文武--供配电及空调新风系统简介

供配电系统的构成
2.1、供配电解决方案
A 级别数据中心机房要求供配电系统要具备容错功能，基本配置：两路市电 +UPS+柴发
2.1、供配电解决方案
B级别中心机房要求供配电系统具备冗余和在线维护功能，基本配置：两 路市电+UPS 或1路市电+油机+UPS。
2.1、供配电解决方案
C级别数据中心供配电系统按基本要求配置，要求电子信息系统工作不中断。 基本配置：单路市电+UPS。
5、用于电子信息系统机房内的动力设备与电子信息设备的不间断电源系 统应由不同回路配电。
6、电子信息设备的配电应采用专用配电箱（柜），专用配电箱（柜）应 靠近用电设备安装。
2.2、供配电设计原则
7、电子信息设备专用配电箱（柜）宜配备浪涌保护器、电源监测和报警 装置。当输出端中性线与PE线之间的电位差不能满足电子信息设备使 用要求时，宜配备隔离变压器。
、价格相对较低的环保型高频机。如艾默生、伊顿APC、柏克、山特 等品牌。
2.2、供配电设计原则
数据中心供电系统能够实现不停电连续运行的最 基本的条件是必须具备备用能源。 数据中心供电系统的备用能源有两种： 一是备用柴油发电机(或完全独立的第二路市电) 提供的交流电源，用于在主供电电网故障时继续 维持数据中心正常运行; 二是备用电池提供的直流电源，用于在主供电电 网故障后备用油机启动和切换时间内支持UPS继 续向关键IT负载供电。
精确送风，冷风利用率高 三大T，BAT都建有8KW以上的模
块化机房
2、数据中心等级的划分
TIA-942
电信企标
通信行标
联通企标
国外主要是根据美国TIA-942《数据中心通讯设施标准》中“可用性”、“稳定性”、 “安全性”的要求设立Tier1、 Tier2、 Tier3、Tier4 四个等级。
我国一般根据《电子信息系统机房设计规范》GB50174---2008标准，按照机房的使 用性质、管理要求及其在经济和社会中的重要性将数据中心机房由高到低分为A、B、C三 级。
数据中心等级的划分
TIA-942标准
供配电系统的要求
数据中心业务对的供配电系统的总体要求概括起来主要 是：连续、稳定、平衡、分类。
《工业企业通信接地设计规范》GBJ 79 《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB 50343 《建筑物防雷设计规范》GB50057 《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》GB 50169 ----------------------------------------------《智能建筑设计标准》GB/T50314 《智能建筑工程质量验收规范》GB 50339 《综合布线系统工程设计规范》GB50311 《综合布线系统工程验收规范》GB 50312 《安全防范工程程序与要求》GA/T75 《安全防范工程技术规范》GB 50348 《视频安防监控系统工程设计规范》GB50395
3 相关供配电知识介绍
数据中心供配电系统布线方式有很多种，其中最常用的有金属管线布 线、电缆桥架布线和封闭母线布线。
电缆桥架
封闭母线
托盘式
高低压配电机房
价格便宜、安装方 便、美观实用，不 方便维护
梯架式
网格式
密集型
耐火性
通讯机房
数据机房、通讯机 房、网络机房
配电设备
高低压配电机房、消防、 制冷负荷较大设备
11、配电线路的中性线截面积不应小于相线截面积；单相负荷应均匀分 配在三相线路上。
2.2、供配电设计原则
数据中心对低压配电系统的要求：配电线路应装设短路保护、过
载保护、和接地保护作用于切断供电电源和发出报警信号。当维护、测 试和检修设备时，应设置隔离电器。配电线路采用上下级保护电器，其 动作应具有选择性；各级之间应协调配合。
《建筑设计防火规范》GB50016 《高层民用建筑设计防火规范》GB50045 《建筑内部装修设计防火规范》GB50222 《火灾自动报警系统设计规范》GB50116 《气体灭火系统设计规范》GB50370 ------------------------------------------------《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019 《通风与空调工程施工及验收规范》GB50243
