机房设计案例.docx
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机房设计案例
1.3.13机房工程
1.3.13.1电气系统工程
1.3.13.1.1需求分析
计算机设备供配电系统是计算机系统正常运行的前提和保证。
《电子计算机机房场地通用规范》（GB/T2887-2000）中对计算机供电方式可分为三类：
Ø一类供电：
需建立不间断供电系统。
Ø二类供电：
需建立带备用的供电系统。
Ø三类供电：
按一般用户供电考虑。
在《电子信息系统机房设计规范》（GB50174-2008）中对电压变动、频率变化、波形失真率分级如下表：
级别/项目
A级
B级
C级
稳态电压偏移范围（%）
±3
±3
±5
稳态频率偏移范围（Hz）
±0.5
±0.5
±0.5
电压波形畸变率（%）
≤5
≤5
≤5
允许断电持续时间（ms）
0～4
0～10
-
本工程按照《电子信息系统机房设计规范》（GB50174-2008）中B级供电标准设计，《电子计算机机房场地通用规范》（GB/T2887-2000）一类供电方式施工。
1.3.13.1.2总体设计
一、供配电系统
供配电系统包括UPS的供配电和市电的供配电。
本项目采用从大楼低压配电房引500KVA母线电源给机房2台UPS负载、4台艾默生PEX系列精密空调、4台艾默生CRV行间制冷精密空调、7台商用空调（甲供）、机房照明等动力设备供电。
中心机房采用两台90KVAUPS组成单机双母线配电系统负责整个中心机房存储、信息网络系统设备、服务器机柜、监控设备等供电。
二、UPS系统
在UPS配电房中配置2套不间断电源UPS系统，组成单机双母线系统结构，分别连接UPS输出配电柜BP1、BP2组成A、B两套独立配电母线系统，负责整个5楼主机房服务器机柜、网络机柜、电信接入设备、监控设备、消防、门禁、应急照明等供电。
单机容量为90KVA，采用模块化设计，可扩展至150KVA，每台机有1个30KVA模块备用。
UPS系统的电池后备时间支持满载运行30分钟。
三、照明与维修插座系统
机房区照明要保证照度大于500Lux，设有应急照明系统；维修插座系统主要由市电提供，作为机房维修、清洁之用，由漏电开关控制。
四、防雷接地系统
机房接地系统的安装根据《电子信息系统机房设计规范》（GB50174-2008）标准进行。
机房市电配电柜输出侧加装V25-B/3+NPE三相四模块电源避雷器作为电源第二级保护；两个UPS输出配电柜主电源开关输出侧各加装一套V20-C/3+NPE三相四模块电源避雷器作为电源第三级保护，B级防雷器上增设FS通讯模块，可实时远程监测避雷器情况。
机房设备金属壳体、机房固定金属构件、交流地等最终连成等电位网。
1.3.13.1.3负载设计
供电按照规范中B级供电要求设计，供电制式为：
三相五线制。
低压配电房内提供一路市电给五楼数据机房使用，设计供电为500KVA。
主机房面积约为566m²，其中分四个区域：
一、高性能服务器区域
主要放置小型机、高性能服务器机柜，面积86m²，目前负荷服务器机柜数量26台，分A、B两列布置，每列排列13台机柜，第一期按每台服务器机柜3KVA计算，机柜总负荷78KVA。
室内平均布置7盏应急照明灯管，正常运行时市电供电，失电时转为UPS供电，保证机房基本照明情况。
二、服务器扩展区域一及服务器扩展区域二
主要用作服务器扩展使用，本期工程暂作临时测试区域配置，面积400m²。
扩展区域一配备8盏应急照明灯管，扩展区域二暂不作配置。
应急照明灯管正常运行时市电供电，失电时转为UPS供电。
三、网络配线区域
主要作网络、语音的配线区域以及网络核心设备之用，面积共80m²。
目前网络机柜数量26台，按每台网络机柜1.5KVA计算，本区域机柜总负荷39KVA。
室内平均布置8盏应急照明灯管，正常运行时市电供电，失电时转为UPS供电，保证机房基本照明情况。
四、数据间区域
主要作存放机房备份的重要数据之用，面积共30m²，目前服务器机柜数量6台，按每台服务器机柜5KVA计算，本区域机柜总负荷30KVA。
室内配备2盏应急照明灯管，正常运行时市电供电，失电时转为UPS供电，保证机房基本照明情况。
由以上统计可知，主机房第一期用电功率暂为147KVA。
目前配置两台90KVAUPS组成单机双总线系统。
单机UPS采用热插拔N+1冗余设计，独立总线运行，后备时间为30分钟，分别对双电源服务器设备及控制系统供电，保证供电不间断性，同时单台UPS可扩展容量至150KVA，可支持并机容量扩展，可采用4台UPS并机运行，最大总容量可达600KVA。
模块UPS可根据用户不动增长的实际负荷逐步增加模块进行扩容。
设计在配电柜内预留开关安装位置为日后扩容作准备。
1.3.13.1.4供配电设计
由大楼低压配电房500KVA母线电源引入一路市电，作为五楼机房的设备用电及动力用电，供给2台UPS系统、空调系统、照明系统、机房环境监控系统等。
