数据中心供配电系统应用白皮书1[1]

数据中心供配电系统应用白皮书

一引言

任何现代化的IT设备都离不开电源系统，数据中心供配电系统是为机房内所有需要动力电源的设备提供稳定、可靠的动力电源支持的系统。供配电系统于整个数据中心系统来说有如人体的心脏-血液系统。

1.1编制范围

考虑到数据中心供配电系统内容的复杂性和多样性以及叙述的方便，本白皮书所阐述的“数据中心供配电系统”是从电源线路进用户起经过高/低压供配电设备到负载止的整个电路系统，将主要包括：高压变配电系统、柴油发电机系统、自动转换开关系统（ATSE，Automatic Transfer Switching Equipment）、输入低压配电系统、不间断电源系统（UPS，Uninterruptible Power System）系统、UPS列头配电系统和机架配电系统、电气照明、防雷及接地系统。如下图：

图1 数据中心供配电系统示意方框图

高压变配电系统：主要是将市电（6kV/10kV/35kV，3相）市电通过该变压器转换成（380V/400V，3相），供后级低压设备用电。

柴油发电机系统：主要是作为后备电源，一旦市电失电，迅速启动为后级低压设备提供备用电源。

自动转换开关系统：主要是自动完成市电与市电或者市电与柴油发电机之间的备用切换。

输入低压配电系统：主要作用是电能分配，将前级的电能按照要求、标准与规范分配给各种类型的用电设备，如UPS、空调、照明设备等。

UPS系统：主要作用是电能净化、电能后备，为IT负载提供纯净、可靠的用电保护。

UPS输出列头配电系统：主要作用是UPS输出电能分配，将电能按照要求与标准分配给各种类型的IT设备。

机架配电系统：主要作用是机架内的电能分配。

此外，数据中心的供配电系统负责为空调系统、照明系统及其他系统提供电能的分配与

输入，从而保证数据中心正常运营。

电气照明：包括一般要求，照明方案、光源及灯具选择。

防雷及接地系统：包括数据中心防雷与接地的一般要求与具体措施。

1.2编制依据

《电子信息系统机房设计规范》GB 50174—2008

《电子信息机房施工及检验规范》GB50462—2008

1.3编制原则

1．具有适应性、覆盖性、全面性的特征。

适应性——适应当前和未来一段时期数据中心的技术发展状况以及未来新技术、新产品的发展，有关数据和资料与新设备、新材料、新技术、新工艺的发展水平相适应；符合现行的国家标准、行业标准或规定。

覆盖性——应覆盖国内各种数据中心的供配电工程设计、施工和检验，纳入成熟的、经过验证的应用方案、方法及设备等。

全面性——内容、体系完整。

2．定位于工程设计，具有实施的工程化特征。侧重工程设计方法和原则、系统构成、重要技术方案的确定、参数计算和确定、设备选型与布置、投资控制及维护机构等方面的内容。同时避免内容冗杂，通过分类提供相关标准、规范、参考资料的索引，提供深入学习和研究的途径。

1.4 编制目的

本白皮书总结最新的数据中心供配电系统的设计/应用理论、方法和实践经验，基于国内、国际最新的数据中心供配电系统建设标准，为中国数据中心供配电系统规划设计提供全新的理论架构、设计逻辑和方法、评估模型与实践，希望能为中国数据中心供配电系统的建设有所裨益。

1.5 适用范围

本书供数据中心建设运营方（包括金融、通信、政府、企业、军队、公共设施、社会机构等）、各设计院工程技术人员、系统集/智能建筑/IT等行业技术人员参考。也可作为高校与研究院所的参考用书。

1.6 应遵循的法规、标准、规定

本白皮书依据国家相关法律、法规以及设计标准与行业规范为基础，结合数据中心建设、

运行、维护中的实际情况，经过多位行业专家的共同努力编制。主要参考的相法规、规范、标准有：

1.6.1 应遵循的法律、法规

《中华人民共和国电力法》

《中华人民共和国建筑法》

《中华人民共和国节约能源法》

《中华人民共和国可再生能源法》

《中华人民共和国环境保护法》

《中华人民共和国计量法实施细则》

1.6.2 应遵循的标准、规范

《电子计算机场地通用规范》GB 2887—20000

《供配电系统设计规范》GB 50052—2009

《10kV及以下变电所设计规范》GB 50053—94

《低压配电设计规范》GB 50054—95

《3～110kV高压配电装置设计规范》GB 50060—2008

《民用建筑电气设计规范》JGJ/T16—2008

《标准电压》GB/T 156—2007

《电能质量供电电压偏差》GB/T 12325—2008

《建筑物防雷设计规范》GB 50057—2000

《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB 50343—2004

《电子计算机场地通用规范》GB/T 2887—2000

《民用建筑电气设计规范》JGJ/T 16—2008

《绿色建筑评价标准》GB/T 50378—2006

《智能建筑设计标准》GB/T 50314—2006

《电力工程电缆设计规范》GB 50217—2007

《建筑照明设计标准》GB 50034—2004

《建筑设计防火规范》GB 50016—2006

《高层民用建筑设计防火规范》GB 50045—2005

2.0.1 数据中心 DataCenter

数据中心通常是指在一个物理空间内实现信息的集中处理、存储、传输、交换、管理，而计算机设备、服务器设备、网络设备、存储设备等通常认为是网络核心机房的关键设备。关键设备运行所需要的环境因素，如供电系统、制冷系统、机柜系统、消防系统、监控系统等通常被认为是关键物理基础设施。

2.0.2 主机房 computer room

主要用于电子信息处理、存储、交换和传输设备的安装和运行的建筑空间。包括服务器机房、网络机房、存储机房等功能区域。

2.0.3 辅助区 auxiliary room

用于电子信息设备和软件的安装、调试、维护、运行监控和管理的场所，包括进线间、测试机房、监控中心、备件库、打印室、维修室等区域。

2.0.4 支持区 support area

支持并保障完成信息处理过程和必要的技术作业的场所，包括变配电室、柴油发电机房、UPS 室、电池室、空调机房、动力站房、消防设施用房、消防和安防控制室等。

2.0.5 行政管理区 administrative area

用于日常行政管理及客户对托管设备进行管理的场所，包括工作人员办公室、门厅、值班室、盥洗室、更衣间和用户工作室等。

2.0.6 冗余 Redundancy

冗余是重复配置系统的一些部件，当系统中某些部件发生故障时，冗余配置的部件介入并承担故障部件的工作，由此减少系统的故障时间。

2.0.7 N-基本需求 Base requirement

系统满足基本需求，没有冗余。

2.0.8 N+X 冗余N+X redundancy

系统满足基本需求外，增加了X个单元、X个模块、X个路径或X个系统。任何X 个单元、模块或路径的故障或维护不会导致系统运行中断。(X=1～N)

2.0.9 容错 Fault tolerant

容错系统是具有两套或两套以上相同配置的系统，在同一时刻，至少有两套系统在工作，每套系统是(N+M,M=O～N)结构。按容错系统配置的场地设备，至少能经受住一次严重的突发设备故障或人为操作失误事件而不影响系统的运行。

2.0.10 保护性接地 Protective earthing

以保护人身和设备安全为目的的接地。

2.0.11 功能性接地 Functional earthing

用于保证设备（系统）正常运行，正确地实现设备（系统）功能的接地。

3.1 一般要求

数据中心业务对的供配电系统的总体要求概括起来主要是：连续、稳定、平衡、分类。

（1）连续就是指电网不间断供电。但瞬时断电的情况时有发生，断电是否会影响IT设备的正常运行，可参照ITIC-1100（ITIC, Information Technology Industries Council）的曲线。在数据中心的供配电系统中，合适的UPS型号与组网方式保证数据中心面对毫秒级至分钟的市电异常时不会有任何中断，对于大时间尺度（如小时级，天级）的市电异常，则需要备用市电系统或者柴油发电机系统的保护。

下图中深灰色的区域为高压可能损坏设备的区域，而浅灰色的区域为低压导致设备不能正常工作但不会损坏设备的区域，只有白色的区域才是设备正常工作的区域。

图2ITIC-1100曲线

（2）稳定所谓稳定主要指电网电压频率稳定，波形失真小，如下表：

表1GB 50174—2008对于电网稳定性的要求

要求供电电源的质量稳定的原因是为了保证数据和设备的安全。上表中各项稳态指标的提出就实质上意味着数据中心机房必须配置UPS，因为市电电网无法长时间处于上述指标之

内，只有UPS的输出才会如此稳定。

（3）平衡主要是指三相电源平衡，即相角平衡、电压平衡和电流平衡。要求负载在三相之间分配平衡，主要是为了保护供电设备（如UPS）和负载。

（4）分类所谓分类就是对IT设备及外围辅助设备按照重要性分开处理供配电。分类的实质源于各负荷可靠性要求的不一致。为不同可靠性要求的负荷配置不同的供配电系统，能够在保证安全的前提之下有效地节约成本。

3.2 负荷分级

按照《电子信息系统机房设计规范》GB 50174—2008的要求，电子信息系统机房用电负荷等级及供电要求应根据机房的等级，按现行国家标准《供配电系统设计规范》GB50052 及GB 50174—2008附录A 的要求执行。

GB 50052—95将工业企业电力负荷分为如下三级：一级负荷，二级负荷与三级负荷。

数据中心的类型，仍应与工业企业负荷分级相一致。主要取决于其工作性质。

针对计算机系统的工作性质及对供电可靠性的要求，严格区分其负荷性质，是十分必要的。对于那些不允许停电的计算机系统，即使供电属于二、三级的用户，也需要建立不停电供电系统或相应提高供电等级。

GB 50174—2008关于负荷分级条文说明如下：

A级电子信息系统机房的供电电源应按一级负荷中特别重要的负荷考虑，除应由两个电源供电(一个电源发生故障时，另一个电源不应同时受到损坏)外，还应配置柴油发电机作为备用电源。B级电子信息系统机房的供电电源按一级负荷考虑，当不能满足两个电源供电时，应配置备用柴油发电机系统。C级电子信息系统机房的供电电源应按二级负荷考虑。

