数据中心供配电系统设计和应用

()国网浙江宁波市鄞州区供电有限公司,浙江宁波３１５１００

赵婉芳,王　妍

摘　要:展开对数据中心供配电系统的设计研究,结合某数据处理中心项目,在数据中心供配电系统供电、低压配

电、防雷接地等设计和设备选型上提出相关建议,以构建合理节能、高效及环保的数据中心,为类似研究提供参考依据.

关键词:数据中心;供配电系统;设计中图分类号:TM３４１

DesinandAlicationofDataCenterPowerDistributionSstemgppy

(,,N)StateGridZheianinboYinzhouDistrictPowerSulo．Ltd．inbo３１５１００,ChinajgNgppyCg

,WANZHAOWanfanGYang

,,dataprocessinenterproectcasesuestionsondesinandeuimentselectionofpowersullowvoltaedistribuＧgcjgggqpppyg

,tionlihtninrotectionandgroundinindatacenterpowersulnddistributionsstemwereputforwardtobuildaggpgppyay,reasonableenerＧsavinefficientandenvironmentalrotectiondatacenterandprovidedreferenceforsimilarresearch．gygp

:AbstractThedesinandresearchondatacenterpowersulnddistributionsstemwerestudied．Combinedwithagppyay

:;Keordsdatacenterowersulnddistributionsstem;desinpppyaygyw

０引言

随着我国广播电视监管监测事业的不断发展,电视、广播及新媒体的监测及监管系统也随之增多,系统设计规模也逐步扩大,多方运维管理模式也凸显愈来愈多的问题弊端,因此建立统一监测监管数据中心系统已是必然所趋.数据中心的供配电系统对数据中心的功能发挥、设备安全运行及节能环保等方面尤为重要,相关设计人员应全面掌握数据中心的电气设计基础核心供配电系统知识,但是考虑到供配电系统在设计过程中的复杂性及多样性,本文将结合某实例展开数据中心供配电系统良好运用探索研究.

２数据中心工程供配电系统设计需求

要确保数据中心供配电系统的设计合理、科学且可行,就应保证其与安全需求相符.

心,统一运用双重电源供电,将两回路供电运用于C类数据中心.

二是需确保供配电系统的运行可靠性.作为设计供配电系统中关键点,避免供电中断所致秩序混乱及生产停滞情况,也避免严重情况下设备及人身安全受到威胁造成经济损失,供配电系统设计过程中需对突发状况慎重考虑.针对A、B类数据中心,需配置后备柴油发电机系统,柴油发电机容量需涵盖UPS基本容量、空调及制冷设备基本容量.

三是应保证电能质量的性能良好.电能质量的关键点在于电压及频率两个指标.我国已明确规定了电气工程供配电的额定电压及额定频率,就算允许出现频率及电压偏差,仍会影响设备的运行期限及安全可靠性.

四是设计供配电系统应确保方便灵活性,尽可能实现供配电系统简单接线,同时满足负荷类变化,实现一种运行状态至另一种的快捷切换,确保在转换过程中不出错.

五是供配电系统设计应具备经济性,在满足相关技术需求的基础上,降低基建投资和运行年费.设计方案应确保存在扩建发展可能性,从而对未来电压等级、场地及设

201915期　　８９

一是与数据中心的等级相结合.对于A、B类数据中

１工程概况

发、b软件测试、c创意研发、d云计算服务、e数据管理、f创意体验和g数据处理.将柴油发电机组作为该园区数据中心供电系统的第三电源.参照«数据中心设计规范»设计,与大型数据处理中心的供配电系统相结合,确１层,分别在每层都配置了电力蓄电池室及主机g座共有１

房,在地上和地下每层都分别建设制冷变电所、数据总控变配电室、高压配电室,并在５层和９层设置了变配电室.

收稿日期:２０１９Ｇ０３Ｇ１１

某产业园项目包括了７座数据中心,分别为a软件研

保能设计出符合g座要求的数据中心供配电系统.该工程

电工技术　电气设计备的需求具有更好适应性.

