07 数据中心供配电系统架构
数据中心高压配电系统
高压配电系统1.系统定义及组成高压交流供电系统由高压供电线路、高压配电设备及降压电力变压器(又称配电变压器)组成。
重要的通信局、长途通信枢纽大楼为获得高质量的稳定市电，满足供电规范的要求(变压器超过600kVA)，通常都从两个不同的变电站引入两路高压，其运行方式为用一、备一，并且要求两路电源开关(或母联开关)之间加装机械连锁或电气连锁装置，以避免误操作或误并联。
为控制两路高压电源，常采用成套高压开关柜。
可根据进线方案、电路容量、变压器台数和保护方式，选用合适的一次线路方案及高压开关柜组成高压供电系统。
较小容量的变电站(所)如果只有一路高压引入，为节省成本，也可以不用成套高压开关柜，采用熔断器、负荷开关等高压电器进行简单控制后直接引入变压器。
2.高压配电方式高压配电方式，是指从区域变电所将10kV高压送至企业变电站(所)及高压用电设备的接线方式。
高压配电网的基本接线方式有三种——放射式、树干式及环状式。
2.1.放射式配电方式放射式配电就是从区域变电所的10kV母线上引出一路专线，直接接至通信局(站)的变电站(所)的配电方式。
沿线不接其他负荷，各用户变电站(所)之间无联系，如图1所示。
放射式配电方式线路敷设简单，维护方便，供电可靠，不受其他用户干扰，但投资较大，适用于一级负荷。
图1 放射式配电方式2.2.树干式配电方式树干式配电方式是指由区域变电所引出的各路10kV高压干线沿市区街道敷设，各中小企业变电所都从干线上直接引入分支线供电，如图2所示。
这种高压配电方式的优点，是区域变电所10kV的高压配电装置数量减少，投资相应可以减少；缺点是供电可靠性差，只要干线线路上任一段发生故障，线路上各用户的变电站(所)都将断电。
图2 树干式配电方式2.3.环状式配电方式环状式配电方式如图3所示，其优点是运行灵活，供电可靠性较高；当线路的任何地方出现故障时，在短时间停电后，只要将故障侧开关断开，切断故障点，便可恢复供电。
数据中心供配电架构系统的分析
数据中心供配电架构系统的分析摘要：近年来，我国经济社会在快速发展，同时也推动了信息化的进程。
互联网在人们生活中占据了重要的作用，当前社会各界在发展的过程中也逐渐应用到信息系统，为此创建数据中心对我国社会的发展有着十分重要的意义。
关键词：数据中心；供配电架构；系统；分析引言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。
1供配电系统的基本原则在供配电系统的运行过程中，管理者和相关的工作人员务必要遵循如下基本准则，由此实现节能效果，具体来说。
第一，秉持经济、适用的原则。
在保证企业稳定运行的情况下，落实工厂供配电系统节能技术措施，从真正意义上减少供配电系统的运作成本，提升用电效率而不是单纯的为了节能而无法具有实践性。
第二，秉持实事求的基本准则原则。
为了达到利润最优的目标，企业应该结合自身情况，就要通过电能损耗的数据监控和分析找到存在损耗的源头，探寻针对性的节能措施，逐渐落实工厂供配电系统的节能工作。
第三，秉持最优化的基本准则。
伴随“生态文明建设”“绿色可持续发展”观念地逐步深化，我国在进行工厂供配电系统设计的过程中，会把节能降耗居于第一位，采取新型的技术手段，大范围地引入先进的节能、环保技术和设备，例如应用永磁接触器，电机变频控制节能技术等，达到缩减企业的电能损耗量的目的。
2数据中心传统供配电系统-不间断电源（UPS）传统的数据中心通常的供配电系统架构组成主要由市电引入、后备电源（发电机组）、高压配电（开关柜）、变压器（通常为干式变压器）、低压配电柜、UPS（工频或者高频）及蓄电池、UPS输出配电柜、精密配电柜（猎头对）、机柜等组成。
浅谈数据中心供配电架构系统
浅谈数据中心供配电架构系统摘要：随着社会经济的不断发展，信息数据技术也在飞速发展，数据中心的建设也在紧跟着社会的发展，在进行创新和发展。
数据中心是在一个固定的物理空间内对数据进行分析处理等一系列的操作，并将分析结果进行存储和传输，这就要求数据中心必须要有稳定的供配电架构系统，要保证供电的可靠性和高容量性。
数据中心的供电系统对整个中心的正常运行非常重要，文章对数据中心进行了简单的介绍，着重介绍了数据中心的供配电架构系统。
关键词：数据中心；配电架构系统；需求前言我国经济社会在迅速发展的过程中也在不断的推进信息化的进程，数据信息在人们的日常生活中发挥着非常重要的作用，所以建立数据中心是非常有必要的。
在数据中心正常运行的过程中，需要保证配电系统的稳定性，避免因为供电异常而导致数据丢失或分析出错等问题出现，同时由于供电异常，有可能使整个数据中心面对着巨大的损失，所以供电系统的可靠性和稳定性对于数据中心非常重要。
同时，在数据中心的运行过程中，单就耗电来说，已经给环境保护带来了很大的压力，所以供电架构系统在设计过程中，也应该适当考虑如何减少能耗，以尽量的减少对能源的消耗，达到低碳节能的目的。
