機房配電
一、機房配電系統(tǒng)概述
計算機及網(wǎng)絡(luò)通訊設(shè)備投入服務(wù)后如無一個長期穩(wěn)定的供電系統(tǒng)來保證計算機及網(wǎng)絡(luò)通訊設(shè)備和有關(guān)外圍設(shè)備正常運行，勢必造成嚴重的政治和經(jīng)濟后果。一般供電系統(tǒng)為單路供電加發(fā)電機組，無法可得到可靠的供電保證。一個優(yōu)質(zhì)高效的配電環(huán)境在機房中起著非常重要的作用。所以說機房配電是整個機房的心臟，也是機房工程中的重點。
二、供配電系統(tǒng)設(shè)計依據(jù)與概況
計算機設(shè)備供配電系統(tǒng)是計算機系統(tǒng)正常運行的前提和保證。GB50174-93《電子計算機機房設(shè)計規(guī)范》和GB2887-89《計算站場地技術(shù)要求》中對計算機供電方式可分為三類：
一類供電：需建立不間斷供電系統(tǒng)。
二類供電：需建立帶備用的供電系統(tǒng)。
三類供電：按一般用戶供電考慮。
三、機房配電的要求
（一）機房配電柜根據(jù)用途設(shè)計各路供電要準(zhǔn)確、可靠。本次方案采用兩臺配電柜（市電配電柜和UPS分配柜）不同性質(zhì)的供電對象不放在一個柜內(nèi)控制。實現(xiàn)各配電功能采用模塊化結(jié)構(gòu)，配電柜要留有備用電路，作機房設(shè)備擴充時用電。
（二）配電柜內(nèi)選用的自動空氣開關(guān)、接觸器、熔斷器、隔離開關(guān)等部件，要性能可靠，技術(shù)指標(biāo)達到設(shè)計要求，能滿足計算機設(shè)備及其輔助設(shè)備工作的要求。
（三）配電柜內(nèi)應(yīng)有應(yīng)急開關(guān)。當(dāng)整體機房內(nèi)出現(xiàn)嚴重事故或者意外火災(zāi)時，應(yīng)能立刻切斷計算機電源、空調(diào)電源、新風(fēng)電源。
（四）配電柜內(nèi)各分路供電應(yīng)設(shè)置指示燈，表示各路電氣通斷情況。
（五）配電柜內(nèi)應(yīng)根據(jù)計算機設(shè)備及其輔助設(shè)備的不同要求，設(shè)置中線和接地線的連接裝置。中線與地線及配電柜外殼絕緣。
（六）配電柜內(nèi)采用的母線、接地排及各種電纜、導(dǎo)線、中性線、接地線等都必須符合國家標(biāo)準(zhǔn)，并按國家規(guī)定的顏色標(biāo)志編號。
（七）小型機、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、PC服務(wù)器應(yīng)由配電柜內(nèi)不同的獨立配電線路分別供電。
四、機房配電設(shè)計原則
（1）獨立的電源專門向計算機及網(wǎng)絡(luò)通訊設(shè)備供電.
（2）必須在配電柜上安裝避雷器，它可以防止閃電和電網(wǎng)開關(guān)切換的影響。
（3）機房設(shè)備系統(tǒng)安裝后，要考慮三相平衡問題。
（4）重視電源頻率、電壓波動及市電負荷能力。
（5）動力、照明電線、電纜盡量采取沿天棚經(jīng)線槽、鍍鋅鋼管敷設(shè)。UPS電纜采用防干擾屏蔽電纜，沿地板下敷設(shè)，敷設(shè)時仍要采取防干擾措施。
（6）本系統(tǒng)采用保護地線與所有設(shè)備的金屬外殼、電纜橋架、穿線保護管、金屬鋁塑板、金屬支架作可靠電氣連接并引至原系統(tǒng)接地極，接地可靠，符合規(guī)范要求。
（7）墻身插座安裝高度：下底距室內(nèi)地坪300 mm。開關(guān)安裝高度：下底距室內(nèi)地坪1400mm。
（8）直流接地在機房內(nèi)應(yīng)與交流保護接地分開：直流接地網(wǎng)在適當(dāng)位置與大樓直流接地極相連，連接應(yīng)符合電氣要求。
（9）照明、空調(diào)、維修的電線、電纜采用阻燃（ZR）雙層絕緣電線、電纜。UPS電纜采用RVVP級電纜。安裝時采用防干擾措施。
（10）照明采用無眩光反射格柵燈盤。
（11）主機房照度≥400LX設(shè)計。輔助機房≥200LX設(shè)計。事故照明≥50LX。
（12）防止電網(wǎng)突然掉電和加電。
（13）電源的穩(wěn)定度偏差不得超過額定值的±5%。
（14）供電電壓要雜波少、干擾小、防止外部電磁干擾竄入系統(tǒng)。
（15）供電系統(tǒng)不要與大容量感性負載并聯(lián)以免產(chǎn)生高壓涌流。
（16）防止電網(wǎng)的頻率漂移。
（17）維持低阻抗的地線系統(tǒng)。
（18）計算機及網(wǎng)絡(luò)通訊設(shè)備系統(tǒng)對供電質(zhì)量要求較高，通常要求電源的技術(shù)指標(biāo)滿足電壓±5%。頻率±1%，諧波失真<5%。為了保證計算機及網(wǎng)絡(luò)通訊設(shè)備穩(wěn)定工作，一般對計算機及網(wǎng)絡(luò)通訊設(shè)備采用UPS供電。如果電網(wǎng)的波動較大，在外電與UPS之間安裝一臺隔離普通變壓器或補償式穩(wěn)壓器。
五、機房配電其它材料選型
（1）機房內(nèi)的用電設(shè)備配電電纜、導(dǎo)線絕緣水平應(yīng)符合GB 50217—94《電力工程電纜設(shè)計規(guī)范》中的有關(guān)規(guī)定。機房內(nèi)所有設(shè)備的電源線均采用優(yōu)質(zhì)銅芯電纜。兩類插座按邊框顏色區(qū)分，市電采用常規(guī)乳白色面板，UPS采用有色面板。所有線材、開關(guān)應(yīng)采用知名品牌。
