计算机机房配电工程

计算机机房配电工程1设计内容机房供电电源设计机房附属设备如机房的空调、照明、维修墙插电源(市电)供电设计机房网络设备、监控的电源（UPS）供电设计防雷及接地保护系统2设计依据《电子计算机机房设计规范》（GB50174-93）《低压配电设计规范》(GB50054-95)《供配电系统设计规范》(GB50052-95)《智能建筑设计标准》(GB50034-92)《建筑物防雷设计规范》(GB/T50314-2000)计算机机房电源设计标准应符合《智能建筑设计标准》（GB/T50314-2000）下列规定：甲级标准应符合下列条件：1.应有两路独立电源供电，并在末端自动切换。重要的设备应配备UPS电源装置。3.电源质量应符合下列规定：1）稳态电压偏移不大于±2%；2）稳态频率偏移不大于±0.2Hz；3)电压波形畸变率不大于5%；4）允许断电持续时间为0-4ms。计算机房供电标准应符合《电子计算机机房设计规范》（GB50174-93）下列规定：第6.1.1条：电子计算机机房用电负荷等级及供电要求应按现行国家标准《供配电系统设计规范》的规定执行。第6.1.3条：电子计算机机房供配电系统应考虑计算机系统有扩展、升级等可能性，并应预留备用容量。第6.1.5条：机房内其它电力负荷不得由计算机主机电源和不间断电源系统供电。主机房内宜设置专用动力配电箱。第6.1.9条：电子计算机机房低压配电系统应采用频率50Hz、电压380/220VTN-S或TN-C-S系统。3负荷等级计算机机房电源属于一类供电系统，供电要求不间断、安全可靠。机房供电电源设计应达到一类供电要求。4设计方案4.1供电方式分析4.1.1市电供电系统市电供电是指由供电局接入的外电供电系统，做为普通供电为大楼提供了一种供电来源。大楼机房同样须接入普通市电系统，为机房的普通用电设备及UPS电源提供供电支持。采用专用的配电柜对市电进行管理，采用单刀双掷开关为发电机接线做预留。但发电机及市电的切换只能手动而且不带负载进行，宜作为单独的配电进线控制柜使用。4.1.2发电机供电自投自复控制系统发电机供电回路与市电必须进行互锁联动，采用单刀双掷开关是一种方式，但须手动进行而且不能带负载操作。通过采用发配电自投自复柜通过继电器的切换，配合独立配电柜可完成发配电系统的快速切换操作及分路控制，则可保证供电系统的不间断运行。发配电自投自复控制柜安装有市电、发电自动切换继电器，市电停电时自动切换至发电机供电系统，以保证供电系统的连续性。同时，安装控制机房精密空调机、UPS不间断电源等设备的开关，并配有电压表、电流表以及报警指示灯，能及时了解机房空调、UPS电源系统及相应市电供电回路的总用电情况。独立配电柜安装有各用电回路的分控开关，用于控制各系统的供电情况，同时为监控UPS电源回路的供电情况，安装有电压表和电流表，可随时了解USP电源系统的负载情况。此外，总进线开关接有电源防雷器，可有效地防止雷电流通过供电线路侵入的危险。总之，机房发配电控制柜做为整个网络配电系统的控制中心，能够集中有效地管理整个供电系统的正常运行。4.1.3UPS不间断电源供电系统UPS不间断电源供电系统是采用蓄电池通过逆变的方式供电给后端负载。平时处于在线式滤波稳压工作方式，停电后起动电池组逆变供电给负载。4.2机房供电电源系统设计计算机机房的建设必须要建立一个稳定可靠的供配电系统，这个系统首先要保障网络设备正常运行的电源供电，还要保证其它附属设备如机房专用空调、照明系统、门禁、监控及消防系统的安全用电。