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数据中心的供配电设计

议题

数据中心供配电系统的概念/综述

-交流输入系统

-UPS不断电供电系统-负载机架配电系统

数据中心供配电系统中的重点问题

-规划设计阶段的重点问题

-交流供电系统重点问题-UPS系统中的重点问题

-机架配电中的重点问题

数据中心供配电系统设计理念的发展与变化

概念/综述

UPS输入动力配电

UPS

冗

冗余转换

ATS

配电

电池

油机交流输入系统谐波

油机

交流输入系统

UPS供电系统

输出

配电

花余转换STS

机架供配电

负载机架配电系统

空调制冷系统及其它用电设备

交流输入系统

空调

空调

照明

UPS系统其它

柴油发电机

空调

10kV变压器2

SPD

低压耜电

低压配电柜2

照明

UPS系统其它

交流输入切换

稳关

输流

契樊柜2

10kV变压器1

低压母联柜

SPD

SPD

SPD

市电输入油机输入

交流输入切换开关

柜

低压配电防雷系统

UPS不断电供电系统

至数据机房

至数据机房至数据机房

输出柜1

素机

輸柜1

低配柜低配柜

自压电1自玉电2

SPD

三

输入柜2

UPS

UPS

SPD

UPS输入配电柜

UPS系统

UPS输出配电柜

负载机架配电系统

区域配电柜

区域配电柜列头柜

机架PDU

机柜

列头柜

区域配电柜1区域配电柜2

自输自输2

SPD主

列头柜

机柜

SPD

主

●规划设计阶段

-过渡规划的问题

-方案=设备?

-设备选用追求高指标?

数据中心供配电系统的问题

·UPS系统

-双总线的问题

-谐波干扰的问题

-可修复性的问题

-电池的后备时间问题

·交流输入系统

-可控制的自用能源的重要性

-空调输入冗余的重要性

·机架配电系统

-单电源负载供电的问题

-电源管理的问题

规划设计阶段的问题

·过度规划的问题

在首次装机时预计负载量只是设计容量的30%

使

使用容量(%

30%。

最初装机运行时，UPS的实际负载

量仅为9%左右。

随着业务的发展，用电设备逐年增加，在第5年时预计负载量增加到设计容量的80%左右，而实际负载量只达到设计容量的28%。

160

160

140

120

系统设计容量(最大使用容量)

100

80

60

设备实际运行容量

40

20

0

0510

UPS冗余配置可提供最大容量(UPS设备容量)

投入运行时间(年)

·供电系统普遍存在过度规划和设备利用率低下的问题

规划设计阶段的问题

·方案规划不等于设备选型

需求目标

·功率容量·预算范围·扩展计划·关键功能·总体效率·T需要；

基础物理设施规划

·可用性等级

·相应的供电方案；

确定用户要求

·选择性倾向·约束条件

·预算

·升级策略

·可用性级别

·效率

·能源利用

项目与工程设计

·编制设计标

书

·详细的工程化的建筑设计资料

●数据中心供配电系统的规划是重中之重，需要按照规范的流程进行规划设计

规划设计阶段的问题

·设备选用上过高的追求性能指标

系统配置能力：

阻抗匹配、电磁兼容、规

阻抗匹配、电磁兼容、规范连接、可变更、可扩容

被污

被污染的终端电网

淡

淡淡

不污染电网

UPS的基本功能要求适应机房物理环境

和安装条件

满足负载供电要求

负

负载

可靠性高、输出能力强、可迅速修复，可用性高、

设备选用过高的追求性能指标

·UPS性能指标选用标准与实际负载需求比较

性能指标

选用要求

计算机类负载的要求

电压稳定精度

±1%

+15%,-20%+20%,-35%

波形失真度

5%

有效值峰值变化=稳压精度范围

频率变化范围

0.5%

+200%/-10%

市电掉电时转换时间(ms)

0

20

过高的要求性能指标，却忽略了对系统关键功能的关注：输出能力，抗干扰能力和对电网的适应能力及效率等。

任何电性能的提高都要付出成本和可靠性为代价，最终受损害的是使用者自己。

交流输入系统

·输入供电的冗余配置-可控制自用能源的重要性

·自备发电机是最理想的交流输入备用能源

·自备发电机是数据中心供电系统的一部分

交流输入系统

·输入供电的冗余配置-空调系统输入配电的重要性

交流供电UPS供电系统

IT设备

交流供电的重要负载就