（2）機房內(nèi)低壓配電線路應(yīng)采用阻燃銅芯屏蔽導(dǎo)線或銅芯屏蔽電纜其絕緣水平符合GB 50217-94《電力工程電纜設(shè)計規(guī)范》中的有關(guān)要求，電纜銅芯數(shù)的選擇要滿足機房內(nèi)用電設(shè)備的需求。
（3）機房內(nèi)的電線電纜除了應(yīng)具備相應(yīng)的流量負載承擔(dān)能力外,還必須考慮線纜阻燃要求。
六、機房配電的必備設(shè)備
1.照明系統(tǒng)
照明采用與吊頂配套的燈具，照明燈具采用格珊燈具,要求照度高無眩光。燈管采用低色溫日光型光管。機房的照度要求為不低于500lx，應(yīng)急照明采用格柵燈盤，照度要求為不低于50lx，格柵燈要求采用優(yōu)質(zhì)電子鎮(zhèn)流器器件，應(yīng)做到節(jié)能、啟動性能好、功力因數(shù)高、無音頻噪聲、無頻閃現(xiàn)象，對計算機電源無干擾。燈具安裝要合理美觀,避免眩光。采用與市電聯(lián)鎖自動控制的方式。事故照明由市電和UPS電源供電，當(dāng)市電斷電時可自動切換由機房內(nèi)的UPS供給。主入口安裝疏散指示燈，照度不低于0.5Lx。
2.UPS不間斷電源系統(tǒng)
UPS采用IGBT功率器件及多重保護技術(shù)，先進的分布式直接并聯(lián)技術(shù)保證了在線擴容和系統(tǒng)冗余；輸出采用隔離變壓器有效抑制三次諧波，具有很強的過載和抗沖擊能力。
定期自動自檢電池，精確預(yù)測電池的后備時間，智能化電池管理；
支持R232、RS485、SNMP、MODEM多種后臺通訊方式；考慮到今后的擴容，采用的UPS不會因今后擴容的UPS功率不同而影響它們之間的并機。
3.輔助供配電系統(tǒng)
為防止機房內(nèi)輔助用電設(shè)備在運行時可能對計算機系統(tǒng)造成的干擾，一般將計算機系統(tǒng)中的輔助設(shè)備用電自成系統(tǒng)，稱為輔助供配電系統(tǒng)，是為保證計算機系統(tǒng)服務(wù)的其它設(shè)備的用電，包含空調(diào)設(shè)備、維修用設(shè)備、新風(fēng)設(shè)備、照明設(shè)備、測試設(shè)備、自動消防設(shè)備以及輔助插座等組成的輔助設(shè)備的供配電系統(tǒng)。
七、機房配電的優(yōu)勢
1.傳統(tǒng)配電柜使用指針式儀表或者數(shù)顯式儀表，只能有限的監(jiān)測配電柜參數(shù)，滿足基本的需要，精密配電柜采用高集成度，高可靠性的計算機主板，全面的監(jiān)測系統(tǒng)的各項運行參數(shù)，并通過HMI綜 合顯示，降低了對配電柜的空間占有，提高了配電柜的容積率。
2.傳統(tǒng)的配電柜只具備配電管理的功能，將電源分配到負載機柜上；而精密配電柜，除了配電管理外，還具有運行管理與安全管理的功能，有效的提高了整個配電系統(tǒng)的可靠性，降低了風(fēng)險。
3.傳統(tǒng)配電柜支持的回路少，整體占地面積大；精密配電柜采用高精度高集成的模塊，提高了柜體的容積，支持較多的回路，減少了占地面積。
八、機房配電系統(tǒng)的特點
1.雙母線供電，從配電結(jié)構(gòu)系統(tǒng)上實現(xiàn)供電高，可靠性。
2.可實現(xiàn)部署靈活快速，簡化機房配電。
3.配電設(shè)備具有熱插撥功能，提高了系統(tǒng)的可靠性、可維護和可擴展性。
4.智能監(jiān)控報警系統(tǒng)，實現(xiàn)機房配電的高管理性和安全性，智能配電系統(tǒng)幫助提高負載可靠性，延長電源保護設(shè)備的使用壽命，協(xié)助控制業(yè)務(wù)環(huán)境，提供前瞻性的災(zāi)難恢復(fù)方法。
九、機房配電系統(tǒng)的設(shè)計
1.供配電系統(tǒng)的布置
數(shù)據(jù)中心機房供配電系統(tǒng)主要設(shè)備有：UPS、電池和配電柜等。這些設(shè)備單位占地面積、重量大，對于這些設(shè)備的擺放位置既要考慮功能上的需求，又要考慮空間和承重的需要，還要考慮對外界的危害。
數(shù)據(jù)中心機房供電系統(tǒng)應(yīng)有獨立的配電間、變配電所，UPS 電源機房應(yīng)靠近設(shè)備機房(負荷中心)布置，這樣能保證從UPS輸出到用電設(shè)備之間的壓降和損耗盡可能的小。UPS 電源主機、配電柜與蓄電池組是否需要分隔，按照數(shù)據(jù)中心等級的要求決定，另外還需要考慮到UPS屬于大型設(shè)備，重量比較大，噪聲大，需要擺放在一個承重比較好，并且不影響辦公和休息環(huán)境的地方。配電柜位置的選擇，主要考慮功能上的需求，配電柜應(yīng)在滿足功能分區(qū)的基礎(chǔ)上，盡可能靠近供電負載。發(fā)電機房宜設(shè)置在地面一層，當(dāng)發(fā)電機房設(shè)置于地下層時，應(yīng)特別注意進、出風(fēng)通道能否滿足要求，應(yīng)注意發(fā)電機組儲油裝置(日用油箱、儲油罐)的消防要求。
變配電所、發(fā)電機房、UPS 電源機房均應(yīng)留有足夠的面積，可與設(shè)備機房同步發(fā)展，應(yīng)對設(shè)備機房面積擴展或設(shè)備機房功率密度上升引起的供電需求。于非專門設(shè)計用于數(shù)據(jù)中心的建筑，應(yīng)注意其是否滿足設(shè)備安裝和線路敷設(shè)的要求，包括樓面荷載、凈高、抗震等級、耐火等級等方面。
