機(jī)房供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、機(jī)房供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)來源：中國綠色數(shù)據(jù)中心 作者：機(jī)房360 更新時間：2009/5/4 18:59:33 摘要：機(jī)房電氣工程中，安全、可靠是機(jī)房供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵出發(fā)點(diǎn)，由于機(jī)房的供配電系統(tǒng)、照明、設(shè)備防雷、機(jī)房接地、UPS不間斷電源等與一般的強(qiáng)電設(shè)計(jì)有所不同，又與弱電專業(yè)的十幾個子系統(tǒng)密切相關(guān)。因此，它們處于強(qiáng)、弱電專業(yè)設(shè)計(jì)分工的接合部。 機(jī)房在智能建筑中的重要性確定了安全、可靠是供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵出發(fā)點(diǎn)。由于機(jī)房的供配電系統(tǒng)、照明、設(shè)備防雷、機(jī)房接地、UPS不間斷電源等與一般的強(qiáng)電設(shè)計(jì)有所不同，又與弱電專業(yè)的十幾個子系統(tǒng)密切相關(guān)。因此，它們處于強(qiáng)、弱電專業(yè)設(shè)計(jì)分工的接合部。有兩種專業(yè)技術(shù)

2、規(guī)范在這些界面上，有些規(guī)定也不十分明確，帶來的問題是:機(jī)房各子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)深度差距較大；主要弱電機(jī)房預(yù)留的位置不合適，面積過大或偏??；弱電豎井中遺漏接地干線和電源插座；UPS電源容量、支持時間長短不一；UPS電源供電方式是采用集中式還是分散式不能確定；各子系統(tǒng)的供電和接地方式不規(guī)范等。一部分設(shè)計(jì)文件中，還經(jīng)常發(fā)現(xiàn)有文字說明描述不清楚、系統(tǒng)圖和平面圖五花八門、圖形符號不按現(xiàn)行制圖，標(biāo)準(zhǔn)繪制等問題。機(jī)房常用的供電方式不間斷電源(UPS)供電。由于采用了脈寬調(diào)頻技術(shù)、高效功率器件的成熟、微處理器的發(fā)展等因素，不間斷電源已經(jīng)成為計(jì)算機(jī)房供電的主要手段。不間斷電源最大的特點(diǎn)，在于不間斷性，而且能最大限度地

3、提供穩(wěn)定電壓，隔離外電網(wǎng)的干擾。外電網(wǎng)一旦停電，UPS能在設(shè)備所允許的極短時間內(nèi)(微秒至毫秒級)自動從備用能源經(jīng)逆變器變換成電壓、頻率和相位都與原供電電源相同的電能繼續(xù)向計(jì)算機(jī)供電?；蛘咂綍r由逆變器供電，只在逆變器發(fā)生故障時，由靜態(tài)電子開關(guān)自動將計(jì)算機(jī)瞬時切換到外電網(wǎng)供電或切換到另一臺與之并聯(lián)的UPS上，實(shí)現(xiàn)不間斷供電。UPS提供的電源具有較高的電壓和頻率穩(wěn)定性，波形失真也較小，干擾更優(yōu)于外電網(wǎng)，是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)最理想的供電方式。幾乎所有的重要計(jì)算機(jī)設(shè)備都采用UPS供電。(一)電源布置和系統(tǒng)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)和施工必須充分了解并掌握供電對象。充分搜集機(jī)房設(shè)備和系統(tǒng)的資料才能做好電源布置和系統(tǒng)設(shè)計(jì)，從而合理地

4、滿足機(jī)房用電需要。機(jī)房應(yīng)設(shè)單獨(dú)電源管理間，用符合防火要求的隔墻與弱電設(shè)備隔離，避免電源管理間操聲、蓄電池酸堿液滲漏和電氣火災(zāi)等事故傳播到計(jì)算機(jī)設(shè)備機(jī)房內(nèi)。計(jì)算機(jī)設(shè)備機(jī)房與電源管理間中間設(shè)單扇朝電源管理間方向開啟的連通門，還可考慮設(shè)置玻璃觀察視窗。電源管理間應(yīng)做水泥地面，為防潮、防濕可砌高0.30.5m的水泥平臺擱置配電柜和UPS電源等。UPS主供:主機(jī)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、保安監(jiān)控設(shè)備、多媒體、消防、應(yīng)急照明等。市電主供:空調(diào)設(shè)備、普通照明和給排風(fēng)、維修插座、一般動力等。(二)動力供配電系統(tǒng)由總配電柜饋出的動力供配電系統(tǒng)采用50Hz交流電，380/220V三相五線電源，TN-S接地方式，零線和地線分

