數據中心(機房)配電方案「詳解」

一、計算機及機房配電簡介

計算機及網絡通訊設備投入服務後如無一個長期穩定的供電系統來保證計算機及網絡通訊設備和有關外圍設備正常運行,勢必造成嚴重的政治和經濟後果。一般供電系統為單路供電加發電機組,無法可得到可靠的供電保證。一個優質高效的配電環境在機房中起著非常重要的作用。所以說機房配電是整個機房的心臟,也是機房工程中的重點。

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二、供配電系統設計依據與概況

計算機設備供配電系統是計算機系統正常運行的前提和保證。GB50174-93《電子計算機機房設計規範》和GB2887-89《計算站場地技術要求》中對計算機供電方式可分為三類:

一類供電:需建立不間斷供電系統。

二類供電:需建立帶備用的供電系統。

三類供電:按一般用戶供電考慮。

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三、機房配電的要求

(一)機房配電櫃根據用途設計各路供電要準確、可靠。本次方案採用兩臺配電櫃(市電配電櫃和UPS分配櫃)不同性質的供電對象不放在一個櫃內控制。實現各配電功能採用模塊化結構,配電櫃要留有備用電路,作機房設備擴充時用電。

(二)配電櫃內選用的自動空氣開關、接觸器、熔斷器、隔離開關等部件,要性能可靠,技術指標達到設計要求,能滿足計算機設備及其輔助設備工作的要求。

(三)配電櫃內應有應急開關。當整體機房內出現嚴重事故或者意外火災時,應能立刻切斷計算機電源、空調電源、新風電源。

(四)配電櫃內各分路供電應設置指示燈,表示各路電氣通斷情況。

(五)配電櫃內應根據計算機設備及其輔助設備的不同要求,設置中線和接地線的連接裝置。中線與地線及配電櫃外殼絕緣。

(六)配電櫃內採用的母線、接地排及各種電纜、導線、中性線、接地線等都必須符合國家標準,並按國家規定的顏色標誌編號。

(七)小型機、網絡設備、PC服務器應由配電櫃內不同的獨立配電線路分別供電。

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四、機房配電設計原則

(1) 獨立的電源專門向計算機及網絡通訊設備供電;

(2) 必須在配電櫃上安裝避雷器,它可以防止閃電和電網開關切換的影響;

(3) 機房設備系統安裝後,要考慮三相平衡問題;

(4) 重視電源頻率、電壓波動及市電負荷能力;

(5) 動力、照明電線、電纜儘量採取沿天棚經線槽、鍍鋅鋼管敷設。UPS電纜最好採用防干擾屏蔽電纜,沿地板下敷設,敷設時仍要採取防干擾措施;

(6) 本系統採用保護地線與所有設備的金屬外殼、電纜橋架、穿線保護管、金屬鋁塑板、金屬支架作可靠電氣連接並引至原系統接地極,接地可靠,符合規範要求;

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(7) 牆身插座安裝高度:下底距室內地坪300 mm。開關安裝高度:下底距室內地坪1400mm ;

(8) 直流接地在機房內應與交流保護接地分開:直流接地網在適當位置與大樓直流接地極相連,連接應符合電氣要求;

(9) 照明、空調、維修的電線、電纜採用阻燃(ZR)雙層絕緣電線、電纜。UPS電纜採用RVVP級電纜。安裝時採用防干擾措施;

(10) 照明採用無眩光反射格柵燈盤;

(11) 主機房照度≥400LX設計。輔助機房≥200LX設計。事故照明≥50LX;

(12) 防止電網突然掉電和加電;

(13) 電源的穩定度偏差不得超過額定值的±5%;

(14) 供電電壓要雜波少、干擾小、防止外部電磁干擾竄入系統;

(15) 供電系統不要與大容量感性負載並聯以免產生高壓湧流;

(16) 防止電網的頻率漂移;

(17) 維持低阻抗的地線系統;

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(18) 計算機及網絡通訊設備系統對供電質量要求較高,通常要求電源的技術指標滿足電壓±5%。頻率±1%,諧波失真<5%。為了保證計算機及網絡通訊設備穩定工作,一般對計算機及網絡通訊設備採用UPS供電。如果電網的波動較大,最好在外電與UPS之間安裝一臺隔離普通變壓器或補償式穩壓器。

五、機房配電其它材料選型

機房內的用電設備配電電纜、導線絕緣水平應符合GB 50217—94《電力工程電纜設計規範》中的有關規定。機房內所有設備的電源線均採用優質銅芯電纜。兩類插座按邊框顏色區分,市電採用常規乳白色面板,UPS採用有色面板。所有線材、開關應採用知名品牌。

(1)機房內低壓配電線路應採用阻燃銅芯屏蔽導線或銅芯屏蔽電纜其絕緣水平符合GB 50217-94《電力工程電纜設計規範》中的有關要求,電纜銅芯數的選擇要滿足機房內用電設備的需求。

(2)機房內的電線電纜除了應具備相應的流量負載承擔能力外,還必須考慮線纜阻燃要求。

六、機房配電的必備設備

(一)照明系統

照明採用與吊頂配套的燈具,照明燈具採用格珊燈具,要求照度高無眩光。燈管採用低色溫日光型光管。機房的照度要求為不低於500lx,應急照明採用格柵燈盤,照度要求為不低於50lx,格柵燈要求採用優質電子鎮流器器件,應做到節能、啟動性能好、功力因數高、無音頻噪聲、無頻閃現象,對計算機電源無干擾。燈具安裝要合理美觀,避免眩光。採用與市電聯鎖自動控制的方式。事故照明由市電和UPS電源供電,當市電斷電時可自動切換由機房內的UPS供給。主入口安裝疏散指示燈,照度不低於0.5Lx。

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(二)UPS不間斷電源系統

UPS採用IGBT功率器件及多重保護技術,先進的分佈式直接並聯技術保證了在線擴容和系統冗餘;

輸出採用隔離變壓器有效抑制三次諧波,具有很強的過載和抗衝擊能力。

定期自動自檢電池,精確預測電池的後備時間,智能化電池管理;

支持R232、RS485、SNMP、MODEM多種後臺通訊方式;

考慮到今後的擴容,採用的UPS不會因今後擴容的UPS功率不同而影響它們之間的並機;

(三)輔助供配電系統

為防止機房內輔助用電設備在運行時可能對計算機系統造成的干擾,一般將計算機系統中的輔助設備用電自成系統,稱為輔助供配電系統,是為保證計算機系統服務的其它設備的用電,包含空調設備、維修用設備、新風設備、照明設備、測試設備、自動消防設備以及輔助插座等組成的輔助設備的供配電系統;

七、機房配電的優勢

第一,傳統配電櫃使用指針式儀表或者數顯式儀表,只能有限的監測配電櫃參數,滿足基本的需要,精密配電櫃採用高集成度,高可靠性的計算機主板,全面的監測系統的各項運行參數,並通過HMI綜 合顯示,降低了對配電櫃的空間佔有,提高了配電櫃的容積率。

第二,傳統的配電櫃只具備配電管理的功能,將電源分配到負載機櫃上;而精密配電櫃,除了配電管理外,還具有運行管理與安全管理的功能,有效的提高了整個配電系統的可靠性,降低了風險。

第三,傳統配電櫃支持的迴路少,整體佔地面積大;精密配電櫃採用高精度高集成的模塊,提高了櫃體的容積,支持較多的迴路,減少了佔地面積。

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