机房UPS及配电系统

1.1机房UPS及配电系统本方案依据《供配电系统设计规范》（GB50052-95）要求，把机房设备用电作为重点考虑。供配电系统包括线路分配、开关柜、UPS电源、普通插座和专用插座的布设，以及空调、门禁、视频监控照明等辅助设备的配电系统。所有设备采用双回路供电，每个机柜均设计两路独立回路。1.1.1功能要求考虑到E地块供电的可靠性，机房供配电系统采用市电供电和UPS相结合的供电方式；按照机房工程的求的设备量计算整个机房的市电用电量，由电气施工方提供2路独立回路至机房配电柜，我方负责机房配电柜配出部分，所有机房内设备用电经过机房市电和UPS配电柜之后由机房内部独立控制；市电配电柜动力用电（机房空调、照明、新风等需与消防联动的用电设备）总开关安装分励脱扣装置，接收消防控制器的低压信号，在消防报警之后切断动力用电总开关，达到消防的要求；机房内安装UPS电源，电池容量配备满载120分钟后备电池；机房内提供市电和UPS电，机柜均单独回路供电；消防系统由UPS供电；1.1.2设计要点配电柜充分考虑市电及UPS的用电负载,及20%-25%的冗余。配电柜主电缆由楼层配电柜引入，动力开关与消防联动。计算机插座回路采用ZR-BVR3*2.5电源线。机房内采用两路市电提供UPS电源，经ATS全自动切换开关，可以做到不断电的情况下自动切换，UPS提供两路16A的电源至机柜下方的接线箱，再连接至机柜内的PDU电源模块。电源插座全部采用专业PDU。配电柜内开关均选用施奈德断路器。UPS输出电源和市电做旁通备份，在UPS全部发生故障的情况下，可通过专业的手动切换开关来完成电源的切换，这种专业切换开关通过机械联动机构，避免市电和UPS电源同时合闸，因频率不同步而造成的险情。机房内考虑空调电源、门禁电源和及其它设备电源。在适当区域布置适量的市电电源点，提供维修及保洁等使用。配电柜配备专业的电量仪，带电流、电压指示。强弱电桥架分开无交叉，桥架管线的通道进出口做到密封、防水、防鼠要求。1.1.3电源设计分类机房计算机设备包括小型机、PC服务器、网络设备、通讯设备等，由于这些设备进行数据的实时处理与实时传递，关系重大，所以对电源的质量与可靠性的要求极高，因此该配电系统按照一级负荷考虑进行设计。用电设备供电电源均为三相五线制或单相三线制,采用双回路供电，总供电量满足UPS、空调、照明等设备的用电量要求。用电设备、配电线路装设过流过载两段保护，同时配电系统各级之间有选择性地配合，配电以树干式、放射式向用电设备供电；配电系统所用线缆均为阻燃铜芯绝缘护套电力电缆及阻燃铜芯线，敷设镀锌铁线槽、镀锌钢管及金属软管；1.1.4配电系统设计配电间设两路电源进线的总配电柜一台，通过提供UPS的电源和UPS输出电源的再分配至电信网络机房和安保机房。同时对机房的配电柜提供市电电源。机房内线缆由配电柜至各工作点线缆，全部布放在静电地板的金属桥架内，分支电线由桥架引出，外套金属软管，直接上到机房机柜上等用电设备上。机房外通过桥架、镀锌钢管铺设至各工作点预设位置，电线由此引出，外套金属软管接到用电设备上。1.1.5电力线缆的电磁辐射防护1、天花板采用微孔铝合金天花板；铺设防静电地板,并在地板下作静电接地；机房内地板支撑脚、金属天花、墙面板均做有效的电气连接并分别连接的大厦联合接地汇流排,形成法拉第效应,有效的防止电磁干扰。2、为了防止机房内电力配线产生电磁干扰，在机房施工中所有路由均穿金属管且保证一定的壁厚，金属管接头采用螺丝接头连接，并拧8个以上丝扣；使用金属软管作为过渡连接时，尽量减少接头（不多于两个），并使接头深度嵌入，这样能够保证所有接头部位形成低阻位，有效减少非连续接头部位产生的漏磁通。3、机房内所有电缆、电线、信号线全部采用地板下敷设。4、机房内配线采用辐射放散式配线方式，严禁采用环形配线。5、交流工作地、安全保护地采用大厦等电位联合接地体，形成良好电气接地网。