UPS可以向负载提供稳压精度高、稳频、波形失真度小的高质量电源,并且在与静态旁路切换时可以做到供电无间断。但要做到这点,它的前级供电质量不容忽视。我们在设计通信机房前级供电系统时,应考虑以下几个方面: (1)前级供电系统电源质量不宜太差,电压及频率应稳定在正常X 围。一般地讲,大容量UPS主机输人电压X围应为380V±15%。电压过低,将使UPS备电池频繁放电,最终因长期处于欠压充电状态而大大缩短它的使用寿命,相反,电压过高,则易引起逆变器损坏。对于旁路输入,其电压和频率波动也有~定的X围,一般为额定电压±10%,额定频率±15%,如果前级电源变化X围过大,就会导致逆变器和旁路电源之间的切换被禁止或有间断。因此,如果通信机房的前级电网在电压X围上达不到要求,应在UPS前级配置合适的抗干扰交流稳压电源,但不宜采用电子管型交流稳压器或磁饱和稳压器,因为这两类稳压器在开机时可产生瞬时高压,输出波形失真度也较大,易造成UPS故障。 (2)前级供电系统中不应当带有别的频繁启动负载,比如经常使用的电梯,频繁开启的空调等。原因是在这些负载开、关机时会出现瞬间高低压,使供电线路上电压波形失真度过大,造成UPS市电旁路供电与逆变器供电转换控制电路误动作,进而引起同步控制电路故障。所以在条件许可下,宜将UPS电源尽可耀于电网输入的前端。 (3)前级供电系统中的交流发电机组容量应适当放大。大多数通信机房都备有发电机组,以解决较长时间停电难以供电问题。但在配置发电

机房配电改造方案设计

机房供配电改造方案 2014.09 一、项目概况 为满足省广播电视节目无线覆盖的需要,解决八片山微波站现有高、低压供配电设备容量问题,保证广播电视节目的安全传输播出,将对本台的高、低压供配电设备进行扩容升级改造。 采购范围: 1 .高压供配电部分: (1)低压进出线开关柜 NSX400断路器1个(现在断路器是100A,容量不够) (2)2条50米的VV-4*120mm2+1*70mm2新型难燃导线 (从高压配电房接线到低压配电房需要2条50米的,1条用于清远电视台发射中心。从高压到低压配电房要挖一条50米电缆沟,用于埋大线缆。) (3)电线沟制作,挖沟400*400mm的电缆沟。采用砌砖,需要盖板120块。 2. 低压供配电部分: (1)低压配电箱 (市电输入和油电输入,两路断电器,加防雷器,利用电量仪检测电力。输出4路160A/3p的断电器。) (2)VV-4*50mm2+1*35mm2新型难燃导线50米。 (3)二楼机房需要一个防雷器,一个电量仪,接入配电柜(60A/3p发射机2路,备用2路。32A/3p 空调断电器2路,32A/2p发射机4路,备用4路。) 3. 所采购设备的相关安装工程及关联的的附属工程等: (1)机房机柜配电插座部分 (3)敷设VV-4*120mm2+1*70mm2电缆100米 (5)安装低压配电箱2台 4. 土建装饰部分: (1)配电机房电缆沟50米 本项目质量必须符合国家现行有关质量标准、施工、验收规范的要求和本用户需求书的要求。 二、项目的总体要求 1、本项目包括高、低压配电柜和低压电力电缆及辅料采购、供货、包装、仓储、货物运输、检验、保险、低压配电系统和电缆安装施工(包括相应土建和旧设备拆除等)、调试、试运行、培训、验收、技术服务(包括技术资料、竣工图纸等)和质量保证期保障服务、项目管理及其他相关服务等一系列服务在内的工程,报价总价包括上述全部内容,实行报价总价包干,全部报价均含税。 2、本采购项目谈判文件所描述的工程介绍不能视为完整无缺的,报价人应详细研究与本工程

机房UPS及配电系统

1.1机房U P S及配电系统 本方案依据《供配电系统设计规范》(GB50052-95)要求,把机房设备用电作为重点考虑。供配电系统包括线路分配、开关柜、UPS电源、普通插座和专用插座的布设,以及空调、门禁、视频监控照明等辅助设备的配电系统。所有设备采用双回路供电,每个机柜均设计两路独立回路。 1.1.1功能要求 考虑到E地块供电的可靠性,机房供配电系统采用市电供电和UPS相结合的供电方式; 按照机房工程的求的设备量计算整个机房的市电用电量,由电气施工方提供2路独立回路至机房配电柜,我方负责机房配电柜配出部分,所有机房内设备用电经过机房市电和UPS配电柜之后由机房内部独立控制; 市电配电柜动力用电(机房空调、照明、新风等需与消防联动的用电设备)总开关安装分励脱扣装置,接收消防控制器的低压信号,在消防报警之后切断动力用电总开关,达到消防的要求; 机房内安装UPS电源,电池容量配备满载120分钟后备电池; 机房内提供市电和UPS电,机柜均单独回路供电; 消防系统由UPS供电; 1.1.2设计要点 配电柜充分考虑市电及UPS的用电负载,及20%-25%的冗余。 配电柜主电缆由楼层配电柜引入,动力开关与消防联动。