机房计算机设备包括小型机、服务器、网络设备、通讯设备等，由于这些设备进行数据的实时处理与传递，所以对电源的质量及可靠性要求很高，因此该供电电源系统按照一级标准进行设计，由UPS直接供电。市电电源进线按规范要求设计为TN-S系统（三相五线制）。机房供配电系统考虑系统扩展、升级、预留备用容量。机房内设计一台市电双电源综合配电柜。配电柜为GGD型，由专业生产厂家定做，国家3C认证，均为国家免检系列产品。选用德力西空开做主回路断路开关；UPS选用深圳品牌主机设备；蓄电池选用山特电池。以此措施来保证供电系统安全可靠地供电质量，保证系统的正常运行。4.3机房配电系统4.3.1机房市电配电系统设计（建议）为提高计算机设备的供配电系统可靠性，由变电所引来的双路电源专供机房使用。（该双路电源电缆由业主方自行配置至机房）。各系统的良好运行有赖于其核心设备供电质量的保证。因此，该机房供电系统建议采用市电、发电双路接线引入，自投自复，并辅以在线式UPS不间断电源的供电方式。核心设备全部采用UPS不间断电源供电，附属设备（如电视墙、照明用电、维护插座等）采用普通市电供电。市电配电柜内安装德力西空气开关。配电柜供电回路设计：在市电配电柜中引出一路供UPS使用；机房辅助动力设备包括机房专用精密空调系统、新风机系统、照明系统、墙面维修插座等。在该配电柜主进开关设计安装消防联动装置，当火警发生时自动切除市电供电电源，防止火警事故扩大。在该配电柜为墙面维修插座供电的线路上，设计安装防漏电开关，以保障人身安全。4.3.2机房UPS配电系统设计根据大楼结构的承重要求，充分考虑UPS电池的承重问题，电池柜安装时应加承重载体。该配电柜供电回路设计：专供计算机设备及应急照明使用，如：服务器、网络设备、主机、打印机。机房供电系统选型的主要设备为UPS不间断电源系统，选用山特、台达等品牌的产品。H系列UPS主机运行方式：系统采用单联运行方式。并具有冗余及高级电源管理双重功能。产品名称:三进三出工频在线式功率范围：三进三出工频在线式HT10KVA～H400KVA应用范围：工作站、中大型数据中心部门级集中供电产品特点:■设计理念可靠性高双变换在线式拓朴结构设计,使UPS的输出为频率跟踪、锁相、稳压和滤除噪声、不受电网波动干扰的纯净正弦波电源,使UPS对用户设备提供更为全面和完美的保护。输出零转换时间,满足精密设备对电源的高标准要求。模块化设计和双CPU控制,整体运行可靠,稳定性高,保障了UPS安全运行整体效率。■运行的可靠性高纯在线的静态旁路技术,提供了极强的过载及故障保护装置。内置手动维修旁路,进一步提高了负载连续运行的可靠性。■环境适应性强UPS的交流输入电压范围达380V(或400V)±20%,从而降低电池的使用频度,极大地延长电池的使用寿命。UPS的输入频率范围宽,保证接入各种燃油发电机均可稳定工作。■电池优化性能高采用智能电池管理功能(ABM)技术,从而延长电池的使用寿命,减少电池维护次数。先进的恒流恒压自动转换充电技术,最大限度活化电池,节省充电时间,延长电池的使用寿命。■保护周全可靠具有开机自诊断功能,避免因UPS隐患而可能引发的故障风险。具有交流输入过/欠压保护;输出过载、短路保护；逆变器过温保护、电池欠压预警/保护、电池过充电保护等全面保护功能,极大地保证了系统运行的稳定性和可靠性。过载能力强,在110%/125%/150%过载时能维持300分钟/10分钟/1分钟。■冗余/增冗并机能力强插入并机模块(选件)即可实现多达6台并机,增加系统的可靠性。系统伸缩性强,容易实现并机。并机UPS可共享同一组后备电池。