数据中心机房系统建设项目机房电气系统需求方案

数据中心机房系统建设项目机房电气系统需求方案
1、设计范围
本项目强电专业涉及范围主要为：一层UPS配电室，二至三层机房及其辅助区配电系统。

包含：机房及其辅助区专用低压配电系统、机房动力照明配电系统、机房接地系统。

建设内容如下：
一层UPS配电室内涉及二层、三层机房供配电系统的低压配电柜、母线、桥架及末端全部安装工程。

二层机房用低压配电柜、母线、桥架、照明系统、空调动力系统配电及末端全部安装。

三层机房用低压配电柜、母线、桥架、照明系统、空调动力配电系统及末端全部安装。

防雷接地系统本期范围为：一至三层机房等电位接地及设备接地防雷全部安装。

2、设计依据
系统设计施工的主要依据：
《电子信息系统机房设计规范》（GB50174-2008）
《电子信息系统机房施工及验收规范》（GB50462-2008）《建筑设计防火设计规范》（GB50016）
《电子计算机场地通用规范》GB/T-2887-2000
《计算站场地技术要求》 GB2887-2000
《民用建筑电气设计规范》 JGJ16-2008
《电力工程电缆设计规范》 GB50217-2007
《供配电系统设计规范》（GB 50052-2009）
《低压配电设计规范》（GB50054-2011）
《建筑物防雷设计规范》GB50057-94（2000版）
《建筑照明设计标准》GB 50034-2004
《智能建筑设计标准》 GB/T50314-2006
《电气装置安装工程施工及验收规范》（GBJ32—82）
《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》（GB 50150-2006））
《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》（GB 50169-2006）
《建筑电气工程施工质量验收规范》（GB50303-2002）
《建筑物电子信息系统防雷技术规范》（GB50343-2012）《安全防范系统验收规则》（GA/308-2001）
3、电气系统设计原则
机房的用电负荷等级和供电要求按照《供配电系统设计规范》GB50052－95规定，其供配电系统应采用电压等级220V/380V，频率50HZ的TN－S系统。

大楼总输出配电柜从公共电网引入双路独立的供电线路，专供数据中心机房使用。

机房计算机设备供配电系统提供电源的质量按照《电子信息系统机房设计规范》GB50174-2008中对B级机房的要求进行设计规划建设。

本工程强电工程设计原则：
1）电源质量：计算机设备供配电系统提供电源的质量好坏直接影响着计算机系统的稳定性和可靠性。

在GB 50174-2008《电子信息系统机房设计规范》中对电压变动、频率变化、波形失真率均有具体的分级要求（见下表），本项目中机房为数据中心机房，属于重要信息系统机房，该项指标应按B级标准。

级别项目 A 级 B 级C级
电压波动范围±3% ±3% ±5%
频率波动范围±0.5Hz ±0.5Hz±0.5Hz
波形失真率≤5%≤5%≤5%允许断电持续时间0~4MS 0~10MS
不间断电源输入端≤15% ≤15% ≤15%
2)供电系统应具有故障点少、高容错的特点，在不影响负载运行的情况下可进行在线维护；有防雷、防火、防水等功能；
3)供配电系统的安全、可靠是保证机房设备安全可靠运行的关键，机房设备属于一级负荷，供配电系统应结合机房安装工程实际情况来进行设计；
4）总输入按照最大功率配置，输出按照实际应用配置，并预留20％的扩展余地机房进线电源采用双路市电，三相五
线制，机房用电设备、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，配电以放射式向用电设备供电；
5）机房配电系统所用线缆为阻燃聚氯乙烯绝缘导线及阻燃电力电缆，相线、零线和地线的颜色按照国家标准分清，地线采用双色线，通过镀锌桥架（管）敷设到端口；
6)满足配电系统对计算机等负荷用电的可靠性、可控性、冗余度、可扩展性。

7)机房内所有配电柜设置有效的防雷措施，成套标准柜体，柜内各种电器元件、自动空气开关、熔断器、接触器等符合IEC 898，GB10963标准和CCEE安全认证要求，所有配电柜装配智能仪表。

8)配电柜与机房整体协调，便于维修。

机房内的所有
电线电缆均使用国家标准线材。

所有配电柜的输入回路应设置智能电量仪，以便读取供给计算机负载的电源参数（包括电压、电流、频率、有功功率、无功功率、功率因数等），智能电量仪具有RS-485通讯接口，并集成至动力与环境监控系统中。

