数据中心机房建设项目供配电及照明系统设计方案Word文件下载.docx
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因此我们选用APC公司新型SymmetraPX160KVA系列电源，每个功率模块的功率为16KVA/16KW。
根据要求，功率定为160KVAN+1冗余输出。
既安装10个功率模块，并联冗余输出，均分负载，形成9+1冗余。
由于用户的真实负载可能为60－80KW，因此实际上5个功率模块64KW即可满足负载需求，也就是说实际上形成了N+1冗余，坏掉1个功率模块系统也能正常工作。
1.3机房配电系统
1.3.1设计分析
主路空气开关为250A/3P，物业提供一路250A容量的电源分两路输出，一路提供UPS设备电源供应，一路电源提供机房动力配电使用。
物业提供电源接至机房内相应主配电柜PDU-1，PDU-1提供给3台UPS供电及精密空调及照明等动力配电使用。
两台40KVAUPS输出柜为PDU-2，PDU-2布线到机柜提供机房设备的供电，一台20KVAUPS输出柜为PDU-3，PDU-3输出到办公区使用UPS电源工位。
1.3.2计算机系统供电流程
1）PDU-1输出以三相五线制方式输出到2台40KVAUPS及1台20KVAUPS机组；
2）PDU-2为两台40KVAUPS输出柜，分别布线到设备机柜；
3）PDU-3为一台20KVAUPS输出柜，布线到办公区相关工位；
4）UPS系统提供机房应急照明灯。
5）UPS系统提供门禁、监控等弱电系统供电。
1.3.3动力及照明供电流程
PDU-1提供精密空调机组、机房照明、新风机及排烟机等动力及照明设备的供电。
1.4配电设计
1.4.1本工程电力负荷计算
Ø
机房区IT弱电设备负荷：
5个16KW/KVA功率模块APCUPS（64KW（N+1））。
空调设备负荷容量见下表
序号
空调型号
功率（KW）
数量
合计（KW）
备注
1
Q14UW
19.88
2
全冗余
P08UW
15.58
合计
35.46
照明功率约为1.3KW
新风机、排烟风机功率为8KW
冷凝水排放5KW
弱电系统5KW
总计容量（理论最大容量）为120KVA，电流约200A。
照明为分组组合供电方式水平照度按400LX设计，采用机房专用无眩光灯具。
IT机柜采用终端盒接入电源或采用电源插件接入电源。
1.4.2供配电系统容量冗余考虑
本工程安装的配电柜的开关容量、数量和电源线、缆，其输送电流能力等均预留了一倍以上的发展余量；
1.4.3对线缆及其绝缘层及布放的技术要求
主要线缆采用阻燃线缆，最小截面不小于1.5mm2；
除照明线路之外，一律在金属桥架、钢管内布放；
UPS输出线缆不与其他动力线缆同放在同一桥架、钢管内；
电力管线与弱电系统的电源线、信息线路不可长距离平行布放。
监控系统信号电缆单独敷设管道。
1.5机房防雷接地系统
1.5.1防雷原理
雷击是年复一年的严重自然灾害之一。
随着我国现代化建设的不断提高，通信设备越来越多，规模越来越大。
一方面大型电子计算机网络，程控交换机组等系统设备耐过电流，耐雷电压的水平越来越低，另一方面由于信号来源路径增多，系统较以前更容易遭受雷电波的侵入，致使雷电灾害频频发生。
据统计，雷电对电子设备的损坏占设备损坏因素的比例高达26%，防雷过电压已成为具有时代特点的一项迫切要求。
一、雷击的分类
雷击一般分为直击雷击和感应雷击。
直击雷击——指雷电直接击在建筑物、构架、树木、动植物上，由于电效应、热效应和机械效应等混合力作用，直接摧毁建筑物，构筑物以及引起人员伤亡等。
由于直击雷的电效应，有可能使机房微电子设备遭受浪涌过电压的危害。
感应雷击（又称二次雷击）——指雷云之间或雷云对地之间的放电而在附近的架空线路、埋地线路、金属管线或类似的传导上产生感应电压，该电压通过传导体传送至设备，间接摧毁微电子设备。
感应雷击对微电子设备，特别是通讯设备和电子计算机网络系统的危害最大，据资料显示，微电子设备遭雷击损坏，80%以上是由感应雷引起的。
另外还有操作过电压，即是指当电流在导体上流动时，会产生磁场储存能量，当负载（特别是电感性大的负载）电器设备开关时，会产生瞬时过电压，操作过电压同感应雷击一样，可以间接损坏微电子设备。
二、雷电防护区的划分
按照IEC1312-1及GB50057-94要求，应将要保护的空间划分为不同的防雷区，以规定各部分空间不同的雷击电磁脉冲的严重程度和指明各区交界处的等电位连接点的位置。
各区以在其交界处的电磁环境有明显改变作为划分不同防雷区的特征。
防雷区宜按以下分区：
1、LPZOA区：
直击雷非防护区，本区内的各物体都可能遭到直接雷击和导走全部雷电流；
本区内的电磁场没有衰减。
2、LPZOB区：
直击雷防护区，本区内的各物体不可能遭到直接雷击，但本区内的电磁场没有衰减。
3、LPZ1区：
屏蔽防护区，本区内的各物体不可能遭到直接雷击，流经各导体的电流比LPZOB更小；
本区内的电磁场可能衰减，这取决于屏蔽措施。
4、LPZ2区等：
后续防雷区，当需要进一步减小导入的电流和电磁场时，应引入后续雷区，并按照需要保护的系统所要求的环境选择后续防雷区的要求条件。
