大型数据中心供配电系统设计
大型数据中心UPS供电系统设计

大型数据中心UPS供电系统设计大型数据中心是现代社会不可或缺的基础设施,而UPS(不间断电源)供电系统是保障数据中心稳定运行最重要的一环。
大型数据中心通常需要应对庞大的数据量和高密度的计算需求,因此UPS供电系统的设计至关重要。
本文将围绕大型数据中心UPS供电系统的设计展开讨论,包括系统容量、架构和备份等方面。
首先,大型数据中心需要根据其规模和负载需求确定UPS系统的容量。
通常来说,UPS的容量应该能够满足数据中心所有设备(如服务器、网络设备等)的功率需求。
为了保证稳定供电,还需要考虑电流的储备量。
此外,由于数据中心的负载通常是动态变化的,因此UPS系统的容量应该具备一定的扩展性,以适应未来可能的增长。
UPS的容量设计不仅涉及到功率,还需要考虑到负载类型和负载特性对供电的要求,例如对电流波形、频率稳定性等方面的要求。
其次,大型数据中心UPS供电系统的架构也是设计中的重要因素。
常见的UPS供电系统架构包括单机架构、并联架构和冗余架构。
单机架构是最简单的方式,但其可靠性相对较低。
并联架构通过将多个UPS系统并联运行,提高了系统的可靠性和故障容忍能力。
冗余架构则是将多个独立的UPS系统并联运行,并在每个系统之间提供备份机制,以确保系统的高可用性和可靠性。
在选择UPS供电系统架构时,需要综合考虑成本、可靠性和可扩展性等因素。
此外,大型数据中心的UPS供电系统还需要考虑到备份策略。
数据中心的重要性决定了其对电力的高可靠性和高可用性的要求,因此UPS系统的备份设计非常重要。
典型的备份策略包括N+1备份、2N备份和开放式备份。
N+1备份指的是在所需负载的基础上增加一个备用UPS系统,确保在其中一UPS系统故障时,备用系统能够接管负载。
2N备份则是指为每个UPS系统提供一个完全独立的备份系统,确保即使一个UPS系统完全故障,备份系统仍然能够正常运行。
开放式备份是指在UPS系统之外设置备份供电线路,以保证来自其他供电源的备份电力。
大规模数据中心供配电系统设计与优化

大规模数据中心供配电系统设计与优化随着信息技术的快速发展和云计算的兴起,大规模数据中心供配电系统的设计与优化变得愈发重要。
大规模数据中心是现代社会不可或缺的基础设施,它们承载着海量的数据和信息传输,为用户提供各种在线服务。
供配电系统是数据中心运行的核心部分,其设计与优化直接关系到数据中心的稳定运行、能源消耗和维护成本。
在设计大规模数据中心供配电系统时,需要考虑以下几个关键因素:首先,供电可靠性是设计的首要考虑因素之一。
由于数据中心对电力供应的高要求,供电系统必须具备高可靠性和冗余性,以防止停电对数据中心运行造成的影响。
因此,设计师需要进行充分的电力计算和故障分析,选择合适的备份供电方案和设备,确保系统具备高可靠性。
其次,能源效率是供配电系统设计与优化的另一个重要方面。
大规模数据中心耗电量大,高效能源利用可以降低能源消耗和运营成本。
设计师可以通过采用先进的电力技术,如节能型变压器和高效率UPS等,来提高供配电系统的能源利用效率。
此外,合理的配电网络拓扑结构和智能电力管理系统也可以帮助数据中心实现能源节约。
另外,供配电系统的可管理性也是一个重要的考虑因素。
数据中心通常需要对供电系统进行远程监控和管理,以及实时掌握供电状态和电力负荷情况。
因此,在设计阶段需要考虑到供电设备的监测和控制能力,选择支持远程管理和自动化控制的设备和系统,提高供配电系统的可管理性和运维效率。
此外,为了满足未来数据中心的扩展需求,供配电系统的设计应具备一定的可扩展性。
数据中心的规模和负荷会逐步增加,因此设计师需要预留一定的容量和余地,以便后续的扩展和升级。
设计阶段需要充分考虑到扩充变电能力和增加配电设备的可能性,并留下相应的扩展空间。
最后,供配电系统的安全性也是不容忽视的因素。
数据中心中的电力设备和线缆需要符合相关的安全标准和规定,以防止电气事故和火灾的发生。