1 数据中心的设计理念在确定项目的最终位置前，应当充分考虑所建数据中心的作用，对于不同的数据中心，有不同的服务对象，在设计过程中需要考虑的因素也不尽相同。
在选址方面，应该以保证中心的安全为第一要义，同时还要考虑到供电系统的安置，要充分的保障机房的安全性，尽量避开可能发生洪水的部位，同时也要与主干道有一定的距离，在保证安全可靠的同时减少影响中心工作的声音。
环境因素对于数据中心的影响非常大，所以在选址过程中一定要注重对于目的地的考察，提前充分的了解当地情况，以便于能够更好的服务于数据中心。
在数据中心的设计过程中，一定要保障中心的基础设施建设，能够做到持续稳定的供电，以维持一些计算设备的运行状态不间断。
在数据中心的电力系统设计过程中，可以将新疆日照时间长这一优势充分利用起来，将太阳能发电融入到电力系统的设计中，以减少对能源的消耗，但必须要保证整个供电架构系统的稳定性，这对数据中心得正常运行至关重要。
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。
数据中心布线系统构成图
数据中心电信空间和相关布局1 概述数据中心要求专用空间来支持电信基础设施。
电信空间必须被专用于支持电信电缆和设备。
一个数据中心中典型的空间一般包括入口房间、主要分布区域（MDA ）、水平分布区域（HDA ）、区域分布区域（ZDA ）和设备分布区域（EDA ）。
根据数据中心的规模，不是所有这些空间都用在一个结构中。
这些空间的设计应该考虑能够适应进化技术的增长和转变。
这些空间可以是无墙的，也可以有墙的，或者是从其它计算机房空间独立出来的。
区域配线区2 数据中心结构2.1 要素数据中心电信空间包括入口房间、主要分布区域（MDA）、水平分布区域（HDA）、区域分布区域（ZDA）和设备分布区域（EDA）。
入口房间是用于数据中心结构电缆系统和建筑物内部电缆的接口，既是接入运营商又是消费者自有。
这个空间包括接入运营商的分隔硬件和接入运营商的设备。
如果数据中心在一个一般办公用途或除数据中心外还有其它性质空间的建筑物中，入口房间可以位于计算机房外面。
入口房间位于计算机房外面也可以增加安全，因为它避免了接入运营商技师进入计算机房。
数据中心可以有多个入口房间来提供给附加的冗余或用来避免接入运营商的备用电路超过最大的电缆长度。
入口房间通过主要分布区域与计算机房交界。
入口房间可以与主要分布区域相邻或与主要分布区域结合。
主要分布区域包括主要十字连接（MC），它是数据中心结构电缆系统分布区域的中心点。
当设备区域直接从主要分布区域得到服务时，主要分布区域也可能包括水平交叉连接（HC）。
这个空间是在计算机房内的。
在多租客数据中心，为安全起见，主要分布区域可以位于一个专用房间。
每一个数据中心必须至少有一个主要分布区域。
计算机房中心路由器、中心局域网（LAN）开关、中心存储区域网络（SAN）开关和专用的分枝交换（PBX）是经常位于主要分布区域的。
因为这一空间是数据中心电缆基础设施的中心。
接入运营商的备用设备（如：M13多路(复用)器）是经常位于主要分布区域而不是在入口房间，这样可以避免由于电路长度限制而需要第二个入口房间，主要分布区域可以服务于一个数据中心中的一个或多个水平分布区域或设备分布区域，一个或多个电信房间位于计算机房外面用来支持办公空间、操作中心和其它外部支持房间。
数据中心供配电系统的典型结构以及设计案例
数据中⼼供配电系统的典型结构以及设计案例从数据中⼼的供配电系统可⽤性、经济性、可维护性等⾓度出发,探讨数据中⼼领域的供配电系统架构⽅案,并以国内某⼤型数据中⼼的实际应⽤案例为基础,对数据中⼼变配电系统、240V直流与市电直供系统结构、2NUPS系统机构、模块化UPS电源应⽤、数据中⼼制冷系统供电系统结构等,进⾏详细的探讨和分析。
随着信息技术、互联⽹技术的迅速发展,信息系统的市场应⽤越来越⼴泛,信息和数据量呈⼏何级增长,数据中⼼的需求⽇益增加,对数据中⼼的要求不断提⾼。
众多⾏业也都在建设各种不同⽤途、规模、等级的数据中⼼,数据中⼼在政府机构以及电信、银⾏、证券、保险、互联⽹等⾏业中不断地提⾼⾃⼰的驱动⼒。
数据中⼼作为⼀种物理载体在企业发展和运营中的作⽤越来越突出。
数据中⼼供配电系统作为数据中⼼基础设施最重要组成部分,已成为数据中⼼等级判定的主要参考标准。
数据中⼼供配电系统架构,主要包括市电引⼊(10kV、110kV引⼊等)、⾼压变配电系统、后备柴油发电机系统(10kV、400V发电机组等)、市电/备⽤电源⾃动转换系统(中压切换、低压切换等)、低压配电系统(低压配电、楼层配电单元等)、不间断电源系统(UPS、240V、48V系统等)、列头配电系统、机架配电系统,以及电⽓照明、防雷及接地系统等。
⼀、数据中⼼供配电架构的影响因素数据中⼼供配电架构及供电保障等级选择,主要考虑以下⼏个⽅⾯:(1)数据中⼼供配电架构成本与安全效益平衡数据中⼼从物理属性看,是IT设备的载体;从商业属性看,是为其服务的对象,即数据中⼼为各类⽤户的设备或信息提供保障服务。
