数据中心供配电系统设计
【摘要】本文阐述数据中心相关配电标准的要求、数据中心供配电系统设计的基本原则，然后通过一些数据分析，来分析数据中心的配电系统设计办法。
【关键词】数据中心；供配电系统；设计
一、前言
数据中心是容纳计算机房及其支持区域的一幢建筑物或建筑物的某个部分,主要设置进行数据处理和数据交换的计算机、服务器、存储设备、网络设备等电子信息设备。近年来，不仅电信企业，政府机构以及银行、证券、保险、互联网等众多行业也都在建设各种不同用途、规模、等级的数据中心。
二、数据中心供配电要求
1、数据中心的分级
现在实行数据中心设计的一个重要根据是2009年6月1日我国正式开始实施的相关电子信息系统机房设计规范，按照规范的相关内容,数据中心机房划分成A、B、C三个等级。
(一) A级数据中心机房，供配电电源是按照非常重要一级负荷里来设定，不仅要设置两路电源同时供电，而且还要保证如果其中一路电源发生故障,另一路电源能够负担全部负载，所有用电设备不会因此而受到影响,而且还要设置柴油发电机作为备用电源，柴油发电机燃油存储量为72小时，IT负载及IT负载的空调系统需要配置不间断电源系统，且不间断电源按2N配置。
(二) B级数据中心机房，供配电电源是按照一级负荷来设置,需要设置两路电源同时供电，任何一路电源均可负担全部负载，同样需要配置柴油发电机系统不和间断电源系统，柴油发电机燃油存储量为24小时，且不间断电源按N+1配置。
(三) C级数据中心机房，按照二级负荷来设定供电电源。
2、如何确定数据中心不间断电源的容量
要有不间断电源系统向数据中心机房设备供电,通常使用UPS系统。在对UPS的基本容量进行确定时要留有裕量,为什么要在确定UPS容量时留有裕量？第一个目的是减轻UPS的负荷,保障供电的可靠性能；第二个目的是将来如果要增设一定数量的电子信息设备,其容量依旧能够达到相应的要求。
三、数据中心供配电系统设计的基本原则
1、数据中心供配电系统设计应执行或参照执行国家和行业及地方相关标准、
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 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 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
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
数据中心高压配电系统应用方案 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。 1.1 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：
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： 1.2 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：下面分别讨论三种方式的特点及应用。
数据中心机房及信息化终端设备维护方案 一、概况 xxx客户数据中心机房于XX年投入使用，目前即将过保和需要续保运维的设备清单如下：
另外，全院网络交换机设备使用年限较长，已全部过保，存在一定的安全隐患。 二、维保的意义 通过机房设备维护保养可以提高设备的使用寿命，降低设备出现故障的概率，避免重特大事故发生，避免不必要的经济损失。设备故障时，可提供快速的备件 供应，技术支持，故障处理等服务。 通过系统的维护可以提前发现问题，并解决问题。将故障消灭在萌芽状态， 提高系统的安全性，做到为客户排忧解难，减少客户人力、物力投入的成本。为 机房内各系统及设备的正常运行提供安全保障。可延迟客户设备的淘汰时间，使 可用价值最大化。 通过引入专业的维护公司，可以将客户管理人员从日常需要完成专业性很强 的维护保养工作中解放出来，提升客户的工作效率，更好的发挥信息或科技部门 的自身职能。 通过专业的维护，将机房内各设备的运行数据进行整理，进行数据分析，给
客户的机房基础设施建设、管理和投入提供依据。 三、维护范围 1、数据中心供配电系统 2、数据中心信息化系统 3、全院信息化终端设备 4、数据库及虚拟化系统 四、提供的服务 为更好的服务好客户，确实按质按量的对设备进行维护；我公司根据国家相关标准及厂商维护标准，结合自身多年经验积累和客户需求，制定了一套自有的服务内容： 1、我公司在本地储备相应设备的备品备件，确保在系统出现故障时，及时免费更换新的器件，保障设备使用安全。 2.我公司和客户建立24小时联络机制，同时指定一名负责人与使用方保持沟通，确保7*24小时都可靠联系到工程技术人员，所有节日都照此标准执行。 3.快速进行故障抢修：故障服务响应时间不多于30分钟，2小时内至少2人以上携带相关工具、仪器到达故障现场，直到设备恢复正常运行。 4.我公司对维修维护的设施设备的使用性能负责，在维修维护过程中严格执行技术规范，保证设施设备的性能符合相关技术标准要求。在维修维护间，我方应对设施设备可能存在的故障隐患做出评估，并进行恰当的预防性处理，以保证设
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 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
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
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 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。
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
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。