机房数据中心供配电系统解决方案(DOC)

商业银行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 1 电源系统 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 供配电系统拓扑图供配电系统拓扑图 A AT TS S A AT TS S 柴柴油油机机发发电电 第第一一路路市市电电 第第二二路路市市电电 动动力力配配电电柜柜 第第二二级级配配电电 U UP PS S配配电电柜柜 U UP PS S1 1 U UP PS S2 2 P PD DM M1 1 P PD DM M2 2 列列头头柜柜 S ST TS S 机机 柜柜 P P D D U U 1 1 机机 柜柜 P P D D U U 2 2 机机 柜柜 P P D D U U 1 1 机机 柜柜 P P D D U U 2 2 机机柜柜 机机 柜柜 P P D D U U 1 1 机机 柜柜 P P D D U U 2 2 机机柜柜 机机 柜柜 P P D D U U 1 1 机机 柜柜 P P D D U U 2 2 机机 柜柜 P P D D U U 2 2 机机 柜柜 P P D D U U 1 1 机机柜柜机机柜柜 第第一一级级配配电电 机机柜柜 第第三三级级配配电电 空空调调 新新风风 双双母母线线供供电电方方案案 机机柜柜内内走走线线 图示双母线供电系统可确保供电可靠性高达图示双母线供电系统可确保供电可靠性高达 99 9999999 99999 以上 以上 2 2 机房智能配电系统三级结构 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 3 供配电系统的智能化管理供配电系统的智能化管理 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 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 专门针对 数据中心内不同 IT 设备应用的特点 结合配电系统充分协调 无缝配合的 原则 以及智能化管理 便于操作与维护 灵活快速部署等需求 实施模块 化智能配电系统解决方案 模块化机房智能配电系统特点 模块化机房智能配电系统特点 双母线供电 从配电结构上系统的实现供电高可靠性 模块化产品设计 实现部署灵活快速 简化机房配电 配电设备具有热插拔功能 提高了系统可靠性 可维护性和可扩展性 智能监控报警系统 实现机房配电的高可管理和安全性 智能配电系统智能配电系统 帮助提高负载可靠性 延长电源保护设备的使用寿命 协助控制业务环境 提供前瞻性的灾难恢复方法 4 4 模块化 模块化 UPSUPS 供电系统 易事特供电系统 易事特 EA66EA66 模块化设计 模块化设计 EA66 UPS 采用模块化设计 模块容量为 20KVA 16KW UPS 系统 由 1 至 10 个 UPS 模块并联组成 数据中心可以根据负载的逐步投入而弹性地 增加 UPS 模块数量 弹性的并联冗余设定 弹性的并联冗余设定 EA66 UPS 可以任意设定冗余 UPS 模块数 冗余 UPS 模 块数可以设定为零 UPS 可以最大容量提供输出 当负载超出冗余设定时 只 要负载量没有超过模块的总容量 UPS 能够正常工作 并可以发出相应的警告 控制系统并联冗余 控制系统并联冗余 EA66 UPS 每个模块采用独立控制系统 UPS 模块根据互 享 的信息独立进行控制 模块失效后可以立即与并机系统进行脱离 不对并机系 统造成危害 配合 易连接 技术 可以方便地将故障模块拨出进行维修 5 5 环境控制系统 环境控制系统 通常选用机房精密空调对数据中心的环境调节 确保服务器等 IT 设备的运行环 境 对于发热量大的服务器等 IT 设备 通常选用高通孔率 一般大于 70 网孔门 的机柜 提高机柜进出风量 将机柜面对面 背对背布置 在机房内形成冷热隔离 的风道 提高制冷效率 空调采用下送风方式 确保机房送风均匀 提高制冷效率 6 6 机房监控管理系统 机房监控管理系统 数据中心需要对电源 空调等设备运行状态进行管理 同时还需要对机房内环 境 如温湿度 漏水 烟感 等参量进行监控 确保数据中心工作在一个正常的范 围之内 