数据中⼼供配电系统架构选择,主要考虑⽤户设备类型、相关设备保障等级要求、相关标准及规范要求、绿⾊数据中⼼PUE指标要求、节能减排要求、数据中⼼选址区域⾃然条件特点、建设与运营成本的平衡等多种因素。
以通信⾏业数据中⼼为例,数据中⼼主要有⾃有数据中⼼和商⽤数据中⼼两⼤类。
数据中心供配电体系结构
数据中心耗电情况
数据中心耗电情况： 耗电量以“千瓦小时（KWH）”为单位，俗称
“度”。1千瓦的用电设备使用时间一小时，消耗的电 功率为“1千瓦小时”即一度电。
三相电有功功率：P=1.732(根号3)×U×I×cosΦ
（功率因数0.83）
功率(瓦特)=电压（伏特）Х电流（安培）。这个公 式对于直流（DC）电路是正确的，但是对于交流（AC） 则并不是很精确，而我们几乎所有的数据中心都用交 流电。但是其误差对于如今的计算机硬件来说都显得 微不足道，所以我们可以粗劣的估算一下，以供参考。 UPS负载功率还有一项显示的就是以KVA为单位的功率 值，比上面UPS监测计算以KW为单位的要高。如，同一 相负载为3KW对应4KVA。
数据中心的供电能耗
数据中心供电能耗概述
随着电子信息系统机房IT设备高度的集成化，其 能源效率偏差以及机房散热量日渐增高的现象开始受 到了人们关注。
据美国电力转换公司的统计数据显示，数据中心 的冷却成本大约占总能源账单的50%。由于数据中心 机房内气流不适当，用于冷却的冷空气有60%都浪费 了；数据中心的过度冷却（overcooling）差不多达到 实际需求的2倍，目前多数IDC机房存在过度冷却问题， 相应的机房空调机组耗能也比设计工况增加耗电50% 以上，最终造成机房居高不下的高额运行费用。
照明系统 照明分类：机房照明除正常工作照明外，还包括应
急照明（备用照明、疏散照明和安全照明）和值班照 明。主机房照度大于500LX，应急照度大于50LX。当市 电断开时，应急照明与正常照明自动切换。
勒克司(lux,lx) 照度的单位。等于1流明(lumen)的光通 量(Luminous flux)均匀照在1平方米表面上所产生的照 度。
பைடு நூலகம்
数据中心的配电设计分析
数据中心的配电设计分析随着信息技术的发展和普及，数据中心的规模越来越大，对配电系统的要求也越来越高。
数据中心的重要性不言而喻，它承载了企业或组织信息的存储、处理、传输等一系列核心业务。
一旦发生停电或故障，数据中心将会得到严重影响，影响企业的生产和经营。
数据中心的配电系统是整个数据中心的重要组成部分，它承担着为数据中心提供电力稳定和高质量的重要任务。
但是，由于数据中心的大规模和复杂性，对配电系统的要求也越来越高。
因此，配电系统的设计、实现和维护显得十分重要。
本文将重点分析数据中心的配电设计，分析其优缺点，并提出一些完善的设计建议。
数据中心配电系统的现状分析数据中心相当于企业的大脑，其稳定运行的重要性不言而喻。
然而，大多数数据中心所采用的传统供电设计方案存在着很多问题。
下面，我们来具体分析一下数据中心配电系统的现状。
1. 传统供电方案在采用传统供电方案的数据中心中，通常采用最基本的双路供电架构，即交替电源供电，有备无患。
当一路供电故障时，另一路供电会自动接管，保证了数据中心的正常运行。
但是，这种传统供电方案往往具有如下缺点：(1) 双路供电方案核心设备成本较高，增加了企业的投资成本。
(2) 由于大多数数据中心采用的是双路供电方案，因此电路的复杂性增加，给配电带来更大的压力，同时也增大了供电系统的失效风险。
(3) 这种双路供电方式需要使用两个独立的电源，两个电源之间的切换也会带来一些不可避免的延迟，可能会导致故障。
2. 现代化供电方案随着信息技术的快速发展，现代化供电方案不断涌现，如：双路匹配和红/蓝电源等。
这里我们重点分析一下红/蓝电源，它是一种比较新的电源架构，与传统的双路供电架构不同。
红/蓝电源采用单路供电，但是每个设备有两个输入端口。
一个端口连接红电源，另一个端口连接蓝电源。
在红电源出现问题时，设备自动从蓝电源获取供电。
红蓝电源的作用在于：(1) 简化了配电设计，只需要一个电源。
(2) 缩短了电源切换时间，红/蓝电源的恢复时间一般在几毫秒以内。
数据中心供配电系统设计
数据中心供配电系统设计摘要：近年来，随着我国社会发展迅速配电系统越来越完善，供配电系统作为数据中心项目基础设置最重要的组成部分，在设计时应根据项目建设实际需求，以供配电系统设计相关规范标准为基础，提高机房设备安全质量，才能设计出合理的供配电系统，为机房运维和数据信息存储提供保障。
本文基于某数据中心项目实例，根据数据中心机房供配电系统设计原则及验收标准要求，对该数据中心配电房供配电系统总体布置、市电设计、UPS设计及柴油发电机组配置等情况进行了分析，以确保该项目配电房供配电系统安全、可靠、高效运行。
关键词：数据中心；供配电系统；设计引言大型数据中心在运行的过程中出现的主机停止运行故障，和电源系统应用本身之间存在密切的关联。