5、開設(shè)置且零地線之間電壓小于lV。動力配電柜、照明配電箱采用放射式配電直接配至各用電設(shè)備。機(jī)房內(nèi)所有線纜須設(shè)計(jì)鋼制橋架、線槽或鋼管敷設(shè)。由于精密空調(diào)的供電電流大、負(fù)載動態(tài)范圍寬，為防止干擾，應(yīng)考慮另選路徑單獨(dú)敷設(shè)電纜。動力配電柜(箱)具有火警聯(lián)動保護(hù)功能，出現(xiàn)火警時可與消防系統(tǒng)聯(lián)動及時切斷電源，關(guān)閉防煙防火閥，并且在值班室安裝手動電源切斷裝置。動力柜、照明箱內(nèi)的開關(guān)和主要元器件采用進(jìn)口產(chǎn)品，并設(shè)置有效的防雷措施。有條件時，大型機(jī)房最好采用專用電力變壓器供電。(三)UPS供配電系統(tǒng)UPS供配電系統(tǒng)的供電范圍是計(jì)算機(jī)設(shè)備(主機(jī)和附屬設(shè)備)、通信設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、保安監(jiān)控設(shè)備、消防系統(tǒng)、應(yīng)急照明等。UP

6、S輸出配電回路(每個配電控制開關(guān)為一個回路)需按機(jī)房內(nèi)設(shè)備要求設(shè)置，小型機(jī)/服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)核心交換機(jī)及重要路由器要由獨(dú)立雙回路供電，其他計(jì)算機(jī)設(shè)備可用一個回路帶34個插座，固定于地板下。UPS電源分別送到主機(jī)房配電柜(末端)既可靠，又方便使用。還應(yīng)該考慮為數(shù)據(jù)中心中關(guān)鍵的負(fù)載設(shè)備安裝電源分配單元(PDU)，這些設(shè)施是合并了幾個組件功能到一起的一個裝置，通常很小，比分開安裝幾個獨(dú)立的面板和變壓器更有效。如果機(jī)房細(xì)分為不同的房間或空間，每一個房間或空間是由它們各自獨(dú)立的緊急電源開關(guān)(EPO)所支持，那么這些空間應(yīng)該擁有自己獨(dú)立的水平分布區(qū)域。電源分配單元(PDU)集成了獨(dú)立的變壓器、瞬時電壓浪涌抑制

7、(TVSS)、輸出面板和電源控制的功能，并提供了更多的優(yōu)點(diǎn)。一個典型的PDU包括以下組件。 離線變壓器雙輸入斷路器應(yīng)被視為允許連接一個臨時接駁，允許維護(hù)或資源冉分布時不用關(guān)閉關(guān)鍵的負(fù)載。 變壓器:盡可能靠近負(fù)載以減少從地線到零線之間的共模噪聲，減少電壓源接地和信號源接地之間的差別。當(dāng)變壓器位于PDU裝置內(nèi)時，就達(dá)到了最近的位置。 瞬時電壓浪涌抑制(TVSS):當(dāng)導(dǎo)線長度盡可能的短時，最好低于2OOm皿，瞬時電壓浪涌抑制(TVSS)裝置的效率將大大地提高了。通過提供在同一個裝置中瞬時電壓浪涌抑制(TVSS)作為分配面板，可以提高效率。 分配面板:可以將面板與變壓器安裝在同一個機(jī)柜中或在需要更多面