缺点：冗余组件数量多，成本很高， 一般的建筑物不太适合采用可用性 极高的双系统，因为这种系统需要 对冗余组件进行分开放置，由于未 达到满负荷工作状态，UPS效率低 。
2.2、供配电设计原则
具体采用哪种供电方式才比较合理，要从数据中心机房等级、数据对企 业运行的重要性、设备高可用性和企业成本的平衡，企业对于数据丢 失的风险承受能力及企业财务预算等方面综合考虑。
数据中心供电系统
全业务中心 ICT 文 武
1、数据中心的概述
1 构成：
2 示意图：
1、数据中心的概述
3 电源系统：
4 标准规范：
《计算站场地安全要求》GB9361 《电子信息系统机房设计规范》GB50174-2008 《电子计算机场地通用规范》GB/T 2887 《电子信息系统机房施工及验收规范》GB50462 《防静电活动地板通用规范》SJ/T 10796-2001 ---------------------Baidu Nhomakorabea------------------------《供配电系统设计规范》GB 50052 《低压配电设计规范》GB 50054 《通用用电设备配电设计规范》GB50055 《工业企业照明设计标准》GB 50034 《建筑物电气装置》GB16895.25\IEC60364-7-711:1998）
2.2、供配电设计原则
1、供配电系统应为电子信息系统的可扩展性预留备用容量。
2、电子信息系统机房应由专用配电变压器或专用回路供电，变压器宜采 用干式变压器。
3、电子信息系统机房内的低压配电系统应采用TN－S系统。
4、电子信息设备应由不间断电源系统供电。确定不间断电源系统的基本 容量时应留有余量。不间断电源系统的基本容量可按下式计算： E≥1.2P；E――不间断电源系统的基本容量，不包括备份不间断电源 系统设备；P――电子信息设备的计算负荷
推荐：A级和B1级数据中心机房作为负载十分重要的场合, 应按容错系统 配置，UPS供电方案应采用2N或2（N+1）双总线系统。
正确选择及合理配置理想的UPS，以满足数据中心机房IT设备运行的安全 性、稳定性及可靠性的要求：
1、合理选择UPS的容量 2、确定所需UPS的类型和供电方案 3、比对不同品牌相同规格UPS的电气技术参数 4、确定所需电池后备时间 5、绿色环保UPS是选择方向 6、要有强有力的售后服务作为技术支持 建议：选择市场率占有高、口碑好、各项性能参数指标强、售后服务好
3 相关供配电知识介绍
配电电源布线系统
按照数据中心综合布线系统整体要求，数据中心机房内布线 空间主要包含主配线区（MDA），水平配线区(HDA)，区 域配线区(ZDA)和设备配线区(EDA)。
为了让数据中心结构化布线的规划与设计规范化，建议重点 参考以下几个标准：
★GB50174-2008 《电子信息系统机房设计规范》 ★ANSI/TIA-942-2005 《数据中心电信设施标准》 ★ ISO/IEC 24764 《数据中心通用布线标准》 ★《数据中心布线系统设计于施工技术白皮书》 ★ 《民用建筑电气设计规范》之配电线路布线系统
2.3、供配电组成介绍
柴油发电机组
1、主要作用：市电故障时为数据中 心重要负载提供后备电源保障。 2、部件组成：柴油发动机、交流发 电机和机组控制系统 3、系统配置：按照N+1或者2N的原 则来配置机组的数量 4、运行方式：单机、机组并联 5、主要参数：容量、电压、频率、 油压、油温、水温等等 6、机组容量：3200KVA以内采用 400V低压油机，3200KVA以上容量采 用10kV高压油机。
价格高、安装方便、 价格高、安装方便、 安装方便、美观、安装方便，美观大方、
美观，散热好，维 美观，散热好，维 容量大、不耐高 容量更大、耐高温
护方便
护方便
温
3 相关供配电知识介绍
防雷接地系统
雷电现象造成的危害：
通讯中断、电力破坏、建筑损 坏、森林火灾、人畜伤害等。