4、配电柜（箱）系统
配电柜(箱)作为供、配电系统的核心，是保证各设备安全、可靠运行的前提。

配电柜应设置智能电力仪表，能对电源的电压、各相电
流、功率、电度、功率因数、频率等参数进行监测，且具备RS485通讯接口/Modbus协议，并集成至机房综合监控系统中，能随时检查三相电源的质量及后端负载分配情况。

每台配电柜中的开关均可以进行智能监控，可监控每个开关的通断状态；
考虑今后的扩展要求，配电柜、配电箱均留有足够的备用容量。

配电柜的前级断路器带有消防分励脱扣线圈，与消防报警联动。

柜内设计算机直流地汇流排(G排)、保护接地排、逻辑接地排。

本次配电系统设置动力、UPS输入及动力输出总配电柜2台，动力输出互投配电总柜1台、楼层动力输出配电柜2台、楼层UPS输出主配电柜4台（A、B路各2台），UPS 输出列头柜每层配置12台（A、B路各6台），形成一个完整的电气控制网络。

5、低压配电柜需求
可靠性
1)符合国家标准GB7251.1的要求；
2)全系列产品经过型式试验认证（第三方认证），主要型
式试验有：
3)温升极限验证
4)短路耐受强度验证
5)介电性能验证
6)电气间隙及爬电距离验证
7)保护电路有效性验证
8)机械操作验证
9)防护等级验证
10)通过ISO 9000,14000的质量认证。

11)系统采用高品质的伊顿元器件，保证最佳运行状态。

安全性
主母排额定电流可高达6300A,主母线额定短时耐受电流高达100KA/s，xEnergy开关柜处于市场领先的位置；连锁机构确保操作人员的人身安全，开关柜只有在断开位置才能打开柜门；母线、功能单元、端子相互隔离，用3b/4b内部分隔形式，充分保证维修人员的操作安全，及防止事故的蔓延。

灵活性
模块化设计，相同单元的抽屉可以实现不同位置的互换，立柱支件可以通过，节约了装备时间，同时也节约了成本；开关柜使用特殊的Ω型材，强度更高，更美观，易于安装，大批量生产；站用空间少，结构紧凑，最多可达36个回路，拥有最大的安装使用密度；开关柜易于扩展及升级，需要时可以向两侧扩展，当对开关柜设备的要求改变时，可
升级开关设备；灵活的全方位进线方式，进线可以满足侧进、上进、下进，出现可以满足测出，背出。

架内元器件、导线及端子
1)低压交流塑壳断路器
①满足系统电压，电流，频率，通讯及分断能力的性能
要求。

具体性能和技术参数见下表：
框架等级额定电流
（A）
100 160 250 400 630 额定工作电压（V）690
额定绝缘电压（V）750
极数3/4
额定极限短路分断
能力（kA）
70 70 70 70 70 保护方式长延时、短延时、瞬时保护
机械寿命（次）50000 40000 20000 15000 15000
可配附件分励脱
扣器
√√√√√辅助触
点
√√√√√报警触
头
√√√√√
安装型式固定式
②要求塑壳式断路器可同时提供故障指示接点，触头位
置指示接点，脱扣报警接点。

③断路器应为模块化结构设计、安装方便，即能方便加
装各种附件（如分励脱扣器、辅助触头、报警触头），而无需改变断路器结构和低压开关柜结构；断路器二次回路与一次回路完全隔离，附件可在现场安装，维护人员触及不到任何带电部分。

④要求塑壳断路器上下级断路器级差大2.5倍时,可实现
完全选择性。

⑤要求水平安装的塑壳断路器不降容，反向馈电亦不能
降容。

⑥塑壳断路器应取得CCC认证，并提供相应证书。

⑦为了保证开关柜内带电构架,线缆,上级设备,变压器
二次线圈免受大短路电流的冲击,要求塑壳断路器有极强限流功能,保证配电系统的安全性。

⑧可适应较恶劣环境温度，塑壳断路器应为抗湿热型产
品；
⑨为了更好的保护系统设备，减少短路电流对设备的冲
击及损坏，要求塑壳断路器能够快速切断短路故障电流，故障短路电流应在60毫秒内切断。