8、板的情況下，可以使用一個遠(yuǎn)程的電源面板。 計(jì)量、監(jiān)測、警報(bào)、和遠(yuǎn)程控制當(dāng)提供一個傳統(tǒng)的面板系統(tǒng)時，通常意味著大量的空間要求。 緊急電源關(guān)閉(EPO)控制。單點(diǎn)接地總線應(yīng)該用電力分配單元(PDU)將電源分配到關(guān)鍵的負(fù)載上。在需要額外分支電路的地方，面板或PDU"sidecars"可以是次級反饋的。應(yīng)該提供兩個冗余PDU給每個機(jī)架供電，每一個PDU最好采用不同的UPS系統(tǒng)供電;提供給單相或三相計(jì)算機(jī)設(shè)備一個可以安裝在機(jī)架上的快速轉(zhuǎn)換開關(guān)或從每一個PDU饋給的靜態(tài)開關(guān)。選擇性地，可以提供給單線和三線設(shè)備，從分開的UPS系統(tǒng)饋給的雙饋給靜態(tài)開關(guān)式PDU，盡管這種安排提供稍微少一些的

9、冗余和靈活性。應(yīng)該考慮用彩色的表示牌和饋給電纜來區(qū)別A和B分布，例如，所有的A側(cè)用白色，所有的B側(cè)用藍(lán)色。一條電路不應(yīng)該服務(wù)多于一個機(jī)架，防止一條電路對多個機(jī)架產(chǎn)生電路故障。為了提供冗余，每一個機(jī)架和機(jī)柜應(yīng)該各自獨(dú)有的、兩個專用的、從兩個不同的電力分配單元(PDU)或供電面板來的16A、220V的電路。對于高密度的機(jī)架可能要求更高的安培容量，一些新服務(wù)器可能要求一個或多個、單相或三相插座，額定電流要求5OA或更高。每一個插座應(yīng)該用服務(wù)于它的PDU或電路號來標(biāo)識。(四)配電設(shè)備的安裝和線路敷設(shè)問題在機(jī)房設(shè)備布局確定的前提下，按照電氣設(shè)備用途和設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行設(shè)備安裝和線路敷設(shè)。(1)設(shè)備安裝。機(jī)房配

10、電柜、UPS電源柜落地安裝;動力配電箱、照明配電箱底邊距地1.4m墻上暗裝;根據(jù)機(jī)房內(nèi)設(shè)備負(fù)荷容量和分布情況，機(jī)柜(箱)內(nèi)元器件配置作到排列有序、安裝牢固、理線整齊、接線正確、標(biāo)志明顯、外觀良好，內(nèi)外清潔。分設(shè)單相、三相回路，配用小型真空斷路器，如C65N等線路保護(hù)開關(guān)。箱內(nèi)設(shè)置輔助等電位接地母排。電源柜及其他電氣裝置的底座應(yīng)與建筑樓地面牢靠固定。電氣接線盒內(nèi)無殘留物，蓋板整齊、嚴(yán)密、緊貼墻面。同類電氣設(shè)備安裝高度應(yīng)一致。吊頂內(nèi)電氣裝置應(yīng)安裝在便于維修處。特種電源配電裝置應(yīng)有明顯標(biāo)志，并注明頻率、電壓。暗裝照明箱或開關(guān)面板安裝在機(jī)房出入口附近墻面的方便位置。分體空調(diào)插座設(shè)置在機(jī)房內(nèi)墻面上距地1

11、.8m處。主機(jī)房內(nèi)應(yīng)分別設(shè)置維修和測試用電源插座，兩者應(yīng)有明顯的區(qū)別標(biāo)志。測試用電源插座應(yīng)由計(jì)算機(jī)主機(jī)電源系統(tǒng)供電。其他房間內(nèi)應(yīng)適當(dāng)設(shè)置維修用電源插座。單相檢修電源回路要在電源管理間各墻面距地0.3m設(shè)置檢修電源插座，禁止使用2kW以上大功率電感性電動工具。確需使用這類工具以及三相檢修設(shè)備，應(yīng)使用施工移動式配電盤從機(jī)房所在樓層附近的動力或照明配電箱接取電源。(2)線路敷設(shè)。供電距離盡量短，主要是從供電安全考慮，電子計(jì)算機(jī)電源間應(yīng)靠近主機(jī)房設(shè)備。主機(jī)房內(nèi)活動地板下部的低壓配電線路應(yīng)采用銅芯屏蔽導(dǎo)線或銅芯屏蔽電纜。機(jī)房內(nèi)的電源線、信號線和通信線應(yīng)分別鋪設(shè)，排列整齊，捆扎固定，長度留有余量。UPS電

