07数据中心供配电系统架构

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

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

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

数据中心供配电系统应用概述

数据中心供配电系统应用概述 1.1 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。 1.2 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

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

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。

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

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

数据中心机房建设项目供配电及照明系统设计方案

数据中心机房建设项目供配电及照明系统设计方案 1.1 机房UPS容量计算 AAAAAA数据中心机房设备有：未来预计250台服务器，若干交换机等网络设备，实额定功率：服务器500瓦/台，外加网络交换机等。根据经验计算，运行功率约为额定功率的50%，机房UPS的用电量约为：60KW。 1.2 UPS系统 ●鉴于贵司对电源的高质量要求，只能配置带有冗余性质的高可靠电源。用户重要负载由具有冗余和扩容功能的英飞系统供电，这样会大大增加整个系统的可靠性。 ●鉴于贵司的负载增加是分阶段、逐步增加的，我们没有必要一次配置很大的UPS，这样既要求UPS有一定的扩展能力，又要求UPS有冗余度。本套UPS最适合贵司现状的特点就是,它可以根据用户的实际负载量的增长, 边增长边扩容，可以按每16KV一个模块需求来配置,最大到160KV A,而且具有N+1冗余系统。目前可以根据实际需要的负载量配置就足够了，以后每次增加负载，再可以增加模块来扩容UPS的容量。 ●统计整个机房的负载量，机房现有负载60KV A，在未

来几年内最多增加一倍，即配置新的UPS最大容量可选择到160KV A UPS解决方案：鉴于上述用户需求，推荐使用APC PX160KV A/80KV A UPS（后期可扩展到总功率160KV A/160KW，电池配置后备时间2小时。因此我们选用APC公司新型Symmetra PX 160KV A 系列电源，每个功率模块的功率为16KV A /16KW。根据要求，功率定为160KV A N+1冗余输出。既安装10个功率模块，并联冗余输出，均分负载，形成9+1冗余。由于用户的真实负载可能为60－80KW，因此实际上5个功率模块64KW即可满足负载需求，也就是说实际上形成了N+1冗余，坏掉1个功率模块系统也能正常工作。 1.3 机房配电系统 1.3.1设计分析主路空气开关为250A/3P，物业提供一路250A容量的电源分两路输出，一路提供UPS设备电源供应，一路电源提供机房动力配电使用。物业提供电源接至机房内相应主配电柜PDU-1，PDU-1提供给3台UPS供电及精密空调及照明等动力配电使用。两台40KV A UPS输出柜为PDU-2，PDU-2布线到机柜

数据中心供配电系统设计

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、

大型数据中心UPS供电系统设计

大型数据中心U P S供电系统设计 Prepared on 22 November 2020

1项目简介该项目机房面积近1万，机柜安装容量约7000kW，是一个具有高可靠性要求的机房，承担着重要信息的存储和运算，是企业运作的基础和中心。其供电系统构成要求安全、可靠、连续，能够提供连续、良好的供电，不会因为某种外部原因造成供电的中断，即使在偶然的人为操作失误情况下，也能够提供连续供电。其所有机柜、机房精密窄调、空调前端设备、机房照明、监控室、监控设备都对供电有极高的要求。该机房选址在一个大都市的外围，地理环境良好，市政条件充足，有稳定的电力供应，有不错的供电历史纪录。能够提供稳定的市电电源作为机房的主电源，能够同时提供二路来自不同上级电源的供电线路。 2系统设计下面对机柜配电的系统设计，对约束系统设置、提高系统可靠性等分别进行论述。作为一个重要的大型灾备机房，建立自己的发电机电源系统也是必须的。本工程设有一座柴油发电机房，为机房提供备用电源。柴油发电机组考虑冗余设置，当某台发电机故障时，其所带负荷能够从另一台发电机得到全部所需电力。使用双转换式UPS为本系统提供电源是勿庸置疑的。采用何种容量的UPS，构成一个怎样规模的系统，系统形式的确定是我们首先要考虑的。一个合理、可靠的系统一定是规模适中，构成简单，部件可靠的系统，有着良好的可用性、可操作性、安全性，能够向负载提供没有干扰、幅值和频率都在严格允许范围内的交流电力。首先需要确定系统规模、系统形式、基本的UPS单元容量等。结合以往工程经验及主要供货商的产品规格，我们认为用800kVA的UPS并联构成1600kVA规模的UPS配电系统是合适的。需要并联的UPS单元数量少，仅用两台UPS即可。其输出配电母线为3200A，电磁兼

