大型数据中心电气设计方案.doc

某大型数据中心电气设计

某大型数据中心位于北京市东城区，主要为UPS及电池间、IT机房及辅助办公间、卫星通信机房等区域。总体面积约4500平方米
(1) UPS及电池间:位于大楼地下二层东北角，面积404平方米，UPS配电间层高4.3米,净高3.6米,无吊顶，活动地板高度0.7米；UPS电池间层高4.3米,净高4.3米,无吊顶无地板。主要有UPS配电间、UPS电池间。
功能：主要放置UPS配电系统包括UPS不间断电源、配电柜、公共旁路柜、有源滤波器、隔离变压器柜及UPS电池等。
(2) IT机房：位于大楼四层东配楼及主楼东半部分，面积4163平方米，机房区域层高4.1米，净高2.7米,活动地板高度0.45米;辅助功能用房层高3.65米,净高2.70米。主要有数据机房、屏蔽机房、网络机房、卫星机房、总控机房等。
功能：主要放置各应用系统的服务器、网络安全设备、数据备份系统、网管服务器和将来数据中心的专用计算机系统服务器，各部门专用服务器等，全部服务核心交换机、网管设备、小型机等。
(3)卫星通信机房:位于大楼顶层东楼机房层，面积22平方米，层高3.65米,净高2.7米,活动地板高度0.45米。
功能：主要是放置卫星通讯接收、输出设备等。
一：配电系统
1.1负荷分类及容量
1.1.1 本工程负荷等级为：
一级特别重要负荷：
四层IT机房、顶层卫星通信机房及布线间UPS电源；地下二层UPS主机房及电池间空调、照明及插座电源；四层IT机房机房区照明及插座电源；弱电系统电源；气体灭火系统电源。
一级负荷：
四层IT机房及卫星通信机房空调电源；四层IT机房辅助区照明及插座电源。
1.1.2 各类负荷容量：

一级特别重要负荷：
四层IT机房UPS负荷（含顶层卫星通信机房、布线间网络机柜）： 有功983.33kW；无功388.63kvar；
地下二层UPS主机房及电池间空调、照明及插座负荷： 有功86.72kW；无功65.04kvar；
四层IT机房机房区照明及插座负荷： 有功44.3kW；无功26.98kvar；
一级负荷：
四层IT机房及机房层卫星通信机房空调负荷：有功343.68kW、无功257.76kvar；
四层IT机房辅助办公区照明、插座、空调负荷：有功104.96kW、无功93.96kvar；
三级负荷：
三级负荷：有功16.16kW、无功12.12kvar；
1.2 供电电源及分界点：
1.2.1 供电电源：
本机房工程电源均为220/380V，除气体灭火系统电源就近引自大楼各层的应急照明电源，五层通信机房辅助区照明及插座电源引自大楼五层照明总箱、二十七层卫星通信机房照明就近引自大楼应急照明外，其余电源均直接引自大楼地下一层2#变配电室的低压配电柜，由大楼变配电室的两段不同母线引来两路独立电源供电。
地下二层配电室的平面布局如下图所示：