6、直流工作地采用机房地坪网格装均压带，保证有效接地电阻小于1欧姆，解决设备外壳静电荷有效泄漏的问题。7、对动力配电柜（盘、箱）的母线输入端加装防浪涌、防过电压、防细小雷电流避雷器。1.1.6配电柜及开关的选择配电柜柜体采用国产产品，配电柜所有元器件均采用施奈德系列产品，符合IEC947-2IEC898标准，主开关采用NS系列空气断路器。分支开关采用Multi9系列断路器，操作寿命均在5万次以上，性能可靠、安全、免维护。Multi9系列开关采用道轨式安装法，因此分配负载数量多，增容相当方便。根据要求可提供多种附件紧急停电掣各开关辅助触头（报警、故障、分合指示等）主开关操作方式任选（直接手柄操作，旋转手柄操作，）。柜体采用全封式结构，玻璃门或普通门防护、防尘、120度倾角防水。最高保护等级可为IP45符合IEC529BS5420标准。操作安全、方便，所有开关都安装在带有开口的防护板后，只有操作手柄及按钮可见。1.1.7UPS电源的选择根据设备需求分析,我们为世博村E地块的配电系统选用柏克80KVAUPS电源，，后备电池按30分钟考虑。柏克UPS技术特点:1、逆变器电源装置中逆变器采用原装进口产品，并满足下列要求：逆变器采用进口品牌主模块和高可靠性的数字集成电路双CPUSPWM多闭环逆变技术作为功率输出单元和控制单元；逆变器要求用一体化隔离式变压器输出纯正弦波、能100%三相不平衡运行；逆变器能向任何感性或容性负荷供电；逆变器设有滤波器，把总谐波畸变率限制在5%以下；逆变器的每逆变桥的桥臂设有保护电路，以防止因过流等损坏逆变桥桥臂固态板；逆变器的输入回路和输出回路设有熔断器和断路器等过流保护装置，熔断器须设有熔断指示，以便维修人员进行维修和维护；在旁路模式中，它保证为用户提供可靠的电源，具有持久性、可靠性，并且能够完全避免危险的运行状态；逆变器具有抗短路能力，集成静态旁路开关和绝缘隔离变压器；逆变器参数的选择要根据输出波型来设定。2、整流器/充电装置电源装置中负责对电池充电的充电器须采用高频程控大功率充电器，并采用一体化设计电流1-100A可设定，同时并满足如下要求：整流模块为原装进口产品，可靠性高，所有器件及导线采用无自爆、耐火和阻燃产品。控制电路采用高速CPU控制，数字化程度高，安全可靠。充电器具有对电池充电全智能化自动管理功能，并防止对蓄电池过充的功能；充电器具有自诊断功能，能准确判断其故障位置，便于维修。充电装置须有短路、过流等保护功能。所有组成部分均做在同一机柜中，体积小，维护简单。有电池均充和浮充电自动转换功能，电池保护功能好。有电池测试功能，可以测试电池状态，供电情况等。3、显示装置带有背光大屏幕中文液晶触摸显示屏，人机界面友好，可显示如下内容：单路交流进线三相电源电压、充电电压、充电电流、电池组电压、电池组充放电电流、单个充电模块电压、单个充电模块电流、逆变器输出电压、频率等。以上测量精度不小于1.0级，电源装置取消常规的测量表，全部通过监控系统液晶显示屏显示。4、UPS技术参数基本技术参数标称容量（KVA）10-800KVA工作方式双变换纯在线式，带隔离变压器输出工频机相数单相+N+G输入功率因数＞0.95（加滤波器或12脉冲整流器）多种工作模式具有UPS、EPS、ECO节能模式整机效率＞0.98整流器输入标称电压220/380V/230/400VAC、240/415VAC范围380/220±25%输入标称频率50Hz±10%，60Hz±10%输出纹波＜2％软启动0～100%5sec充电充电模式先恒流后恒压，带温度补偿充电和自动均浮充转换温度补偿电压3mV/℃（单体）充电电流0.1C（根据电池容量设置自动调节）电池电池类型免维护铅酸蓄电池电池容量7～999AH可设定（根据不同功率容量范围不同）逆变器相数单相+N额定功率额定容量×0.8标称电压380VAC输出电压稳定度±1%（稳态负载），±5%（负载波动）频率稳定度50Hz，50Hz＜±0.5%（不同步时）波峰因数＞3：1输出