某数据中心供配电系统设计

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1、某数据中心供配电系统设计　　摘要：通过工程设计方案的比较，介绍数据中心供配电系统设计，包括合理计算系统的容量，合理的选择供配电系统的方式及设备选择，在保证可靠性、可用性、业主需求的前提下，避免过度规划造成的浪费，使电力耗能尽量降到合理的区间，使整个系统更加节能、高效。关键词：数据中心供配电系统过度规划可靠性可用性节能中图分类号：U665文献标识码：A引言当今社会是信息社会，数据中心是信息社会的大脑与中枢。数据中心机房建设为数据中心提供关键的基础设施支持，而供配电系统是其非常重要的部分。数据中心的耗电量、电费支出已成为新的电老虎，因此，需要倡导

2、高效、节能。下面结合某数据中心设计过程中的方案比较，介绍数据中心的供配电系统设计。1、工程概况及各级别数据中心各级别技术要求本机房工程部分总建筑面积约为10600m2，地下一层，地上四层。地下一层为制冷机房，地上一层为变配电室及柴油发电机房，地上二层至四层为数据机房，分期建设，本期建设四层数据机房模块一及其相关供配电系统。6国家标准《电子信息系统机房设计规范》（GB50174-2008）将数据中心分为A、B、C三个级别，见表1。表1GB50174-2008各级电子信息系统机房技术要求美国数据中心标准ANSI/TIA942-2005将数据中心分

3、为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ共4级，见表2。表1GB50174-2008各级电子信息系统机房技术要求业主提出的要求按照T3级别建设，相当于国标的B级标准（部分设备及回路为提高的B级标准），机柜按照5kW/台设计。每层两个机房模块，每个模块160台机柜。2、UPS系统IT负荷计算见表3。表3IT负荷计算表需要系数的选择应根据使用情况合理选用，不能一刀切。表中需要系数按0.8选取，因为本工程为政府项目，需要系数一般均为0.6~0.8之间，本次选取比较保守，原设计选取0.95，过大。像亚马逊等电商的数据中心一般选0.95，有时还需按1选择。根据美国数据中心标准

4、ANSI/TIA942-2005中T3级技术要求，UPS为N+1模式即可，选择400kVA模块化UPS63台，2用1备，另一路电源为市电，但另一路也预留开关及UPS和电池组的空位，后期可根据实际情况，使部分区域实现2N模式。原设计为2N模式，每路选择1000kVA模块化UPS2台，2用。方案修改前后UPS系统见图一、图二。图一原设计2N模式UPS单线系统图图二修改方案后N+1模式UPS单线系统图本次修改设计与原设计均选用模块化UPS，这种方式对于业主初期机柜较少的情况是最适合的，因为模块可以分期安装，灵活、便捷。3、柴油发电机系统根据T3级技

5、术要求，柴油发电机系统为N+1模式，原系统见图三。图三原设计柴油发电机单线系统图6从图中可见，油机为N+1模式，但是每个油机为两个出线，构成某种意义上的2（N+1）模式，表面上是提高了可用性等级，但实际上存在几个问题。首先，给并机控制增加相当大的难度，并及时信号追踪失败的可能性非常大；其次，真正意义上的T4级别的数据中心要求油机设备本身为2（N+1）模式，而不是末端开关设备和管线的备份；再次，增加多台高压开关柜及相应的管线。这无疑又增加了投资和安全隐患。所以本次将方案做了调整，改为达到T3等级的的N+1模式，既满足要求，又简单可靠。4、10k

6、V供电系统原设计10kV供电系统为6路电源，分三期建设，每期2路电源，一主一备。这样做，好处是可以分期建设，各期之间完全独立。但是由于数据中心用电量一般比较大，之前很多项目也设计10kV大容量回路，这样从整体角度上考虑，可以有以下节约。第一，市电由6路改为2路，设备、线路上节约；第二，与油机系统接口减少，亦为由6路减少至2路，节省投资及损耗；第三，占地面积减少。当然，能否给大回路需跟当地供电局沟通，本项目供电局统一此方案。本次将方案调整为2路10kV进线，见图四。图四修改方案后供配电系统单线图5、低压配电系统IT设备配电未作修改，强电列头柜位

7、于一列机柜的两端，由两端列头柜各提供一路电源给服务器。变压器及低压进线、补偿均设在一层IT配电室，通过母线接至四层UPS配电室低压开关柜，UPS配电室设置UPS及其相关进出线开关柜，尽量贴近负荷中心。6对重要动力设备，例如精密空调、冷冻水泵等由两路独立电源，末端互投方式供电，其中一路还需专门UPS供电，使市电失电时，精密空调和冷冻水泵继续运行，短时维持机房温度，等待系统恢复或应急系统启动。6、结语设计中应合理计算选用相关设备，合理规划各系统及走线路由，在满足需求的前提下，尽量减少投资，减少能耗。数据中心能达到哪个级别，要综合考虑各个系统，不是

8、单纯提高某个系统或单元的等级。系统也不是越庞大、越复杂越好，而是应该尽量简单、可靠、可用。在分期建设数据中心，尤其是前期机柜数量很少，应优先选用模块化UPS，既可以