设计中需要考虑到电力设备的合理布置和通风散热,避免设备过热或发生故障。
数据中心供配电系统方案设计

数据中心供配电系统方案设计摘要:目前,科技的快速发展,社会在不断进步,数据中心是指在一个物理空间内实现信息的集中处理、传输、交换、存储、管理。
数据量的大量增长使得现有应用系统及存储容量难以适应企业需要。
因此数据中心的大容量、高可靠性非常重要。
供电供给是数据中心基础中的基础,数据中心发生的故障因素中,供电系统影响力是最大的,无论IT设备设计的多么精密、系统功能配置多么优越、可靠性多么高,一旦供电系统故障断电,再好的设备系统也无法再运转,下面就数据中心的三代供配电架构进行阐述。
关键词:数据中心;供电电源;供配电系统引言近年来,数据中心在我国得到广泛应用,而供配电系统运行可靠性直接影响整体数据中心的应用水平,因此需要准确评价数据中心供配电系统的可靠性,并利用合理的方式增强其安全性。
1数据中心供配电系统设计的基本原则实现低压配电系统的数据中心建设的设计方法应遵循分区和分类原则。
同一基本功能区域中各种相关设备的电源的稳定性和可靠性应能够确保每个使用的设备能够持续按照该区域中的特定标准以及该区域的供电和配电网络进行操作和稳定可靠运行。
对数据中心影响较大的区域应将可能潜在的故障风险控制得尽量最小。
数据中心具有较高的功率负载密度和较大的总负载密度。
低压配电系统实施方案的详细设计应充分利用有效成熟且节能的措施,以减少配电网系统实施的成本。
与数据中心过高的电力负荷相关的数据应分为几个级别:UPS电力系统实现过载和电力变换低压配电系统功能性过载。
UPS电源线软件系统负载(可输出)是UPS电源线系统独特设计的基础,配电架构网络系统功能负载是配电网软件系统和软件系统设计方法为应对突然的电源切换应急保障。
当清理各种具有特定负载的设备时,统计结果应基于设备和最终数据;根据设备和机柜的平均负载相关数据,当没有明确指出相关设备机柜的数量时,可以根据机器的平均负载进行估算。
回路设计需考虑三相负载供电均衡。
当有各种大容量负载同时运行时,应设计考虑同时运行系数。
大型数据中心变配电系统设计探讨

(5)柴 油 发 电机 的燃 料 存 储 量 :72小 时 (6)不 间 断 电 源 系统 配 置 :2N 或 M(N+1)冗 余 (M=2据 中 心 供 配 电系 统 建 设 时 ,需 要 满 足 《供 配 电 系 统 设 计 规 范 )GB50052—2009中一 级 负 荷 中特 别 重要 负 荷 的 要 求 ,并 达到《电子 信息系统机房 设计规 范}GB50174—2008 中 A 级 机 房 、《数 据 中 心 用 远 程 通 信 基 础 设 施 标 准 )ANSI/ rI.IA一942—2005中 Tier IV 等 级 的要 求
to the malfunction of the power system.In order to guarantee the safe,stable and reliable function of the power system,it S of great signif icance to CalTy out ca reful planning and design under the instruction of Code for De— sign Electr ic Power Supply Systems,Code for Design of Electronic Information System Room,and Telecommu- nications Infrastructure Standard f or Data Centers as wel1.Among them,the key points lie in the designs of the mains supply,the high-voltage distribution device,the backup diesel generator s and the 0.4kv power distribu· tion unit. K ey words:data center;power distr ibution;buscouple;diesel generator;redundancy
