某數(shù)據(jù)中心供配電系統(tǒng)設(shè)計

1、<p>　　某數(shù)據(jù)中心供配電系統(tǒng)設(shè)計</p><p>　　摘要：通過工程設(shè)計方案的比較，介紹數(shù)據(jù)中心供配電系統(tǒng)設(shè)計，包括合理計算系統(tǒng)的容量，合理的選擇供配電系統(tǒng)的方式及設(shè)備選擇，在保證可靠性、可用性、業(yè)主需求的前提下，避免過度規(guī)劃造成的浪費，使電力耗能盡量降到合理的區(qū)間，使整個系統(tǒng)更加節(jié)能、高效。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)中心 供配電系統(tǒng) 過度規(guī)劃 可靠性 可用性 節(jié)能

2、 </p><p>　　中圖分類號：U665文獻標識碼： A </p><p><b>　　引言 </b></p><p>　　當(dāng)今社會是信息社會，數(shù)據(jù)中心是信息社會的大腦與中樞。數(shù)據(jù)中心機房建設(shè)為數(shù)據(jù)中心提供關(guān)鍵的基礎(chǔ)設(shè)施支持，而供配電系統(tǒng)是其非常重要的部分。數(shù)據(jù)中心的耗電量、電費支出已成為新的電老虎，因此，需要倡導(dǎo)高效、節(jié)能。下面結(jié)合某數(shù)據(jù)

3、中心設(shè)計過程中的方案比較，介紹數(shù)據(jù)中心的供配電系統(tǒng)設(shè)計。 </p><p>　　1、工程概況及各級別數(shù)據(jù)中心各級別技術(shù)要求 </p><p>　　本機房工程部分總建筑面積約為10600m2，地下一層，地上四層。地下一層為制冷機房，地上一層為變配電室及柴油發(fā)電機房，地上二層至四層為數(shù)據(jù)機房，分期建設(shè)，本期建設(shè)四層數(shù)據(jù)機房模塊一及其相關(guān)供配電系統(tǒng)。 </p><p>　

4、　國家標準《電子信息系統(tǒng)機房設(shè)計規(guī)范》（GB 50174-2008）將數(shù)據(jù)中心分為A、B、C三個級別，見表1。 </p><p>　　表1GB50174-2008各級電子信息系統(tǒng)機房技術(shù)要求 </p><p>　　美國數(shù)據(jù)中心標準ANSI/TIA942-2005將數(shù)據(jù)中心分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ共4級，見表2。 </p><p>　　表1GB50174-2008各級電子信

5、息系統(tǒng)機房技術(shù)要求 </p><p>　　業(yè)主提出的要求按照T3級別建設(shè)，相當(dāng)于國標的B級標準（部分設(shè)備及回路為提高的B級標準），機柜按照5kW/臺設(shè)計。每層兩個機房模塊，每個模塊160臺機柜。 </p><p><b>　　2 、UPS系統(tǒng) </b></p><p>　　IT負荷計算見表3。 </p><p>　　表3

6、IT負荷計算表 </p><p>　　需要系數(shù)的選擇應(yīng)根據(jù)使用情況合理選用，不能一刀切。表中需要系數(shù)按0.8選取，因為本工程為政府項目，需要系數(shù)一般均為0.6~0.8之間，本次選取比較保守，原設(shè)計選取0.95，過大。像亞馬遜等電商的數(shù)據(jù)中心一般選0.95，有時還需按1選擇。 </p><p>　　根據(jù)美國數(shù)據(jù)中心標準ANSI/TIA942-2005中T3級技術(shù)要求，UPS為N+1模式即可，

7、選擇400kVA模塊化UPS 3臺，2用1備，另一路電源為市電，但另一路也預(yù)留開關(guān)及UPS和電池組的空位，后期可根據(jù)實際情況，使部分區(qū)域?qū)崿F(xiàn)2N模式。原設(shè)計為2N模式，每路選擇1000kVA模塊化UPS 2臺，2用。方案修改前后UPS系統(tǒng)見圖一、圖二。 </p><p>　　圖一 原設(shè)計2N模式UPS單線系統(tǒng)圖 </p><p>　　圖二 修改方案后N+1模式UPS單線系統(tǒng)圖 </p

8、><p>　　本次修改設(shè)計與原設(shè)計均選用模塊化UPS，這種方式對于業(yè)主初期機柜較少的情況是最適合的，因為模塊可以分期安裝，靈活、便捷。 </p><p>　　3、柴油發(fā)電機系統(tǒng) </p><p>　　根據(jù)T3級技術(shù)要求，柴油發(fā)電機系統(tǒng)為N+1模式，原系統(tǒng)見圖三。 </p><p>　　圖三 原設(shè)計柴油發(fā)電機單線系統(tǒng)圖 </p>&l