3.3 电能质量要求

按照《电子信息系统机房设计规范》GB 50174—2008的要求，电子信息设备供电电源质量应根据电子信息系统机房的等级，按GB 50174—2008附录A 的要求执行。

同时，GB50174-2008第8·1·7条规定“电子信息设备应由不间断电源系统供电”，因此UPS电源的输出质量决定了电子信息设备的供电电源质量，本规范采纳了现行行业标准《通信用不间断电源一UPS》YD/Tl095一2008中有关电源质量的指标。

表2 在线式UPS电气性能要求（数据来源：YD/T 1095—2008通信用不间断电源—UPS）

序号指标项目

技术要求

备注

ⅠⅡⅢ

1 输入电压可变范围165V-275V176V-264V187V-242V 相电压285V-475V304V-456V323V-418V 线电压

2 输入功率因数≥0.95 ≥0.90 —

3 输入电流谐波成份 <5% <15% —规定3～39次THDA

4 输入频率 50Hz±4%

5 频率跟踪范围 50Hz±4%可调

6 频率跟踪速率（0.5-2）Hz/s

7 输出电压稳压精度±1% ±2% ±3%

8 输出频率（50±0.5）Hz 电池逆变工作方式

9 输出波形失真度≤2% ≤3% ≤5% 组性负载≤4% ≤6% ≤8% 非线性负载

10 输出电压不平衡度≤5%

11 动态电压瞬变范围±5%

12 瞬变响应恢复时间≤20ms ≤40ms ≤60ms 电池逆变工作方式

13 输出电压相位偏差≤2°

14 市电电池切换时间 0ms

15 旁路逆变切换时间<1ms <2ms <4ms

＞3kV A <1ms <4ms <8ms

≤3kV A

16 电源效率≤10kV A ≥82% ＞10kV A ≥90% 额定输出功率≥60KV A ≥88% 50%输出功率

17 输出有功功率≥额定容量×0.7KW/KV A

18 输出电流峰值系数≥3

19 过载能力（125%） 10min 1min 30s

20 音频噪声 <55dB（A）<60dB（A）<70dB（A）

21 并机负载电流不均衡度≤5% 对有并机功能的UPS

四数据中心用电设备电源系统概述

建设合理的数据中心供配电系统必须先详细了解供配电系统的服务对象—数据中心IT 设备及其电源系统。数据中心的IT设备主要是服务器、路由器、网络交换机、存储器等等，但主要的耗电设备是服务器（Server）。因此，了解服务器及其电源系统的特点对合理设计、管理数据中心具有十分重要的意义。

4.1 服务器电源系统标准简介

服务器电源按照标准可以分为ATX（Advanced Technology Extended）电源和SSI（Server System Infrastructure）电源两种。ATX标准使用较为普遍，主要用于台式机、工作站和低端服务器；而SSI标准是随着服务器技术的发展而产生的，适用于各种档次的服务器。

1. 强制性标准（电源必须满足的标准）

电气安全方面：《信息技术设备（包括电气事务设备）的安全》GB 4943—2001（等同IEC 950），产品不仅要符合该标准的要求，而且还必须能够获得权威机构的认可才能够进行生产和销售，也就是通常所说的安全认证。

电磁兼容方面：《信息技术设备的无线电骚扰限值和测量方法》GB 9254—1998（等同CISPR 22:1997）。该标准主要对产品产生的传导干扰和辐射干扰提出了限制。其目的就是要求产品在使用时，不能干扰其他设备的正常运行。

谐波电流方面：《低压电气及电子设备发出的谐波电流限值（设备每相输入电流≤16A）》GB 17625.1-1998（等同IEC 61000-3-2:1995）。该标准是针对产品对电网造成的影响而制定的。

国内目前需要对电源产品进行3C（China Compulsory Certificate）强制认证。

国际上遵循的标准主要为UL60950-1；FCC Class B Part 15；EN55022/CISPR*；

EN55024；EN 61000-4-2；ANSI C62.41； ANSI C62.45；ANSI C63.4；AB13-94-146；EMKO-TSE（74-SEC）207/94等。

2. 非强制性的标准（推荐标准）

电磁兼容方面：《信息技术设备抗扰度限值和测量方法》GB/T 17618—1998（等同CISPR 24:1997），该标准与《信息技术设备的无线电骚扰限值和测量方法》GB 9254—2001其实是产品电磁兼容性的两个方面，GB 9254着眼于产品发出的干扰，而GB 17618则是产品应具备的抗干扰能力，只有同时满足这两方面的要求才算完善的产品，才能保证不同的设备同时使用时不会互相影响。

综合性：《微小型计算机系统设备用开关电源通用规范》GB/T 14714-2008是我国专门针对计算机电源产品编写的一份国家的标准，它的内容涉及产品的技术要求、实验方法、检验规则、标志、包装、运输、储存等等内容。

3. 企业标准（Intel关于服务器电源相关设计文件）

Intel 关于PC和服务器电源相关设计文件是目前PC和服务器电源领域重要的产品设计

参考。相关文件从外形结构、接口定义到各个输入输出参数的定义和设定，几乎涵盖电源所有特性。

1）ATX标准

Intel在1997年推出了ATX电源规范。ATX标准的电源与以往电源相比，在可控性、可管理性以及散热、机箱布局等方面做了很多改进。

ATX电源是目前PC和服务器中普遍使用的标准电源，包括单电源、冗余电源两种规格。单电源系统功率在145～400W之间，最多可以提供对双处理器系统的支持。这种电源主要使用在PC和低档服务器上，而在高档服务器中为了满足供电需求，大多采用冗余电源系统，即冗余热插拔电源，可以在线更换。在服务器系统中应用冗余电源，可以大大提高整个服务器系统的可靠性和可用性。这种电源的功率一般在每模块175W以上，有1+1、2+1、3+1等多种规格。

2）SSI电源规范

就电源而言，随着IA服务器市场的不断扩大，IA服务器的应用领域也更宽，应用环境也更复杂。于是，对IA服务器电源系统的负载能力、安全性、扩展性和通用性等方面提出了更高的要求。为此，Intel联合一些主要的IA架构服务器生产商推出了新型服务器电源规范--SSI规范。SSI规范的推出是为了规范服务器电源技术，降低开发成本，延长服务器的使用寿命而制定的，主要包括服务器电源（Power Supply）规格、背板系统（Electronic Bays）规格、服务器机箱系统规格和散热系统规格。

4.2 服务器电源对于数据中心供配电系统设计的基础意义

服务器电源是整个数据中心供配电系统建设的出发点和归宿点，了解服务器电源的相关外特性对于数据中心的供配电系统建设具有基础的意义。充分了解服务器电源的容量、冗余方式、制冷要求和能效设计等主要指标对于数据中心供配电系统的设计是完全必要的。

1. 服务器电源容量

考察业界某知名厂商的一款电源的铭牌：

图3 业界某知名厂商的一款电源的铭牌

此处需要特别强调的是：INPUT（输入）中220V是服务器电源额定输入电压而4A 指的是最大额定输入电流能力，表征电源在最低输入工作电压时的最大输入电流能力，因此，直接用输入额定电压×输入额定最大电流来表征额定输入功率是是不正确的。

OUTPUT（输出） 250W MAX，这个参数才是该服务器电源最大输出功率，这个参数

通常只有在服务器电源铭牌上才能看到，因此这个参数也被称为铭牌功率（Nameplate Rating），这个参数对设计才具有确实的意义。

负载的容量并不直接等同于服务器电源的最大输出功率。

图4 服务器电源容量与效率曲线

上图右平面从右至左有三根垂直的直线，对应服务器的三种工况：

铭牌功率：指的是服务器电源铭牌功率。

最大工况设置：指的是服务器系统工作在最大用电负荷时耗电功率。

CPU 100%利用率典型工况：CPU工作在100%利用率时耗电功率。

从图中可以注意到服务器最大的功率消耗是铭牌额定值的80%，这是因为服务器厂家在选择电源时也宽放了大致20%的裕量。而CPU 100%利用率典型工况是铭牌额定值的67%。事实上服务器正常工作时的能耗还小于该值。

因此，在具体的设计工作中，这种裕量和工况差异也建议数据中心设计者纳入考虑。

2. 服务器电源冗余

服务器设备中广泛使用两个或两个以上的电源同时供电，这种多电源供电技术的名称为“冗余电源（Redundant Power supply）”。

1）冗余电源的系统结构

冗余电源系统采用输入总线、负载总线和共享总线的“三总线”的电路结构，如图10-9。电源1、电源2 … 电源n为热插拔电源模块，它们以并联方式相连接，C1、C2 … Cn为各电源模块的控制模块，S1、S2 … Sn为受控调节器，SENSE1、SENSE2 … SENSEn为电源检测信号，FB为负载电压反馈信号。

系统正常工作时，控制模块通过调整电源1-n的工作参数，使系统均衡地使用每个电源模块——每个电源模块向系统提供相同的电流，这种工作模式称为“电流共享”；或者控制受控调节器使得某一个/组电源工作，其余个/组电源备份。

冗余电源系统中的每个供电模块均可以热插拔，一旦某个供电模块损坏，就能在不停电情况下完成维修工作，而丝毫不影响系统的正常工作。热插拔（hot-swapping）是指将模块、板卡或电源等设备带电“接入”或“移出”正在工作的机器。

图5 服务器冗余电源系统结构图

2）冗余电源的对于前端供配电系统的要求

服务器冗余电源系统最终都可以归结到双电源系统上。服务器冗余电源（双电源系统）设计为提高服务器本身供电的可靠性提供了可靠的物质基础。如果双电源服务器的每一路电源都能够通过独立的供电路由找独立的能量源取电，就能够获得最高的可靠性。所以关键点是供电路由独立和能量源独立。

