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机房建造供配电体系建造

时间:2022-06-17 16:26:39 作者:小编 点击:


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机房建造工程是紧随数据化体系对场景的需要越来越高而显现的新兴领域,牵扯到电子工艺、建筑构造、空气调整、给水排水、电器技巧和消防安全等多种专业,它是为处理类似温湿度、清洁度、电磁场强度、防静电、供配电、接地与防雷、消防安全等综合技巧问题,为电子计算机体系安稳牢靠运作和工作职员供应优良的工作场景。


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机房工程概括

A级(容错型):

1 电子数据体系运作中止将导致重要的经济损失;

2 电子数据体系运作中止将导致公共场合次序严重凌乱。

B级(冗余型):

1 网络运作中止将导致较大经济损失;

2 网络运作中止将导致公共场合次序凌乱。

C级(根本型):不属于A级或B级的电子数据体系机房为C级。

建造根据规范:

1.《电子计算机场地通用标准》(GB/T2887-2011)

2.《电子数据体系机房设计标准》(GB50174-2008)

3.《电子数据体系机房施工与验收标准》(GB50462-2008)

4. Telecommunications InfrastructureStandard for Data Centers (TIA/EIA–942)

5.《计算机场地安全需要》(GB/T9361-2011)

6.《建筑设计防火标准》(GB50016-2006)

7.《高层民用建筑设计防火标准》 (GB50045-95(2005年版))

8.《建筑内部装潢设计防火标准》(GB50222-95(2001年版))

9.《民用建筑工程屋室场景污染操控标准》(GB50325-2010)

10.《供配电体系设计标准》(GB50052-2009)

11.《高压配电体系设计标准》(GB50054-2011)

12.《建筑电气工程施工品质验收标准》(GB50303-2011)

13.《建筑光线设计规范》(GB50034-2004)

14.《电力工程电缆设计标准》(GB50217-2002)

15.《建筑物防雷设计标准》(GB50057-2010)

16.《建筑物电子数据体系防雷技巧标准》(GB50343-2012)

17.《通信机房静电防护通则》(YD/T 754-1995)

18.《通用用电设施配电设计标准》(GB50055-2011)

19.《建筑给排水设计标准》(GB50015-2003(2009版))

20.《采暖透风与空气调整设计标准》(GB50019-2003)

21.《透风与空调工程施工品质验收标准》(GB50243-2002)

22.《自动建筑设计规范》(GB/T50314-2006)

23.《自动建筑工程品质验收标准》GB50339-2003)

24.《综合布线体系工程设计标准》(GB5031-2007)

25.《安全防止工程技巧标准》(GB50348-2004)

26.《民用闭路监视电视体系工程技巧标准》(GB50198-2011)

27.《气体灭火体系设计标准》(GB50370—2005)

28.《气体灭火体系施工及验收标准》(GB50263-2007)

29.《火警智能报警体系设计标准》 (GB50116-2008)

30.《火警智能报警体系施工及验收标准》(GB50166-2007)

31.《电信专用屋宇设计标准》(YD/T5003-2005)

供配电体系

机房配电指标:机房的供配电体系是机房工程中的要害项目,是一个综合性供配电体系,在这个体系中不单要处理计算机设施的用电问题,还要处理保证计算机设施常态运作的其它附属设施的供配电问题,如计算机机房专用恒温恒湿器(空调器),机房光线体系用电,安全消防体系用电等。下表为机房供配电的指标,划为三级。项目指标A级B级C级稳态电压偏移范畴(%)-5~+5-10~+10-15~+10稳态频率偏移范畴(Hz)-0.2~+0.2-0.5~+0.5-1~+1电压波形畸变率(%)5710容许断电连续时间(ms)0~<44~<200200~1500

供电品级:

设计一个适合计算机运作需要的供配电体系,首先应确认供电品级。计算机机房的供电品级是依据计算机的工作本质及其首要性来区分,划为三级:

A级负荷计算机房:此类机房是指如国防建造、制造、交通运输、金融财务、航空治理等部门的机房。这类部门的机房如遇忽然断电使计算机中止工作的话,将造成严重的人身伤亡等恶性事故,导致不能补充的重要损失。因此这种机房应采取一种供电——不间断供电体系。