按照设计书要求，UPS主系统采用并机双总线供电方式。
配电网络图见下图：

根据IT机房的重要性，计算机配电系统的可用性需达到99.99%以上，这表明必须提供两个独立的并可完全担负整个机房负载的供电系统。
设计选用最安全可靠的两套（2+1）的400kVA UPS并机双母线冗余供电系统 （即A路UPS系统和B路UPS系统），实际负载控制在800KVA以内。公共旁路采用1200KVA，为将来的扩容做好准备。 图中第4台UPS是将来可能安装的，目前没有。2套UPS系统之间配置同步控制器，从而保证了2个系统时刻处于同步状态，这对于下游的STS在需要时缩短切换时间是有利
的， UPS后备电池选用2V免维护密封铅酸蓄电池，每台UPS配2组800AH的电池，每套UPS系统保证的后备时间为120分钟。
为防止计算机系统负载产生的谐波对上级电网的干扰，每台UPS均配置THM有源谐波滤波器，UPS并联静态旁路前端加装隔离变压器，当UPS转旁路时，可消除市电对负载谐波干扰及降低零地电压。
A路UPS和B路UPS分别并联输出后，经附楼南、北两个强电竖井，分别送至四层IT机房，再通过各输出配电柜馈出至数据机房、网络机房、服务器机房、卫星机房等的强电列头柜（PDU），以确保向机房计算机设备提供双路不同的UPS电源。对于总控机房、卫星机房、中心配线间、弱电系统等单电源输入的设备，为确保其供电系统的连续性，配置了STS静态转换开关，STS的主要作用是在一路输入电源发生故障或需要检修、测试时，可实现从一路电源到另一路电源之间真正的不间断转换（<5ms）。
根据屏蔽机房的重要性，在UPS输出系统中增设了二级UPS系统，采用两台100kVA的UPS单机运行方式为屏蔽机房提供两路独立的UPS电源，UPS后备电池选用12V免维护密封铅酸电池，每台UPS配1组50AH的电池，每台UPS后备电池时间为15分钟。从而保证即使在上级UPS全部故障的情况下，技术人员仍有时间对屏蔽机房的设备进行数据存盘等处理。
1.2.2 卫星通信机房设备配电系统
在顶层卫星通信机房设STS静态切换开关，STS的输入电源分别引自四层A路和B路UPS输出电源，以保证单电源通信设备供电的连续性。
1.2.3 布线间网络交换机配电系统
为保证大楼计算机网络的连续运行，主楼的两个布线间和附楼的弱电井内的网络交换机电源引自四层UPS系统输出配电柜。在主楼两个布线间的四层和附楼强电井的四层分别设置总配电箱，在各层设末端配电箱，配电系统采用放射和树干式相结合的配电方式。
2 其他电力配电系统
2. 1 地下二层UPS主机房及电池间的精密空调机组及新风机电源、照明、插座引自大楼两路独立空调、照明电源，经带旁路--隔离的PC级ATS自动转换后，分别给空调机组、新风机和照明、插座配电。

四层IT机房设有机房专用精密空调，机房辅助办公区采用多联机空调系统。电源引自大楼两路独立空调电源，经带旁路--隔离的PC级ATS自动转换后给空调机组和新风机配电。其中四层精密空调的电源同时由UPS电源作为后备，以确保空调总电源故障时，机房内的温度不会上升太快，并保持在一定范围内。机房辅助区多联机室外机设在附楼十一层屋顶平面，在屋顶平面设配电箱，电源引自四层空调总配电柜。
四层IT机房的机房区和辅助区照明、插座电源分别引自大楼两路独立照明电源。
2.2 配电系统采用220/380V放射式与树干式相结合的方式，对于空调机组较大的负荷或重要负荷采用放射式供电；对于照明及一般负荷采用树干式与放射式相结合的供电方式。
2.3 一级负荷（含特别重要符合）：采用双电源供电并在末端互投。
三级负荷：采用单电源供电。
2.4 每台精密空调机旁均设有负荷开关，以方便检修和就地紧急断电。
二、 照明系统：
2.1 光源：一般场所选用荧光灯，特殊场所选用节能灯和卤素灯作为局部照明。光源显色指数Ra≥85，色温应在2500K~5000K之间。
2.2 照度要求：主机房和办公区的照度不小于500lx，设备用房的照度不小于200lx。
2.3 照明、插座分别由不同的支路供电，照明为单相三线， 除应急照明配电箱出线须采用WDZN-BYJF-750V-3x2.5 mm2低烟无卤辐照耐火型导线外，其他均为WDZC-BYJ(F)-500V-3x2。5 mm2低烟无卤辐照阻燃型导线；插座为单相三线，除应急照明配电箱出线采用WDZN-BYJF-500V-3x2.5mm2外，其他均为WDZC-BYJ(F)-500V-3x2.5 mm2。
2.4 除UPS电源插座外，其余插座回路均设漏电断路器保护。漏电断路器动作电流不大于30mA，动作时间不大于0.1s。
2.5 灯具均采用一类及以上类型。
2.6 灯具的可接近裸露导体必须接地（PE）可靠，并应有专用接地螺栓，且有标识。