UPS系统（服务器的能量源），其传统供电方案，如单机/串联热备份/N+1直接并机等都不能做到能量源相互独立，与之相配套的供电路由也相应的无法独立，也就是说每个环节都存在着明显的单点故障，因此无法和服务器的双电源结构进行匹配。所以，2N/2（N+1）的供电结构正是基于服务器冗余电源结构而兴起的供电解决方案。

图62N供电结构示意图

3. 服务器电源能效

计算机/服务器电源的能效一直是近几年来业界最为人关注的主题之一，业界关于计算机/服务器的能效也取得了很多成果。

“能源之星”针对计算机电源的要求也在不断升级。“能源之星”4.0版规范的自2007年7月20日开始生效，要求台式机在待机和休眠模式下的功率消耗分别不超过2.0 W和4.0 W，且对空闲（Idle）状态下的功率消耗也作出了规定（A类≤50.0 W；B类≤65.0 W；C类≤95.0 W）；而在20%、50%和100%负载条件下的效率最低达80%。此外，更新的5.0版规范第一阶段要求将于2009年7月1日开始生效，将要求使用内置电源的计算机在50%负载条件下工作效率最低达85%，而在20%和100%负载条件下最低效率达到82%。

业界还涌现了新的节能要求，如吸引了诸多知名计算机厂商参与的计算产业气候拯救行

动（CSCI）的要求，如下表所示。

表4CSCI提出的计算机电源最低能效要求实现时间表

表5Intel 针对服务器电源在2008年对电源的效率要求

项目电压（交流）100%负载 50%负载20%负载 10%负载EPS12V,EPS1U,

115V 82% 85% 82% 无EPS2U

230V 85% 89% 85% 77% ERP12V,ERP1U,

ERP2U

五数据中心高压配电系统

数据中心高压变配电系统是数据中心供配电系统联系市电供电网络和用户的中间环节，

它起着变换和分配电能的作用。从电压等级而言，该系统主要会涉及到35kV/10kV/6kV/3kV

等电压等级。

5.1 电压选择

1．标准电压

数据中心的高压变配电系统电压主要根据用电容量、用电设备特性、供电距离、供电线

路的回路数、当地公共电网现状及其发展现状等因素综合考虑决定。

根据国家标准《标准电压》GB/T 156—2007（该标准基本对应IEC60038：2002），我

国三相交流系统的标称电压、相关的设备最高电压如下表：

表6 系统标称电压和设备最高电压

系统标称电压（KV）设备最高电压（KV）

0.22/0.38

0.38/0.66

1/（1.14）

3（3.3） 3.6

6 7.2

10 12

20 24

35 40.5

注1：上述电压均为线电压。

注2：数据中心供电系统涉及的电压等级最高一般不超过35kV。

注3：GB/T 156-2007规定3-6kV不得用于公共配电系统。

2．送电能力

不同电压等级线路由于受制于线路种类和供电距离，其送电的能力也各不相同，如下表：

表7 各级电压线路送电能力（数据来源：《工业与民用配电设计手册》，第三版）

标称电压（kV）线路种类送电容量（MW供电距离（kM）

6 架空线 0.1-1.2 15—4

6 电缆 3 3以下

10 架空线 0.2-2 20—6

10 电缆 5 6以下

35 架空线 2-8 50—20

35 电缆 15 20以下

5.2 高压系统中性点运行方式

电力系统中性点接地是一个比较复杂的综合技术问题，它与系统的供电可靠性、人身安

全、设备安全、绝缘水平、过电压保护、继电保护和自动装置的配置及动作状态、系统稳定

及接地装置等问题有密切关系。电力系统的中性点系指电力系统三相交流发电机、变压器接成星形的公共点，而电力系统中性点与大地间的电气连接方式，称之为电力系统中性点接地方式。电力系统中性点接地方式是保证系统运行、系统安全、经济有效运行的基础。

电力系统中性点接地方式分为三种：中性点不接地、中性点经阻抗（电阻或消弧线圈）接地以及中性点直接接地等。前两种被称为非有效接地系统或小电流接地系统，后一种被称为有效接地系统或大电流接地系统。如何确定电力系统中性点接地方式应从供电可靠性、内过电压、对通信线路的干扰、继电保护以及确保人身安全诸方面综合考虑。

基本上，我国电力系统的中性点运行方式范围分布如下图：

图9 我国电力系统的中性点运行方式范围分布图

下面分别讨论三种方式的特点及应用。

1）中性点不接地的运行方式

中性点不接地的运行方式，即电力系统供电电源的中性点不与大地相连接。一般适用于3kV~63kV的电力系统。

图10 中性点不接地系统正常运行的电路图和相量图

正常运行时：U A＋U B＋U C＝0；I A＋I B＋I C＝0。三相电压对称，三相导线对地电容电流也是对称的，三相电容电流相量之和为零，这说明没有电容电流经过大地流动。

当电力系统发生单相接地故障时（图例为A相接地），如下图：

图11 单相接地时中性点不接地系统电路图和相量图

① 相电压：A 相接地时，对地电压为零。而B 相对地电压U B ′= U B –U A = U BA ，与此同时，C 相对地电压U C ′= U C –U A = U CA 。以上公式意味着B、C 对地电压由正常运行的相电压升高为线电压。所以电气绝缘应该按照线电压来考虑。

② 线电压：A 相接地时，线电压没有发生改变，因此三相用电设备不会受到影响。但不允许这种工况长期运行，如果再有一相发生短路形成大的短路电流是不允许的。一般地，单相接地的工况运行时间不超过2小时。

③ 系统接地电流：A 相接地时，系统接地电流为Ia=–（Ib ＋Ic ），从而

0.3333

3a C

c C c A C I X U X U I Ia ==′== 即单相接地时的接地电容电流为正常运行时的每相对地电容电流的3倍。一般地，如果接地电流在5A 以下，当电流经过零值时，电弧就会自然熄灭。如果接地电流大于5A~30A ，则有可能形成间歇性电弧；容易引起弧光接地过电压，其幅值可达（2.5~3）U ?，将危害整个电网的绝缘安全。

2）中性点经消弧线圈的运行方式

为了防止3-63kV 电网单相接地短路时在接地点产生断续电弧，引起过电压，因此在单相接地电容电流Ic 大于一定值（3-10kV 系统中Ic 大于30A ，20kV 及以上系统中时Ic 大于10A ）时，电力系统的电源中性点必须采用经消弧线圈接地的运行方式。

中性点经消弧线圈接地（谐振接地）是在系统中性点加一特殊电抗器接地的电力系统，消弧线圈是一具有铁芯的电感线圈，其阻值小，电抗很大。当发生单相接地故障时，可产生一个电感电流，此值与电容电流值相近，方向相反。因此可对电容电流进行补偿。如果消弧线圈选用合适，能使得接地电流小于最小生弧电流，那么电弧就不会产生，也不会产生谐振过电压。

图12 单相接地时中性点经消弧线圈接地系统电路图和相量图

非有效接地系统或小电流接地系统的优缺点可总结如下： 优点：

① 供电可靠性高。由于系统单相接地时，没有形成电源的短路回路，而是经过三相线路的对地电容形成的电流回路，回路中通过的电容电流较小，达不到继电保护装置的动作电流值，故障线路不跳闸，只发出接地报警信号。有关电力规程规定系统可带单相接地故障点运行2h ，在2h 内排除了故障就可以不停电，从而提高了供电可靠性。

② 单相接地时，不易造成或轻微造成人身和设备安全事故。 缺点：

① 因系统单相接地故障时，

非故障相对地电压升高到正常时的 倍，因此系统的绝缘水平应按线电压设计，由于电压等级较高的系统中绝缘费用在设备总价格中占有较大的比重，所以此种接地方式对电压较高的系统不适用。

② 单相接地时，易出现间歇性电弧引起的谐振过电压，幅值可达电源相电压的2.5～3倍，足以危及整个网络的绝缘。中性点经消弧线圈的运行方式可相对有效的解决该问题。

3）中性点直接接地的运行方式

中性点和大地有紧密联系的电力系统中，无论是中性点直接接地，还是经小电阻接地，均需满足系统的零序电抗（X 0）和正序电抗（X 1）的比值（X 0/X 1）≤3，零序电阻（r0）和正序电抗（X 1）的比值（r0/X 1）≤1的条件。

图13 单相接地时中性点经直接接地系统示意图

一般来说，该方式供电可靠性不如电力系统中性点不接地和经消弧线圈接地方式。为提高供电可靠性，在线路上广泛安装三相或单相自动重合闸装置。电气设备的绝缘水平只需按电力网的相电压考虑，可以降低工程造价。我国380/220V 系统中一般都采用中性点直接接地

3

方式，主要是从人身安全考虑问题。

该系统的优点是过电压水平和输变电设备所需的绝缘水平较低。这种系统的动态电压升高不超过系统额定电压的80%。该系统缺点是发生单相接地故障时，单相接地电流很大，必然引起断器路跳闸，因而供电可靠性较差。单相接地电流有时会超过三相短路电流，影响断路器分断能力的选择，并对通信线路产生干扰及危险影响。

