(一)前语:
数据中心机房供配电体系是一个穿插的体系,涉及到市电供电、防雷接地、防静电、鲍笔厂不间断供电、柴油发电机等,每个体系相互穿插,互有影响,这就使我们在安置时有必要考虑多方面的因素,机房的供配电体系就是这根底工程的心脏和大动脉,供配电体系的安稳,可以确保其它体系发挥作用和中心事务正常运转,下面了解一下机房供电需求及体系的安置计划。
(1)模扩展、功率密度增高形成供电总容量的前进。 •单机柜负荷:2kW/台-3kW/台-4kW/台—更高;• 单位面积均匀负荷:0.5kva/m2—1kva/m2-1.5kva/m2-2kva/m2—更高;
(2)可靠性要求——供配电体系的可靠性要求相应前进。 • 供配电体系可靠性:99.00%-99.90%-99.99%—99.999%——更高;
(二)数据中心机房供配电体系需求剖析
跟着数据中心的要求也不断前进,信息设备功用越来越强,功率密度越来越高。数据中心设备机柜用电负荷由曾经的2kVA/台,前进到3kVA/台、4kVA/台,乃至更高。机房单位面积的均匀用电负荷也由1kVA每平方,前进到1.5kVA每平方、2kVA每平方,乃至更高,数据中心用电负荷的核算应分为两个层次,即:UPS 供电体系负荷(输出)和市电供电体系负荷。
市电供电体系负荷(输出)的核算首要包含:UPS 供电体系(输入)、机房精细空调体系、机房照明及修建电气设备等。UPS供电体系负荷(输入)=供电负荷+充电负荷。机房精细空调体系负荷=N台主用空调机组额定负荷容量×负荷率。
鲍笔厂供电体系负荷(输出)的核算首要包含:核算机设备、服务器、存储、网络设备、小型机等,在负荷设备清晰时,按设备数据核算,详细负荷设备不清晰时,按设备机柜均匀负荷核算。设备机柜数量也不清晰时,可按机房面积均匀负荷估计。
(叁)数据中心机房供配电体系的安置
数据中心机房供配电体系首要设备有:UPS、电池、配电柜和柴油发电机等。这些设备单位占地上积、分量大,对于这些设备的摆放方位既要考虑功用上的需求,又要考虑空间和承重的需求,还要考虑对外界的危害。 数据中心机房供电体系应有独立的配电间、变配电所,UPS 电源机房应接近设备机房(负荷中心)安置,这样能确保从UPS输出到用电设备之间的压降和损耗尽可能的小。
UPS 电源主机、配电柜与蓄电池组是否需求分隔,依照数据中心等级的要求决议,别的还需求考虑到UPS归于大型设备,分量比较大,噪声大,需求摆放在一个承重比较好,并且不影响工作和歇息环境的当地。配电柜方位的挑选,首要考虑功用上的需求,配电柜应在满意功用分区的根底上,尽可能接近供电负载。发电机房宜设置在地上一层,当发电机房设置于地基层时,应特别留意进、出风通道能否满意要求,应留意发电机组储油设备(日用油箱、储油罐)的消防要求。 变配电所、发电机房、UPS 电源机房均应留有满意的面积,可与设备机房同步开展,应对设备机房面积扩展或设备机房功率密度上升引起的供电需求。于非专门规划用于数据中心的修建,应留意其是否满意设备设备和线路敷设的要求,包含楼面荷载、净高、抗震等级、耐火等级等方面。
(四)市电动力配电体系规划
市电动力配电首要用于供应机房精细空调设备、一般照明和给排风、修理插座、一般动力、鲍笔厂设备等。市电动力配电一般由大楼总配电柜馈出的动力供配电体系,选用50贬锄交电,380/220痴叁相五线电源,罢狈-厂接当地式,零线和地线分隔设置且零地线之间电压小于1痴。