2.供配電系統(tǒng)設(shè)計
（1）市電動力配電系統(tǒng)設(shè)計
市電動力配電主要用于供給機房精密空調(diào)設(shè)備、普通照明和給排風(fēng)、維修插座、一般動力、UPS設(shè)備等。市電動力配電一般由大樓總配電柜饋出的動力供配電系統(tǒng)，采用50Hz交電，380/220V三相五線電源，TN-S接地方式，零線和地線分開設(shè)置且零地線之間電壓小于1V。
一般可靠性要求數(shù)據(jù)中心宜引入兩路市電電源，條件受限制時也可引入一路市電電源。引入兩路市電電源時，宜為冗余關(guān)系，也可作為供電容量擴展關(guān)系。
每一路市電電源的供電容量應(yīng)能滿足全部一、二級負荷的需求，包括UPS電源系統(tǒng)、機房精密空調(diào)、機房照明、蓄電池充電及建筑設(shè)備中的一、二級負荷。兩路市電電源的供電容量應(yīng)為全冗余，正常時應(yīng)同時供電運行，兩路電源在負荷設(shè)備輸入端自動切換。
市電動力配電柜一般采用放射式配電直接配至各用電設(shè)備或電箱，機房內(nèi)所有動力配電線纜必須設(shè)計橋架或鋼管敷設(shè)，市電動力配電柜具有火警聯(lián)動保護功能，出現(xiàn)火警時可與消防系統(tǒng)聯(lián)動及時切斷電源，動力配電柜、照明箱內(nèi)的開關(guān)和主要元器件應(yīng)設(shè)置有效的防雷措施。
（2）自備應(yīng)急電源系統(tǒng)設(shè)計
數(shù)據(jù)中心一般采用柴油發(fā)電機組作為自備應(yīng)急電源，對于大型、高等級數(shù)據(jù)中心也可以選擇可靠性高、輸出電源品質(zhì)好、帶非線性負載能力強、體積小、重量輕的大功率燃氣輪機發(fā)電機組。一般可靠性要求的數(shù)據(jù)中心宜配置一路自備應(yīng)急電源，供電容量應(yīng)能滿足全部一、二級負荷的需求，包括UPS 電源系統(tǒng)、機房空調(diào)、機房照明、蓄電池充電及建筑設(shè)備中的一、二級負荷。當(dāng)數(shù)據(jù)中心條件受限制，且市電電源具有較高可靠性時，也可以部分或全部采用移動式發(fā)電機組作為自備應(yīng)急電源。發(fā)電機組燃料儲備量應(yīng)根據(jù)數(shù)據(jù)中心等級的要求，結(jié)合市電電源可靠性、供油可靠性、消防要求綜合決定，一般不宜少于發(fā)電機組滿負荷運行8小時的用油量。
（3）UPS供配電系統(tǒng)設(shè)計
UPS配電主要用于計算機設(shè)備、服務(wù)器、小型機、存儲、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、保安監(jiān)控設(shè)備等。UPS 電源系統(tǒng)輸出一般采用三級配電方式：系統(tǒng)輸出配電柜-機房配電柜-機柜配電單元。
UPS電源系統(tǒng)蓄電池組容量的計算方法有以下兩種：
1）按負荷電流計算
2）按負荷功率計算
按負荷電流計算的結(jié)果是蓄電池組的總?cè)萘?，然后再選擇單組蓄電池的容量和組數(shù)。按負荷功率計算的結(jié)果是選定容量規(guī)格的蓄電池組數(shù)。兩種計算方法的結(jié)果可互相校驗。
對于單電源輸入設(shè)備，即使已采用雙單元冗余UPS 電源系統(tǒng)，也宜將其連接在其中一個單元上。對于雙單元冗余UPS電源系統(tǒng)，可將其每個單元中的部分容量視為并聯(lián)冗余性質(zhì)。對于需要雙回路供電的單電源輸入設(shè)備，宜在其輸入端設(shè)置靜態(tài)轉(zhuǎn)換開關(guān)STS。靜態(tài)轉(zhuǎn)換開關(guān)STS 的性能應(yīng)能滿足其要求，一般轉(zhuǎn)換時間小于5～10ms。
當(dāng)負荷設(shè)備對零-地電壓要求較高時，可在機房配電柜設(shè)置隔離變壓器。有時候，為保證UPS故障旁路后輸出高質(zhì)量電源，往往在UPS旁路輸出端設(shè)置隔離變壓器。
數(shù)據(jù)中心UPS供配電系統(tǒng)一般采用冗余方式供電，很少采用單機供電。冗余方式供電能在一臺UPS設(shè)備故障時，仍然能夠滿足機房內(nèi)重要設(shè)備的用電需求，這是單機供電所不能達到的。從冗余式配置方案來看，常用的有以下幾種方式：
1）熱備份式冗余UPS供電方式
主機帶負載，備機空載或帶非重要負載，備機接入主機的BYPASS(旁路)輸入端。這種方式布置比較靈活，不需要兩臺UPS同品牌，而且不要增加額外輔助電路，不增加購置成本。如果UPS主機發(fā)生了故障，那么UPS備機必須接替全部負載，這也就意味著設(shè)計時必須計算好UPS主機故障時，UPS備機所需承擔(dān)的總負載。
2）直接并機冗余UPS供電方式
為克服熱備份式冗余供電系統(tǒng)的弱點，隨著UPS控制技術(shù)的進步，具有相同額定輸出功率的UPS可直接并聯(lián)而形成冗余供電系統(tǒng)，為保證高質(zhì)量的并機系統(tǒng)，各電源間必須保持同頻、同相、且各機均流。此供電方式瞬間過載能力強，能夠自動均分功率，系統(tǒng)互為主備，提高供電可靠性，電源系統(tǒng)擴容方便。但是存在著環(huán)流，增加無功損耗，降低系統(tǒng)可靠性，需增加額外輔助電路，隨之而來是增加成本，增加故障點。設(shè)計時，如2臺互備，每臺按照50%帶載能力考慮，并聯(lián)的主機越多，單臺主機的帶載能力就越低。
