數(shù)據(jù)中心高壓配電系統(tǒng)應(yīng)用方案

1、數(shù)據(jù)中心高壓配電系統(tǒng)應(yīng)用方案 數(shù)據(jù)中心高壓變配電系統(tǒng)是數(shù)據(jù)中心供配電系統(tǒng)聯(lián)系市電 供電網(wǎng)絡(luò)和用戶的中間環(huán)節(jié)，它起著變換和分配電能的作 用。從電壓等級而言，該系統(tǒng)主要會涉及到 35kV/10kV/6kV/3kV 等電壓等級。1.1電壓選擇1.標準電壓數(shù)據(jù)中心的高壓變配電系統(tǒng)電壓主要根據(jù)用電容量、用電設(shè) 備特性、供電距離、供電線路的回路數(shù)、當?shù)毓搽娋W(wǎng)現(xiàn)狀 及其發(fā)展現(xiàn)狀等因素綜合考慮決定。根據(jù)國家標準標準電壓GB/T 156-2007 （該標準基本對應(yīng)IEC60038 : 2002），我國三相交流系統(tǒng)的標稱電壓、相關(guān) 的設(shè)備最高電壓如下表:2.送電能力不同電壓等級線路由于受制于線路種類和供電距離，

2、其送電的能力也各不相同，如下表：1.2高壓系統(tǒng)中性點運行方式電力系統(tǒng)中性點接地是一個比較復雜的綜合技術(shù)問題，它與 系統(tǒng)的供電可靠性、人身安全、設(shè)備安全、絕緣水平、過電 壓保護、繼電保護和自動裝置的配置及動作狀態(tài)、系統(tǒng)穩(wěn)定 及接地裝置等問題有密切關(guān)系。電力系統(tǒng)的中性點系指電力 系統(tǒng)三相交流發(fā)電機、變壓器接成星形的公共點，而電力系 統(tǒng)中性點與大地間的電氣連接方式,稱之為電力系統(tǒng)中性點 接地方式。電力系統(tǒng)中性點接地方式是保證系統(tǒng)運行、系統(tǒng) 安全、經(jīng)濟有效運行的基礎(chǔ)。電力系統(tǒng)中性點接地方式分為三種：中性點不接地、中性點 經(jīng)阻抗（電阻或消弧線圈）接地以及中性點直接接地等。前 兩種被稱為非有效接地系統(tǒng)或小

3、電流接地系統(tǒng)，后一種被稱 為有效接地系統(tǒng)或大電流接地系統(tǒng)。如何確定電力系統(tǒng)中性 點接地方式應(yīng)從供電可靠性、內(nèi)過電壓、對通信線路的干擾、繼電保護以及確保人身安全諸方面綜合考慮。基本上，我國電力系統(tǒng)的中性點運行方式范圍分布如下圖：F面分別討論三種方式的特點及應(yīng)用1）中性點不接地的運行方式中性點不接地的運行方式，即電力系統(tǒng)供電電源的中性點不 與大地相連接。一般適用于3kV63kV的電力系統(tǒng)。正常運行時：UA+ UB+ UO 0; IA + IB + IC = 0.三相電壓對稱，三相導線對地電容電流也是對稱的，三相電容電流相量之和為零，這說明沒有電容電流經(jīng)過大地流動。當電力系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時（圖例

4、為A相接地），如下圖： 相電壓：A相接地時，對地電壓為零。而B相對地電壓UB = UB-UA= UBA 與此同時，C相對地電壓 UC = UC-UA=UCA.以上公式意味著 B、C對地電壓由正常運行的相電壓升 高為線電壓。所以電氣絕緣應(yīng)該按照線電壓來考慮。 線電壓：A相接地時，線電壓沒有發(fā)生改變，因此三相用電設(shè)備不會受到影響。但不允許這種工況長期運行，如果再 有一相發(fā)生短路形成大的短路電流是不允許的。一般地，單 相接地的工況運行時間不超過2小時。 系統(tǒng)接地電流：A相接地時，系統(tǒng)接地電流為Ia=- ( lb+ lc ),從而即單相接地時的接地電容電流為正常運行時的每相對地電容電流的3倍。一般地，