2.7 应急照明
2.7.1 机房的应急照明按正常照明的15%~20%设置；UPS主机房及电池间的应急照明按正常照明的50%设置；疏散走廊的照明100%为应急照明；配电室、空调机房、钢瓶间的照明100%为应急照明。
2.7.2 在大空间用房、走廊、主要出入口等场所设置疏散照明。
2.7.3 四层应急照明采用双电源末端互投+区域集中蓄电池式的应急照明系统供电，其他层采用双电源末端互投+灯具自带蓄电池式的供电方式。双电源转换时间不大于5s。应急照明持续供电时间应大于90分钟。安全出口标志灯、疏散指示灯采用10mm厚电致发光板型。
2.7.4 应急照明平时采用就地控制或由智能控制系统统一管理，火灾时由消防控制室发出报警信号，由配电箱内智能控制系统设备控制电亮全部或部分应急照明灯。
2.8 有吊顶的场所，选用嵌入式格栅荧光灯，无吊顶场所选用控照式荧光灯，链吊式或管吊式安装，底边距地2.7m。
2.9 荧光灯灯管为三基色节能型T8灯管，光通量为3000lm以上，电子式镇流器采用L级。
2.10 四层IT机房区采用智能控制系统。
2.10.1 公共休息区、走廊采用定时控制及移动感应相结合的方式，非办公期间保证只有极少数的灯光常亮，保持基本照度；上下班高峰期间可打开全部的照明，下班时间自动关闭大部分的灯光，只保持基本照度，同时开启移动感应器。
2.10.2 办公区智能照明控制系统进行照明和空调控制，可以很灵活实现单回路控制，组合回路控制，分区控制等。工作人员可以利用安装在现场的面板，也可在总控机房控制整个办公区的照明和空调系统。在办公区配置存在探测器，系统自动地做到：人在，灯、空调开，人离，灯、空调关。
2.10.3 系统可在总控机房控制、监视每个照明或空调回路，便于有效地进行节能管理。
三、 防雷、接地系统
3.1 防雷过电压保护：在变配电室低压母线上装一级电涌保护器（SPD），
UPS输入配电柜、UPS输出总柜、空调照明配电总柜装二级电涌保护器，UPS列头分配电柜、各照明配电分箱及布线间配电箱内装三级电涌保护器。
3.2 计算机系统接地有五种，即：安全保护地、防静电接地、交流工作地（零线接地）、直流逻辑地及防雷接地五种。本设计为联合等电位接地方式。
3.2.1联合等电位接地
从大楼联合接地体引专用接地线至机房区域，机房内分别设局部等电位端子箱LEB。
在机房活动地板下采用50x0.5mm铜箔布成等电位基准接地网格，网格间距0.6米x0.6米，并用干线引至等电位箱接地端子。铜箔之间采用火泥熔接技术，计算机设备直流逻辑地用软铜线以最短的长度与铜箔火泥熔接，同时地板支腿也用软铜线以最短的长度与铜箔火泥熔接进行静电接地。沿机房四周设置均压等电位带即30*3mm 铜带在活动地板下成环状，金属吊顶板、金属龙骨、金属壁板、不锈钢玻璃隔墙的金属框架等也用导线与其连接，接入等电位箱。并且每一连续金属框架的支线连接点不少于两处。
3.2.2.UPS输出系统交流工作接地(N线接地）
由大楼联合接地体引专用接地线至地下二层UPS主机房内的隔离变压器输出端，以保证UPS输出电源零地电压稳定在一个比较低的水平，有效地抑制了零点漂移，即使大楼动力零线出现故障（如断裂）也不会使负载受到因零点漂移导致某相电压过高而受到损害的威胁。

（机房接地平面图）

四、 选用国家建筑标准设计图集
99D303-2《常用风机控制电路》；
01D303-3《常用水泵控制电路》；
D501-1~4《防雷及接地安装》；
02D501-2《等电位联结安装》；
04DX101-1《建筑电气常用数据》