3）雙總線冗余供電方式
雙總線供電方式是采用兩條總線對后端設(shè)備進行供電，每條總線上具有相同的一套UPS供電方式，消除可能出現(xiàn)在UPS輸出端與用戶負載端之間的“單點瓶頸”故障隱患，以提高輸出電源供電系統(tǒng)的“容錯”功能。此供電方式能夠在線維護，在線擴容，在線升級，改善了重要總線的可用性，滿足了雙電源用電設(shè)備的需求，真正實現(xiàn)了7×24×365運行的目標(biāo)。但是雙總線冗余供電方式相當(dāng)于搭建了兩套前述供電方式的回路，需要增加2倍以上的成本。同時，為滿足單電源設(shè)備的供電需求，可在輸出端安裝STS，來保證供電輸出的可靠性。
3.供配電設(shè)備的安裝和線路敷設(shè)
機房UPS、精密空調(diào)電源系統(tǒng)輸入應(yīng)設(shè)置專用的輸入配電柜。電源系統(tǒng)輸入配電柜應(yīng)引接兩路電源、自動切換。UPS電源主機的主電源和旁路電源應(yīng)分別引入，并宜由不同的輸入配電柜引接。UPS電源系統(tǒng)輸出應(yīng)采用放射式、雙回路配電方式。UPS 電源系統(tǒng)輸出應(yīng)采用三相配電，末端分相，以利三相平衡。
機房配電柜、UPS電源柜落地安裝，動力配電箱、照明配電箱底邊距地1.4m墻上暗裝，配電柜及其他電氣裝置的底座應(yīng)與建筑樓地面牢靠固定，并接地，機房內(nèi)應(yīng)分別設(shè)置維修和測試用插座，且有明顯區(qū)別標(biāo)志，測試用電源插座應(yīng)由UPS供電，維修插座由市電供電。所有線路的敷設(shè)是要以設(shè)備布局和設(shè)計圖紙為基礎(chǔ)進行，設(shè)計時考慮供電距離盡量短，機房內(nèi)的電源線、信號線和通信線應(yīng)分別鋪設(shè)，不能共走同一線槽，UPS電源配電箱(柜)引出的配電線路，穿鍍鋅鋼管，沿機房活動地板下敷設(shè)至各排網(wǎng)絡(luò)或服務(wù)器機柜，使用插座或工業(yè)連接器為機柜供電。
4.可靠接地
數(shù)據(jù)中心應(yīng)采用聯(lián)合接地方式，將圍繞建筑物的環(huán)形接地體、建筑物基礎(chǔ)地網(wǎng)及變壓器地網(wǎng)用接地銅牌相互連通，重要機房內(nèi)由銅編織帶組成聯(lián)合地網(wǎng)。所有的配電柜和配電箱的金屬框架及基礎(chǔ)型鋼必需接地(PE)可靠。門和框架的接地端子間用裸編銅線連接。照明配電箱內(nèi)的漏電保護器的動作電流不大于30mA，動作時間不大于0.1s，接地(PE)支線必須單獨與接地(PE)干線相連接，不得串聯(lián)連接，UPS電源柜輸出端的中性線(N極)，必須與由接地裝置直接引來的接地干線連接，作重復(fù)接地，聯(lián)合接地電阻小于4Ω，單獨接地小于1Ω，當(dāng)燈具距地面高度小于2.4m時，燈具的可接近裸露導(dǎo)體必須接地(PE)可靠，并應(yīng)有專用接地螺栓和標(biāo)識，外電源進線至機房電源管理間時，應(yīng)將電纜的金屬外皮與接地裝置連接。金屬電纜橋架及其支架全長應(yīng)不少于2處與接地(PE)干線相連接，電纜橋架間連接板的兩端跨接銅芯接地線，接地線允許截面積不小于6mm2，接地(PE)在插座間不串聯(lián)連接。
5.機房防靜電
由于靜電對計算機設(shè)備有較大影響，所以機房的防靜電技術(shù)就非常重要，目前，機房防靜電措施主要是在機房地面敷設(shè)防靜電地板，地板間通過橫梁精密連接成一個整體，并與地板下接地銅牌連接，地板基材采用全鋼、鋁合金、硫酸鈣等材質(zhì)，機房墻面采用彩鋼板或刷防靜電涂料，天花安裝金屬吊頂板，起到靜電屏蔽作用，防止外界強磁場的干擾。
6.末端PDU
電源分配單元(PDU)，顧名思義PDU應(yīng)具備電源的分配或附加管理的功能。電源的分配是指電流及電壓和接口的分配，電源管理是指開關(guān)控制(包括遠程控制)、電路中的各種參數(shù)監(jiān)視、線路切換、承載的限制、電源插口匹配安裝、線纜的整理、空間的管理及電涌防護和極性檢測。由于數(shù)據(jù)中心的幾乎所有的IT設(shè)備都已經(jīng)或者將要放置在標(biāo)準(zhǔn)機柜內(nèi)，所以，PDU作為機柜的必備附件也越來越受到相關(guān)各方的重視。 PDU電源分配器和普通電源排插相比，其優(yōu)點主要表現(xiàn)在設(shè)計安排更合理、品質(zhì)和標(biāo)準(zhǔn)更嚴格、安全無故障工作時間長、各類漏電、過電過載保護更優(yōu)秀、插拔動作頻繁而不易損壞、熱升溫小、安裝更靈活方便,適合對用電要求很嚴格的行業(yè)客戶使用。也從根本上杜絕了普通電源排插的因接觸不良、負荷小而造成的頻繁斷電、燒毀、火災(zāi)等安全隱患。
十、供配電系統(tǒng)的智能化管理
（1）列頭柜的智能監(jiān)控系統(tǒng)可對配電系統(tǒng)開關(guān)狀態(tài)與負載情況進行監(jiān)測、告警、統(tǒng)計。
（2）監(jiān)控的輸入部分電氣參數(shù)有：電量、有功功率、無功功率、視在功率、功率因數(shù)、三相電壓、電流、頻率等。
（3）監(jiān)控的輸出支路電氣參數(shù)有：額定電流，實際電流、負載百分比、負載電流諧波百分比、負載電量、功率因數(shù)等。
十一、配置清單
十二、總結(jié)
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機房配電
