数据中心供配电系统设计浅析

2016-03-16马驰

环球市场 2016年23期

关键词：供配电断路器电能

马驰

广东省电信规划设计院有限公司(东莞)第一分公司

数据中心供配电系统设计浅析

马驰

广东省电信规划设计院有限公司(东莞)第一分公司

数据中心电气设计对于数据中心使用功能的发挥、整体设备的安全运行、节能环保效果的体现等方面发挥着越来越大的作用。设计人员必须熟悉并掌握作为数据中心电气设计最基础、最核心内容的供配电系统的基础知识、设计方法等。本文笔者对数据中心供配电系统设计进行了分析探讨，希望对相关从业人员具有借鉴意义。

数据中心，供配电系统设计

1.数据中心供配电系统设计概述

数据中心每周7天、每天24小时运行，特点是用电量大，可靠性要求高，电源品质要求高。主要涉及的是电力系统中对电能进行发、输、配、用中的配和用两个环节。在运行的要求以及特点上，都要与电力系统保持一致。在电气工程的供配电系统里，功率在流动的方向上一般来说是单向的，也就是从电源端向用户端流动，主要为了把电力系统里的电能利用一定的分配手段，转换成用户所使用的用电设备可以运转的电能。从当前数据中心的供配电系统来看，其电压等级一般在35KV及以下。所以在设计其供配电系统时，应该根据其所具有的用电量多少、负荷的性质，还有周围区域供电的状况而制定出一个合理科学的设计方案。

2.数据中心负荷分级

对于高等级的数据中心，IT设备一般作为一级负荷中特别重要的负荷。IT辅助设备、消防设备通常作为一级负荷，其中IT辅助设备包括：冷水机组、循环水泵、冷却塔风机、精密空调、新风空调、补水系统、安防控制等系统/设备；消防设备包括：消防水泵、消防排烟/加压送风风机、消防值班室、消防备用/疏散照明设备等。一般办公、清扫、检修等其他设备作为三级负荷。

3.数据中心工程供配电系统设计应满足的要求

要确保数据中心供配电系统设计的科学、合理、可行，并且能够满足一定的安全要求。首先，根据数据中心的等级，A类数据中心必须使用双重电源供电；B类数据中心建议采用双重电源供电；C类数据中心使用两回路供电。其次，要确保供配电系统具有可靠性。具有可靠性是数据中心电气工程供配电系统设计中应该注意的重要环节，供电中断可能造成秩序的混乱，生产出现停滞，严重的还会造成设备以及人身安全受到威胁，导致出现非常严重的政治与经济损失，因此，在对供配电系统进行设计时，要谨慎考虑突发状况，对于A、B级数据中心需配置后备柴油发电机系统，后备柴油发电机系统的容量应包括UPS基本容量、空调和制冷设备的基本容量。再次，要确保其电能的质量具有良好的性能。电能质量好坏主要取决于频率与电压两个指标。我国在电气工程供配电的额定电压和额定频率上都有相应的规定，尽管允许出现频率或是电压偏差，但是这样对设备的安全运行和寿命都具有一定的影响，严重的还会导致产品报废或是减产。因此，要确保供配电系统不论在任何运行方式下都可以提供很好的电能质量，在线式UPS供电系统是解决供电质量问题与停电问题的重要手段。第四，供配电系统的设计应该具有方便和灵活的特征。在对供配电系统进行接线时应该尽量的做到简单，同时还可以使其可以满足负荷的变化，可以迅速、快捷的从一种运行状态直接转换至另一种运行状态，并在转换的过程中不会轻易的出现错误的操作，可以确保能够正常、方便的进行检修与维护。第五，供配电系统设计要具有经济性，使其可以在技术要求得以满足的条件下，在基建的投资上较少，同时运行的年费用较低。最后，设计的方案应具有扩建与发展的可能，这样可以更好的适应未来建设事业对电压的等级、设备容量以及安装场地要求，而具有发展的空间。

4.数据中心供配电系统导线的选择

在数据中心的电气系统当中，电力线路在其中具有十分重要的作用。其可以传输与分配电能，成为电能进行分配与传输的载体，具有的重要作用毋庸置疑。所以，能否正确的选择导线对于整个电气系统是否具有安全性来说具有直接的影响。在对导线进行选择时，应从载流量、允许压降及导线阻燃性能多方面进行考虑，在确保安全的条件下最大程度的节省使用的导线。

5.电气设备低压断路器的选择

通常在数据中心工程项目中，对照明系统以及供电系统进行保护都要使用低压断路器，进而对主体电器进行控制和保护。和传统的保险丝以及闸刀相比，低压断路器具有更为健全的功能，它是当前供电系统中应用最为广泛的保护装置。通常状况下，根据电源的种类能够将其分成直流和交流两种断路器；依照其结构能够将其分成微断(MCB)、塑壳(MCCB)和框架式(ACB)三种断路器；低压断路器又可分为选择型断路器(三段保护：过载长延时、短路短延时及短路瞬时)和非选择型断路器(二段保护：过载长延时及短路瞬时)两种形式。断路器的失压保护功能，在电网电压降到额定电压的50-60%，为了不会由于电压过低而造成电动机烧坏等问题的出现，或是为更好的使电网电压恢复，不得不对不重要的用户进行切除时，这时失压保护就会启动，使欠压脱扣器线圈在线电压上并联。而一旦电压恢复正常状态时，吸住衔铁，电压降至额定电压的50-60%时，以内吸力没有弹簧拉力大，衔铁撞击就会锁扣，让触头断开。从上面能够看出，低压断路器其目的就是实现对线路的保护。

6.供配电系统设计中配电箱的设置

根据电气接线的要求，配电箱应该把开关设备、保护电器、测量仪表以及辅助设备组装到封闭或是半封闭的屏幅或是金属柜上，进而形成低压配电装置。在正常运行的状况下，能够通过自动开关或者是手动开关将电路接通或是分断。而当出现不正常运行，或者是发生故障时，则可利用其对电路进行切断，或是进行报警。各数据中心配电系统，通过测量仪表能够使运行中的各种参数得以显示出来，还能够调整某些电气的参数，提示或是发出信号以警示其与正常的工作状态相偏离。