简析数据中心的电气设计

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1、简析数据中心的电气设计【摘要】数据中心是个复杂的系统工程。本文从数据中心的概述、设计涵盖的主要内容及通过具体的实例对数据中心的电气设计进行了分析。【关键词】数据中心；电气设计；分析；中图分类号：C37文献标识码：A一、前言随着科技的不断发展，数据中心的重要性不言而喻。我国在数据中心的电气设计上虽然有所完善，但依然存在一些问题和不足需要改进。在科技占主导地位的新时期，加强对数据中心的电气设计分析，对确保数据的储存与使用有着重要的意义。二、数据中心的概述数据中心(DataCenter)是指用于安装、运行和维护数据设备如计算机、存储及网络设备等的建筑空间，包括服务器机房、网络机房、网络接人

2、间、存储机房、测试区、监控中心、备件库、打印室等。根据建设规模，数据中心可分为五级。详见表1。根据用户的不同，数据中心分为企业级数据中心、电信级数据中心和政府级数据中心等。此外，数据中心根据使用性质、管理要求及其在经济和社会中的重要性可划分为A、B、C三级。不同级别的数据中心，对基础设施的要求差别很大。但其构成要素及设计内容则无大的区别。其外部电源、电力配电、UPS系统、照明、接地及安全等基本内容，缺一不可作为基础设施的核心之一。电气工程的设计是否合理，将直接关系到数据中心的使用效果。三、设计涵盖的主要内容近年来，数据中心(IDC,InternetDateCenter)的建设备受关注

3、。政府职能部门、证券公司、电信部门、保险公司等机构，包括一些大型企业，都将数据中心的建设列入议事日程。数据中心设计工艺复杂，专业性强，是一个复杂的系统工程。数据中心对电源系统的可靠性要求极髙，数据处理设备对工作环境(包括温度、湿度、含尘度等)的要求也给制冷系统提出了较高要求。另外，数据中心对综合布线系统、电气防火等等方面也都提出了较高的要求。在设计中要切实做到从数据中心机房需要出发，满足功能需要，为设备提供一个安全运行的空间，兼顾美观实用，为数据机房工程的顺利开展打下一个坚实的基础。设计涵盖的主要内容包括：机房分级及机房负荷密度；高压供配电系统；低压配电系统；照明设计；导线电缆选择;

4、电气安全及电力系统保护；节能措施弱电系统。四、实例分析1、工程概况本工程为某企业数据中心机房项目。机房区域包括该建筑物A座地上F2〜F5层，B座01单元的地下B1层和地上Fl、F2层，B座02、03单元的地上F1层A座和B座相邻，B座01单元F2层与A座F2层相连，其中，A座F2〜F4层为主机房，F5层为行政管理区及辅助区，B座01单元B1层为电池室，F1层为UPS(不间断电源系统)室，F2层为存储机房，B座02单元F1层为变配电所。B座03单元F1层为柴油发电机房，建筑平面示意如图1所示。2、供电电源系统(1)负荷等级本数据中心机房按A级机房标准。数据中心机房用电设备的负荷等级，按

5、其性质分为：一级负荷:数据中心机房内IT设备、空调和制冷设备，以及数据中心的总控中心(ECC)电源、应急照明、消防、安防、机房环境监控等负荷；二级负荷：IT设备机房一般照明办公、会议场所用电；三级负荷：其余为三级负荷。(2)UPS、柴油发电机、变压器容量的确定1)UPS供电容量根据设计任务书中指标，数据中心机房IT设备安装容量Pe=5530kW,计算有功功率=4439kW,视在功率S5548kVA,总供电容量为5600kVAo因UPS采用多组2N系统供电，共选择800kVA的UPS8台，600kVA的UPS8台，总装机容量为11200kVAo2）柴油发电机容量设备安装容量Pe=107

6、73kWo其中，IT设备及UPS系统5861kW（含UPS前端输入损耗）、精密空调4018kW.板式换热机组及冷却塔764kW、应急照明及消防、弱电130kWo共选择6台2000kW（2500kVA）柴油发电机组。3）变压器容量设备安装容量Pe=11940kW,计算有功功率Pj=8955kW,无功功率Qj=4337kvar,视在功率Sj=9950kVA,共选择8台2500kVA的变压器，总装机容量20000kVA,其负荷率为49.75%,当一台变压器故障时，另一台变压器可承担全部负荷。（2）供配电系统1）市政供电电源根据A级机房供电要求，本工程需由市政电网提供2路专用10RV电源，分

7、别引自上级两个不同的变电站10kV系统采用单母线分段接线方式。两段母线之间设联络开关，平时二路电源同时工作，互为备用当一路电源故障时，另一路电源为全部负荷供电。2）柴油发电机配置根据A级机房供电电源的要求，本工程柴油发电机房内设4台2200kW/0,4kV柴油发电机组，在两路市电电源同时失电时为UPS、机房空调及制冷设备、环境监控、消防、安防、应急照明等负荷提供第三路电源。在B座屋顶配置2200kW假负载，作为柴油发电机系统机组试机使用。柴油发电机房设室外