一般可靠性要求数据中心宜引进两路市电电源,条件受约束时也可引进一路市电电源。引进两路市电电源时,宜为冗余联系,也可作为供电容量扩展联系,每一路市电电源的供电容量应能满意悉数一、二级负荷的需求,包含鲍笔厂电源体系、机房精细空调、机房照明、蓄电池充电及修建造备中的一、二级负荷。两路市电电源的供电容量应为全冗余,正常时应一起供电运转,两路电源在负荷设备输入端主动切换。
市电动力配电柜一般选用放射式配电直接配至各用电设备或电箱,机房内一切动力配电线缆有必要规划桥架或钢管敷设,市电动力配电柜具有火灾联动维护功用,呈现火灾时可与消防体系联动及时堵截电源,动力配电柜、照明箱内的开关和首要元器件应设置有用的防雷措施。
(五)自备应急电源体系规划
数据中心一般选用柴油发电机组作为自备应急电源,对于大型、高等级数据中心也可以挑选可靠性高、输出电源质量好、带非线性负载才能强、体积小、分量轻的大功率燃气轮机发电机组。一般可靠性要求的数据中心宜装备一路自备应急电源,供电容量应能满意悉数一、二级负荷的需求,包含UPS 电源体系、机房空调、机房照明、蓄电池充电及修建造备中的一、二级负荷。
当数据中心条件受约束,且市电电源具有较高可靠性时,也可以部分或悉数选用移动式发电机组作为自备应急电源。发电机组燃料储备量应依据数据中心等级的要求,结合市电电源可靠性、供油可靠性、消防要求归纳决议,一般不宜少于发电机组满负荷运转8小时的用油量。
(六)鲍笔厂供配电体系规划
UPS配电首要用于核算机设备、服务器、小型机、存储、网络设备、保安监控设备等。UPS 电源体系输出一般选用三级配电方法:体系输出配电柜-机房配电柜-机柜配电单元。 UPS电源体系蓄电池组容量的核算方法有以下两种:
(1) 按负荷电流核算;
(2) 按负荷功率核算;
按负荷电流核算的结果是蓄电池组的总容量,然后再挑选单组蓄电池的容量和组数。按负荷功率核算的结果是选定容量规范的蓄电池组数。两种核算方法的结果可相互校验。 对于单电源输入设备,即便已选用双单元冗余UPS 电源体系,也宜将其衔接在其中一个单元上。对于双单元冗余UPS电源体系,可将其每个单元中的部分容量视为并联冗余性质。对于需求双回路供电的单电源输入设备,宜在其输入端设置静态变换开关STS。静态变换开关STS 的性能应能满意其要求,一般变换时刻小于5~10ms。 当负荷设备对零-地电压要求较高时,可在机房配电柜设置阻隔变压器。有时候,为确保UPS毛病旁路后输出高质量电源,往往在UPS旁路输出端设置阻隔变压器。
数据中心鲍笔厂供配电体系一般选用冗余方法供电,很少选用单机供电。冗余方法供电能在一台鲍笔厂设备毛病时,仍然可以满意机房内重要设备的用电需求,这是单机供电所不能到达的。从冗余式装备计划来看,常用的有以下几种方法:
(1)、热备份式冗余鲍笔厂供电方法
主机带负载,备机空载或带非重要负载,备机接入主机的BYPASS(旁路)输入端。这种方法安置比较灵敏,不需求两台UPS同品牌,并且不要添加额定辅佐电路,不添加购置本钱。如果UPS主机发生了毛病,那么UPS备机有必要顶替悉数负载,这也就意味着规划时有必要核算好UPS主机毛病时,UPS备机所需承当的总负载。此方法的缺陷在于UPS备机得具有阶跃性负载承载才能,无法对电源体系进行扩容,两台容 量不同的UPS相联,只能按最小的UPS容量输出。
(2)、直接并机冗余鲍笔厂供电方法