非固定主从关系并机：在几台并联的UPS中,其中先开机的一台为主(Master)UPS,其他为从(Slave)UPS,主从UPS可以互换,如果一台UPS的逆变器出现故障,该UPS自动切断输出,此时负载由剩下的UPS来提供电源。■网络管理人性化多种语言的LCD显示面板,向用户准确地显示UPS的工作状态和工作数据。通过RS232接口配合UPS智能监控软件可与电脑进行通讯,UPS的各种参数一目了然地显示在通讯界面上。外接SNMP适配器,UPS具有远程网络管理功能,提供即时的UPS资料和电源信息,通过各种网络管理系统进行通讯和管理。■节能与环保设计采用了抗老化性能优异的LCD显示面板和经氟碳工艺处理的机箱外观，环保耐用，历久如新；采用可拆解式模块化设计，易维护并高度节约资源；采用新型涡流风扇,散热性能优异,高度节能；采用无环流控制电路，节电性能良好；采用绿色整流和逆变技术，为用户提供清洁的能源；■基于第六代IGBT和高速静态开关切换技术，可靠性更高主要技术参并联安装的DP300E智能控制也能全面提高效率。因为只有需要提供给负载功率的系统才是：“活跃的”，其余系统可放在“待机”方式，需要时可立即启动。另外，为减轻系统的压力，提高可靠性，负载可以按照预先编程的顺序使用并联系统供电。主回路空开选择施耐德优质断路开关。分支开关选型机房供电回路中分支回路选择施耐德品牌的断路器，其高分断能力是供电系统负载开关的首选。GG45系列具有过载与短路双重保护的限流型小型断路器，其分辨能力特高、脱扣迅速、壳体和部件采用高阻燃及耐冲击塑料，具有使用寿命长等特点。使用于交流50Hz/60Hz额定工作电压220V/380V、额定电流63A以下及以下的线路中，做为照明配电系统和电动机的过载及短路保护，在正常情况下也可做为线路不频繁通断操作与转换之用。产品符合GB10963和IEC898标准。4.3.3电源插座的设计在主机房根据机柜数量和设备使用要求安装计算机专用的UPS（PDU）电源插排。在主机房墙面安装市电维修插座，以保证维修设备的供电需求。办公区域电源插座采用大楼原有配置。精密空调由于用电电流过大，不建议由UPS直接供电，而是由市电供电。机房设备：小型机、服务器、网络设备、通讯设备等；机房环境监控、门禁、消防、应急照明等均有UPS直接供电4.3.4机房配电线路敷设设计机房设备电源线均采用ZR-VV型电缆及BV塑铜线，沿地板下金属线槽敷设至插座或接入电气设备。计算机电源插座直接安装到机柜，便于计算机设备使用。线缆由UPS输出分配经金属电缆桥架从活动地板下引到机房各处，每个计算机电源插排由一路开关控制供电。4.4机房照明系统4.4.1设计标准和依据电子计算机房照明的照度标准应符合《电子计算机机房设计规范》（GB50174-93）下列规定：第6.1条一.主机房的平均照度可按200、300、500lx取值；二.基本工作间、第一类辅助房间的平均照度可按100、150、200lx取值。4.4.2机房照明设计取值主机房的平均照度按400lx取值，办公区域按200lx取值，应急照明按50lx取值。4.4.3机房照明平均照度计算照度计算采用利用系数法，公式为：Eav=nu/SK—每个灯具的总光通量（单位lm）n—灯具数量u—利用系数，一般取0.65。S—房间面积（m2）K—照度补偿系数（因维修而设定），一般取1.3。Eav—平均照度（lx）。 假设计算机机房面积约20平方米，照度要求达到400lx,需安装36w×3格栅荧光灯多少盏？