雷电直击、雷电波侵入、电磁 雷电侵袭的主要途径： 脉冲、地电位反击等途径。
2.2、供配电设计原则
数据中心供配电系统的不间断电源模块介绍
3、双总线供电方案，适用于T3T4级别 机房，也是目前常用方案
优点：两条独立的供电线路，无单故 障点，容错性极强，该配置为从电 力入口到关键负载的所有线路提供 了全方位的冗余，可靠性很高，其 基本设计概念是允许每一个电气设 备都可以在无需将关键负载转换到 市电的条件下出现故障或手动关闭
拦截、分流、均衡、屏蔽、接地、 雷电侵袭的防护方法：合理布线等，其核心就是泄放和
均衡。
共用接地系统、等电位连接、合 机房内部的防雷措施：理的布线、安装浪涌防护（SPD）
8、后备柴油发电机的容量应包括不间断电源系统、空调和制冷设备的基 本容量及应急照明和关系到生命安全的需要的负荷容量。
9、市电与柴油发电机的切换应采用具有旁路功能的自动转换开关。自动 转换开关检修时，不应影响电源的切换。
10、敷设在隐蔽通风空间的低压配电线路应采用阻燃铜芯电缆；活动地 板下作为空调静压箱时，电缆线槽（桥架）的布置不应阻断气流通路 。
2.3、供配电组成介绍
备用直流电源蓄电池
在数据中心供电系统中，蓄电池是UPS设备的一部分，它的使用环境、 充放电管理和维护都与UPS相关。主要作用：市电正常供电时，电池在 整流－充电电路中储存电能，同时对直流电路起到平滑滤波的作用， 并在逆变器发生过载时，起到缓冲器的作用。在主供电网故障后备用 油机启动和切换时间内支持UPS向关键IT负载供电。
主要参数：标称容量、电动势、放电 率、浮/均充电压、终止电压等等
最佳环境温度：20-25摄氏度 使用注意事项：单节/电池串电压选择
、浮/均充电压设定、温度补偿、 电池纹波系数、电池均一性等
3 相关供配电知识介绍
动能电池：飞轮电池
飞轮电池是90年代才提出 的新概念电池，它突破了 化学电池的局限，用物理 方法实现储能。当飞轮以 一定角速度旋转时，它就 具有一定的动能。飞轮电 池正是以其动能转换成电 能的。高技术型的飞轮用 于储存电能，就很像标准 电池。
1.1、供配电系统组成
5 实物图： 数据中心机房配电系统主要设备
高低压配电系统
不间断电源系统
SPM列头柜系统
应急电源系统
服务器机柜系统
PDU插排系统
1.1、传统空调及模块化机房
5 实物图：
<5KW/机架功率密度
冷风利用率一般，建议封闭 冷池
温度梯度大，送风距离长， 局部热点问题
>3KW/机架功率密度
缺点：存在多个单故障点，在 UPS、电池或下游设备维护 期间，负载处于无保护状态 ，缺乏冗余，限制了在UPS 发生故障时对负载的保护能 力，可用性有限。
2.2、供配电设计原则
数据中心供配电系统的不间断电源模块介绍
2、模块并联冗余供电方案，适 用于T2级机房。 优点：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。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。 缺点：一个是系统要求采用同 一制造商生产的相同容量的 UPS模块，再有就是UPS模块制 造商还必须提供系统并联电路 板，实现并联模块通讯功能。
对供、配 电系统的 总体要求
连续 指电网不间断供电 稳定 指电网电压频率稳定，波形失真小 平衡 是指三相电源平衡 分类 按照重要性分开处理供配电
供配电系统的具体要求
1）对供电电源电能质量的要求，按照《电子信息系统 机房设计规范》GB 50174—2008的要求，电子信息设备 供电电源质量应根据电子信息系统机房的等级，按GB 50174—2008附录A 的要求执行。
1设计时应保证上下级具有选择性 2最大限度的保障供电的连续性 3断开离故障点最近的开关排除故障 4例如左图中，左下开关所带负荷故 障不能引起上级开关跳闸
2.2、供配电设计原则
数据中心供配电系统的不间断电源
1、单机供电方案，是最基本的 配置单元，由它可以组合成 不同的供电方案,适用于T1级 机房。
优点：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