并对数据中心设备运行参数和环境量实时监控和管理 7 7 机房空调 配电 消防设计计算 机房空调 配电 消防设计计算 机房用精密空调计算 机房用精密空调计算 空调制冷量是根据机房冷负荷来确定的 一个面积为 270 平米 UPS 设计容量为 120KVA 的机房 其空调制冷量计算如 下 依据经验采用 功率及面积法 计算机房冷负荷 Qt Q1 Q2 其中 Qt 总制冷量 KW Q1 室内设备负荷 设备功率 0 8 Q2 环境冷负荷 0 12 0 18kW m2 机房面积 因为所有设备均通过 UPS 供电 所以可根据 UPS 的功率来确定整个机房的设备 负荷 设计 UPS 的容量为 120KVA 则室内设备冷负荷为 Q1 120 0 8 0 8 0 8 61 44KW 需要扣除设计时考虑的 20 余量 环境冷负荷为 Q2 0 1kw 平方米 85 平方米 27KW 则 Qt Q1 Q2 61 44 27 88 44KW 注 灯具发热量和 UPS 的发热量忽略不计 这样 使用一个制冷量 90KW 左右的空调就足够了 为了安全起见 可以使用 1 1 备份 机房配电负荷计算机房配电负荷计算 机房设备 机房设备 机房设计机柜为 50 台 预计放置 27 台服务器机柜 2 台刀片 服务器机柜 2 台存储设备机柜 11 台网络机柜 其余为列头配电柜 网 络配线列头柜 机房设备负荷计算机房设备负荷计算 服务器机柜功率 27 3 5 KW 94 5 KW 刀片服务器机柜功率 2 9 KW 18 KW 存储设备机柜功率 2 台 5 KW 台 10 KW 网络机柜功率 11 2 KW 22 KW 机房设备总功率为 144 5KW 实际使用功率取功率系数 0 8 为 133KW 考虑到机房设备近期内规划 UPS 总功率可以考虑配 120KVA 空调用电负荷 空调用电负荷 单台空调总功率为 27KW 照明消防功率约为 10KW 空调及照明总功率为 64KW 机房总用电功率为 184KW 考虑 50 余量 实际配电总功率为 276KW 气体消防七氟丙烷用量计算气体消防七氟丙烷用量计算 机房面积为机房面积为 270270 平米 高度为平米 高度为 3 3 米 其体积为米 其体积为 810810 立方米立方米 机房体积 海拔修正系数 设计浓度 七氟丙烷 x 环境温度 时的过热 蒸气比容 100 设计浓度 得出涉及用量 机房体积为 810m3 正常环境温度为 25 设计浓度为 8 3 海拔修正 系数为 1 那么计算公式如下 七氟丙烷 25 时的过热蒸气比容 按下式计算 S K1 K2 T 0 1269 0 000513 25 0 140 m3 Kg 防护区灭火设计用量或惰化设计用量按下式计算 W K V C S 100 C 1 0 810 8 30 0 140 100 8 30 523 68 Kg 得出用量为 523 68kg 附件附件 1 1 动力配电原理图及设备清单 张家口市超能电器设备厂张家口市超能电器设备厂 动力配电柜设备清单动力配电柜设备清单 工程名称 张家口市商业银行机房建设工程 序 号 名称型号规格 数 量 单 位 备注 1 配电柜 GGD2800X2200X6001 台北京 2 电压表三相数字电压智能表 2 台华能仪表 3 电流表三相数字电流智能表 2 台华能仪表 4 控制器 QFG3 1 台北京广发 5 指示灯 AD11380V2 个环宇 6 双电源 GFQ3 400 200 4P 2 个北京广发 7 断路器 EZD 160 3 8 个施耐德 8 断路器 DZ47 60 132A13 个环宇 9 断路器 DZ47 60 332A8 个环宇 10 熔断器 RT14 20 6 1 个环宇 11 铜排 3X20X71004kg 北京铜排 12 铜排 3X30X52004kg 北京铜排 13 铜排 3X25X82008kg 北京铜排 14 线 1 批一舟 15 互感器 200 56 个环宇 16 17 18 19 20 21 22 23 附件附件 2 2 UPS 配电原理图及设备清单 张家口市超能电器设备厂张家口市超能电器设备厂 UPSUPS 配电柜设备清单配电柜设备清单 工程名称 张家口市商业银行机房建设工程 序 号 名称型号规格 数 量 单 位 备注 1 配电柜 GGD2800X2200X600 1 台北京 2 电压表三相数字电压智能表 4 个华能仪表 3