各计算参数：Eav=400lx=7400lm（36w×3荧光灯光通量大约7400lm,格栅荧光灯灯具效率按75％计，7400×0.75＝5550lm）u=0.65S=100m2K=1.3求：36w×3格栅荧光灯的盏数n因为Eav=nu/SK所以n=EavSK/u=400×20×1.3/5550×0.65＝6（盏）20m2机房平均照度400lx时，需安装36w×3格栅荧光灯6盏。4.4.4机房照明设计设计采用600×600无眩光格栅灯具均匀布置，保证照度均匀、足够。采用抛物状铝隔板雾面导光灯罩，不会产生眩光。截光角60°，精确控制光线，特别适合机房或有电脑的办公室使用舒适感特别好。机房内设计灯具共计6盏。其中主机房区4盏；配电间区2盏；镇流器——选用无启辉式高频电子镇流器，消除了启辉光闪对计算机设备的电磁干扰预热式起动，延长灯管寿命不闪烁，保护视力散热好，安全可靠4.4.5应急灯设计在市电断电时，为保证工作人员做数据紧急处理和人员安全迅速的撤离，机房内需安装应急照明系统。应急照明由市电和UPS电源供电，当市电断电时可自动切换到UPS电源。在主机房内安装的格珊荧光灯中，将其中单管接入自备电源，作为事故应急灯。在机房的走廊及房间门口处，设计安装疏散指示灯。根据要求，机房设置的1/4的灯为应急照明灯，平时由市电供电，市电停电后由UPS供电。市电优先。4.4.6灯具选型在机房内的灯具均选用飞利浦600*600mm的40W*3无眩光格栅灯具。4.5防雷接地机房防雷接地系统原理示意图如上图所示：4.1防雷保护系统雷电的危害：雷电具有高电压、大电流和瞬时性特点。强大闪电产生的静电场、电磁场、电磁辐射、雷电波侵入以及地电位反击等，统称为雷电电磁脉冲LEMP，严重干扰无线电通讯和各种电子设备的正常工作，在一定范围内造成许多微电子设备的损坏。国际电工委员会统计数据表明，60％～80％的感应雷和雷电入侵波来自于电力传输线。雷电感应电流在信号线上也会产生对传输信号的干扰，并损坏设备。因此在电力电源、信号线上必须加相应的防雷装置，将雷电压降至设备能承受的安全范围以内。防雷系统方案：机房的供电电源为TN-S系统（三相五线制），目前中心机房的配电是由总配电室引入。根据防雷系统要求，应将大厦需要保护的空间划为不同的防雷区，以确定各部分空间不同的雷闪电磁脉冲的严重程度和相应的防护措施。依据防雷设计原理，大厦的防雷保护分为三级：电源防雷一级保护：在大楼总配电室的电源输入为总电源的一级防雷保护。电源防雷二级保护：在大楼的每个楼层配电总控制开关为二级防雷保护。电源防雷三级保护：在中心机房的配电柜输入端为电源的三级防雷保护。中心机房的电源直接来自大楼的总配电室，我们设计安装的中心机房的三级防雷系统。建立机房防雷系统，以防浪涌、间接和直接雷击，确保中心机房设备的安全。根据机房供配电情况，采用二级防雷和三级防雷插排。电源避雷器并联于机房电力电源的相线和零线，接地端接入接地体地。正常情况下，避雷器处于高阻状态，当电网由于雷击或开关操作出现瞬时高电压及大电流时，避雷器立刻在纳秒级时间内迅速导通，使设备机壳（与地相联）的电位与四线电位同时提高，避免了二者之间可能出现的大电位差，并将过电压产生的大电流短路后向大地泄放，从而保护了机房设备。当雷击过后，避雷器又恢复到高阻状态，从而不影响机房设备的正常使用。信号线的防雷原理与此相同。设计安装防雷模快：设计在机房总配电柜内安装OBO牌V25-B型号的防雷模块，以确保机房设备的安全运行。防雷模块的接地端接入大楼的接地极，大楼的接地极的接地电阻应小于1欧姆。德国OBO电源防雷模块技术说明：德国DEHN电源防雷器图示及功能介绍OBOV25-B二级加强型电源防雷器应用对低电压负荷实行传统标准的保护。