5.3 高压变配电系统主接线

变配电所高压系统的主接线的基本形式通常分为有汇流母线和无汇流母线两大类。汇流母线主要起汇集和分配电能的作用，也称汇流排。

有汇流母线：单母线、单母线分段，双母线，双母线分段；增设旁路母线或旁路隔离开关，一倍半断路器接线，变压器母线组接线等。

无汇流母线：单元接线、桥形接线、角形接线等。

典型的主接线形式如下表：

表8 典型主接线形式一览表

形式 接线示意图

接线描述

特点与应用

单 母 线 接 线

◇电源进线和所有引出线都 汇接于同一组母线上。 ◇母线配置有隔离开关和空气开关以便于电气保护和日常维

护。

◇简单、清晰、设备

少；

◇运行操作方便且有

利于扩建； ◇可靠性与灵活性不

高；

◇适于出线回路少的小型变配电所，10kV 配电装置出线回路数

不超过5回；35kV 不超3回。

◇一般供三级负荷。◇两路电源进线的单

母线接线可供二级负荷。

◇采用两路电源进线可以有效提高供电可靠性。

◇两路电源必须实行操作联

锁。

◇只有在工作电源进线断路器断开后，备用电源断路才能接

通。

单 母 线 分 段 接 线

◇有两种运行方式： 分段断路器接通运行 ；分段断路器断

开，分段单独运行。 ◇简单、清晰、设备少； ◇运行操作方便且有利于扩

建。

◇缩小了母线故障的影响范

围，可靠性有所提高。 ◇母线分段的数目，通常以2～

3分段为宜。

◇6~10kV 配电装置

出线6回及以上；◇35kV 出线数为4~8

回；

◇110~220kV 出线数为3~4回

◇可供一级负荷。

单母线 分段 加装 旁路 母线 接线

◇旁路母线的作用

◇不停电检修进出线断路器。

◇中小型发电厂和

35~110kV 的变电所。

◇接线复杂，操作繁

琐；造价高。

（续上）

形式 接线示意图

特点与应用

线路/变压器组单元接线

◇正常运行时，两路电源及主变同时工作，变压器二次侧母联

断路器QF3断开运行。一旦任一主变或任一电源进线故障或检修时，主变两侧断路器就在继电保护装置的作用下自动断开，QF3自动投入，即可恢复整个变电所的供电。 ◇双回线路一变压器组单元接线可供一、二级负荷。

桥式 接线

◇电源线路投入和切除时操作简便，变压器故障时操作较复杂。◇内桥接线适于电源线路较长、变压器不需经常切换操作的情

况。

桥式 接线

◇外桥接线运行特点正好和内桥接线相反，电源线路投入和切

除时操作较复杂，变压器故障时操作简便。

◇外桥接线适于电源线路较短、变压器需经常切换操作的情况。

当系统中有穿越功率通过变电所高压侧时或两回电源线路接入环形电网时，也可采用外桥式接线。

◇桥式接线比分段单母线结构简单，减少了断路器的数量，造

价低，有一定的可靠性与灵活性，易发展。桥式接线广泛用于35～110kV 变电所中，但由于其操作不便，不适于10kV 及以下变电所采用。

5.4 高压变配电系统配电网接线

高压配电网是指从总将压变电所至各功能变电所和高压用电设备端的高压电力电路，起着输送与分配电能的作用。

数据中心供配电系统应用白皮书1[1]

数据中心供配电系统应用白皮书

一引言 任何现代化的IT设备都离不开电源系统，数据中心供配电系统是为机房内所有需要动力电源的设备提供稳定、可靠的动力电源支持的系统。供配电系统于整个数据中心系统来说有如人体的心脏-血液系统。 1.1编制范围 考虑到数据中心供配电系统内容的复杂性和多样性以及叙述的方便，本白皮书所阐述的“数据中心供配电系统”是从电源线路进用户起经过高/低压供配电设备到负载止的整个电路系统，将主要包括：高压变配电系统、柴油发电机系统、自动转换开关系统（ATSE，Automatic Transfer Switching Equipment）、输入低压配电系统、不间断电源系统（UPS，Uninterruptible Power System）系统、UPS列头配电系统和机架配电系统、电气照明、防雷及接地系统。如下图： 图1 数据中心供配电系统示意方框图 高压变配电系统：主要是将市电（6kV/10kV/35kV，3相）市电通过该变压器转换成（380V/400V，3相），供后级低压设备用电。 柴油发电机系统：主要是作为后备电源，一旦市电失电，迅速启动为后级低压设备提供备用电源。 自动转换开关系统：主要是自动完成市电与市电或者市电与柴油发电机之间的备用切换。 输入低压配电系统：主要作用是电能分配，将前级的电能按照要求、标准与规范分配给各种类型的用电设备，如UPS、空调、照明设备等。 UPS系统：主要作用是电能净化、电能后备，为IT负载提供纯净、可靠的用电保护。 UPS输出列头配电系统：主要作用是UPS输出电能分配，将电能按照要求与标准分配给各种类型的IT设备。 机架配电系统：主要作用是机架内的电能分配。 此外，数据中心的供配电系统负责为空调系统、照明系统及其他系统提供电能的分配与

谈数据中心机房智能配电柜的选择

谈数据中心机房智能配电柜的选择 编辑：日期：2011-11-21 随着数据中心用户越来越重视数据中心机房配电系统的安全性、高能效和可管理性,已不再满足采用普通配电柜产品,而希望使用配电质量更高、更灵活和管理更便利的智能配电柜产品。 1、智能配电柜的功能及其解决方案 (1)智能配电柜能够采集更多的电气数据 除了和普通配电柜类似,通过电量仪表,采集总配电回路的电压、电流以外,智能配电柜还能采集诸如谐波等电气质量数据、配电柜分回路的通断状态和电流状态、接地和防雷设备状况等数据。以上数据的采集,除了普通电量仪表和主要电压、电流互感器外,还需要增加更多传感器、变送器设备,用于数据的采集。当前智能配电柜采集的数据通常有进线的电压,电流,谐波,分回路的通断状态,分回路的电流,接地和防雷设备状况,有的还需增加采集配电柜内的温度,收集配电柜的故障预警信息。采集数据的显示可以通过电量仪表和专用显示屏进行本地显示,也可通过RS485和以太网接口远程发送到监控系统。 (2)智能配电柜应具有方便的分回路维护功能 由于很多数据中心要求IT设备7×24小时运行,因此对智能配电柜提出了特殊的维护要求,如在维修更换微型断路器时,不能断开上游的进线断路器,避免影响并联在汇流排上的其他回路,即要求智能配电柜采用的 电气元器件能够支持热维护。当前市场上可采用的方法有使用特制的汇流铜排,也有采用普通汇流铜排,在普通微断上增加热插拔底座的方式解决,多家电气元件厂商都有提供这一类的解决方案。 (3)智能配电柜需要能够治理和降低负载带来的谐波电流 由于IT设备都是感性负载,给上游配电系统带来了大量的谐波*,这些谐波影响到数据中心配电系统的稳定运行和电气设备的使用寿命。因此智能配电柜需要增加具有能够治理和降低IT设备带来谐波的功能。 智能配电柜采用的谐波治理方式,多是在配电线路中串联隔离变压器。在增加隔离变压器后,显著降低IT负载对电网带来的共模杂信的*。 (4)智能配电柜能够保持零地电压,以符合IT设备对零地电压差的要求 在数据中心机房,零地电压差过高,会给机房IT设备的运行带来很多莫名故障。国标GB/T50174-2008对机房配电的零地电压提出了要求,因此需要在智能配电柜端采取措施。 为了降低IT设备的零地电压差，在智能配电柜的安装上，通常采用在隔离变压器端进行再次接地，将IT 设备三相不平衡导致的中性线电流导入大地。 (5)智能配电柜能够方便地调整三相电流的平衡 很多IT设备为单相用电,会引起三相电流不平衡,为充分利用能源,降低电能的浪费,管理人员需要经常调 整三相电流的平衡。智能配电柜如能提供方便调整三相电流平衡的功能,则可有效提高维护效率。 目前一些厂商推出的微型断路器产品,能结合汇流铜排方案,通过拨片方式方便的调整三相的平衡。但如果配电柜采用普通的微型断路器,则需要在接入IT设备的同时选择合适的相位,一旦接入IT负载后再进行调整,就会对负载运行产生影响。 (6)智能配电柜需要安装防雷装置 为了保护IT设备,智能配电柜都安装有防雷装置。根据IEEE1100规范,认为普通防雷设备的防护等级不能完全保障泄放大电流的感应雷电,建议采用瞬时突峰抑制(TVSS)设备,这些设备都采用和微断并联的方式接入。 (7)智能配电柜需拥有较全面的本地显示屏,并能对设备故障进行预警 很多智能配电柜拥有本地显示功能,采用触摸屏或按钮方式查询采集到的数据,有的还具有一定的智能功能,可按设定的规则,对数据进行分析,发现异常及时进行声光报警。智能配电柜能提供设备故障的预警信号, 能够提高管理的效率。沈阳山特UPS在显示采集的数据以外,目前也有厂商将配电柜线路图、故障日志信息