为了充分保证大型数据中心供电配电系统应用的安全、可靠、稳定，云数据中心严格参照相关规范，对大型数据中心配电系统进行详细的规划和安排。
文章在阐述云数据中心对供电配电系统要求和设计具体方法的基础上，根据不同用电、供电需要，在供电电源、供电系统安排和供电配电系统结构形式等方面，采用相应的电力系统设计技术措施，达到节省电能的目的。
1项目概况项目主要是以云计算为核心技术的全生态链研发应用平台，为用户提供一站式云计算解决方案，形成云计算产业链服务区，以此加快 5G、IPv6、云计算、物联网、车联网等新一代信息基础设施建设。
本项目规划总计部署 5 000 架机柜的高标准数据中心，平均机架功率可达 7 kW，设计 PUE值不超 1.3。
整个数据中心项目设计包括电力系统、制冷系统、安防系统和消防系统。
为了提升该新片区内宽带接入能力、网络服务质量和应用水平，构建安全便利的国际互联网数据专用通道，必须建设符合发展需求的配电房，合理供配电系统设计，保证数据中心供配电系统在建设和运营等方面的质量和性能满足业务发展和运营稳定。
本项目数据中心电力系统由市电接入：市电采用 2N 供电模式；UPS：2N 模式，单机电池后备时间 15 分钟；柴油发电机：N+1模式，可满足 12 小时连续运行所需。
数据中心供配电系统设计
数据中心供配电系统设计数据中心是一个重要的IT设施，由于存储数据的不断增加，数据中心的规模越来越大。
数据中心绝对不允许因为电力问题而停运。
因此，设计高效的供配电系统成为了数据中心设计的必要组成部分。
供配电系统需要能够处理所有可能出现的电力问题，确保它们对数据中心的影响最小。
开发一个充分的供配电系统应包括防电压质量问题的措施，包括减少无功功率、平衡相负载、降低谐波功率行为以及用电缓冲等。
充分的供配电系统还应包括电源回路保护、灵活的备用电源、高效的蓄电池组以及充分的选择可用的电力线路。
在设计供配电系统时，需要充分考虑电源的可靠性。
备用电源应具有良好的测试和维护记录，以确保其在系统运行期间的可靠性和有效性。
同时，需要进行充分的测试和演练，以确保在电力断电时，备用电源可以立即工作并保障数据中心的稳定运行，避免数据丢失和机器宕机。
在数据中心的供配电设计中，必须考虑电力管理的重要性。
电力管理是一项全面的计划，包括所有数据中心的设备。
数据中心应确保所有设备的耗电能力在可接受的范围内，并实施有效的电力管理。
电力管理还包括减少能耗、延长设备使用寿命以及化繁为简的管理方法等。
在现代的数据中心中，可持续性和环境友好的设计已经成为了考虑因素之一。
数据中心需要降低对能源的需求，以降低能源消耗和运营成本。
在供配电系统设计中，需考虑尽可能调整电力需求，优化冷却设计，采用新的技术和方法以降低能耗和维护成本。
在数据中心设计的供配电系统中，保证整个系统的可靠性和稳定性，保证设备和电力线路的安全是至关重要的。
为此，在设计时应从整体考虑并准备充分的计划和措施，以确保供配电系统的高可用性和可靠性。
从目前的数据发展趋势来看，数据中心的规模将越来越大，对供配电系统的安全、稳定和可靠性提出了更高的要求。
通过在供配电系统的设计和运营过程中加强电力管理和建立有效的维护计划，数据中心可以实现更高的效率和更好的可持续性，并确保满足各类用户需求。
除了上文提到的供配电系统的设计，数据中心的电源系统也需要重视。
数据中心配电系统
数据中心配电系统机房电源系统，其中包含了不间断电源系统、储能系统以及机房机柜配电系统等，为了保证数据中心业务的正常运行，配电系统方案都是针对业务需要而设计架构的。
接下来介绍一下配电系统中的各个子系统。
首先介绍一下低压配电系统，其中的变压器是将电力系统的电压降低至0.4千伏，以利于电能的分配和使用，如何选用合适容量高效率的变压器，对于数据中心至关重要。
然后低压电器配电设备，作用是将变压器输出的低压电引入并分配给不间断电源和其他配电柜，最终按照负荷量将电能分配到ICT设备和其他辅助系统。
发电机系统，数据中心为了确保供电的可靠性，广泛采用柴油发电机作为备用电源，同时越来越多的数据中心用发电机组，为多路市电提供冗余容灾保护，在市电中断时，保证在最快时间内完成自启动并机运行，以满足数据中心负荷的连续运行，作为市电停电以后的一道重要防线。
配置发电机组是保证数据中心可用性的重要因素。
接下来介绍一下机房电源系统，机房电源系统中的核心设备就是不间断电源，它的作用是在市电异常的情况下，保证ICT设备的不间断供电，提供稳定电压，同时能解决电网污染问题，储能系统最主要的是蓄电池组，它是不间断电源的备电系统，是保证设备不间断供电的重要一环，它的原理是通过化学能电能的转化为设备供电，如何选择电池类型、计算容量以及日常维护等工作，都是保证不间断电源系统正常工作的重要内容。
最后是机房机柜配电系统，它是连接不间断电源以及不同负荷之间的重要配电系统，通过标准合理的分路配置，保证设备的供电安全。
同时通过对该系统的监控，时刻了解整个数据中心的能耗，帮助进行能耗管理。