通常，防雷区的数越高电磁环境的参数越低。
在两个防雷区的界面上应将所有通过界面的金属物做等电位连接，并宜采用屏蔽措施。
1.5.2设计依据
依据国际电工委员会IEC标准、法国NFC标准、德国VDE标准和中国GB标准与部委颁发的设计规范的要求，大楼和大楼内之计算机房、程控机机房等设备都必须有完整完善之防浪涌保护措施，保证该系统能正常运作。
这包括电源供电系统、不间断供电系统，电脑网络、卫星通信设备等装置，均应有SPD防护装置保护。
设计依据包括有：
《建筑物防雷设计规范》GB50057-94
《电子计算机房设计规范》GB50174-93
《防雷器材指标要求》GB11032-89
《雷电电磁脉冲的防护》IEC1312-3
《电器装置安装工作盒接地装置施工及验收规范》GB50169-92
《计算机信息系统防雷保安器》GA473-1998
《通讯系统过电压过电流防护技术要求》YD/T695-93GB9361-88
《计算机信息系统防雷保安器》行业标准GA173-1998
《通讯局（站）雷电过电压保护工程设计规范》行业标准YD/T5098-2001
《民用建筑电气设计规范》行业标准JGJ/T16-92
《等电位连接安装》图集02D501-2
《利用建筑物金属体做防雷与接地装置安装》图集03D501-3
《建筑物防雷设施安装》图集03D501-3
贵校防雷需求及现场勘探情况
1.5.3总体设计方案
一、方案设计原则
严格按照国标、部颁标准以及相关的国际标准实施防雷工程。
根据电子及电气设备的不同功能及保护程度确定防护要点，作分类保护。
在做好系统防雷的基础上，达到最大节约资金的目的。
二、常见雷击原因分析
一般情况下，某种设备与外界的联系可分为三种（如下图），电源线、信号线及设备地线，因而，无论浪涌过电压产生的形式如何，其最终会通过这三个途径中一种或几种对设备放电，造成设备损坏。
因此对于任何一个需要保护的空间内的设备，只要截断该需要保护的空间与外界浪涌过电压的途径，即可达到防护的要求。
因此，设备因雷击损坏，其损坏的原因可归纳为两点：
线路传导过电压及地电位反击。
三、沿线路传导的过电压的防护
A、线路传导过电压的形成
线路传导过电压的形成可分为二种：
雷电磁场感应
电感、电容性负载的起动
近点雷电磁场感应是近年通信系统设备损坏的主要途径。
当建筑物遭受雷击或在建筑物近旁发生雷击时，强大的脉冲电流会在周围空间产生交变磁场（以雷电中心1.5km-2km的范围内都可产生危险的过电压），处于磁场中的导体因此而感应出高电压，沿线路产生的过电压窜入设备，造成设备损坏。
其形成过程如下。
电感或电容性负载起动，即通常所说的开关操作过电压。
电压在极短的时间内发生瞬变，电压时间特性曲线的陡度（du/dt）较高，形成幅值较高的脉冲电压加载在供电线路上，沿线路窜入设备，造成设备损坏。
其形成原理如下图。
当U0取值为24V时，适当的L与CS，加载在设备上端的脉冲电压幅值即可达4000V，这远远超过了脆弱电子设备的耐受能力。
B、线路传导过电压的防护
根据传导过电压形成的三种方式及其传播途径，对于通信设备其防雷保护可从两个方面进行考虑：
电源线路过电压防护。
根据IEC防雷分区原理及机房的特殊性，其供电线路过电压的防护可采用三级防雷保护来实现。
第一级电源防雷器一般采用通过Ⅰ级分类测试实验的SPD，第二级可采用限压型SPD，限压型防雷器其核心原器件为压敏电阻，压敏电阻具有通流量较大（国内外压敏电阻一般情况下其最大通流量为40KA），低残压的特点。
通信线路过电压防护为达到对设备的有效保护，依据IEC防雷分区原理信号部分也可采用多级保护方式将雷电流幅值降到设备耐受能力范围内。
在LPZ0与LPZ1的交界处进行粗级防雷保护；
在LPZ1与LPZ2的交界处，采用精细保护防雷器。
四、地电位反击
根据GB50057-94（2000版）第6.3.4条“……全部的雷电流的50%流入建筑物防雷装置的接地装置，其另50%分配于引入建筑物的各种外来导电物、电力线、通信线等设备”。
电流分配图如下：
从图中可以看出当建筑物遭受雷击时，约有50%的雷电流通过建筑物的地网泄入大地，另外约有50%的雷电流通过与等电位连接带相连的接地导线进入设备，因此当雷击发生时，地网电位被抬升，与汇流排相连的设备外壳的地电位也随之升高，进入设备通信线的低电位与机架或地线之间的高电位存在高电位差而发生反击放电，从而使电子设备损坏（地电位反击过程见下图）。
五、现场勘探情况及分析
据气象资料表明XX地区年平均雷暴日为82天，已被划为多雷区（小于15为少雷区，15-40为中雷区，40-90为多雷区，90以上为强雷区）。
六、具体方案
1.在电源室主配电柜配电主控开下口处安装OBOV25B+C/3+NEP电源第一,二级合一避雷器一套。
技术参数如下：
特性一览表V25-B+C
使用优点
带标志端子,安装简便
可以应付频繁的电涌电流的冲击
B+C联合保护器，应用于建筑物整体空间较小的场合
只在总配电柜内安装一套保护器
可插拔式部件
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