浅谈数据中心供配电系统设计

浅谈数据中心供配电系统设计 发表时间：2019-08-06T15:43:50.953Z 来源：《基层建设》2019年第15期作者：周永建 [导读] 摘要：数据中心机房的供配电系统不同于普通建筑和工厂的供配电系统，它是信息系统数据中心基础设施建设的关键系统，需要高标准、严要求的对待数据中心的供配电系统设计工作。 东莞深证通信息技术有限公司 523690 摘要：数据中心机房的供配电系统不同于普通建筑和工厂的供配电系统，它是信息系统数据中心基础设施建设的关键系统，需要高标准、严要求的对待数据中心的供配电系统设计工作。严格要求供配电系统设计是十分必要的。本文从数据中心机房供配电系统设计的基本原则入手，对数据中心机房供配电系统的设计进行了全面、详细的分析和说明。 关键词：数据中心；供配电系统；设计 前言：数据中心供配电系统是一项技术性极强的系统结构，建设时需要全面考虑多方因素。设计方案时不光要考虑国家标准，还要考虑实际运用，保证供电的可靠性和稳定性。目前，数据中心供配电系统的相关技术已经逐渐成熟，无论是设计质量还是产品质量都有一定的保证。 1数据中心供配电系统设计的基本原则 数据中心供配电系统设计应执行或参照执行国家和行业相关标准、规范，也可参考国外相关标准、规范，结合数据中心的实际情况，如用电负荷密度高、供电可靠性要求高等特性，采取适当的技术措施。同时，应满足项目建设单位的企业标准、规范的要求。数据中心供配电系统设计应遵循分区、分级的原则，同一功能区域内的各类设备的供电可靠性，应能保证该区域内的所有设备都按照相应的标准进行设计，并将供配电系统局部故障的影响尽可能的控制在很小的范围内。数据中心用电负荷密度高、总用电量大，其供配电系统设计应充分运用成熟有效的节能措施，降低供配电系统的能源损耗。 2数据中心供配电系统设计 2.1级别确定 数据中心机房根据不同的需求、应用环境、承载数据的不同，设计级别也有很大的区别。根据国家规范GB50174的划分，分为A、B、C三个级别。在设计的过程中首先要确定所设计的数据中心级别，然后根据不同级别的要求进行设计。数据中心级别的确定需要根据机房的使用性质、管理要求以及该机房在经济、社会中的重要性来确定。在数据中心机房设计初期阶段，按照各类设备的性质来确定其负荷等级，从而来确定其供电方案。根据负荷的等级划分来确定采用何种冗余方式、UPS系统采用何种类型、电源切换时间的要求等，同时根据数据中心机房的级别来确定各类负荷是否需要接入第二、第三备用电源，科学的分级有利于提高供电的可靠性及供电系统的性价比。 A级数据中心机房基础设施设计应按照容错系统进行设计，在信息系统运行过程中，其场地设施不应因操作失误、设备故障、外部电源中断以及维修、检修时误操作而导致电子信息系统运行中断；B级数据中心机房基础设施设计应按照冗余要求进行设计，信息系统运行过程中，在场地设施冗余能力范围之内，不能因为设备故障而导致信息系统中断运行。C级数据中心满足基本需求配置即可。在场地设备正常运行的情况下，应保证电子信息系统运行不中断。A级或B级数据中心机房范围之外的电子信息系统机房都称为C级。 2.2供电系统总体设计 在信息系统供配电系统中动力配电主要用于供给机房专用空调设备、照明、通风设备、维修插座和其他动力设备。UPS配电主要用于计算机主机设备、网络交换设备、存储设备、安全相关的设备等。针对各级别信息系统机房要求的不同，在考虑功能和重要性的前提下，机房的供电系统设计应该注意以下事项： （1）数据中心机房容量较大时，应设置UPS供电系统专用电力变压器，容量较小时，可采用专用低压馈电线路供电。 （2）数据中心配电系统设计时，配电级别数越小越好。 （3）UPS设备应靠近数据中心主机房设置。 （4）数据中心规模较大时，动力系统与UPS系统的供电电源应独立，分别由不同的电力变压器供电。 （5）机房内其他电力负荷不得由给机房IT设备供电的UPS供电。 （6）计算机电源系统应限制非线性负荷的接入，以保证较高的供电质量。 （7）在电力容量计算时，需预留可扩展的备用容量，以满足容量扩展的需求。 2.3动力供配电系统 动力供配电系统应采用50Hz，380V/220V三相五线制供电的电源，采用TN-S接地方式。动力配电柜、照明配电箱采用放射式配电直接配电至各用电设备，提高供电系统的可靠性。 动力配电柜（箱）具有火警联动保护功能，出现火警时可与消防系统联动及时切断电源，并且在值班室安装手动电源切断装置。大型机房的动力配电柜（箱）最好采用专用变压器供电。 2.4 UPS供配电系统 UPS供配电系统既可以采用单机供电，也可以采用冗余方式进行供电。冗余方式供电能够在少数设备故障且在场地设施冗余能力范围之内，仍然能够满足机房内的用电需求，这是单机供电所不能达到的。从冗余式配置方案来看，有以下几种方式：主机——从机型“热备份”UPS供电方式、直接并机冗余UPS供电方式、双总线冗余供电方式。 （1）主机——从机型“热备份”UPS供电方式：主机带负载，备机空载，备机接入主机的BYPASS（旁路）输入端。这种方式优点在于布置比较灵活，不需要同品牌的两台UPS，而且不要增加额外辅助电路，不增加购置成本。缺点是这种供电方式两台UPS老化程度不同，备机电池组长期处于浮充状态影响电池寿命，从而导致系统有很多单点故障。如果主UPS出了故障，那么另一台必须接替全部负载。这也就意味着在约8ms内，另一台备机必须把供电负荷从0增加到100%。主机——从机型“热备份”UPS供电方式备用UPS长期处于空载状态，其电池寿命会缩短、容量会下降，且备用UPS需具有阶跃性负载承载能力。由于运维人员很难实时了解备用UPS各部分有无故障或隐患，当要启动备用UPS时，可能备用UPS会无法正常工作。 （2）直接并机冗余UPS供电方式：为克服主机——从机型“热备份”供电系统的弱点，随着UPS控制技术的进步，具有相同额定输出功率的UPS可直接并联而形成冗余供电系统。为保证高质量的并机系统，各电源间必须保持同频、同相、且各机均流。此种供电方式瞬间过

机房数据中心供配电系统解决方案

商业银行数据中心供配电系统解决方案 商行数据中心的基础设施系统主要分电源、环境控制和机房监控管理系统。由于数据中心承载商行的核心业务，重要性高，不允许业务中断。因而数据中心一般根据TIA942标准的Tier4标准建设，可靠性要求99.99999％以上，以保证异常故障和正常维护情况下，数据中心正常工作，核心业务不受影响。 1、电源系统： 选用两路市电源互为备份，并且机房设有专用柴油发电机系统作为备用电源系统，市电电源间、市电电源和柴油发电机间通过ATS（自动切换开关）进行切换，为数据中心内UPS电源、机房空调、照明等设备供电。由于数据中心业务的重要性，系统采用双母线的供电方式供电，满足数据中心服务器等IT设备高可靠性用电要求。双母线供电系统，有两套独立UPS供电系统（包含UPS配电系统），在任一套供电母线（供电系统）需要维护或故障等无法正常供电的情况下，另一套供电母线仍能承担所有负载，保证机房业务供电，确保数据中心业务不受影响。在UPS输出到服务器等IT设备输入间，选用PDM（电源列头柜）进行电源分配和供电管理，实现对每台机柜用电监控管理，提高供电系统的可靠性和易管理性。 对于双路电源的服务器等IT设备，通过PDM直接从双母线供电系统的两套母线引人电源，即可保证其用电高可靠性。对于单路电源的服务器等IT设备，选用STS（静态切换开关）为其选择切换一套供电母线供电。在供电母线无法正常供电时，STS将自动快速切换到另一套供电正常的母线供电，确保服务器等IT设备的可靠用电。 供配电系统拓扑图

ATS ATS 柴油机发电 第一路市电 第二路市电动力配电柜 第二级配电UPS 配电柜 UPS1 UPS2 PDM1 PDM2 列头柜 STS 机柜P D U 1机柜P D U 2 机柜P D U 1机柜P D U 2 机柜机柜P D U 1 机柜P D U 2 机柜机柜P D U 1机柜P D U 2 机柜P D U 2 机柜P D U 1机柜机柜 第一级配电机柜 第三级配电 空调新风 双母线供电方案 机柜内走线 图示双母线供电系统可确保供电可靠性高达99.99999％以上 2、机房智能配电系统三级结构 数据中心三级配电系统是对机房配电的创新，机房三级配电系统有利于配电系统的设计和运维管理 第一级：机房配电接入层。主要包括大楼地下配电室到机房输入端电缆的部分及机房市电配电部分。 第二级：机房配电管理层。主要包括机房UPS 配电部分。通过使用模块化配电柜，实现机房的模块化配电，并将设备用电和辅助设备用电分开； 第三级：机柜排及机柜配电层。主要包括列头柜PDM 配电、STS 配电到负载部分； 3、 供配电系统的智能化管理 供配电系统的智能化管理：列头柜的智能监控系统可对配电系统开关状态与负载情况进行监测、告警、统计。 监控的输入部分电气参数有：电量、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数、三相电压、电流、频率等。 监控的输出支路电气参数有：额定电流，实际电流、负载百分比、负载电流谐波百分比、负载电量、功率因数等。 这些监测信息能让值班人员掌握各设备的运行情况，及时调整负载分布，清楚了解每一个机柜的耗电量，对设备电源部分的潜在故障、对能效管理、降低能耗提供可靠依据。 模块化设计智能管理：本方案配电系统遵循以可靠性设计为核心，专

数据中心的供配电及其智能监控系统

数据中心的供配电及其智能监控系统 中国IDC圈8月23日报道：由于本数据中心承担着多个省市的数据处理任务，因此对供电系统的可靠性要求极高。用电设备种类多。且大部分为一级负荷中的特另Ⅱ重要负荷，为确保供电的连续性，经过多方协商、比较和优化，最终确定了供电系统实施方案。 1供配电系统设计 1.1用电负荷的统计 a.动力负荷：空调制冷机组、精密空调机组、新风机组、给／排水泵、电梯、正压送风机、排烟风机等用电设备，按额定容量进行统计； b.照明负荷，按照度要求及单位容量法进行统计； C.对大型计算机及网络设备等负荷按单台安装容量进行统计； d.最终按需用系数法进行负荷计算。 1.2用电负荷等级的划分 a.一级负荷：大型数据处理用计算机及网络设备、消防用电设备（消火栓泵、喷洒泵、正压送风机、排烟风机、消防电梯、消防控制中心内的火灾报警控制器及联动控制设备等）、应急照明、保安监控系统、电话机房及计算机主机房精密空调设备等。 根据《供配电系统设计规范》（GB50052-95）中第2.0.1条要求，大型数据处理用计算机及网络设备应为一级负荷中特别重要负荷。 b.二级负荷：一般照明、客梯、生活水泵等。 C.三级负荷：送风机、排风机等一般动力负荷。 1.3供电电源 1.3.1 10kV高压电源