以上系统与数据中心的可用性都息息相关，围绕数据中心的配电系统，除需要知道配电基础知识，基本的产品解决方案还要掌握哪些内容，在规划设计阶段，根据业务需要，选择合理的新建设计方案，或者对现网提出优化设计方案，建设阶段掌握配电系统的产品部署验收和调试，以确保为了运维工作的顺利进行。
不同等级数据中心供电系统和配电系统的配置架构
运营维护技术Telecom Power Technology 2023年10月25日第40卷第20期231电系统的设计与配置。
在这个方面，Tier IV 和Tier III 数据中心具有较高的维护性，因为它们的供电系统和配电系统都设计为可以在不影响服务的情况下进行设备维护与升级。
而在Tier II 和Tier I 数据中心，由于其供电系统只有单一路径，因此在进行设备维护或升级时，可能需要暂时停机。
3.4 能效对比数据中心的能效主要取决于其供电系统和配电系统的设计与配置。
在这个方面，Tier IV 和Tier III 数据中心的能效通常优于Tier II 和Tier I 数据中心。
这是因为高等级数据中心的供电系统和配电系统通常使用更先进的技术与设备，如高效的不间断电源和电源分配单元，以及精确的电力管理系统，可以减少电力损耗和提高能源利用率。
然而，高等级数据中心的运行和维护成本也更高。
4 数据中心供电系统和配电系统的未来发展趋势4.1 高效能源使用随着能源成本的上升和环保要求的加强，数据中心的能效将成为其设计和运行的重要指标。
未来的数据中心可能会更多地使用高效的电源设备，如高效的不间断电源和电源分配单元，以及精确的电力管理系统，来减少电力损耗和提高能源利用率。
4.2 绿色能源应用随着可再生能源技术的发展，未来的数据中心可能会更多地使用风能、太阳能等绿色能源，以减少对化石能源的依赖和减轻环境压力。
同时，数据中心可能也会利用先进的能源存储技术，如锂离子电池和飞轮，来储存和调度可再生能源。
4.3 智能化管理随着人工智能和物联网技术的进步，未来的数据中心可能会实现更智能化的供电系统和配电系统管理。
这可能包括基于机器学习的故障预测和诊断、基于大数据的电力使用优化以及基于物联网的设备远程监控和控制。
4.4 模块化和标准化设计为了提高数据中心的建设效率和运行灵活性，未来的数据中心可能会采用更多的模块化和标准化设计，这可能包括标准化的电源和配电设备、模块化的电力系统架构以及插拔式的设备接口。
浅析数据中心供配电架构
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。
1 数据中心传统供配电系统-不间断电源（UPS）传统的数据中心通常的供配电系统架构组成主要由市电引入、后备电源（发电机组）、高压配电（开关柜）、变压器（通常为干式变压器）、低压配电柜、UPS（工频或者高频）及蓄电池、UPS输出配电柜、精密配电柜（猎头对）、机柜等组成。
图1为数据中心传统供配电系统-UPS示意图。
图1 数据中心传统供配电系统-UPS示意图1.1 市电引入-高压配电A级数据的中心应设计相互独立的两路市电电源，保证其中一路电源故障时，另外一路电源完好可用。
两电源之间可设计备自投功能，在一路市电失电后，自动将失电侧负载切换到有电一侧，保证数据中心IT 设备供电安全。
高压开关柜的作用是引入的市电电能往下游用电设备分配，高压开关柜（数据中心通常为10kV电压等级）的组成以断路器、控制系统为主的电气设备，开关柜将各组成部分（保护系统设备、控制系统设备、测量部分设备）以及绝缘装置、导电母线、通流导体等部件在金属柜体内装配，是为电力系统中接受及分配电能的电力装置。
1.2 变压器-低压配电柜变压器（通常为干式变压器）利用电磁感应原理，转换电压等级，转换后的电能和原先的电能同频率，用以满足不同电压等级的用电设备对电压的要求，数据中心的变压器一般为干式变压器，干式变压器可用来接收高压开关柜分配的电能并将电能电压等级从10kV（大多数为10kV）降至400V，并通过低压配电柜给变压器下游的低压用电设备（UPS、配电箱、列头柜、空调等）供给电源。
浅谈数据中心机房供电配电系统设计
浅谈数据中心机房供电配电系统设计浅谈数据中心机房供电配电系统设计现代的数据中心中都包括大量的计算机，对于这种场所的电力供应，都要求供电配电系统必须在所有的时间都有效，这就不同于一般建筑的供配电系统，它是一个交叉的系统，涉及到市电供电、防雷接地、防静电、UPS不间断供电、柴油发电机等，每个系统互相交叉，互有影响，这就使我们在设计时必须考虑多方面的因素。
一、系统概述现代的数据中心机房中都包括大量的计算机，对于这种场所的电力供应，都要求供电系统必须在所有的时间都有效，扩容容易，维护简便，容错力强，最重要的是性价比高。
数据中心机房是现代信息化建设的基础工程，为各个业务提供稳定、安全的工作环境，而机房的供配电系统就是这基础工程的心脏和大动脉，供配电系统的稳定，能够保障其它系统发挥作用和核心业务正常运行。