计算机插座回路采用ZR-BVR3*2.5电源线。 机房内采用两路市电提供UPS电源,经ATS全自动切换开关,可以做到不断电的情况下自动切换, UPS提供两路16A的电源至机柜下方的接线箱,再连接至机柜内的PDU电源模块。 电源插座全部采用专业PDU。 配电柜内开关均选用施奈德断路器。 UPS输出电源和市电做旁通备份,在UPS全部发生故障的情况下,可通过专业的手动切换开关来完成电源的切换,这种专业切换开关通过机械联动机构,避免市电和UPS电源同时合闸,因频率不同步而造成的险情。 机房内考虑空调电源、门禁电源和及其它设备电源。 在适当区域布置适量的市电电源点,提供维修及保洁等使用。 配电柜配备专业的电量仪,带电流、电压指示。 强弱电桥架分开无交叉,桥架管线的通道进出口做到密封、防水、防鼠要求。 1.1.3电源设计分类 机房计算机设备包括小型机、PC服务器、网络设备、通讯设备等,由于这些设备进行数据的实时处理与实时传递,关系重大,所以对电源的质量与可靠性的要求极高,因此该配电系统按照一级负荷考虑进行设计。 用电设备供电电源均为三相五线制或单相三线制,采用双回路供电,总供电量满足UPS、空调、照明等设备的用电量要求。 用电设备、配电线路装设过流过载两段保护,同时配电系统各级之间有选择性地配合,配电以树干式、放射式向用电设备供电;

机房方案设计

数据中心设计方案 1.1配电系统 1.1.1电气系统概述 随着计算机技术的蓬勃发展,以及精密电子设备的广泛使用,供电质量的好坏越来越影起人们的重视,对于电子信息系统机房,要充分考虑到服务器、网络设备的功率和数量,电源系统部份要有充分的冗余,并需要采用模块化设计,可根据需要进行方便的扩充。一个良好的方案设计及先进、可靠的电气线路才能满足中心机房电源系统的质量需求。 一个完善的计算机供配电系统是保证计算机设备、场地设备和辅助用电可靠运行的基本条件。要求建立高质量、高度安全性、高可靠性、并具有灵活扩展的供配电系统。一个高品质的机房供电系统体现在: 1.高可靠、无单点故障、高容错; 2.具有灵活扩展的模块化结构; 3.在不影响负载运行的情况下可进行在线维护和切换; 4.有防雷、防火、防水、抗电网浪涌等功能; 1.1.2设计目标 项目建设配电系统预期实现以下目标: 1、设计出结构合理、功能完善、安全可靠的机房供电系统; 2、实现机房双回路供电,达到国家B级机房标准,符合GB50174-2008、 TIA942的相关规定; 3、清晰的配电系统层级管理; 4、高容错的供电系统,实现不停机情况下在线维护; 5、供电系统要将设备用电(服务器、网络交换设备等)和辅助设备用电(空 调等)分开;

6、配电柜具有模块化和单元体配电结构,并采用自动空气开关控制,设过 负荷、短路保护; 7、配电系统具有高可靠性,灵活扩展的能力; 8、智能监控报警系统,实现机房配电的高可管理和安全性; 9、配电柜总开关具有火警联动功能装置。电源主进断路器带有分离脱扣线 圈,可与消防联动;并带辅助触点,一旦发生火情,自动切断电源,使精密空调,新风机组立即停止工作,以利及时消除灾情。 1.1.3机房供电系统等级及供电方式确定 根据机房对供电系统的要求,模块化机房设计为B级机房,按照机房B级标准,具体参数如下: 机房除了按照B级标准为机房提供电力供应外,为提高机房设备的供电系统可靠性,采用如下方式: ◆采用频率50HZ、电压220V/380V供电系统,采用一级供电; ◆机房供电双路输入,供电系统可靠性达到99.9%以上; ◆机房供电分为设备(服务器、交换机、存储等)供电和辅助设备(空调 等)供电;

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