本工程高压采用两路10kV电源供电。两路10kV电源分别引自两个不同的上级变电站。两路电源同时供电、互为备用，当其中一路电源发生故障时，另一路电源能担负全部负荷的供电。1.3.2220／380V低压电源 1.3. 2.1正常电源 两台变压器低压侧母线之问设置母联断路器，采用单母线分段分列方式运行；应急母线段通过应急联络转换开关ARISE与主母线联络，当两段变压器母线均失电（即两路市电均发生故障）时，应急联络转换开关自动转换，启动应急电源柴油发电机组。 1.3. 2.2应急电源 a_柴油发电机组的设置：根据《供配电系统设计规范》（GB50052—95）中第2.0_3条要求，为确保一级负荷中特别重要负荷供电的连续性，除两路市电外，应提供独立于正常电源以外的应急电源（即第三路电源）。 因此本工程设有3台能够独立于正常电源以外的柴油发电机组，三台发电机组两用一备，经过双电源转换开关ArI'SE装置的投切转换，为大型数据处理用计算机及网络设备供电。 b.不间断电源装置UPS的设置：根据《供配电系统设计规范》中第2.0.4条要求，允许中断供电时间为毫秒级的供电，可选用蓄电池静止型不间断供电装置。因大型计算机主机及网络设备的允许断电时间为毫秒级，所以为确保其供电的连续性，本数据中心选用了在线“1+1”型并机冗余式UPS供电装置？。 1.4 10kV高压供电系统 1.4.1系统设计要求 两路10kV电源分别引自两个不同的上级变电站，10kV电源采用单母线分段方式运行，设母联断路器，平时两段母线同时分列运行，互为备用；当一路电源故障时，母联断路器手动投入，由另一路电源负担全部负荷。进线隔离车与主进断路器联锁，主进断路器与母联断路器联锁，但不可以在台主进断路器同时运行的情况下和高压侧发生短路故障（故障未排除）时，合上母联断路器。只有当主进断路器中任一台断开后才允许手动台上母联断路器。 1.4.2电器设备选型要求 高压断路器采用真空断路器，分断能力为25kA.在10kV开关柜内装设氧化锌避雷器，作为真空断路器操作过电压保护。真空断路器选用弹簧储能操作机构，采用110V铅酸免维护电池柜作直流操作、继电保护及信号的电源。

大型数据中心供配电系统设计

大型数据中心供配电系统设计 如今，随着我国经济的飞速发展，信息化建设不仅成为国家发展战略，也日益受到各部门、院校和企业等单位的高度重视。作为信息数据交流、处理的数据中心，其地位和作用也日益突显。随着计算机技术、网络技术、信息技术等的广泛应用，信息化建设也起得了长足的进步，集大数据运算、存储、处理等功能为一体的大型数据中心，已经成为信息化建设的重中之重。大型数据中心不仅数据处理能力更强，对数据安全的要求也更高。供配电系统是大型数据中心安全运行的基础和前提，直接影响到数据中心功能的有效发挥。因此，研究供配电系统设计，对于充分发挥大型数据中心效能有着重要的现实意义。 标签：大型数据中心;供配电系统;设计 引言 随着现代社会的快速发展以及大量信息、数据的交互往来，数据中心的建设、使用已经成为必然趋势，目前，几乎所有大型企业、机构都建立了自己的数据中心。因此，对数据中心用电负荷准确分级，提供合理、安全、可靠的供电方案成为使IT设备稳定运行，信息数据安全交互的重要前提和保障。对此，笔者将结合实际项目中数据中心的设计以及目前一些针对数据中心的主流设计思路及做法，对数据中心在用电设备负荷分级、供电方案选择等问题进行详细阐述。若见解有误之处，望同行们批评指正。 1数据中心供配电系统设计的基本原则 数据中心供配电系统设计应执行或参照执行国家和行业相关标准、规范，并可参考国外相关标准、规范，结合考虑数据中心用电负荷密度高、供电可靠性要求高等特性，采取适当的技术措施。同时，应满足项目建设单位的企業标准、规范的要求。数据中心供配电系统设计应遵循分区、分级的原则，同一功能区域内的各类设备的供电可靠性，应能保证所有设备按照该区域标准的要求运行，并将供配电系统局部故障的影响面控制在尽可能小的范围。数据中心用电负荷密度高、总量大，其供配电系统设计应充分运用成熟有效的节能措施，降低供配电系统的损耗。 2大型数据中心供配电系统概述 数据中心在某种程度上可以说是信息化条件下的计算机机房，是信息化建设的基础工程，为各种业务提供安全、稳定的信息支撑。大型数据中心机房中设置有大量的计算机、交换机、路由器等设备，要求供电系统必须做到全程、全时、稳定、持续和安全保障。供配电系统本身又是大型数据中心必不可少的基础性工程，为核心业务和其它系统的正常运行提供稳定的电力保障。大型数据中心供配电系统不是孤立存在的，而是一个交叉的系统，涉及到市电、开关电源、不间断供电、发电机、防雷、防静电等诸多设备和环节，既相互联系又互相影响，这就

机房大数据中心供配电系统解决方案设计

商业银行数据中心供配电系统解决方案 商行数据中心的基础设施系统主要分电源、环境控制和机房监控管理系统。由于数据中心承载商行的核心业务，重要性高，不允许业务中断。因而数据中心一般根据TIA942标准的Tier4标准建设，可靠性要求99.99999％以上，以保证异常故障和正常维护情况下，数据中心正常工作，核心业务不受影响。 1、 电源系统： 选用两路市电源互为备份，并且机房设有专用柴油发电机系统作为备用电源系统，市电电源间、市电电源和柴油发电机间通过ATS （自动切换开关）进行切换，为数据中心内UPS 电源、机房空调、照明等设备供电。由于数据中心业务的重要性，系统采用双母线的供电方式供电，满足数据中心服务器等IT 设备高可靠性用电要求。双母线供电系统，有两套独立UPS 供电系统（包含UPS 配电系统），在任一套供电母线（供电系统）需要维护或故障等无法正常供电的情况下，另一套供电母线仍能承担所有负载，保证机房业务供电，确保数据中心业务不受影响。在UPS 输出到服务器等IT 设备输入间，选用PDM （电源列头柜）进行电源分配和供电管理，实现对每台机柜用电监控管理，提高供电系统的可靠性和易管理性。 对于双路电源的服务器等IT 设备，通过PDM 直接从双母线供电系统的两套母线引人电源，即可保证其用电高可靠性。对于单路电源的服务器等IT 设备，选用STS （静态切换开关）为其选择切换一套供电母线供电。在供电母线无法正常供电时，STS 将自动快速切换到另一套供电正常的母线供电，确保服务器等IT 设备的可靠用电。 供配电系统拓扑图 机柜P D U 1机柜P D U 2 机柜机柜机 柜P D U 1 机柜机柜机柜机柜P D U 2 机柜P D U 2 机柜P D U 1机柜机柜 机柜 图示双母线供电系统可确保供电可靠性高达99.99999％以上

数据中心空调系统节能技术白皮书

数据中心空调系统节能技术白皮书 数据中心空调系统节能技术白皮书

目录 1.自然冷却节能应用 (3) 1.1概述 (3) 1.2直接自然冷却 (3) 1.2.1简易新风自然冷却系统 (3) 1.2.2新风直接自然冷却 (5) 1.2.3 中国一些城市可用于直接自然冷却的气候数据: (8) 1.3间接自然冷却 (8) 1.3.1间接自然冷却型机房精密空调解决方案 (8) 1.3.2风冷冷水机组间接自然冷却解决方案 (12) 1.3.3水冷冷水机组间接自然冷却解决方案 (15) 1.3.4 中国一些城市可用于间接自然冷却的气候数据: (16) 2.机房空调节能设计 (17) 2.1动态部件 (17) 2.1.1压缩机 (17) 2.1.2风机 (18) 2.1.3节流部件 (19) 2.1.4加湿器 (19) 2.2结构设计 (21) 2.2.1冷冻水下送风机组超大面积盘管设计 (21) 2.2.2DX型下送风机组高效后背板设计 (22) 2.3控制节能 (22) 2.3.1主备智能管理 (22) 2.3.2EC风机转速控制 (23) 2.3.3压差控制管理 (23) 2.3.4冷水机组节能控制管理 (26)

1.自然冷却节能应用 自然冷却节能应用 概述 1.1概述 随着数据中心规模的不断扩大，服务器热密度的不断增大，数据中心的能耗在能源消耗中所占的比例不断增加。制冷系统在数据中心的能耗高达40%，而制冷系统中压缩机能耗的比例高达50%。因此将自然冷却技术引入到数据中心应用，可大幅降低制冷能耗。 自然冷却技术根据应用冷源的方式有可以分为直接自然冷却和间接自然冷却。直接自然冷却又称为新风自然冷却，直接利用室外低温冷风，作为冷源，引入室内，为数据中心提供免费的冷量；间接自然冷却，利用水（乙二醇水溶液）为媒介，用水泵作为动力，利用水的循环，将数据中心的热量带出到室外侧。 自然冷却技术科根据数据中心规模、所在地理位置、气候条件、周围环境、建筑结构等选择自然冷却方式。 直接自然冷却 1.2直接自然冷却 直接自然冷却系统根据风箱的结构，一般可分为简易新风自然冷却新风系统和新风自然冷却系统。 简易新风自然冷却系统 1.2.1简易新风自然冷却系统 1.2.1.1简易新风自然冷却系统原理 简易新风自然冷却系统原理 简易新风直接自然冷却系统主要由普通下送风室内机组和新风自然冷却节能风帽模块组成。节能风帽配置有外部空气过滤器，过滤器上应装配有压差开关，并可以传递信号至控制器，当过滤器发生阻塞时，开关会提示过滤器报警。该节能风帽应具备新风阀及回风阀，可比例调节风阀开度，调节新风比例。