系统不同于一般建筑的供配电系统，它是一个交叉的系统，涉及到市电供电、防雷接地、防静电、UPS不间断供电、柴油发电机等，各个系统互相交叉，互有影响，这就使我们在设计时必须考虑多方面的因素。
二、设计标准数据中心有专门的设计标准，全球第一个综合性的数据中心电信基础标准TIA-942 《数据中心电信基础设施标准》，是2005年4月由美国电信产业协会(TIA)、TIA技术工程委员会(TR42)和美国国家标准学会(ANSI)批准的。
国内的相关规范和标准也是综合国外标准以及国内数据中心建设发展情况做出的，数据中心设计规范GB 50174—2008《电子信息系统机房设计规范》也于2008年l1月12日发布，2009年6月1日开始实施。
设计一个数据中心首先需要根据用户重要性和业主对数据中心可靠性、安全性等的具体需求，确定机房等级.再按照相应等级确定适合的供配电系统。
国内的数据中心首先需要满足国内规范的要求。
GB 50174—2008中关于数据中心的分级规定如下：电子信息系统机房应划分为A、B、C三级。
设计时应根据机房的使用性质、管理要求及其在经济和社会中的重要性质确定所属级别。
数据中心供配电体系结构
数据中心供配电体系结构随着信息技术的飞速发展，数据中心已成为现代社会的重要组成部分。
而供配电体系结构则是数据中心运行的核心基础设施。
本文将详细介绍数据中心供配电体系结构，包括其重要性、设计原则、组成部分以及维护措施。
一、数据中心供配电体系结构的重要性数据中心供配电体系结构作为数据中心的动力源泉，为数据中心的稳定运行提供了可靠的电力保障。
一旦供配电体系出现故障，将导致数据中心运行中断，给企业带来巨大的经济损失。
因此，供配电体系结构对于数据中心的可靠性、稳定性和安全性具有至关重要的作用。
二、数据中心供配电体系结构的设计原则1、可靠性：数据中心的供配电体系结构应具备极高的可靠性，以确保在任何情况下都能提供稳定的电力供应。
2、可用性：应具备较高的可用性，以便在设备故障时能够快速恢复供电。
3、可维护性：应便于维护和管理，以降低运营成本。
4、节能环保：应采取节能措施，降低能耗，同时减少对环境的影响。
三、数据中心供配电体系结构的组成部分1、市电输入：市电输入是数据中心供配电体系的第一步，它从电网接收电力，并将其输入到数据中心。
2、变压器：变压器用于将市电电压降至数据中心设备可接受的电压范围。
3、不间断电源（UPS）：UPS能够在市电中断或异常时提供电力保障，确保数据中心的稳定运行。
4、电源分配：电源分配系统将经过UPS的电力分配到数据中心的各个设备，确保电力分配的可靠性和可用性。
5、监控系统：监控系统负责对供配电体系进行实时监控，以便及时发现并处理故障。
四、数据中心供配电体系结构的维护措施1、定期检查：应定期对供配电设备进行检查，确保其正常运行。
2、预防性维护：应进行预防性维护，如定期更换部件，以防止故障发生。
3、培训和演练：应对相关人员进行培训和演练，提高他们的技能和应对能力。
4、监控和报警系统：应确保监控和报警系统的正常运行，以便在发生故障时能够及时发现并处理。
5、节能优化：应不断优化供配电体系结构，降低能耗，提高能源利用效率。
数据中心供配电系统架构及备用电源的选择
数据中心供配电系统架构及备用电源的选择随着信息化的不断发展，企业的很多业务都需要依赖信息化来完成，由此产生大量应用系统，需要承载这些应用系统的服务器愈来愈多。
大数据、云计算技术不断完善，越来越多的企业正在或者准备建设自己的大数据分析中心、云平台，因此，企业需要更多的机房空间，需要对数据中心机房进行扩容改造。
在数据中心机房扩容改造中，至关重要的一点就是做好供配电系统的改造，保障为数据中心机房高效、稳定供电。
标签：数据中心；供配电系统；架构；备用电源；选择1数据中心配电架构1.1 UPS配电架构依据UPS系统供电路由和UPS配置情况，可以划分为以下5种类型：a、N：基本型是指整个供配电系统中，关键设备和线路均能满足IT负载的基本需求，或部分环节留有裕量，但任一环节发生故障（市电和柴油发电机组合除外），将直接影响IT负载的正常运行。
b、N+X：冗余型是指整个供配电系统中，关键设备和线路除满足IT负载的基本需求之外，某些设备或线路在故障的情况下（市电和柴油发电机组合除外），尚有備用设备或线路为IT负载供电，IT负载可正常运行。
当单台UPS故障时，IT负载运行不受影响，但UPS输出线路故障时，IT负载将无法运行；若单台UPS发生故障或单路UPS输出故障，IT负载运行均不受影响，但UPS总输入发生故障情况下，UPS蓄电池放电完毕后，IT负载将受到影响。
c、FN：假容错型是指UPS系统按照2N架构进行配置，但仅1路市电为整个系统进行供电。
该架构在1路市电和柴油发电机运行正常，而UPS系统发生单点故障时，IT负载的运行不受影响，但在市电和柴油发电机同时发生故障的情况下，IT负载将在UPS电池电量耗尽后宕机，该配电架构可用性受限于1路市电。