数据中心供配电系统架构

数据中心供配电系统架构数据中心供配电系统架构1. 引言为了确保数据中心正常运行并提供可靠的电力供应,一个完善的供配电系统是必不可少的。
本文档将介绍数据中心供配电系统的整体架构和各个组成部分的详细内容。
2. 数据中心电力需求分析2.1 数据中心负载需求分析2.2 数据中心电力密度分析2.3 数据中心容量规划3. 数据中心供电系统3.1 主电源接入3.2 主配电系统设计3.2.1 电源开关柜设计3.2.2 配电开关柜设计3.3 显性并行供电系统设计3.4 隐性并行供电系统设计4. 数据中心备用电源系统4.1 UPS系统设计4.1.1 UPS类型选择4.1.2 UPS容量规划4.1.3 UPS并联配置4.2 发电机组设计4.2.1 发电机组类型选择4.2.2 发电机组容量规划4.2.3 发电机组与UPS系统协同工作设计4.3 非常规备用电源设计4.3.1 可再生能源4.3.2 备用电池系统设计5. 数据中心配电系统5.1 配电回路设计5.1.1 低压配电回路设计5.1.2 中压配电回路设计5.2 配电柜设计5.2.1 低压配电柜设计5.2.2 中压配电柜设计5.3 配电线路保护设计5.3.1 过载保护5.3.2 短路保护5.3.3 接地保护6. 数据中心电力监控与管理6.1 电力监测系统设计6.2 遥控遥信系统设计6.3 电力管理系统设计附件:本文档所涉及的附件包括供配电系统的图纸、技术规范、设备清单等。
法律名词及注释:1. 供电:指向数据中心提供电力供应的行为。
2. 配电:指将输入电源进行合理分配,并提供给数据中心各个设备和部件使用的行为。
3. 主电源:指直接与电力公司的主网相连接的电源系统,为数据中心提供主要电力供应。
4. 备用电源:指在主电源发生故障或停电时,为数据中心提供备用电力供应的电源系统。
5. UPS:全称为不间断电源,是一种通过内部电池或蓄电池组提供电力,用于在主电源故障或停电时提供临时电力供应的设备。
数据中心供配电系统方案设计

数据中心供配电系统方案设计摘要:随着近年互联网产业发展,建立在计算机技术基础上的游戏、云计算、金融、大数据、智能家居等等领域发展蓬勃,对大规模的计算资源需求极大,这就要求建设一系列相配套的大规模数据中心。
一般的数据中心用于存储提供平台服务的设备,诸如服务器、存储硬盘、网络线缆等,这对电力供应的要求非常之高,耗电量也是巨大的。
关键词:数据中心;供配电系统;方案设计1大功率UPS的构造按电路结构来分,UPS有后备式、线交互式、在线双变换式和Delta变换式。
由于大型数据中心用电负载量巨大(常达数万千瓦),所以数据中心中常用在线双变换式UPS,该种UPS的功率容量能达数百kVA,在线双变换式UPS主要由输入滤波器、整流器、蓄电池、逆变器、静态开关等组成。
整流器和逆变器的双变换支路是主要工作通路;静态开关所在通路为静态通路,静态开关一般由一对并联反接的晶闸管组成;手动开关所在通路为维修通路。
在线双变换式UPS的工作过程中,当市电电压在正常范围内时,市电经输入滤波器滤除高频杂波后经AC\DC整流器把交流电整流成直流电,再经DC\AC逆变器逆变为交流电(或准交流电)后输出给负载。
蓄电池挂在整流器和逆变器之间的直流母线上,在市电正常时,由整流器输出的直流给蓄电池充电。
当发生整流器或逆变器过载、过热、故障等情况发生时,UPS将切断双变换通路,同时打开静态开关,市电直接通过静态通道向负载供电,为了保证可靠供电,静态开关的容量应是双变换通道容量的3~5倍,而且为了保证向负载连续供电,从双变换通道向静态通道切换时要有短暂的时间重叠。