一、機房配電系統(tǒng)概述
計算機及網(wǎng)絡(luò)通訊設(shè)備投入服務(wù)后如無一個長期穩(wěn)定的供電系統(tǒng)來保證計算機及網(wǎng)絡(luò)通訊設(shè)備和有關(guān)外圍設(shè)備正常運行，勢必造成嚴重的政治和經(jīng)濟后果。一般供電系統(tǒng)為單路供電加發(fā)電機組，無法可得到可靠的供電保證。一個優(yōu)質(zhì)高效的配電環(huán)境在機房中起著非常重要的作用。所以說機房配電是整個機房的心臟，也是機房工程中的重點。
二、供配電系統(tǒng)設(shè)計依據(jù)與概況
計算機設(shè)備供配電系統(tǒng)是計算機系統(tǒng)正常運行的前提和保證。GB50174-93《電子計算機機房設(shè)計規(guī)范》和GB2887-89《計算站場地技術(shù)要求》中對計算機供電方式可分為三類：
一類供電：需建立不間斷供電系統(tǒng)。
二類供電：需建立帶備用的供電系統(tǒng)。
三類供電：按一般用戶供電考慮。
三、機房配電的要求
（一）機房配電柜根據(jù)用途設(shè)計各路供電要準(zhǔn)確、可靠。本次方案采用兩臺配電柜（市電配電柜和UPS分配柜）不同性質(zhì)的供電對象不放在一個柜內(nèi)控制。實現(xiàn)各配電功能采用模塊化結(jié)構(gòu)，配電柜要留有備用電路，作機房設(shè)備擴充時用電。
（二）配電柜內(nèi)選用的自動空氣開關(guān)、接觸器、熔斷器、隔離開關(guān)等部件，要性能可靠，技術(shù)指標(biāo)達到設(shè)計要求，能滿足計算機設(shè)備及其輔助設(shè)備工作的要求。
（三）配電柜內(nèi)應(yīng)有應(yīng)急開關(guān)。當(dāng)整體機房內(nèi)出現(xiàn)嚴重事故或者意外火災(zāi)時，應(yīng)能立刻切斷計算機電源、空調(diào)電源、新風(fēng)電源。
（四）配電柜內(nèi)各分路供電應(yīng)設(shè)置指示燈，表示各路電氣通斷情況。
（五）配電柜內(nèi)應(yīng)根據(jù)計算機設(shè)備及其輔助設(shè)備的不同要求，設(shè)置中線和接地線的連接裝置。中線與地線及配電柜外殼絕緣。
（六）配電柜內(nèi)采用的母線、接地排及各種電纜、導(dǎo)線、中性線、接地線等都必須符合國家標(biāo)準(zhǔn)，并按國家規(guī)定的顏色標(biāo)志編號。
（七）小型機、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、PC服務(wù)器應(yīng)由配電柜內(nèi)不同的獨立配電線路分別供電。
四、機房配電設(shè)計原則
（1）獨立的電源專門向計算機及網(wǎng)絡(luò)通訊設(shè)備供電.
（2）必須在配電柜上安裝避雷器，它可以防止閃電和電網(wǎng)開關(guān)切換的影響。
（3）機房設(shè)備系統(tǒng)安裝后，要考慮三相平衡問題。
（4）重視電源頻率、電壓波動及市電負荷能力。
（5）動力、照明電線、電纜盡量采取沿天棚經(jīng)線槽、鍍鋅鋼管敷設(shè)。UPS電纜采用防干擾屏蔽電纜，沿地板下敷設(shè)，敷設(shè)時仍要采取防干擾措施。
（6）本系統(tǒng)采用保護地線與所有設(shè)備的金屬外殼、電纜橋架、穿線保護管、金屬鋁塑板、金屬支架作可靠電氣連接并引至原系統(tǒng)接地極，接地可靠，符合規(guī)范要求。
（7）墻身插座安裝高度：下底距室內(nèi)地坪300 mm。開關(guān)安裝高度：下底距室內(nèi)地坪1400mm。
（8）直流接地在機房內(nèi)應(yīng)與交流保護接地分開：直流接地網(wǎng)在適當(dāng)位置與大樓直流接地極相連，連接應(yīng)符合電氣要求。
（9）照明、空調(diào)、維修的電線、電纜采用阻燃（ZR）雙層絕緣電線、電纜。UPS電纜采用RVVP級電纜。安裝時采用防干擾措施。
（10）照明采用無眩光反射格柵燈盤。
（11）主機房照度≥400LX設(shè)計。輔助機房≥200LX設(shè)計。事故照明≥50LX。
（12）防止電網(wǎng)突然掉電和加電。
（13）電源的穩(wěn)定度偏差不得超過額定值的±5%。
（14）供電電壓要雜波少、干擾小、防止外部電磁干擾竄入系統(tǒng)。
（15）供電系統(tǒng)不要與大容量感性負載并聯(lián)以免產(chǎn)生高壓涌流。
（16）防止電網(wǎng)的頻率漂移。
（17）維持低阻抗的地線系統(tǒng)。
（18）計算機及網(wǎng)絡(luò)通訊設(shè)備系統(tǒng)對供電質(zhì)量要求較高，通常要求電源的技術(shù)指標(biāo)滿足電壓±5%。頻率±1%，諧波失真<5%。為了保證計算機及網(wǎng)絡(luò)通訊設(shè)備穩(wěn)定工作，一般對計算機及網(wǎng)絡(luò)通訊設(shè)備采用UPS供電。如果電網(wǎng)的波動較大，在外電與UPS之間安裝一臺隔離普通變壓器或補償式穩(wěn)壓器。
五、機房配電其它材料選型
（1）機房內(nèi)的用電設(shè)備配電電纜、導(dǎo)線絕緣水平應(yīng)符合GB 50217—94《電力工程電纜設(shè)計規(guī)范》中的有關(guān)規(guī)定。機房內(nèi)所有設(shè)備的電源線均采用優(yōu)質(zhì)銅芯電纜。兩類插座按邊框顏色區(qū)分，市電采用常規(guī)乳白色面板，UPS采用有色面板。所有線材、開關(guān)應(yīng)采用知名品牌。