d、2N：容错型配电架构，供配电系统中具备双路市电，2套完全对称的变压器和UPS系统。
国内常常在配电系统中引入自动切换开关（ATS）和静态转换开关（STS）。
e、2（N+1）：容错升级型配电架构本质上也属于容错型，但在UPS配置中再次进行了冗余部署。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
• A级：容错数据中心 • B1级：冗余和同时维护 • B2级：冗余配置 • C级：基本要求
1. 3各级数据中心的供电系统的要求
● GB 50174-2008《电子信息系统机房设计规范 》对电力的技术要求
项目
技术要求
A级
B级
C级
备注
供电电源
两个电源供电 两个电源不应同时受到损坏
两回线路供电
-
变压器
M (1+1) 冗余 (M=1、2、3……)
用电容量较
N
大时设置专 用电力变压
1. 3各级数据中心的供电系统的要求
●GB 50174-201X 中对各级数据中心的供电的要求
●B2 级
•B级机房内的场地设备应按冗余要求配置，在系统运行期间 ，场地设备在冗余能力范围内，不应因设备故障而导致电子 信息系统运行中断。
●ANSI/TIA–942中对各级数据中心的供电的要求
●Tier II：冗余结构
● 美国国家标准协会/美国通信行业协会-942-2005：《数据 中心通信设施标准》
● ANSI / BICSI-002-2011 《 Data Center Design and Implementation Best Practices》
● 美国国家标准协会/ 国际建筑业咨询服务协会-002-2011： 《数据中心设计与实施的最佳实践》
APC by Schneider Electric – 杜浩明/张永萍 – SMDC05 – 2012年5月07日
1.1 数据中心标准列表 机房建设标准与规范
●国家标准
● GB50174-2008《电子信息系统机房设计规范》 ● GB50462-2008 《电子信息系统机房施工及验收规范》 ● 国家建筑标准设计图集-09DX009《电子信息系统机房工程设计与安装》 ● JGJ16-2008 《民用建筑电气设计规范》 ● GB50052-2009《供配电系统设计规范》 ● GB50054-2011《低压配电设计规范》 ● GB2887—89《计算站场地技术条件》 ● GB/T9361-2011 《计算站场地安全要求》 ● GB/T2887-2011《电子计算机场地通用规范》 ● GBJ52-83《工业与民用供电系统设计规范》 ● GBJ54-83《低压配电装置及线路设计规范》 ● GB50055-2011《通用用电设备设计规范》
1. 3各级数据中心的供电系统的要求
●GB 50174-201X 中对各级数据中心供电的要求举例
● B2级机房供电系统图(冗余配置)
B2级机房 供电系统 (两路 0.4kV市电)
B2级机房 供电系统 (一路0.4kV 市电，一 路柴油发 电机组)
APC by Schneider Electric – 杜浩明/张永萍 – SMDC05 – 2012年5月07日
• Tier IV：容错数据中心 • Tier III：冗余和同时维护 • Tier II：冗余配置 • Tier I：基本要求
APC by Schneider Electric – 杜浩明/张永萍 – SMDC05 – 2012年5月07日
1. 3各级数据中心的供电系统的要求
●GB 50174-201X 中对各级数据中心的供电的要求
APC by Schneider Electric – 杜浩明/张永萍 – SMDC05 – 2012年5月07日
1. 3各级数据中心的供电系统的要求
●GB 50174-201X 中对各级数据中心供电的要求举例
● A级机房供电系统图，容错系统配置 两路10kV电 源，后备柴 油发电机 N+1配置
APC by Schneider Electric – 杜浩明/张永萍 – SMDC05 – 2012年5月07日
●ANSI/TIA–942中对各级数据中心的供电的要求
●Tier Ⅲ：同时维护结构：
•三级数据中心允许任何有计划行为，而且不会以任何方式影 响计算机的运行。有计划的行为包括维护、更换、增加、切 除和测试设备、元件或系统。例如对于大型数据中心使用的 冷却水系统，应采用两套独立的系统。当对一条线路进行维 护或测试时，另一条线路需要有足够的容量满足负荷需要。 误操作或设备故障仍有可能引起系统中断。
APC by Schneider Electric – 杜浩明/张永萍 – SMDC05 – 2012年5月07日
1. 2 数据中心的分级
●可用性 = UPTIME /（UPTIME+DOWNTIME）
● Uptime：正常运行时间 ● Downtime：停止运行时间
UPSTIME+DOic – 杜浩明/张永萍 – SMDC05 – 2012年5月07日
1. 3各级数据中心的供电系统的要求