B级负荷计算机房:此类机房是指如科研单位和部分运用计算机操控体系的制造单位的机房,这类单位的机房一经忽然中止供电将使制造、运输、通信等遭到绝对水平的牵连,给国民经济导致绝对的损失。这种机房通常采取二类供电——需创建带备用的供电体系。

C级负荷计算机房:此类计算机房是指运用计算机做些通常的统计、查找、谍报检索工作单位的机房。这类机方如忽然中止供电虽会使工作受绝对牵连,但通常不会引发太大的损失。这种机房通常采取三种供电——常规供电体系。

市电负载

确认供电品级后,需选取一个切合实际的供电方法。对供电方法的选取应在理解各类供电方法的特征根基上,依据设施、场所、场景和供电前提等实际状况进行设计与施工。

机房供配电体系须要向下列设施供应电源:不间断电源(UPS),空调、新风(含盖机房专用精密空调、一般空调、新风),光线,修理电源插座及办公等其余电源负载。

UPS负载

而不间断电源体系(UPS)又须要向下列设施供应电源:

小型机(乃至更顶级别的计算机)、服务器、存储设施、中心数据设施(互换机、路由器、防火墙等)、应急光线、消防体系、动环监控体系、机房门禁、安防监控等体系。

A级机房配电体系框图


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B级机房:在设计时须要做出配电图,再依据须要配置配电柜、电力电缆、电源插座、走路线由等。下列是一个B级机房的根本配电图,大型机房还要高难的多。


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UPS工作原理

后备式UPS根本原理(一)


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后备式UPS根本原理(二)

市电常态时,它向负载供应的是抽头变压器稍加稳压解决的“低品质”交流电,逆变器不工作,蓄电池由独立的充电器充电。

当市电超越划定范畴时,负载由继电器转为电池逆变供电。

互动式UPS根本原理(一)


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互动式UPS根本原理(二)

在线互动UPS与后备式比,首要差别在于:逆变器与充电器合二为一,流出通过变压器的抽头跳变,实行分段稳压。


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Dalta变换式UPS根本原理(一)


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Dalta变换式UPS根本原理(二)

市电常态时,85%能量有市电直接供应,15%能量有一个逆变器供应,当市电异样时,100%能量有电池供应。

不能处理市电上的谐波污染,例如:频率异样、浪涌、噪声等,将直接填写到首要负载。


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在线式UPS根本原理(一)

在线式UPS根本原理(二)

无论电网电压能否常态,流出交流电压都要经过逆变器,即逆变器终究处于工作状况。


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四种架构UPS功能对照


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在线式UPS市电逆变工作形式

在主路市电常态时,UPS一方面通过整流器、逆变器给负载在线供应高质量交流电源;另一方面通过整流器为电池充电,将能量贮存在电池中,如图:


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当主路市电掉电或不常态时,体系智能无间断地切换到电池工作形式,由电池逆变出客户所需的三相四线交流电源向负载供电。市电修复后体系智能无间断地修复到常态工作形式,如图:


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在线式UPS静态旁路工作形式

旁路工作方法有两类,一类能智能修复到常态工作形式;另一类需人工干预才能回到常态工作形式。在逆变器过载延时时间到、逆变器受大负载冲击等状况下,体系智能无间断切换到静态旁路电源向负载供电。在逆变器修复常态后,体系智能修复常态供电方法。

当客户关机,或主路市电掉电(或不常态)且电池储能耗尽,或产生严重故障等状况下,逆变器关闭,体系会停顿在旁路工作形式。今后若需修复到常态工作形式,则须要客户从新开机,如图:


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在线式UPS修理工作形式

须要对UPS电源及电池等进行广泛修理或设施故障需修理时,能够通过闭合养护开关Q3BP,将负载转向修理旁路直接供电,以实行对UPS不断电养护。修理须要断开UPS内部的主路、旁路填写电源和电池填写开关并且流出开关,实行UPS内部不带电而对负载仍旧供养供电的修理工作形式,如图:


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UPS高牢靠性供电计划

计划一:主从机串联“热备份”计划

应用范畴:中小功率机型

好处:价钱廉价,装载方法简洁牢靠。

毛病:从机电池寿命变短。对单机抗阶跃负载本领需要高。没有扩容本领。


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计划二:直接并机型冗余供电

应用范畴:大功率机型。

好处:多台UPS平均摊派负载、牢靠性高。

毛病:操控电路高难。本钱高。

形态较多:直接并机(N+1)、并机柜方法(并机旁路柜)、导航型方法、热同步方法。


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计划二:直接并机型冗余供电

并联的目标:

1、能够构成较大容量的交流电源体系;

2、能够构成冗余体系以提升体系的牢靠性;

3、能够矫捷配置体系的容量,便于扩容,并减低客户的初始出资;

4、体系拥有较好的可养护性。

并联的根本前提:除并机体系各单机必需满足机型和容量相近,软件和设备版本需一致外,还需满足下列前提:电压幅值相等流出滤波器属性一致电压频率一致操控体系安稳电压相位一致均流一致

计划三:双母线供电


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UPS选型

UPS品牌首要有:台达(中达);梅兰日兰;艾默生;APC;爱克赛;山特(中小功率);科士达。

UPS容量确实定:统计本期负载的功耗;结合成长计划,确认中远期的总功耗;参考部分安全余量;确认扩容计划。


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1.首先获取负载的总功耗,并统一单位到KW,可通过查找设施铭牌或规格书获取其功耗数据;

额定电流I: W=I*220*0.8;

额定功率W:直接应用;

视在功率VA:W=VA*0.8;

2. 将须要供电的一切负载功耗相加,获取总功耗P;

3. 服务器等属电容性负载,功率系数取0.8,S=P/0.8;

4. 依据GB50174标准需要: UPS根本容量(E)≥1.2x设施计算负荷(S);

5.依据E寻找最挨近,且额定容量大于E的UPS类型。

UPS容量计算:

比如:机房内有服务器机柜20架,每架服务器机柜内装载5台服务器,每台服务器400W, Cos?取值为0.9。

P=400*5*20/1000=40KW;

S=P/Cos?=40/0.9=44.4KVA;

E≥1.2S=1.2*44.4=53.3KVA。

蓄电池品牌首要有:哈尔滨光宇;广东汤浅;江苏双登;绍兴灯塔;杭州南都;德国阳光;沈阳松下。

电池组配置

电池后备时间:首要取决于市电供给状况,油机发电机组的配置,养护呼应时间。


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蓄电池容量(AH) 的定论:蓄电池容量(AH)是指在规范场景热度下(25℃),电池在给定期间指点终结电压时(1.80v),可供应的恒定电流A与连续放电时间H的乘积(I*T)。

蓄电池容量(AH) 的计算方法:1、恒流法;2、电源法。

恒流法:C=P×T/(Vf×η×K)

C —蓄电池容量,Ah; E —UPS容量;

PF —UPS流出功率因数;P —负载功率,P=E×PF

Vf —UPS额定直流电压;η—UPS逆变效益;

K—电池放电系数;T—放电小时数。

当电池备用时间为30分钟, K=0.45,当电池备用时间为1小时,K=0.55;

当电池备用时间为2小时,K=0.64,池备用时间为3小时,K=0.75;

当电池备用时间为4小时,K=0.79 ,当电池备用时间为5小时,K=0.83;

当电池备用时间为6小时,K=0.88 ,当电池备用时间为8小时,K=0.94。

恒流法-蓄电池容量计算:

1台80KVA UPS 后备时间30min,选用DCF126-12系列电池.计算电池容量?

台达NT80KVA UPS,直流电压为348V电池组选用29只12V电池,故N=29,n=6, UPS的功率因数Pf=0.8,逆变器转换效益η=0.95。

C=P×T/(Vf×η×K)=(80*1000*0.8*0.5)/(348* 0.95 * 0.45)=215AH

即选取12v120ah电池2组,便可满足应用。

电池组配置

电源法(通信领域规范YD/T5040);第一步计算出电池放电电流:I= E×PF/(η×U)

I —电池放电电流,A;E —UPS容量;

PF —UPS流出功率因数;U —电池组工作电压;

η—UPS逆变效益。

第二步将放电电流代入容量公式:


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电源法-蓄电池容量计算

1台80KVA UPS 后备时间30min,选用DCF126-12系列电池.计算电池容量?

台达NT80KVA UPS,直流电压为348V电池组选用29只12V电池,故N=29,n=6, UPS的功率因数Pf=0.8,逆变器转换效益η=0.95。

I= E×PF/(η×U) =(80*1000*0.8)/(0.95 * 348)=193.6A

C= KIT/η[1+α(t-25)] =(1.25*193.6*0.5)/0.45[1+0.01(5-25)]=336AH

即选取12v120ah电池3组,便可满足应用。

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