9、t;p>　　從圖中可見，油機為N+1模式，但是每個油機為兩個出線，構(gòu)成某種意義上的2（N+1）模式，表面上是提高了可用性等級，但實際上存在幾個問題。首先，給并機控制增加相當(dāng)大的難度，并及時信號追蹤失敗的可能性非常大；其次，真正意義上的T4級別的數(shù)據(jù)中心要求油機設(shè)備本身為2（N+1）模式，而不是末端開關(guān)設(shè)備和管線的備份；再次，增加多臺高壓開關(guān)柜及相應(yīng)的管線。這無疑又增加了投資和安全隱患。 </p><p>　

10、　所以本次將方案做了調(diào)整，改為達到T3等級的的N+1模式，既滿足要求，又簡單可靠。 </p><p>　　4、10kV供電系統(tǒng) </p><p>　　原設(shè)計10kV供電系統(tǒng)為6路電源，分三期建設(shè)，每期2路電源，一主一備。這樣做，好處是可以分期建設(shè)，各期之間完全獨立。但是由于數(shù)據(jù)中心用電量一般比較大，之前很多項目也設(shè)計10kV大容量回路，這樣從整體角度上考慮，可以有以下節(jié)約。第一，市電由6路

11、改為2路，設(shè)備、線路上節(jié)約；第二，與油機系統(tǒng)接口減少，亦為由6路減少至2路，節(jié)省投資及損耗；第三，占地面積減少。當(dāng)然，能否給大回路需跟當(dāng)?shù)毓╇娋譁贤?，本項目供電局統(tǒng)一此方案。 </p><p>　　本次將方案調(diào)整為2路10kV進線，見圖四。 </p><p>　　圖四 修改方案后供配電系統(tǒng)單線圖 </p><p><b>　　5、低壓配電系統(tǒng) </b

12、></p><p>　　IT設(shè)備配電未作修改，強電列頭柜位于一列機柜的兩端，由兩端列頭柜各提供一路電源給服務(wù)器。 </p><p>　　變壓器及低壓進線、補償均設(shè)在一層IT配電室，通過母線接至四層UPS配電室低壓開關(guān)柜，UPS配電室設(shè)置UPS及其相關(guān)進出線開關(guān)柜，盡量貼近負荷中心。 </p><p>　　對重要動力設(shè)備，例如精密空調(diào)、冷凍水泵等由兩路獨立電源，

13、末端互投方式供電，其中一路還需專門UPS供電，使市電失電時，精密空調(diào)和冷凍水泵繼續(xù)運行，短時維持機房溫度，等待系統(tǒng)恢復(fù)或應(yīng)急系統(tǒng)啟動。 </p><p><b>　　6、結(jié)語 </b></p><p>　　設(shè)計中應(yīng)合理計算選用相關(guān)設(shè)備，合理規(guī)劃各系統(tǒng)及走線路由，在滿足需求的前提下，盡量減少投資，減少能耗。 </p><p>　　數(shù)據(jù)中心能達到哪

14、個級別，要綜合考慮各個系統(tǒng)，不是單純提高某個系統(tǒng)或單元的等級。系統(tǒng)也不是越龐大、越復(fù)雜越好，而是應(yīng)該盡量簡單、可靠、可用。 </p><p>　　在分期建設(shè)數(shù)據(jù)中心，尤其是前期機柜數(shù)量很少，應(yīng)優(yōu)先選用模塊化UPS，既可以分期投入，又維修快速、方便。 </p><p>　　動力系統(tǒng)設(shè)備，只給直接維持冷環(huán)境的精密空調(diào)和冷凍水泵增加UPS電源，即使投資不過高，又能達到一定的效果。 </p&

15、gt;<p><b>　　參考文獻： </b></p><p>　　[1] 鐘景華，朱利偉，曹播，等．新一代綠色數(shù)據(jù)中心的規(guī)劃與設(shè)計［Ｍ］．北京：電子工業(yè)出版社，2010. </p><p>　　[2] 中國電子工程設(shè)計院. GB 50174 - 2008 電子信息系統(tǒng)機房設(shè)計規(guī)范［S］. 北京： 中國計劃出版社， 2009. </p>&

16、lt;p>　　[3] 中國聯(lián)合工程公司. GB 50052 - 2009 供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范［S］. 北京： 中國計劃出版社， 2010. </p><p>　　[4] 中國建筑標準設(shè)計研究院. 09DX009 電子信息系統(tǒng)機房工程設(shè)計與安裝［M］. 北京： 中國計劃出版社，2009. </p><p>　　[5] Telecommunications Industry Associ