12、源配電箱(柜)引出的配電線路，穿薄皮鋼管或阻燃PVC管，沿機(jī)房活動地板下敷設(shè)至各排機(jī)柜和配線架的背面，經(jīng)帶穿線孔的活動地板引上，穿管保護(hù)迸大金屬導(dǎo)軌式插座線槽、機(jī)柜或配線架?？刂婆_或設(shè)備桌后的敷線，用金屬導(dǎo)軌式插座線槽并用螺栓固定，安裝在設(shè)備桌背面距活動地板0.10.3m處。信號線纜在活動地板下從機(jī)柜、配線架至各設(shè)備，應(yīng)采用金屬線槽沿設(shè)備周圍或主機(jī)房從設(shè)備背面的活動地板穿線孔引人的設(shè)備(注意不得與電源線路共用活動地板穿線孔，且間距大于0.1m)，信號線纜避免沿機(jī)房墻邊敷設(shè)以防與強(qiáng)電線管交叉?；顒拥匕逑虏康碾娫淳€應(yīng)盡可能遠(yuǎn)離計(jì)算機(jī)信號線，并避免并排敷設(shè)。當(dāng)不能避免時，應(yīng)采取相應(yīng)的屏蔽措施。桌上設(shè)

13、備之間的信號連線是短線的(長度于3m)應(yīng)沿設(shè)備背部桌面明敷，但不得懸吊在設(shè)備桌背側(cè)空中;是長線的(長度大于3m)應(yīng)從活動地板穿線孔翻下(上)穿薄皮鋼管在活動地板下敷設(shè)。機(jī)房照明負(fù)荷和普通空調(diào)負(fù)荷，由電源管理間分別引出動力和照明回路供電。照明和空調(diào)負(fù)荷線路均沿吊頂內(nèi)或墻面敷設(shè)，避免在弱電機(jī)房(3)可靠接地?？偱潆姽?、UPS電源柜、動力配電箱、照明配電箱的金屬框架及基礎(chǔ)型鋼必需接地(PE)或接零(PEN)可靠。門和框架的接地端子間用裸編銅線連接。柜、箱內(nèi)配線整齊。照明配電箱內(nèi)的漏電保護(hù)器的動作電流不大于30mmA，動作時間不大于0.ls。接地(PE)或接零(PEN)支線必須單獨(dú)與接地(PE)或接零

14、(PEN)干線相連接，不得串聯(lián)連接。UPS電源柜輸出端的中性線(N極)，必須與由接地裝置直接引來的接地干線連接，作重復(fù)接地，接地電阻小于4。當(dāng)燈具距地面高度小于2.4m時，燈具的可接近裸露導(dǎo)體必須接地(PE)或接零(PEN)可靠，并應(yīng)有專用接地螺栓和標(biāo)識。外電源進(jìn)線至機(jī)房電源管理間時，應(yīng)將電纜的金屬外皮與接地裝置連接;從樓外引入的皚裝信號電纜和屏蔽信號線，進(jìn)入弱電機(jī)房前也應(yīng)注意采取防雷擊措施，避免沿建筑外墻或防雷引線引雷人室，遭受雷擊和高頻電磁干擾。同軸電纜的屏蔽層必須與機(jī)殼一起接地。上述線纜進(jìn)人機(jī)房后，應(yīng)設(shè)金屬接線箱(盒)，并將線纜金屬(屏蔽)外皮連接避雷器或浪涌電壓抑止器(SPD)，然后與機(jī)房等電位接地母排，用截面積不小于16mm2的銅芯絕.緣線連通。這樣可以有效的抑制線纜接收到的電磁干擾信號，從而保證信號傳輸?shù)馁|(zhì)量。從機(jī)房送出的信號線路應(yīng)采用金屬線槽沿墻并在吊頂內(nèi)敷設(shè)，避免與其他電氣管路平行緊貼。盡量避開空調(diào)、消防、暖氣和給排水等管道，與它們的間距按相關(guān)規(guī)范執(zhí)行。金屬電纜橋架及其支架和引入或引出的金屬電纜導(dǎo)管必須接地(PE)或接零(PEN)可靠，且必須符合下列規(guī)定:1)金屬電纜橋架及其支架全長應(yīng)不少于2處與接地(PE)或接零(P