现代化数据中心的建设与设计

现代化数据中心的建设与设计 数据中心的基础设施是计算机机房建设的很重要的环节。计算机机房工程不仅 集建筑、电气、安装、网络等多个专业技术于一体，更需要丰富的工程实施和 管理经验。计算机机房设计与施工的优劣直接关系到机房内计算机系统是否能 稳定可靠地运行，是否能保证各类信息通讯畅通无阻。由于计算机机房的环境 必须满足计算机等各种电子设备和工作人员对温度、湿度、洁净度、电磁场强度、噪音干扰、安全保安、防漏、电源质量、振动、防雷和接地等要求。因此，一个合格的现代化计算机机房，应该是一个安全可靠、舒适实用、节能高效和 具有可扩充性的具有绿色理念的现代化机房。一个现代化的数据中心建设一般 应包括以下几个方面：装饰装修系统工程、供配电系统工程、空调和新风系统 工程、建筑智能化系统工程、防雷系统工程以及消防系统工程等。而每个系统 工程又由若干个子系统构成，每个子系统又由若干个单项工程组成。正是由这 些不可再分的单项工程共同组成了一个复杂的数据中心的有机体。 1 装饰装修系统 1.1 设计理念 机房内的装饰设计从风格上一般力求简洁、明快;从使用功能上吊顶和地板可拆卸以便维护，甚至有的用户要求墙面也要做到可拆卸;从功能分区上要遵循机房使用的一些基本需求，如更衣室、缓冲间、主机房、维修间、备品备件室、监控中心、参观走廊等都是必备的功能划分;从平面布局上力求合理和实用;从 层高的考虑上不可一味追求大空间，这样会加大空调的配置，也不能太过低矮 会造成压抑等不适感，同时过矮的情况下如果摆放机柜过密还会影响机柜操作 区域的照度;层高一般宜在2400mm左右，不宜高于3000mm，不宜低于2200mm. 1.2 设计要点 (1)隔断的设计 为了保证机房内不出现内柱，机房建筑常采用大跨度结构。针对计算机系 统的不同设备对环境的不同要求，便于空调控制、灰尘控制、噪音控制和机房 管理，往往采用玻璃隔断墙将大的机房空间分隔成较小的功能区域。机房外门 窗多采用防火防盗门窗，机房内门窗一般采用无框大玻璃门，这样既保证机房 的安全，又保证机房有通透、明亮的效果。 (2)地面设计

数据中心供配电系统负荷计算和意义

数据中心供配电系统负荷计算目的和意义 低压供配电系统的设计中负荷的统计计算是一项重要内容，负荷计算结果对供电容量报装、选择供配电设备及安全经济运行均起决定性的作用。负荷计算的目的是： 1. 计算变配电所内变压器的负荷电流及视在功率，作为选择变压器容量的依据。 2. 计算流过各主要电气设备（断路器、隔离开关、母线、熔断器等）的负荷电流，作为选择设备的依据。 3. 计算流过各条线路（电源进线、高低压配电线路等）的负荷电流，作为选择线路电缆或导线截面的依据。 4. 计算尖峰负荷，用于保护电器的整定计算和校验电动机的启动条件。 负荷计算方法 我国目前普遍采用需要系数法和二项式系数法确定用电设备的负荷，其中需要系数法是国际上普遍采用的确定计算负荷的方法，最为简便；而二项式系数法在确定设备台数较少且各台设备容量差别大的分支干线计算负荷时比较合理；在建筑配电中，还常用负荷密度法和单位指标法统计计算负荷。在方案设计阶段可采用单位指标法；在初步设计及施工图设计阶段，宜采用需要系数法。 负荷计算原则 进行负荷计算时，应按下列原则计算设备功率： 1. 对于不同工作制的用电设备的额定功率应换算为统一的设备功率。 2. 整流器的设备功率是指额定交流输入功率。

3. 成组用电设备的设备功率，不应包括备用设备。 4. 当消防用电的计算有功功率大于火灾时可能同时切除一般电力、照明负荷计算有功功率，应按未切除的一般电力、照明负荷加上消防负荷计算低压总的设备功率、计算负荷。否则计算低压总负荷时，不应考虑消防负荷。当消防负荷中有与平时兼用的负荷时，该部分负荷也应计入一般电力、照明负荷。 5. 单相负荷应均衡分配到三相上，当单相负荷的总计算容量小于计算范围内三相对称负荷总计算容量的15%时，全部按三相对称负荷计算；当超过15%时，应将单相负荷换算为等效三相负荷，再与三相负荷相加。 数据中心相关经验总结 负荷计算是供配电系统设计的基本计算，数据中心的负荷计算更适合使用需要系数法。计算时需要系数的取值、负荷取舍计入、蓄电池充电和空调照明的估算等内容，在数据中心的计算中还是有别于其他建筑专业的计算，现总结如下： 1. 数据中心的ＩＴ负荷重要性都比较高，必须使用UPS等设备来保证不间断供电，根据数据中心的建设标准不同，UPS会采取“1+1”、“2+1”、“2N”等不同的配置。由于供电部门需要统计机房设备安装总容量，所以数据中心的ＩＴ设备额定容量要用UPS设备的总装机容量。计算IT 设备容量时的需要系数根据UPS设备的配置方式调整，即需要系数＝主用UPS设备数量UPS配置数量。例如：UPS按照2N 设置，进行负荷计算时，需要系数取0.5. 2. UPS配置的蓄电池充电容量需计入负荷计算。根据数据中心的建设标准不同，UPS蓄电池需按照不同后备时间配置，即每台UPS配置的蓄电池容量及组数不同。UPS蓄电池充电容量＝电流×电压×组数×效率根据计算可知，UPS 蓄电池充电容量约为UPS配置容量的10%~20%，做负荷计算时可直接应用结论简化计算。 3. 在数据中心中，除了IDC机架外，空调在总负荷中占的比重也相当大，一般会配置备用空调设备，根据数据中心的建设等级备用数量会不同。计算空调

数据中心机房环境及供配电系统解决方案

数据中心机房环境及供配电系统解决方案 一、机房环境 1、以通信行业标准规定的通信设备（交换设备、传输设备、数据网络设备）的正常使用环境要求为基础，确定数据中心机房的环境要求。 2、机房环境温湿度要求 AA级、A级机房温度为21～25℃，B级、C级机房温度为18～28℃，相对湿度40～70%，温度变化率小于5℃/h，且不结露。 3、机房洁净度要求 机房内灰尘粒子应为非导电、非导磁及无腐蚀的粒子。灰尘粒子浓度应满足：（1）直径大于0.5μm的灰尘粒子浓度≤18000粒/升。（2）直径大于5μm 的灰尘粒子浓度≤300粒/升。 3.1.4 楼层净空高度要求 （1）数据中心机房的有效净空高度是指设备机柜底部至横梁底部之间高度，不宜小于3200mm。 （2）当机房上方需要安装风管时，有效净空高度应相应增加；采用高度大于2200mm机柜时，有效净空高度也应相应增加。 4、数据中心一般机房的楼面均布活荷载应为6～10kN/m2；电源电池室机房的楼面均布活荷载应符合相关标准要求。 5、机房走线架应选择敞开式线架，走线架不设底板和侧板，宽度应不小于400mm，且与机柜顶端间距应不小于300mm。 二、机房供电系统 1、电源系统： 选用两路市电源互为备份，并且机房设有专用柴油发电机系统作为备用电源系统，市电电源间、市电电源和柴油发电机间通过ATS（自动切换开关）进行切换，为数据中心内UPS电源、机房空调、照明等设备供电。由于数据中心业务的重要性，系统采用双母线的供电方式供电，满足数据中心服务器等IT设备高可靠性用电要求。双母线供电系统，有两套独立UPS供电系统（包含UPS配电系统），在任一套供电母线（供电系统）需要维护或故障等无法正常供电的情况下，另一套供电母线仍能承担所有负载，保证机房业务供电，确保数据中心业务不受影响。在UPS输出到服务器等IT设备输入间，选用PDM（电源列头柜）进行电源分配和供电管理，实现对每台机柜用电监控管理，提高供电系统的可靠性和易管理性。对于双路电源的服务器等IT设备，通过PDM直接从双母线供电系统的两套母线引人电源，即可保证其用电高可靠性。对于单路电源的服务器等IT设备，选用STS（静态切换开关）为其选择切换一套供电母线供电。在供电母线无法正常供电时，STS将自动快速切换到另一套供电正常的母线供电，确保服务器等IT设备的可靠用电。

数据中心能耗分析报告

数据中心能耗实例分析 前言：本文着重分析了影响数据中心能耗的因素，从数据中心的空调、UPS、运维等方面对其能耗进行了综合分析。本文认为影响数据中心能耗的关键因素是空调系统，并以2个数据中心的空调系统为例，结合作者在数据中心建设和运维中的经验，提出了数据中心节能的建议。 一、数据中心节能的必要性 近年国内大型数据中心的建设呈现快速增长的趋势，金融、通信、石化、电力等大型国企、政府机构纷纷建设自己的数据中心及灾备中心。随着物联网、云计算及移动互联概念的推出，大批资金投资到商业IDC的建设中。数据中心对电力供应产生了巨大的影响，已经成为一个高耗能的产业。在北京数据中心较集中的几个地区，其电力供应都出现饱和的问题，已无法再支撑新的数据中心。目前某些数据中心移至西北等煤炭基地，利用当地电力供应充足、电价低的优势也不失为一个明智的选择。 随着数据中心的不断变大，绿色节能数据中心已经由概念走向实际。越来越多的数据中心在建设时将PUE值列为一个关键指标，追求更低的PUE值，建设绿色节能数据中心已经成为业内共识。例如，微软公司建在都柏林的数据中心其PUE值为1.25。据最新报道Google公司现在已经有部分数据中心的PUE降低到1.11。而我们国内的PUE平均值基本在1.8~2.0，中小规模机房的PUE值更高，大都在2.5以上。我们在数据中心绿色节能设计方面与国外还存在很大差距，其设计思想及理念非常值得我们借鉴。 根据对国内数据中心的调查统计，对于未采用显著节能措施的数据中心，面积为1000平方米的机房，其每年的用电量基本都在500多万kWH左右。因此对