⑩为了提高成套装置的标准化程度和安装维护方便,要
求出线回路的塑壳断路器外形尺寸规格变化力求简化。

⑪为了提高备品备件利用率, 降低备品备件库存,力求提高塑壳式断路器的附件(辅助开关,分励线圈，失压线圈等)全系列通用性。

⑫可增加总线型通讯模块：传输断路器状态，过负荷报警。

2)ATS双电源自动切换模块应具有以下功能：
①与所控断路器兼容；
②具有：“自动转换”、强制采用“常用电源”、强制采
用“备用电源”、“常用”和“备用”电源均关断的4个状态位置。

；
③切换时间在0-30s可调；
④能自动运行：监视电源质量和自动切换；
⑤控制器前面板应具有通、断、故障脱扣等状态指示，
应含有自动模式指示触点。

⑥控制电压为220~240V/50Hz；
⑦欠压阀值：0.35μn≤电压≤0.7μn；
⑧电压恢复：电压≥0.85μn。

⑨转换开关电器的控制部分（必须）通过附带的EMC检
测；
⑩自动转换开关电器（必须）具备机械、电气双重互锁
功能；
⑪自动转换开关电器（必须）具备自动转换功能、现场手动转换功能，并且两种工作方式互不干涉；
⑫自动转换开关电器（必须）能够检测供电电源品质，并完成转换动作。

3)框架式断路器为抽出式，具有储能装置，能进行电动合
手动操作。

框架式断路器和塑壳式断路器应采用电子保护。

各级配电系统之间必须具有选择性保护，不得越级跳闸。

所有开关必须满足该配电系统的短路电流分断要求及额定电流要求。

4)二次元器件品牌按照：转换开关、机电式电流、电压表、
电流、端子排、熔断器、指示灯、按钮采用国内外名牌产品。

5)其他元器件可选用国产优质产品，质量良好、符合设计、
外观完好且附件齐全。

安装整齐，固定牢固电器元件的安装遵守原件制造厂的规定，电器元件安装时特别注意因发热而互相影响，发热元件应安装在散热良好的位置，各元器件能单独拆装更换而不影响其他电器及导线束的固定。

6)采用三相五线制，所有设备间接线均能承受相应的电气
耐压试验。

机架内电气元器件间一次连接为铜母排，截面根据电气容量选择。

铜母排标识颜色应符合国家标
准。

7)机架内电气元器件间二次连接线均为铜质多股镀锡导
线，绝缘电压不低于660V，连接线应无伤痕，导线二端均有标记，导线颜色符合标准。

8)机架内所有一、二次连接铜母排、铜导线均从正规厂购
买，为优质电解铜生产而成。

9)所有铜母线采用进口高导电率铜排：纯度≥99.98%（必
要时提供相关检验报告）。

具有良好的导电率和热动稳定性，高的耐腐蚀性和抗氧化性。

10)水平主母线可以位于柜顶、柜中、柜底三个位置，并
用金属板隔离成一个独立的母线室。

11)垂直母线应有良好的搭接型式，并用金属板隔离成一
个独立的母线室。

12)母线绝缘支架采用的阻燃绝缘材料，能抗电气效应产
生的异常高温（960℃ 30s/30s）。

13)塑壳断路器与主铜排之间的连接必须选用表面覆有一
层耐压1000V绝缘层的软铜排作连接，从而保证连接的安全性、可靠性。

必须提供软铜排的相关图片。

14)机架内设有专用接地、接零端子排；外侧设接地螺栓。

15)外接端子适于连接铜导线，导线可以采用螺钉或联接
器进行连接，保证正常运行及故障时的接触压力；所有端子能够连接符合工程设计要求界面的铜导线；外接端
子采取措施做好与机架间绝缘，其绝缘阻值不低于带电导体间的绝缘强度。

16)机架内保护导体应有裸露的连接保护导体的端子。

17)架内设置地线排、零线排；预留接线端子数量及规格
应与输入输出分路的数量和容量对应。

18)裸露电源线、铜柱或接头应做绝缘处理。

开关柜基本技术参数资料
项目单位参数数值
符合标准GB 7251.1
环境温度度—5摄氏度至+40摄氏度额定绝缘电压V 1000V
额定工作电压V 400V/690V (1000V)
额定评频率Hz 50Hz
主母线额定电流 A 至6300A
主母线额定短时耐受电
kA 至100kA(1s)
流
kA 至220kA
主母线额定峰值耐受电
流
配电母线（垂直母线）
A 至1800A
额定电流
防护等级IP4X / IP55*
内部分隔形式Form1至Form4b。