在市电正常整流、逆变给负载供电时,逆变器通过锁相电路的控制其输出电压的频率和相位是严格跟随市电的频率和相位的,所以在通道切换时不会发生大的电流环流而造成功率器件的损坏。
如果在市电电压不正常(如超过+15%或低于-10%)时,即使发生整流器逆变器过流、过热、报警,为了避免大电流环流的发生,只能有时间间隔地将供电通道从双变换通道切换到静态变换通道。
数据中心供配电解决方案

数据中心供配电解决方案在当今数字化时代,数据中心已成为企业运营和社会发展的核心基础设施。
而稳定可靠的供配电系统则是保障数据中心正常运行的关键。
一个良好的数据中心供配电解决方案不仅要满足当前的业务需求,还要具备可扩展性和高可用性,以应对未来不断增长的业务压力。
一、数据中心供配电系统的重要性数据中心承载着大量的服务器、存储设备和网络设备,这些设备的正常运行对于企业的业务连续性至关重要。
供配电系统作为数据中心的动力源泉,其稳定性和可靠性直接影响到数据中心的运行效率和服务质量。
一旦供配电系统出现故障,可能会导致数据丢失、业务中断,给企业带来巨大的经济损失和声誉损害。
二、数据中心供配电系统的需求分析1、高可靠性数据中心的业务通常不能容忍任何停电事件,因此供配电系统必须具备极高的可靠性。
这通常需要采用冗余设计,如冗余的电源模块、UPS(不间断电源)系统和备用发电机等。
2、高可用性数据中心需要保证 24×7 的不间断运行,因此供配电系统的可用性要求非常高。
这意味着系统中的设备需要易于维护和更换,并且能够在故障发生时快速恢复。
3、可扩展性随着业务的增长,数据中心的设备数量和电力需求也会不断增加。
供配电系统必须具备良好的可扩展性,能够方便地增加电源容量和供电回路。
4、高效节能数据中心的能耗巨大,供配电系统的效率直接影响到整个数据中心的能耗水平。
因此,需要采用高效的电源设备和节能技术,降低系统的运行成本。
三、数据中心供配电系统的组成1、市电接入市电是数据中心的主要电源来源。
通常会接入两路或多路市电,以提高供电的可靠性。
市电经过变压器降压后,进入配电柜进行分配。
2、变压器变压器用于将市电的高电压转换为适合数据中心设备使用的低电压,如 400V 或 220V。
3、配电柜配电柜用于对市电和备用电源进行分配和控制,包括进线柜、出线柜、联络柜等。
4、 UPS 系统UPS 系统用于在市电中断时为数据中心设备提供不间断的电源。
数据中心供配电系统方案设计

数据中心供配电系统方案设计摘要:随着科学技术发展和市场需求的变化,电力的安全性和稳定性越来越成为制约数据中心的关键因素。
本文针对数据中心的供配电系统进行两种方案设计,分别从传统供配电系统和新型供配电系统的构成展开探索与分析,使其满足数据中心的基本电力需求,避免安全隐患问题对数据中心供配电系统带来消极的负面影响。
关键词:数据中心;新型供配电系统;方案设计引言:随着当代能源结构的优化调整,电力逐渐得到广泛普及,渗透到人们的日常工作与生活中,发挥出重要的社会价值。
而通过做好数据中心的供配电方案设计,一方面可以估计到数据中心本身的特殊性质,给予其充足的电力供应和支持,另一方面则是减少配电系统设计期间的成本开销,为企业创造更高经济效益。
一、变配电系统近几年,5G网络通信、大数据平台、人工智能、物联网等新兴数字化技术的研发与应用,已经逐渐成为当前时代背景的发展基石,而数据中心作为传输、展示、存储,以及计算信息的重要基础设施,同样需要与时俱进,为社会主义现代化建设贡献自身应有的社会价值。
而随着数据中心总体数量、大小规模、运行功率等相关参数的持续上涨,作为其中的关键构成部分,处理好供配电系统的设计与施工,能够在一定程度上,有效避免服务器因意外情况的出现,而造成严重磨损和损失。
一般数据中心的配电系统,主要会分为三个等级,一级主要包含市电、高、低压配电柜、变压器、柴油机等;二级配电则是以UPS输入、输出、照明、HVDC 等部分所构成;三级配电内主要包含PUD、PSU,以及精密列头柜等。