（2）機房內(nèi)低壓配電線路應(yīng)采用阻燃銅芯屏蔽導(dǎo)線或銅芯屏蔽電纜其絕緣水平符合GB 50217-94《電力工程電纜設(shè)計規(guī)范》中的有關(guān)要求，電纜銅芯數(shù)的選擇要滿足機房內(nèi)用電設(shè)備的需求。
（3）機房內(nèi)的電線電纜除了應(yīng)具備相應(yīng)的流量負載承擔(dān)能力外,還必須考慮線纜阻燃要求。
六、機房配電的必備設(shè)備
1.照明系統(tǒng)
照明采用與吊頂配套的燈具，照明燈具采用格珊燈具,要求照度高無眩光。燈管采用低色溫日光型光管。機房的照度要求為不低于500lx，應(yīng)急照明采用格柵燈盤，照度要求為不低于50lx，格柵燈要求采用優(yōu)質(zhì)電子鎮(zhèn)流器器件，應(yīng)做到節(jié)能、啟動性能好、功力因數(shù)高、無音頻噪聲、無頻閃現(xiàn)象，對計算機電源無干擾。燈具安裝要合理美觀,避免眩光。采用與市電聯(lián)鎖自動控制的方式。事故照明由市電和UPS電源供電，當(dāng)市電斷電時可自動切換由機房內(nèi)的UPS供給。主入口安裝疏散指示燈，照度不低于0.5Lx。
2.UPS不間斷電源系統(tǒng)
UPS采用IGBT功率器件及多重保護技術(shù)，先進的分布式直接并聯(lián)技術(shù)保證了在線擴容和系統(tǒng)冗余；輸出采用隔離變壓器有效抑制三次諧波，具有很強的過載和抗沖擊能力。
定期自動自檢電池，精確預(yù)測電池的后備時間，智能化電池管理；
支持R232、RS485、SNMP、MODEM多種后臺通訊方式；考慮到今后的擴容，采用的UPS不會因今后擴容的UPS功率不同而影響它們之間的并機。
3.輔助供配電系統(tǒng)
為防止機房內(nèi)輔助用電設(shè)備在運行時可能對計算機系統(tǒng)造成的干擾，一般將計算機系統(tǒng)中的輔助設(shè)備用電自成系統(tǒng)，稱為輔助供配電系統(tǒng)，是為保證計算機系統(tǒng)服務(wù)的其它設(shè)備的用電，包含空調(diào)設(shè)備、維修用設(shè)備、新風(fēng)設(shè)備、照明設(shè)備、測試設(shè)備、自動消防設(shè)備以及輔助插座等組成的輔助設(shè)備的供配電系統(tǒng)。
七、機房配電的優(yōu)勢
1.傳統(tǒng)配電柜使用指針式儀表或者數(shù)顯式儀表，只能有限的監(jiān)測配電柜參數(shù)，滿足基本的需要，精密配電柜采用高集成度，高可靠性的計算機主板，全面的監(jiān)測系統(tǒng)的各項運行參數(shù)，并通過HMI綜 合顯示，降低了對配電柜的空間占有，提高了配電柜的容積率。
2.傳統(tǒng)的配電柜只具備配電管理的功能，將電源分配到負載機柜上；而精密配電柜，除了配電管理外，還具有運行管理與安全管理的功能，有效的提高了整個配電系統(tǒng)的可靠性，降低了風(fēng)險。
3.傳統(tǒng)配電柜支持的回路少，整體占地面積大；精密配電柜采用高精度高集成的模塊，提高了柜體的容積，支持較多的回路，減少了占地面積。
八、機房配電系統(tǒng)的特點
1.雙母線供電，從配電結(jié)構(gòu)系統(tǒng)上實現(xiàn)供電高，可靠性。
2.可實現(xiàn)部署靈活快速，簡化機房配電。
3.配電設(shè)備具有熱插撥功能，提高了系統(tǒng)的可靠性、可維護和可擴展性。
4.智能監(jiān)控報警系統(tǒng)，實現(xiàn)機房配電的高管理性和安全性，智能配電系統(tǒng)幫助提高負載可靠性，延長電源保護設(shè)備的使用壽命，協(xié)助控制業(yè)務(wù)環(huán)境，提供前瞻性的災(zāi)難恢復(fù)方法。
九、機房配電系統(tǒng)的設(shè)計
1.供配電系統(tǒng)的布置
數(shù)據(jù)中心機房供配電系統(tǒng)主要設(shè)備有：UPS、電池和配電柜等。這些設(shè)備單位占地面積、重量大，對于這些設(shè)備的擺放位置既要考慮功能上的需求，又要考慮空間和承重的需要，還要考慮對外界的危害。
數(shù)據(jù)中心機房供電系統(tǒng)應(yīng)有獨立的配電間、變配電所，UPS 電源機房應(yīng)靠近設(shè)備機房(負荷中心)布置，這樣能保證從UPS輸出到用電設(shè)備之間的壓降和損耗盡可能的小。UPS 電源主機、配電柜與蓄電池組是否需要分隔，按照數(shù)據(jù)中心等級的要求決定，另外還需要考慮到UPS屬于大型設(shè)備，重量比較大，噪聲大，需要擺放在一個承重比較好，并且不影響辦公和休息環(huán)境的地方。配電柜位置的選擇，主要考慮功能上的需求，配電柜應(yīng)在滿足功能分區(qū)的基礎(chǔ)上，盡可能靠近供電負載。發(fā)電機房宜設(shè)置在地面一層，當(dāng)發(fā)電機房設(shè)置于地下層時，應(yīng)特別注意進、出風(fēng)通道能否滿足要求，應(yīng)注意發(fā)電機組儲油裝置(日用油箱、儲油罐)的消防要求。
變配電所、發(fā)電機房、UPS 電源機房均應(yīng)留有足夠的面積，可與設(shè)備機房同步發(fā)展，應(yīng)對設(shè)備機房面積擴展或設(shè)備機房功率密度上升引起的供電需求。于非專門設(shè)計用于數(shù)據(jù)中心的建筑，應(yīng)注意其是否滿足設(shè)備安裝和線路敷設(shè)的要求，包括樓面荷載、凈高、抗震等級、耐火等級等方面。