大型数据中心UPS供电系统设计

数据中心供配电应用白皮书

数据中心供配电系统应用白皮书核心提示：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。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：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

IDC机房UPS供电模式及供电需求分析

IDC机房UPS供电模式及供电需求分析 IDC机房建设中，动力系统的建设无疑是其重中之重，各项业务的开展，各种服务器的稳定工作，都离不开稳定、可靠、不间断的电力供给。本文简单探讨IDC机房几种电源系统结构的基本原理、优缺点、实现的可行性等。一、IDC机房对供电的需求有如下几个特点 1、对供电要求高靠性 IDC面对的客户一般都是企业级客户，有的甚至为门户网站，若负载中断，IDC业务提供者，将会面临巨大损失，因此对供电的可靠性要求很高。 2、负载容量大 IDC机房建设投入巨大，并且会考虑到未来几年的业务增长，因此其要能承接足够大的业务量。一般一个机房约放置50-100个机架，每个机架的负载量约为几千瓦，因此一个机房的负载量约为几百到上千千瓦，一个IDC中心可能建设多个机房。 3、相对集中的供电方式为了分担风险，同时又考虑到集中供电的方便管理性，一般按一个机房的负载容量来考虑，负载量约在几百到上千千瓦。 4、对设备的谐波污染要求高随着国家对节能、环保的要求越来越高，电信运营商积极响应，同时，IDC机房也是用电大户，是供电单位的重点关注对象，对谐波关注的程度高，这已经是趋势。二、传统的UPS供电解决方案传统的数据通信设备要求交流输入电源，一般是与市电电源的电压和频率相同的电源，即220V，50Hz的单相交流电源。传统的数据通信设备的电源系统是UPS系统， UPS系统一般由整流器、逆变器、蓄电池和静态开关等组成，市电正常时，市电经整流器变换为直流电供给逆变器，同时给蓄电池充电，逆变器将直流电变换为交流电供给负载。UPS本身故障时负载可经静态开关转换为旁路市电供电，市电长时间停电时，由备用发电机组供电。虽然IDC机房内的设备是单相供电，但功率越来越大，单相UPS功率不能做的很大，受到限制，解决的方法是用三相UPS供电，功率一般平均分到三相上，同时进行UPS并机，解决其供电的可靠性。由于UPS最终通过逆变换流供电给数据设备，如果逆变与切换部分出现故障，电池不是直接给数据设备供电，会导致数据设备中断。几种常见的UPS供电模式 1、串联热备份此种UPS供电方式消除了单点故障，实现简单，但是其同一时间只有一台UPS带载，因此存在超载能力差、主备机老化不均等问题，目前已经较少采用，系统图见图1： 2、并联冗余此种UPS供电方式，最大的好处是可以负载均分，其中任意一台UPS故障，其被切离，UPS系统不用做任何切换，仍可工作在在线模式。可以根据负载量，通过增加UPS的方式实现系统容量扩充。系统图见图2。 3、双总线供电方式此种UPS供电方式，其最大的特点是同时提供2路互不影响的供电母线，分别提供给双电源负载，或者通过STS再提供给单电源负载。此方式也很好的消除了单点故障，但限于供电方案中又增加了LBS（同步控制）和STS（双路切换），因此也增加了故障点。系统图见图3。

浅谈IDC机房供配电系统设计

浅谈IDC机房供配电系统设计丁国余上海**电脑股份有限公司摘要：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