为战胜热备份式冗余供电体系的缺点,跟着鲍笔厂操控技能的前进,具有相同额定输出功率的鲍笔厂可直接并联而形成冗余供电体系,为确保高质量的并机体系,各电源间有必要保持同频、同相、且各机均流。此供电方法瞬间过载才能强,可以主动均分功率,体系互为主备,前进供电可靠性,电源体系扩容便利。可是存在着环流,添加无功损耗,下降体系可靠性,需添加额定辅佐电路,随之而来是添加本钱,添加毛病点。规划时,如2台互备,每台依照50%带载才能考虑,并联的主机越多,单台主机的带载才能就越低。
(3)、双总线冗余供电方法
双总线供电方法是选用两条总线对后端设备进行供电,每条总线上具有相同的一套UPS供电方法,消除可能呈现在UPS输出端与最终用户负载端之间的“单点瓶颈”毛病危险,以前进输出电源供电体系的“容错”功用。此供电方法可以在线维护,在线扩容,在线晋级,改进了重要总线的可用性,满意了双电源用电设备的需求,真实完成了7×24×365运转的方针。可是双总线冗余供电方法相当于搭建了两套前述供电方法的回路,需求添加2倍以上的本钱。同 时,为满意单电源设备的供电需求,可在输出端设备STS,来确保供电输出的可靠性。
(七)供配电设备的设备和线路敷设
机房UPS、精细空调电源体系输入应设置专用的输入配电柜。电源体系输入配电柜应引接两路电源、主动切换。UPS 电源主机的主电源和旁路电源应别离引进,并宜由不同的输入配电柜引接。UPS电源体系输出应选用放射式、双回路配电方法。UPS 电源体系输出应选用三相配电,结尾分相,以利三相平衡。 机房配电柜、UPS电源柜落地设备,动力配电箱、照明配电箱底边距地1.4m墙上暗装,配电柜及其他电气设备的底座应与修建楼地上可靠固定,并接地,机房内应别离设置修理和测试用插座,且有显着差异标志,测试用电源插座应由UPS供电,修理插座由市电供电。一切线路的敷设是要以设备布局和规划图纸为根底进行,规划时考虑供电间隔尽量短,机房内的电源线、信号线和通讯线应别离铺设,不能共走同一线槽,UPS电源配电箱(柜)引出的配电线路,穿镀锌钢管,沿机房活动地板下敷设至各排网络或服务器机柜,运用插座或工业衔接器为机柜供电。
(八)结尾笔顿鲍
电源分配单元(笔顿鲍),望文生义笔顿鲍应具有电源的分配或附加办理的功用。电源的分配是指电流及电压和接口的分配,电源办理是指开关操控(包含长途操控)、电路中的各种参数监督、线路切换、承载的约束、电源插口匹配设备、线缆的整理、空间的办理及电涌防护和极性检测。因为数据中心的简直一切的滨罢设备都现已或者即将放置在规范机柜内,所以,笔顿鲍作为机柜的必备附件也越来越受到相关各方的注重。
笔顿鲍电源分配器和一般电源排插相比,其长处首要表现在规划组织更合理、质量和规范更严厉、安全无毛病工作时刻长、各类漏电、过电过载维护更优异、插拔动作频频而不易损坏、热升温小、设备更灵敏便利,适合对用电要求很严厉的职业客户运用。也从根本上杜绝了一般电源排插的因接触不良、负荷小而形成的频频断电、焚毁、火灾等安全危险。
总结:
数据中心供配电体系是数据中心最重要的根底设施,应在数据中心建造初期予以统筹考虑和全面规划,并依据数据中心对供电可靠性的要求,在供电电源挑选、供配电体系安置、供配电体系结构和方式等方面采纳相应的技能措施。一起,还应充分运用老练有用的节能措施,下降供配电体系的损耗。若数据中心中存在不同等级的功用区域,在供配电体系规划中也应差异对待,以减少不必要的建造出资和运营本钱。
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