2.供配電系統(tǒng)設(shè)計
（1）市電動力配電系統(tǒng)設(shè)計
市電動力配電主要用于供給機房精密空調(diào)設(shè)備、普通照明和給排風(fēng)、維修插座、一般動力、UPS設(shè)備等。市電動力配電一般由大樓總配電柜饋出的動力供配電系統(tǒng)，采用50Hz交電，380/220V三相五線電源，TN-S接地方式，零線和地線分開設(shè)置且零地線之間電壓小于1V。
一般可靠性要求數(shù)據(jù)中心宜引入兩路市電電源，條件受限制時也可引入一路市電電源。引入兩路市電電源時，宜為冗余關(guān)系，也可作為供電容量擴展關(guān)系。
每一路市電電源的供電容量應(yīng)能滿足全部一、二級負荷的需求，包括UPS電源系統(tǒng)、機房精密空調(diào)、機房照明、蓄電池充電及建筑設(shè)備中的一、二級負荷。兩路市電電源的供電容量應(yīng)為全冗余，正常時應(yīng)同時供電運行，兩路電源在負荷設(shè)備輸入端自動切換。
市電動力配電柜一般采用放射式配電直接配至各用電設(shè)備或電箱，機房內(nèi)所有動力配電線纜必須設(shè)計橋架或鋼管敷設(shè)，市電動力配電柜具有火警聯(lián)動保護功能，出現(xiàn)火警時可與消防系統(tǒng)聯(lián)動及時切斷電源，動力配電柜、照明箱內(nèi)的開關(guān)和主要元器件應(yīng)設(shè)置有效的防雷措施。
（2）自備應(yīng)急電源系統(tǒng)設(shè)計
數(shù)據(jù)中心一般采用柴油發(fā)電機組作為自備應(yīng)急電源，對于大型、高等級數(shù)據(jù)中心也可以選擇可靠性高、輸出電源品質(zhì)好、帶非線性負載能力強、體積小、重量輕的大功率燃氣輪機發(fā)電機組。一般可靠性要求的數(shù)據(jù)中心宜配置一路自備應(yīng)急電源，供電容量應(yīng)能滿足全部一、二級負荷的需求，包括UPS 電源系統(tǒng)、機房空調(diào)、機房照明、蓄電池充電及建筑設(shè)備中的一、二級負荷。當(dāng)數(shù)據(jù)中心條件受限制，且市電電源具有較高可靠性時，也可以部分或全部采用移動式發(fā)電機組作為自備應(yīng)急電源。發(fā)電機組燃料儲備量應(yīng)根據(jù)數(shù)據(jù)中心等級的要求，結(jié)合市電電源可靠性、供油可靠性、消防要求綜合決定，一般不宜少于發(fā)電機組滿負荷運行8小時的用油量。
（3）UPS供配電系統(tǒng)設(shè)計
UPS配電主要用于計算機設(shè)備、服務(wù)器、小型機、存儲、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、保安監(jiān)控設(shè)備等。UPS 電源系統(tǒng)輸出一般采用三級配電方式：系統(tǒng)輸出配電柜-機房配電柜-機柜配電單元。
UPS電源系統(tǒng)蓄電池組容量的計算方法有以下兩種：
1）按負荷電流計算
2）按負荷功率計算
按負荷電流計算的結(jié)果是蓄電池組的總?cè)萘?，然后再選擇單組蓄電池的容量和組數(shù)。按負荷功率計算的結(jié)果是選定容量規(guī)格的蓄電池組數(shù)。兩種計算方法的結(jié)果可互相校驗。
對于單電源輸入設(shè)備，即使已采用雙單元冗余UPS 電源系統(tǒng)，也宜將其連接在其中一個單元上。對于雙單元冗余UPS電源系統(tǒng)，可將其每個單元中的部分容量視為并聯(lián)冗余性質(zhì)。對于需要雙回路供電的單電源輸入設(shè)備，宜在其輸入端設(shè)置靜態(tài)轉(zhuǎn)換開關(guān)STS。靜態(tài)轉(zhuǎn)換開關(guān)STS 的性能應(yīng)能滿足其要求，一般轉(zhuǎn)換時間小于5～10ms。
當(dāng)負荷設(shè)備對零-地電壓要求較高時，可在機房配電柜設(shè)置隔離變壓器。有時候，為保證UPS故障旁路后輸出高質(zhì)量電源，往往在UPS旁路輸出端設(shè)置隔離變壓器。
數(shù)據(jù)中心UPS供配電系統(tǒng)一般采用冗余方式供電，很少采用單機供電。冗余方式供電能在一臺UPS設(shè)備故障時，仍然能夠滿足機房內(nèi)重要設(shè)備的用電需求，這是單機供電所不能達到的。從冗余式配置方案來看，常用的有以下幾種方式：
1）熱備份式冗余UPS供電方式
主機帶負載，備機空載或帶非重要負載，備機接入主機的BYPASS(旁路)輸入端。這種方式布置比較靈活，不需要兩臺UPS同品牌，而且不要增加額外輔助電路，不增加購置成本。如果UPS主機發(fā)生了故障，那么UPS備機必須接替全部負載，這也就意味著設(shè)計時必須計算好UPS主機故障時，UPS備機所需承擔(dān)的總負載。
2）直接并機冗余UPS供電方式
為克服熱備份式冗余供電系統(tǒng)的弱點，隨著UPS控制技術(shù)的進步，具有相同額定輸出功率的UPS可直接并聯(lián)而形成冗余供電系統(tǒng)，為保證高質(zhì)量的并機系統(tǒng)，各電源間必須保持同頻、同相、且各機均流。此供電方式瞬間過載能力強，能夠自動均分功率，系統(tǒng)互為主備，提高供電可靠性，電源系統(tǒng)擴容方便。但是存在著環(huán)流，增加無功損耗，降低系統(tǒng)可靠性，需增加額外輔助電路，隨之而來是增加成本，增加故障點。設(shè)計時，如2臺互備，每臺按照50%帶載能力考慮，并聯(lián)的主機越多，單臺主機的帶載能力就越低。