于新建的大型数据中心，节能的必要性十分重要。 从各大数据中心对电力的需求来看，数据中心已经成为重要的高耗能产业而非“无烟工业”，建设绿色、节能的数据中心急需从概念走向实际。 二、影响数据中心能耗的因素 数据中心的能耗问题涉及到多个方面，主要因素当然是空调制冷系统，但UPS、机房装修、照明等因素同样影响着数据中心的能耗，甚至变压器、母线等选型也影响着能耗。例如，对UPS而言，根据IT设备的实际负荷选择合理的UPS 容量，避免因UPS效率过低而产生较大的自身损耗。同时，选择更加节能的高频UPS、优化UPS拓扑结构都可起到节能的效果。 1、UPS对数据中心能耗的影响 UPS主机的自身损耗是影响数据中心能耗的一项重要因素。提高UPS的工作效率,可以为数据中心节省一大笔电费。下图为某大型UPS主机的效率曲线。从该曲线中可以看出，当UPS负荷超过30%时UPS的效率才接近90%。很多数据中心在投运初期IT负荷较少，在相当长的时间内负荷不足20%。在此情况下UPS 的效率仅仅为80%左右，UPS的损耗非常大。因此，在UPS配置中尽量选择多机并联模式，避免大容量UPS单机运行模式。例如，可以用两台300kVA UPS并联运行的模式代替一台600kVA UPS单机运行模式。其优点在于IT负荷较少时只将一台300kVA UPS投入运行，另一台UPS不工作，待IT负荷增加后再投入运行。这种UPS配置方案及运行模式可以提高UPS效率，降低机房能耗。

大型数据中心供配电系统设计研究

大型数据中心供配电系统设计研究 发表时间：2017-10-10T10:12:55.727Z 来源：《基层建设》2017年第15期作者：刘尚辉[导读] 其具有一定的复杂性和安全性。且供配电系统主要的作用就是能够为大型数据中心提供持续且稳定的电力供应。大型数据中心的供配电系统对建筑的要求比较高，除了要保证室内的供电之外，还要为配备柴油发电机等电源设备的使用，在使用的过程易事特集团股份有限公司摘要：随着社会的不断发展，科学技术的不断创新，大型数据在发展中也得到了广泛的应用。大型数据中心的内容主要包含计算机系统、供配电系统、安全系统以及环境监测系统等等，在实际的使用过程中，其具有一定的复杂性和安全性。且供配电系统主要的作用就是 能够为大型数据中心提供持续且稳定的电力供应。大型数据中心的供配电系统对建筑的要求比较高，除了要保证室内的供电之外，还要为配备柴油发电机等电源设备的使用，在使用的过程要采取防雷、防静等对策。基于此，本文就大型数据中心供配电系统设计进行充分合理的研究与分析。 关键词：大型数据中心；供配电系统设计；研究与分析 在社会经济的不断发展中，信息化建设不断推进，在此基础上也受到了社会各界的重视。在人们的生活生产中能够提供大量的信息数据交流和处理，其重要地位也逐渐凸显出来。在生产生活中计算机技术以及网络技术等到了大范围的使用，使得信息化建设实现了长远的发展。大型数据中心的数据处理能力要比传统的模式强一些，对数据提供发安全性也更高。 1、大型数据中心配供电系统的简要分析 数据中心在一定程度上能够成为信息化建设中的计算机机房，作为信息化建设的基础工程，在实际的应用中能够为工作提供更加安全和可靠的支撑。大型数据中心机房的设置中主要包括了计算机、交换机以及路由器等设备，在实际的使用中要求供电系统要保证安全和持续的效果。对于供配电系统的自身来讲，对大型数据中心的利用有着不可忽视的重要作用，在使用中能够为核心服务以及系统的正常运行提供优质的保证。大型数据中心供配电系统并不是独立存在的，而是一种以交叉的形式存在的，其主要工作范围涉及到市电、发电机、防雷等，在使用的工作过程中能够实现相互联系和相互促进，这就在一定程度上给供配电系统涉及提出了更高的要求，要具有一定的兼容能力，在经济性方面也要做出有效的保证。 2、大型数据中心机房供配电系统在设计方面的要求分析 2.1设计的标准和原则分析 首先是设计标准，在2009年我国已经大范围的实施了《电子信息系统机房设计规范》，这就为数据中心提供了可靠的法律依据。在进行数据中心的设计中，就需要将机房的等级确定下来，一般情况下，我国的是数据中心分级规定将电子信息系统机房规划成分A级、B级以及C级，并且根据标准来确定数据中心的设计标准，再就是要按照机房等级的划分来确定配套供配电系统。其次是设计的原则，数据中心供配电系统设计中要将数据中心的设计理念展现出来，这样就能够保证设计的科学性和规范性。根据现阶段的实际情况以及未来发展的情况，将数据中心的设计正式列入规范规划工作中。所以，大型数据中心在进行设计时要按照科学性、规范性、安全性的原则来进行，使得设计工作更好的满足科学化和标准化。 2.2设计的实际需求 在大型数据中心信息设备工程发展的越来越迅猛中，机房单位面积的平均用电负荷也在其逐渐增高，同时对供配电系统的要求也就越高。数据中心设计要以用电负荷为主要依据，在统计中主要包含了市电供电系统负荷以及UPS供电系统负荷。在此基础上，市电供电系统负荷重主要包含了UPS供电系统输入、空调系统等等。其中，UPS供电系统负荷主要包含了服务器、计算机以及配套设备等。 3、大型数据中心机房供配电系统的设计分析 3.1供配电系统设备的布置情况 大型数据中心供配电系统中主要包括了开关电源、电池、配电柜等设备。因为供配电设备具有重量大、占地面积大等特点，所以在进行设计的过程中要对机房空间和承重等方面进行仔细的考量。供电系统在配备方面要具有独立的配电间以及变配的场所。发电机除了承重方面的要求之外，还要将噪音的问题考虑完善，所以在实际的设置过程中要以地下层或者地面一层为主。在此基础上，在进行设计的过程中要将变配电所、UPS电源机房以及发电机预留面积考虑全面，这样就能够满足设备扩容的实际需求。 3.2供配电系统的设计 3.2.1市电动力配电系统的设计 市电配电的主要作用就是能够为空调、照明、给排风、UPS设备等供给。按照相关的原则要求来看，大型数据中心要引入冗余关系的两路市电电源，并且都要满足一级和二级的负荷要求规定。一般情况下，两路市电电源要保证同时为数据中心供电，还要保证负荷设备输入端具有自动切换的能力。市电动力配电柜要利用放射性配电的形式，这样就能够保证两路配电线路能够实现分开铺设，防止在其中出现相互干扰的现象。与此同时，配电柜的火警联动保护功能要正常的启动运行。 3.2.2UPS供配电系统的设计 UPS配电主要在服务器、计算机、网络设备等中能够进行有效的利用。而且在其中UPS系统正常情况利用“系统输出配电柜-机房配电柜-机柜配电单元”这种三级配电的方式，蓄电池容量计算方法主要包括负荷电流计算以及负荷功率计算这两大种。大型数据中心UPS供配电系统在正常情况下会利用冗余的方式来进行供电，这样就能够保证当一台UPS设备出现故障之后，也能够满足其设备的用电要求。冗余式配置正常情况下有三种形式，分别是热备份时、直接并机式以及双总线式UPS供电方式。在进行设计的过程中，要按照大型数据中心供配电的实际要求，充分的结合冗余的优缺点状况，在实际的应用中合理的选择运用哪种方式最为合适。 3.2.3自备应急电源系统设计 大型数据中心自备应急电源正常情况下利用的是柴油发电机组或者是大功率燃气轮机发电机组。在按照其具有一定的可靠性，大型数据中心要配备一路自备应急电源，这样就能够有效的满足一级和二级负荷的实际需求。发电机组燃料储备量正常要满足发电机组满负荷运行八个小时。

浅谈数据中心供配电系统设计

浅谈数据中心机房供配电系统设计 丁国余 上海**系统工程有限公司 摘要：现代的数据中心中都包括大量的计算机，对于这种场所的电力供应，都要求供电系统必须在所有的时间都有效，这就不同于一般建筑的供配电系统，它是一个交叉的系统，涉及到市电供电、防雷接地、防静电、UPS不间断供电、柴油发电机等，每个系统互相交叉，互有影响，这就使我们在设计时必须考虑多方面的因素。 关键词：数据中心、UPS不间断供电、冗余、接地、防静电 一、系统概述 现代的数据中心机房中都包括大量的计算机，对于这种场所的电力供应，都要求供电系统必须在所有的时间都有效，扩容容易，维护简便，容错力强，最重要的是性价比高。数据中心机房是现代信息化建设的基础工程，为各个业务提供稳定、安全的工作环境，而机房的供配电系统就是这基础工程的心脏和大动脉，供配电系统的稳定，能够保障其它系统发挥作用和核心业务正常运行。系统不同于一般建筑的供配电系统，它是一个交叉的系统，涉及到市电供电、防雷接地、防静电、UPS不间断供电、柴油发电机等，各个系统互相交叉，互有影响，这就使我们在设计时必须考虑多方面的因素。 二、设计标准 数据中心有专门的设计标准，全球第一个综合性的数据中心电信基础标准TIA-942 《数据中心电信基础设施标准》，是2005年4月由美国电信产业协会(TIA)、TIA技术工程委员会(TR42)和美国国家标准学会(ANSI)批准的。国内的相关规范和标准也是综合国外标准以及国内数据中心建设发展情况做出的，数据中心设计规范GB 50174—2008《电子信息系统机房设计规范》也于2008年l1月12日发布，2009年6月1日开始实施。 设计一个数据中心首先需要根据用户重要性和业主对数据中心可靠性、安全性等的具体需求，确定机房等级．再按照相应等级确定适合的供配电系统。国内的数据中心首先需要满足国内规范的要求。GB 50174—2008中关于数据中心