三个等级区别在于,一级主要为高压配电系统,二、三级则是低压配电系统,对于数据中心而言,都能够发挥出其自身的作用和价值,因此在设计方案期间,需要结合具体的实际情况,制定出更加科学、高效、合理的供配电设计方案。
二、传统供配电系统的主要构成在对数据中心进行供配电系统方案设计期间,考虑到数据中心本身的功能的特殊性,需要采用双重10kV的两路电源进行供电,其主要分别引自不同的110kV 变电站10kV出线,保证两路市电相互不影响,从而提供了数据中心电源的可靠性,而另外的第三方电源通过借助后备柴油发电机提供,将市电电源和发电机电源在变压器出线的位置进行逻辑切换,从而方便在突发停电状态下,依旧可以保证数据中心电力的持续供应。
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大型数据中心供配电系统设计
如今,随着我国经济的飞速发展,信息化建设不仅成为国家发展战略,也日益受到各部门、院校和企业等单位的高度重视。
作为信息数据交流、处理的数据中心,其地位和作用也日益突显。
随着计算机技术、网络技术、信息技术等的广泛应用,信息化建设也起得了长足的进步,集大数据运算、存储、处理等功能为一体的大型数据中心,已经成为信息化建设的重中之重。
大型数据中心不仅数据处理能力更强,对数据安全的要求也更高。
供配电系统是大型数据中心安全运行的基础和前提,直接影响到数据中心功能的有效发挥。
因此,研究供配电系统设计,对于充分发挥大型数据中心效能有着重要的现实意义。
标签:大型数据中心;供配电系统;设计
引言
随着现代社会的快速发展以及大量信息、数据的交互往来,数据中心的建设、使用已经成为必然趋势,目前,几乎所有大型企业、机构都建立了自己的数据中心。
因此,对数据中心用电负荷准确分级,提供合理、安全、可靠的供电方案成为使IT设备稳定运行,信息数据安全交互的重要前提和保障。
对此,笔者将结合实际项目中数据中心的设计以及目前一些针对数据中心的主流设计思路及做法,对数据中心在用电设备负荷分级、供电方案选择等问题进行详细阐述。
若见解有误之处,望同行们批评指正。
1数据中心供配电系统设计的基本原则
数据中心供配电系统设计应执行或参照执行国家和行业相关标准、规范,并可参考国外相关标准、规范,结合考虑数据中心用电负荷密度高、供电可靠性要求高等特性,采取适当的技术措施。
同时,应满足项目建设单位的企業标准、规范的要求。
数据中心供配电系统设计应遵循分区、分级的原则,同一功能区域内的各类设备的供电可靠性,应能保证所有设备按照该区域标准的要求运行,并将供配电系统局部故障的影响面控制在尽可能小的范围。
数据中心用电负荷密度高、总量大,其供配电系统设计应充分运用成熟有效的节能措施,降低供配电系统的损耗。
2大型数据中心供配电系统概述
数据中心在某种程度上可以说是信息化条件下的计算机机房,是信息化建设的基础工程,为各种业务提供安全、稳定的信息支撑。
大型数据中心机房中设置有大量的计算机、交换机、路由器等设备,要求供电系统必须做到全程、全时、稳定、持续和安全保障。
供配电系统本身又是大型数据中心必不可少的基础性工程,为核心业务和其它系统的正常运行提供稳定的电力保障。
大型数据中心供配电系统不是孤立存在的,而是一个交叉的系统,涉及到市电、开关电源、不间断供电、发电机、防雷、防静电等诸多设备和环节,既相互联系又互相影响,这就
对供配电系统设计提出了更高的要求,既要便于扩容、维护,又要具有很强的容错力,同时从经济性上讲还应该有较高的性价比。
3数据中心供电电源
3.1市电电源选择
市电电源选择一般采用10kV供电电压,但其供电容量有限。
某些地区规定:10kV供电电压,用户受电设备的总容量为250~6300kV A,若需更大的供电容量,则需采用35kV或110kV及以上的供电电压。
当数据中心中、远期规划用电负荷较大时,宜在建设初期就选择35kV及以上供电电压,以免供电容量不足成为数据中心发展的制约瓶颈。
如果采用35kV及以上供电电压时,可根据数据中心建筑形式决定其变电方式。