波形失真度正弦波，线性负载＜3%；非线性负载＜5%动态特性瞬变电压＜±5%（由0到100%跃变），瞬间恢复时间＜10ms不平衡负载电压＜±5%过载保护120%正常工作125%60分钟；150%10分钟；200％1S逆变器效率＞93％（满载）旁路相数三相+N标称电压380VAC、400VAC、415VAC转换时间＜0ms（静态开关零切换）保护输入保护电压、频率超限；错相、缺相输出保护过流、短路、功因过低功能电池保护过充保护、过放保护温度保护环境过温保护、逆变器过温保护硬件故障保护辅助电源异常、断路器跳闸、熔断器断开及功率器件过流过压保护报警具有语音报警功能系统参数工作环境环境温度：-20～55℃，相对深度30%～90%海拔高度＜1000米（每增加100米功率下降1%，最高4000米）冷却方式强制通风通讯接口RS232、RS485。可选干接点接口、SNMP卡（网络远程监控）真人语音报警功能冗余功能串联热备份或并联抗浪涌能力10/700μS，5KV；8/20μS，20KA防护等级IP20安全性能输入输出对地的抗电3000VAC，漏电流小于3.5mA；绝缘电阻大于2MΩ（500VDC）噪声dB55～60显示装置带有背光大屏幕中文彩色液晶触摸显示屏，人机界面友好，可显示如下内容：单路交流进线三相电源电压、充电电压、充电电流、电池组电压、电池组充放电电流、单个充电模块电压、单个充电模块电流、逆变器输出电压、频率等并储存256条故障信息。电池管理软件智能电池充电：根据用户的电池配置自动调整电池的充电参数，并会根据供电环境对电池进行均充浮充转换、温度补偿充电，放电管理。延长电池的使用寿命，减少管理员的负担；5、蓄电池选择：蓄电池采用柏克高品质全密封阀控式免维护铅酸胶体蓄电池，。浮充使用寿命≥10年长寿命系列电池，核对性充放电次数大于600次，并满足事故负荷供电所需时间。1.2机房空调系统机房中的电子设备在运行中散热量大而且集中，散湿量极小，散热量的95%是显热，热湿比极大。在这种情况下，空气处理可近似作为一个等湿降温过程。根据热的传播方式—传导、辐射、对流分析，疏散显热的最有效方式是对流，这就需要大量的冷风将热量带走。中央空调主要考虑人体对环境的要求，不具备大风量。因此，中央空调方式就会出现虽然冷量够，但设备热量却散不出去的问题。集中空调是用风管送风，而非静压风库，送风均匀度较差，所以中央空调不适合在机房使用，一定要考虑机房专用吸顶式的空调机组。机房精密空调充分考虑了电子设备的特点，在相同制冷量的基础上，加大了风量。加之下送风利用四面送风的方式，使得送、回风均匀，能够较为迅速、有效地带走机器热量，同时具备分开摆放，按负载量不同摆放，按照冷热气流流动方向摆放。家用、商用空调、中央空调都没办法保证2℃的温差，而电子设备在温度不稳定的状态下工作，寿命会大大降低。此外，机房对洁净度亦有严格的要求，这个要求远远高于办公用房。由于中央空调送风方式的特点决定其不能满足此要求。而机房专用空调中有中效过滤系统，可随时更换过滤网，方便、省时、经济。普通舒适性空调机的温、湿度控制精度低、过滤性能较差。根据各机房的功能需求配置相应的空调及新风系统。其中计算机网络机房配置机房专用精密空调、采用地板下送风方式，新风机组与消防系统联动1.2.1机房冷负荷计算及选型机房主要的热负荷来源于设备的发热量及维护结构的热负荷。因此，我们要了解主设备的数量及用电情况以确定精密空调的容量及配置。但在暂不确定设备数量等情况时，机房热负荷没有条件精确计算，根据以往经验，可根据机房的面积进行测算。中心机房总面积近850平方米:在此项目的设计中，采用面积计算法，按实际的机房面积计算。每个平方按照350W进行估算，所以热负荷为：350×850=154700W。因此若考虑主机房空调系统采用2台60KW和2台40KW柏克精密空调，有20％的余量。主机房设计为一个独立的新风区，在下送风区的机房内安装一台吸顶式新风处理机。经现场实地勘