源可及时、全部承担一级、二级电源负荷.数据中心的高压配电室设置３个１０kV电源柴油发电机组,通过将该柴油发电机组设置在四角连廊,确保在两组电源发生故障情况下,不仅能提升土地利用率,还能提高机组的散热成效.此外还需对高压供电系统的可靠性加以保障,选用继电保护装置VD４型真空断路器,并在１０kV出线开关柜内部设置HY３BＧZＧ１７型避雷器,以保护真空断路器的过电压操作,真空断路器能实现弹簧储能操作效果.通过设/置铅酸电池可达到２２０V６５A􀅰h直流,由于该类电池是免维护的,因此能作为实现继电保护操作及信号电源的支３负荷计算

３．１负荷等级

基于该工程数据中心的数据、网络性质等情况,一旦出现丢失数据及中断网络等情况将导致经济损失,因此g座的A类数据处理中心机房采用双电源供电且保证两个电源不会同时受损,配备M(冗余(的１＋１)M＝１,２,３􀆺􀆺)变压器,并确保备用柴油发电机的容量充足,不间断电源系统的运行容量,空调消防、制冷设备及照明等设备的负荷容量满足要求.在数据处理中心机房中,明、消防、电梯等均是一级负荷,其中最为重要的用电负IT、空调、照荷是数据处理中心工艺系统服务用电,其它普通用电照明是三级负荷.

．２负荷计算

g座的数据处理中心分别设置在座楼的负荷总量见表１,由４此~７层、可知该８１层、工~程１１５层和,分别负责１~３层、层的用９层配

电室电.该W的柴油发电机作为数据选用１６台２０００

.

中心供电系统的第三路电源,安装总容量达到３２０００kW表１g座楼总负荷量

Tab．１Totalloadofthegseatbuilding

负荷分类供电位置负荷明细用电功率/用电容量/高压负荷

－１层高压室

冷水主机３２１０kW

３５６７kVA

机架３空调末端

３７４１充电功耗层变配电室

UPS３７８０４１１电源５７９４１０５１２４２空调水泵１０９３

建筑用电７１０３５６１８１０００３低压负荷

机架

７５空调末端层变配电室

５５８充电功耗UPS７６５８６２１５电源９５７７８６１８１７０２６２

１机架

７８９空调末端层变配电室

５８６２６５４４２６充电功耗UPS１７９０８１１８

电源

５１８１５０５

３共计

３００９８

３２７９９

．３供配电系统设计

．３．１高压供电系统

该工程数据中心每个高压配电室两路用单母线分段运行方式,也就是在正常的断开位置设置母１０kV电源间采

线分段断路器.一旦其中任何电源检修发生故障情况,就通过手动操作断路器确保一路故障电源情况下,另一路电

　９０　www.chinaet.net中国电工网撑基础.

．３．２低压配电系统

低压配电系统的变压器低压侧采用单母线分段运行方式,实现了母联开关设置,确保低压断路器的运行分段能力可超出现瞬时短路脱扣２５kV,.

还设置短延时、过载长延时,另外可实．３．３电能计量

对于分别在每层

进线１０kVg座运用高供高计集中型供电方式,电源处设置专门计量装置,实现了不同层级区域的低压计量,能达到每层配电均可精准集中计量、公共区域分路计量,便于内部管理.

．３．４设置变配电所

由于上机房的用电负荷也较大g座属于高层建筑,竖向供电的距离较长,再加

,因此与普通地层的数据中心楼供配电工程不同,需结合相关规定与别设置３个配电室,保证尽可能与用电负荷中心接近g座的实际情况,分,将

台变压器设置在１层,将８台变压器设置在从而减少供电损耗,降低电缆截面５层,将台变压器设置在和使用量,节约了建造成本９层,８.

结语

在目前信息化社会背景下,大型数据处理中心的建设需求也在不断增加,再加上大型数据用电中心数量较大,设备集中化程度较高,所以对供电的可靠性要求更是逐渐提升.本文分析了数据中心工程供配电系统设计需求,并结合工程实例设计数据中心供配电系统,实现了供配电系统的安全、节能、易维护性.

参考文献

[１

]李兴林定[．关于数据中心供配电系统设计的国内外相关标准规[２

]陈德全J]．电气应用,．数据中心２供０１配５(电１５):解１决４Ｇ方１５案．

及能效管理:工程师与制造商伙伴们的观点[J]．电气应用,２０１６(１２):１４Ｇ１６．３３k３３６４３３