3）雙總線冗余供電方式
雙總線供電方式是采用兩條總線對后端設(shè)備進行供電，每條總線上具有相同的一套UPS供電方式，消除可能出現(xiàn)在UPS輸出端與用戶負載端之間的“單點瓶頸”故障隱患，以提高輸出電源供電系統(tǒng)的“容錯”功能。此供電方式能夠在線維護，在線擴容，在線升級，改善了重要總線的可用性，滿足了雙電源用電設(shè)備的需求，真正實現(xiàn)了7×24×365運行的目標(biāo)。但是雙總線冗余供電方式相當(dāng)于搭建了兩套前述供電方式的回路，需要增加2倍以上的成本。同時，為滿足單電源設(shè)備的供電需求，可在輸出端安裝STS，來保證供電輸出的可靠性。
3.供配電設(shè)備的安裝和線路敷設(shè)
機房UPS、精密空調(diào)電源系統(tǒng)輸入應(yīng)設(shè)置專用的輸入配電柜。電源系統(tǒng)輸入配電柜應(yīng)引接兩路電源、自動切換。UPS電源主機的主電源和旁路電源應(yīng)分別引入，并宜由不同的輸入配電柜引接。UPS電源系統(tǒng)輸出應(yīng)采用放射式、雙回路配電方式。UPS 電源系統(tǒng)輸出應(yīng)采用三相配電，末端分相，以利三相平衡。
機房配電柜、UPS電源柜落地安裝，動力配電箱、照明配電箱底邊距地1.4m墻上暗裝，配電柜及其他電氣裝置的底座應(yīng)與建筑樓地面牢靠固定，并接地，機房內(nèi)應(yīng)分別設(shè)置維修和測試用插座，且有明顯區(qū)別標(biāo)志，測試用電源插座應(yīng)由UPS供電，維修插座由市電供電。所有線路的敷設(shè)是要以設(shè)備布局和設(shè)計圖紙為基礎(chǔ)進行，設(shè)計時考慮供電距離盡量短，機房內(nèi)的電源線、信號線和通信線應(yīng)分別鋪設(shè)，不能共走同一線槽，UPS電源配電箱(柜)引出的配電線路，穿鍍鋅鋼管，沿機房活動地板下敷設(shè)至各排網(wǎng)絡(luò)或服務(wù)器機柜，使用插座或工業(yè)連接器為機柜供電。
4.可靠接地
數(shù)據(jù)中心應(yīng)采用聯(lián)合接地方式，將圍繞建筑物的環(huán)形接地體、建筑物基礎(chǔ)地網(wǎng)及變壓器地網(wǎng)用接地銅牌相互連通，重要機房內(nèi)由銅編織帶組成聯(lián)合地網(wǎng)。所有的配電柜和配電箱的金屬框架及基礎(chǔ)型鋼必需接地(PE)可靠。門和框架的接地端子間用裸編銅線連接。照明配電箱內(nèi)的漏電保護器的動作電流不大于30mA，動作時間不大于0.1s，接地(PE)支線必須單獨與接地(PE)干線相連接，不得串聯(lián)連接，UPS電源柜輸出端的中性線(N極)，必須與由接地裝置直接引來的接地干線連接，作重復(fù)接地，聯(lián)合接地電阻小于4Ω，單獨接地小于1Ω，當(dāng)燈具距地面高度小于2.4m時，燈具的可接近裸露導(dǎo)體必須接地(PE)可靠，并應(yīng)有專用接地螺栓和標(biāo)識，外電源進線至機房電源管理間時，應(yīng)將電纜的金屬外皮與接地裝置連接。金屬電纜橋架及其支架全長應(yīng)不少于2處與接地(PE)干線相連接，電纜橋架間連接板的兩端跨接銅芯接地線，接地線允許截面積不小于6mm2，接地(PE)在插座間不串聯(lián)連接。
5.機房防靜電
由于靜電對計算機設(shè)備有較大影響，所以機房的防靜電技術(shù)就非常重要，目前，機房防靜電措施主要是在機房地面敷設(shè)防靜電地板，地板間通過橫梁精密連接成一個整體，并與地板下接地銅牌連接，地板基材采用全鋼、鋁合金、硫酸鈣等材質(zhì)，機房墻面采用彩鋼板或刷防靜電涂料，天花安裝金屬吊頂板，起到靜電屏蔽作用，防止外界強磁場的干擾。
6.末端PDU
電源分配單元(PDU)，顧名思義PDU應(yīng)具備電源的分配或附加管理的功能。電源的分配是指電流及電壓和接口的分配，電源管理是指開關(guān)控制(包括遠程控制)、電路中的各種參數(shù)監(jiān)視、線路切換、承載的限制、電源插口匹配安裝、線纜的整理、空間的管理及電涌防護和極性檢測。由于數(shù)據(jù)中心的幾乎所有的IT設(shè)備都已經(jīng)或者將要放置在標(biāo)準(zhǔn)機柜內(nèi)，所以，PDU作為機柜的必備附件也越來越受到相關(guān)各方的重視。 PDU電源分配器和普通電源排插相比，其優(yōu)點主要表現(xiàn)在設(shè)計安排更合理、品質(zhì)和標(biāo)準(zhǔn)更嚴格、安全無故障工作時間長、各類漏電、過電過載保護更優(yōu)秀、插拔動作頻繁而不易損壞、熱升溫小、安裝更靈活方便,適合對用電要求很嚴格的行業(yè)客戶使用。也從根本上杜絕了普通電源排插的因接觸不良、負荷小而造成的頻繁斷電、燒毀、火災(zāi)等安全隱患。
十、供配電系統(tǒng)的智能化管理
（1）列頭柜的智能監(jiān)控系統(tǒng)可對配電系統(tǒng)開關(guān)狀態(tài)與負載情況進行監(jiān)測、告警、統(tǒng)計。
（2）監(jiān)控的輸入部分電氣參數(shù)有：電量、有功功率、無功功率、視在功率、功率因數(shù)、三相電壓、電流、頻率等。
（3）監(jiān)控的輸出支路電氣參數(shù)有：額定電流，實際電流、負載百分比、負載電流諧波百分比、負載電量、功率因數(shù)等。
十一、配置清單
十二、總結(jié)
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