一般,数据中心为单幢建筑时,宜采用35/0.4kV直降方式,而数据中心为园区式多幢建筑时,宜采用35/10kV、10/0.4kV二级降压方式。
3.2市电电源引入要求
数据中心的市电电源引入方式及其供电容量,应满足不同用途或等级数据中心对供电可靠性的要求。
极高可靠性要求数据中心应从两个独立的电网变电所的专用输出回路上分别引入一路市电电源,以专线方式沿不同的敷设路由引接至数据中心。
每一路市电电源的供电容量应能满足全部负荷或全部一、二级负荷的需求,包括UPS、机房空调、机房照明、蓄电池充电及建筑设备等。
两路市电电源的供电容量应为全冗余,正常时应同时供电运行。
高可靠性要求数据中心宜从两个独立的电网变电所,也可从一个电网变电所的两段独立的供电母线上分别引入一路市电电源,以专线方式引接至数据中心。
每一路市电电源的供电容量应能满足全部一、二级负荷的需求,包括UPS、机房空调、机房照明、蓄电池充电及建筑设备中的一、二级负荷。
两路市电电源的供电容量应为全冗余,正常时应同时供电运行。
一般可靠性要求数据中心宜引入两路市电电源,条件受限制时也可引入一路市电电源。
引入两路市电电源时,宜为冗余关系,也可为供电容量扩展关系。
3.3自备应急电源选择
数据中心一般采用柴油发电机组作为自备应急电源。
对于大型、高等级数据中心也可以选择可靠性高,输出电源品质好,带非线性负载能力强、体积小、重量轻的大功率燃气轮机发电机组。
3.4自备应急电源配置要求
数据中心自备应急电源配置应满足不同用途或等级数据中心对供电可靠性的要求。
极高可靠性要求数据中心宜配置两路独立的自备应急电源,每一路自备应急电源的供电容量应能满足全部负荷或全部一、二级负荷的需求,包括UPS、机房空调、机房照明、蓄电池充电及建筑设备等。
市电电源具有很高可靠性时,
也可配置一路具有冗余的自备应急电源。
高可靠性要求的数据中心应配置一路自备应急电源,供电容量应能满足全部一、二级负荷的需求,包括UPS、机房空调、机房照明、蓄电池充电及建筑设备中的一、二级负荷。
一般可靠性要求的数据中心宜配置一路自备应急电源,供电容量应能满足全部一、二级负荷的需求,包括UPS、机房空调、机房照明、蓄电池充电及建筑设备中的一、二级负荷。
当数据中心条件受限制,且市电电源具有较高可靠性时,也可以部分或全部采用移动式发电机组作为自备应急电源。
4自备应急电源系统设计
大型数据中心自备应急电源一般采用柴油发电机组或者大功率燃气轮机发电机组。
根据可靠性原则,大型数据中心至少应配置一路自备应急电源,保证满足全部一、二级负荷的需要。
发电机组燃料储备量一般应满足发电机组满负荷运行8小时。
(三)供配电线路敷设电源线路敷设必须以设备布局和设计图纸为基础,设计时应保证供电距离尽量短,且强电和弱电线路不能同走一个线槽,一定要分开铺设。
UPS电源配电箱(柜)引出的配电线路,宜穿镀锌钢管并敷设至数据中心各相关机柜,并使用插座或工业连接器为机柜供电。
结语
不同用途或等级的数据中心对可靠性要求不同,直接关系到数据中心的建设投资和运营成本。
数据中心供配电系统是数据中心最重要的基础设施,应在数据中心建设初期统筹考虑和全面规划,并根据数据中心对供电可靠性的要求,在供电电源选择、供配电系统布置、供配电系统结构和形式等方面采取相应的技术措施。
同时,还应充分运用成熟有效的节能措施,降低供配电系统的损耗。
若数据中心存在不同等级的功能区域,在供配电系统设计中也应区别对待,以减少不必要的建设投资和运营成本。
参考文献
[1] 中华人民共和国建设部.GB50343-2019建筑物电子信息系统防雷技术规范.中国建筑工业出版社
[2] 中华人民共和国信息产业部.YD/T5098-2017通信局(站)防雷与接地工程设计规范.北京邮电大学出版社
[3] 中国移动通信集团.中国移动通信企业标准.通信机房整体能效评估标准
[4] 中国移动通信集团.中国移动通信企业标准.IT支撑网设备节能分级标准
[5] 中国移动通信集团.中国移动通信企业标准.中国移动IDC等级标准及评定办法(试行)。