5、如果接地電流在 5A以下，當電流 經(jīng)過零值時，電弧就會自然熄滅。如果接地電流大于 5A30A 則有可能形成間歇性電??；容易引起弧光接地過電壓，其幅 值可達(2.53 ) U?，將危害整個電網(wǎng)的絕緣安全2）中性點經(jīng)消弧線圈的運行方式為了防止3-63kV電網(wǎng)單相接地短路時在接地點產(chǎn)生斷續(xù)電 弧，引起過電壓，因此在單相接地電容電流Ic大于一定值（3- 10kV系統(tǒng)中Ic大于30A，20kV及以上系統(tǒng)中時Ic大于10A）時，電力系統(tǒng)的電源中性點必須采用經(jīng)消弧線圈接地 的運行方式。中性點經(jīng)消弧線圈接地（諧振接地）是在系統(tǒng)中性點加一特 殊電抗器接地的電力系統(tǒng)，消弧線圈是一具有鐵芯的電感線 圈，其阻值小，電

6、抗很大。當發(fā)生單相接地故障時，可產(chǎn)生 一個電感電流，此值與電容電流值相近，方向相反。因此可 對電容電流進行補償。如果消弧線圈選用合適，能使得接地 電流小于最小生弧電流，那么電弧就不會產(chǎn)生，也不會產(chǎn)生 諧振過電壓非有效接地系統(tǒng)或小電流接地系統(tǒng)的優(yōu)缺點可總結(jié)如下：優(yōu)點： 供電可靠性高。由于系統(tǒng)單相接地時，沒有形成電源的 短路回路，而是經(jīng)過三相線路的對地電容形成的電流回路， 回路中通過的電容電流較小，達不到繼電保護裝置的動作電 流值，故障線路不跳閘，只發(fā)出接地報警信號。有關(guān)電力規(guī)程規(guī)定系統(tǒng)可帶單相接地故障點運行2h，在2h內(nèi)排除了故障就可以不停電，從而提高了供電可靠性。 單相接地時，不易造成或輕微造

7、成人身和設(shè)備安全事故。 缺點： 因系統(tǒng)單相接地故障時，非故障相對地電壓升高到正常時的倍，因此系統(tǒng)的絕緣水平應(yīng)按線電壓設(shè)計，由于電壓等級較高的系統(tǒng)中絕緣費用在設(shè)備總價格中占有較大 的比重，所以此種接地方式對電壓較高的系統(tǒng)不適用。 單相接地時，易出現(xiàn)間歇性電弧引起的諧振過電壓，幅 值可達電源相電壓的 2.53倍，足以危及整個網(wǎng)絡(luò)的絕緣。 中性點經(jīng)消弧線圈的運行方式可相對有效的解決該問題。3）中性點直接接地的運行方式中性點和大地有緊密聯(lián)系的電力系統(tǒng)中，無論是中性點直接接地，還是經(jīng)小電阻接地，均需滿足系統(tǒng)的零序電抗（X0）和正序電抗（X1）的比值（X0/X1） < 3,零序電阻（r0 ）和 正序

8、電抗（X1）的比值（r0/X1 ） < 1的條件。一般來說，該方式供電可靠性不如電力系統(tǒng)中性點不接地和 經(jīng)消弧線圈接地方式。為提高供電可靠性，在線路上廣泛安 裝三相或單相自動重合閘裝置。電氣設(shè)備的絕緣水平只需按電力網(wǎng)的相電壓考慮，可以降低工程造價。我國380/220V系統(tǒng)中一般都采用中性點直接接地方式，主要是從人身安全 考慮問題。80%.該系統(tǒng)的優(yōu)點是過電壓水平和輸變電設(shè)備所需的絕緣水平 較低。這種系統(tǒng)的動態(tài)電壓升高不超過系統(tǒng)額定電壓的 該系統(tǒng)缺點是發(fā)生單相接地故障時，單相接地電流很大，必 然引起斷器路跳閘，因而供電可靠性較差。單相接地電流有 時會超過三相短路電流，影響斷路器分斷能力的選擇，并對 通信線路產(chǎn)生干擾及危險影響。1.3高壓變配電系統(tǒng)主接線變配電所高壓系統(tǒng)的主接線的基本形