它保护电气设备不受因雷电或开关操作所引起的瞬态过压损坏。根据电源的类型，有1至4芯型号可供选择。功能作为限压型的产品，内部配备了高容量的氧化锌压敏电阻，该压敏电阻具有较强的非线性特性。该组件具有响应时间短、残压低、容通电流大、使用寿命长和无续流的优点。如果压敏电阻因过载而老化时，内置断路器将中断与电源的连接，故障指示窗口的颜色由绿色转变为红色。安装位置:卡在配电柜或开关箱内的35mm卡轨上。4.2防浪涌设计为防止电源浪涌对机房服务器等网络设备产生冲击，设计在UPS配电柜内安装德国OBO牌防浪涌模块，以确保上述设备的安全运行。防浪涌模块的性能与防雷模块大致相同。电话系统防雷采用德国西门子公司的专用电话防雷排及数据防雷器，在机房供电室内设专用防雷箱；数据专线和电话线接入该防雷箱，对电话系统进行全方位的保护。DDN专线防雷保护通讯网络防雷器对于计算机插座选用OBOCNS系列插座防雷器做三级防雷保护，以确保工作站等负载的防雷击保护效果。OBOCNS-D用于PC机电源过压保护4.3计算机机房的接地系统机房内接地包括机房内所有计算机设备壳体的保护接地，静电地板、铝塑板墙面、铝扣板天花及龙骨、日光灯盘等接地，采用紫铜板沿机房静电地板之下环绕安装构成均压带系统，使各种设备的接地能够就近连接。如下图所示4.3.1机房接地分类交流工作地：也称功率接地，是指交流电路的工作接地，即TN-S供电系统的N线，由大楼配电室输入。直流工作地：也称逻辑接地、信号接地。为了确保计算机内部数字电路具有稳定的基础电位而设置的接地。该接地属于独立的悬浮接地系统。设计在机房机柜地板下用3mm厚40mm宽的铜带横向间距1800mm制作接地网格，并用绝缘子支撑架空。保护接地：a设备安全保护接地（PE），为保障人身及设备安全的接地。机房内所有电气设备的不带电金属外壳均接入该接地保护系统，与接地装置做等电位连接。机柜用螺栓固定在等电位连接的金属安装支架上，同时其外壳接地再采用BVR-6mm2的导线就近电气连接至40*4镀锌扁钢安全保护接地带上，安全保护接地带另一端用BV-35mm2的导线与配电室内配电柜的安全保护接地铜排相连。b防静电保护接地，即防静电地面、活动地板、工作台面必须进行静电接地的接地保护。采用5*0.05铜箔带沿墙面、棚板金属龙骨支架、抗静电地板支架、电线管、接线盒、配电柜、配电箱、照明灯具及不带电金属外壳、空调机组、新风机外壳做等电位连接，使用BV－35mm2导线，将各个房间的防静电接地铜带地网连接起来，汇流至配电室配电柜。c屏蔽接地：是为了防止干扰磁场与电子线路发生电磁耦合而产生相互影响，故将设备内外的屏蔽线及屏蔽房间的屏蔽体进行接地，称为屏蔽接地。d防雷保护接地，为防止感应雷、侧击雷高脉冲电压沿电源线进入机房，损坏机房设备的保护接地系统。e防浪涌保护接地，为防止电源浪涌对机房服务器等网络设备产生冲击的保护接地系统。f防漏电保护接地，为防止移动电气工具漏电、保障维修人员的人身安全，设计在墙面维修插座的电源上安装防漏电开关的保护系统。4.3.2机房接地系统设计◆机房内直流工作地网的布局：a依据国标GB50169-92电气安装，接地施工及验收规范。计算机直流地与机房抗静电接地及保护地严格分开以免相互干扰。用5*0.05mm的截面铜排敷设在活动地板下，纵横组成网格状（详见下图）。所有接点采用锡焊或铜焊使其接触良好，以保证各计算机设备的稳定运行，并要求其接地电阻1Ω。b配有专用接地端子，用编织软铜线以最短的长度与计算机设备相连。计算机直流地需用接地干线引下至接地端子箱。容易产生静电的活动地板、饰面