数据中心机房电气系统探析

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1、数据中心机房电气系统探析　　摘要本文阐述了数据中心机房电气的设计特点,探讨供配电系统负荷分级、供电电源、柴油发电机设置、UPS系统、自动转换开关(ATSE)的选择、照明系统、防雷与接地系统。关键词：数据中心柴油发电机设置自动转换开关(ATSE)照明系统中图分类号：TB857文献标识码：A绪论近几年来，随着信息化产业的不断发展，计算机及服务器在各行各业的广泛应用，使得数据中心机房的项目数量、规模大幅增长。数据中心机房由于使用需求的重要性，交叉学科很多，与大多民用建筑的配电有很多不同之处，本文将讨论数据中心电气设计的经常会遇到几个问题，让我们能更注重细节，优

2、化我们的设计。供配电系统数据中心机房供配电系统由高压配电、变压器、配电柜、线缆传输、UPS系统、空调制冷系统配电、照明配电、列头柜、机架PDU等环节组成。机房分级12数据中心机房的等级分为A级、B级、C级。A级为容错型；B级为冗余型；C级为基本型。符合下列情况之一的电子信息系统机房应为A级：电子信息系统运行中断将造成重大的经济损失；电子信息系统运行中断将造成公共场所秩序严重混乱。符合下列情况之一的电子信息系统机房应为B级：电子信息系统运行中断将造成较大的经济损失；电子信息系统运行中断将造成公共场所秩序混乱。不属于A级或B级的电子信息系统机房应为C级。负荷

3、分级符合下列情况之一时，应为一级负荷：中断供电将造成人身伤亡；中断供电将造成重大影响或重大损失；中断供电将破坏有重大影响的用电单位的正常工作，或造成公共场所秩序严重混乱。例如：重要通信枢纽、重要的经济信息中心、特级或甲级体育建筑、国宾馆、承担重大国事活动的回堂、经常用于重要国事活动的大量人员集中的公共场所等的重要用电负荷。在一级负荷中，当中断供电将发生中毒、爆炸和火灾等情况的负荷，以及特别重要场所的不允许中断供电的负荷，应为特别重要的负荷。负荷下列情况之一时，应为二级负荷：中断供电将造成较大影响或损失；12中断供电将影响重要用电单位的正常工作或造成公共场

4、所秩序混乱。不属于一级和二级的用电负荷应为三级负荷。以数据中心机房A级为例，用电设备的负荷等级，按其性质分为：一级负荷：数据中心机房内IT设备、精密空调和制冷设备、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、会议等场所。三级负荷：其余不属于一、二级负荷的为三级负荷。供电电源以数据中心机房A级为例，供电电源要求两个独立电源供电，两个电源不应同时受到损坏，并要设置柴油发电机作为后备电源。后备柴油发电机的基本容量，应包括不间断电源系统的基本容量、空调和制冷设备的基本容量、应急照明和消防等涉及生命安全的负荷容量。柴油发电机设置

5、12以数据中心机房A级为例，UPS设备和空调设备必须有柴油发电机作为备用电源，且应有设备冗余。在市政断电的情形下，数据中心机房UPS在ms级起动以满足电子信息设备的电力需求，此时柴油发电机起动和并机，一路供电至冷水机组、水泵等动力设施；另一路经UPS、PDU供电至电子信息设备。实际设计到大型数据中心时，柴油发电机的容量往往达到上万千瓦，由于400V配电柜的水平母排最大做到8000A，低压框架开关最大6300A，无法解决汇流问题，只能采用设备分组的方式解决。符合国家标准《电子信息系统机房设计规范》GB50174-2008的相关规定，A级数据中心机房柴油发电

6、机按组设置冗余，这样如果采用400V柴油发电机组，单组的设备成本较低，但是系统成本较高，压降和可靠性也不同，所以应尽量考虑使用高压柴油发电机组。如选用10KV柴油发电机组后，应注意以下几个问题：短路电流：当选用10KV机组后，由于线路非常短，系统阻抗小，故短路电流较大。采用高压配电设备提高短路耐受电流的方式不是根本上解决问题的好方式，应该要求柴油发电机生产厂商安排配电系统短路电流配置发电机输出阻抗或短路电流实测数据后，校验一下配电设备的短路耐受性能。考虑假负载的测试位置和路由：银联对银行数据中心管理有测试演练要求，提到采用带负载切换，但实际使用中通常不会

7、真正采用UPS负荷和精密空调负荷来做切换演练，这就需要采用假负载。所以实际设计中，即使没有假负载，也要预留负载切换演练的配电柜和假负载设备电缆出线的路由，以备将来使用。12柴油机设备的供电：由于柴油发电机是整个数据中心机房的电源后备，建议控制系统和柴油发电机房照明的供电应尽量采用UPS供电，以确保市电市电的瞬间，柴油发电机的控制系统不能断电，能够保证其可靠启动。三、UPS系统1、UPS的配置以数据中心机房A级为例，UPS系统配置至少需要2N，简单来说就是配置两组每组均能满足负载基本需求容量的UPS系统。正常运行时每组UPS带载50%以下，当一组故障时，另

8、一组能带全部负荷。即使两台UPS同时发生故障，还可以用旁路供电。如果考虑可能的增