●GB 50174-201X 中对各级数据中心供电的要求举例
● B1级机房供电系统图(冗余和同时维护配置)
APC by Schneider Electric – 杜浩明/张永萍 – SMDC05 – 2012年5月07日
● A 级：
• A级机房内的场地设备应按容错系统配置，在电子信息系统运 行期间，场地设备不应因操作失误、设备故障、外电源中断 、维护和检修而导致电子信息系统运行中断。
●ANSI/TIA–942中对各级数据中心的供电的要求
●Tier IV：容错结构：
•四级数据中心允许对重要负荷进行任何有计划（不会中断系统 ）的操作。容错功能至少能够顶住一次最严重的意外事故。供 配电方面要求有两套独立的UPS系统，每套为N+1冗余。四级 数据中心需要所有的计算机硬件有双路电源输入。
APC by Schneider Electric – 杜浩明/张永萍 – SMDC05 – 2012年5月07日
●国家标准续
● GB50053-94《10kV及以下变电所设计规范》 ● GB50057-2010《建筑物防雷设计规范》 ● GB50034-2004《建筑照明设计标准 》 ● GB50343-2004《建筑物电子信息系统防雷技术规范》 ● ANSI_TIA-942-2005《数据中心用远程通信基础设施标准》 ● GB 7260.1-2008 IEC62040-1-1 2002《操作人员触及区使用的
•有冗余结构的二级数据中心与一级数据中心相比不易受有意 识或无意识行为的影响而发生中断。二级数据中心有活地板 、UPS和发电机，但各系统仅仅是（N+1）冗余配置,管线为 单一回路。重要线路或超出冗余部份的设备故障或维护时系 统仍需中断。
APC by Schneider Electric – 杜浩明/张永萍 – SMDC05 – 2012年5月07日
1. 3各级数据中心的供电系统的要求
●GB 50174-201X 中对各级数据中心的供电的要求
●B1 级
•B1级数据中心应具有冗余和同时维护能力。在电子信息系统 运行期间，基础设施在冗余能力范围内，不应因设备故障而 导致电子信息系统运行中断；在设备检修维护期间，基础设 施应保障电子信息系统正常运行。
APC by Schneider Electric – 杜浩明/张永萍 – SMDC05 – 2012年5月07日
议程
1 数据中心标准 2 数据中心供配电系统组成和各组件功能 3 选择UPS系统的配置 4 数据中心典型供配电系统比较 5 数据中心电气图纸及图形符号 6 施耐德数据中心供配电系统解决方案
UPTIME
DOWNTIME
APC by Schneider Electric – 杜浩明/张永萍 – SMDC05 – 2012年5月07日
1. 2 数据中心的分级
●国家标准对数据中心基础设施的分级
● GB 50174-2008：《电子信息系统机房设计规范》将机房划分为 A 、B、C三级，从可靠性和可用性指标，以及对国名经济和社会的影 响进行排列，三级从高到低的排列顺序为：A、B、C。
●可用性
● “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。
APC by Schneider Electric – 杜浩明/张永萍 – SMDC05 – 2012年5月07日
1. 2 数据中心的分级
●可用性= MTTF /（MTTF+MTTR）= MTTF / MTBF
● MTTF：Mean Time To Failure = 平均无故障时间 ● MTTR：Mean Time To Repair = 平均维修时间 ● MTBF： Mean Time Between Failure = 平均故障间隔时间
1. 3各级数据中心的供电系统的要求
●GB 50174-201X 中对各级数据中心的供电的要求
●C 级
•C级电子信息系统机房内的场地设备应按基本需求配置，在场 地设备正常运行情况下，应保证电子信息系统运行不中断。
●ANSI/TIA–942中对各级数据中心的供电的要求
●Tier I ：基本要求
•一级数据中心易受到一些有意识或无意识行为的影响而中断 。它有计算机配电和冷却系统，但可能没有活地板、UPS或 发电机。如果有UPS或发电机，那只能满足基本需求，没有 冗余，且存在许多单点故障。在进行维护时，系统停止运行 。紧急情况时可能发生中断。操作失误或设备故障将引起数 据中心运行中断。
APC by Schneider Electric – 杜浩明/张永萍 – SMDC05 – 2012年5月07日
1. 2 数据中心的分级
●美国国家标准协会与专业协会合作的标准的分级
● ANSI/TIA–942《 数据中心通信设施标准》将数据中心 划分为TierⅠ、TierⅡ 、TierⅢ、TierⅣ 四个等级，从 可靠性和可用性指标排列，四级从高到低的排列顺序为 ： TierⅠ、TierⅡ 、TierⅢ、TierⅣ 。