两台UPS输出组成单机双母线独立供电系统，供主机房服务器机柜、网络机柜、电信接入设备、监控设备、消防、门禁、应急照明等设备用电。
主机房设置两个UPS输出配电柜，输出配电柜总开关采用400A/3P（可调），给每个机柜提供两个输入回路（A路、B路）电源。
监控室及应急照明分设1路20A/3P开关独立控制。
机房的主要设备用电由UPS电源提供，机柜供电要求采用阻燃电缆敷设，配电布线的电缆管道进行防锈处理，所有电缆须用桥架、钢管或金属软管保护。
本次UPS采用热插拔模块化结构，后备时间为30分钟设定，满足以后进行在线扩容、在线维护等需求，同时考虑到电气操作安全，配电柜采用封闭母排设计。
UPS输出配电柜提供64路32A单相开关，能扩展至70路以上，具有支路电流监控功能，同时配电柜具备网络通讯系统，可通过IP网络数据、状态和报警信息传送到集中的机房环境监控系统。
供电系统图见下图：
低压配电系统图。
1.3.13.1.5市电主输入总配电柜DP1
市电主输入配电柜DP1为主供电配电回路，由大楼低压配电房取电。
放置五楼机房配电房内。
主开关采用1250A/3P开关，配备智能化数字式电量仪表，实时监控供电质量，反应供电情况。
分路开关1#400A/3P（可调）接UPS1输入；分路开关2#400A/3P（可调）接UPS2输入；预留开关供给服务器扩展区域一、二。
空调系统、新风系统以及插座、照明分别设相应回路供电，具体参照市电配电系统图。
另外UPS引一路接入ATS动态转换开关，供应急照明使用，以上塑壳式断路器均为选择额定电流可调，方便日后扩容方便。
配电柜相应配电量仪和指示灯，显示电压、电流、频率及三相平衡关系，内置B级防雷器件。
配电柜内部断路器全部采用施耐德品牌。
1.3.13.1.6市电低压配电箱
市电低压配电箱主要负责机房各区域插座及照明供电，主输入开关63A/3P。
分设室内照明、插座独立控制开关。
各配备2路备用开关，箱体预留足够位置供日后扩展所用。
开关箱KG1~KG6采用挂墙式设计，分别安装在机房各区域，具体参照“机房天花及灯盘布置图”。
1.3.13.1.7UPS系统
1.3.13.1.7.1UPS总体设计
本设计方案为两套90KVAUPS形成单机系统双总线供电系统方案。
根据用户需求，数据机房供电系统设计由市电系统和UPS不间断电源共同组成，满足GB50174-2008《电子信息系统机房设计规范》B级要求。
我方设计提供2套艾默生AdaptPM智能IDC系列90KVAUPS形成单机双总线供电系统。
该产品具备热插拔可扩展功能，为机房设备负载提供全面的冗余，并排除了单故障点。
是供电可靠率达99.9999%的一种配置方式。
应急照明通过动态切换开关ATS自动切换UPS和市电电源，市电停电时为中心机房提供基本的照明。
数据机房机柜采用双电源负载输入，2台90KVAUPS单机系统独立输出两路电源总线，确保机房所有双电源负载得到双电源输入配电。
更加保证供电可靠性。
UPS系统分别对应各交流配电柜（列头柜）双电源负载不间断供电。
正常工作时2套90KVAUPS单机共同带载运行。
UPS单机采用2组美国大力神公司的12-211LBT铅酸蓄电池，每组配32节，后备时间30分钟以上，该型号电池使用期为7年，采用电池架安装方式，配套电池开关及相关联线。
UPS电源系统详细配置如下：
序号
名称
规格与型号
单位
数量
1
UPS主机
AdaptPM90KVAUPS
台
2
2
电池及电池架
大力神12-211LBT
组
2
3
电池开关箱
塑壳断路器400A/2P
台
2
1.3.13.1.7.2UPS安装空间及承重要求
UPS机房与电池间共同设置在机房配电区域内，面积103平方米。
（1）UPS机房布置：
2台UPS分二列放置，电池柜相应分2列排开与UPS相平行，2台UPS之间预留1700mm空间作通道之用。
市电总配电柜、UPS输出配电柜1#和UPS输出配电柜2#靠墙并排布置。
（2）电池间布置：
2组电池架分2列排开，每排电池架间维护空间超出1000mm，预留足够空间供日后扩展使用。
（3）设备参考尺寸：
设备名称
规格
数量
尺寸（mm）
单位重量（kg）
W
D
H
UPS主机
90KVA
2
600
1100
2000
450kg
电池
12V211AH
64
522
239
223
60kg
电池架
120位架
2
kg/架（含电池）
1.3.13.1.7.3UPS设计计算
本此次投标采用美国艾默生公司生产的AdaptPM智能IDC动力系统，整流及配电均采用最先进的模块化设计，单台150KVA配置，可实现4台以上并机，最终容量可达到600KVA；UPS为热插拔模块化可扩展设计，为日后扩容方便，计算时按UPS最大容量150KVA进行。
Ø三相UPS输入开关容量及线缆规格：
三相电工速算法:
输入电流（A）＝1.9×KVA，开关系数×1.25
150KVAUPS额定输入电流为：
1.9×150KVA＝285A，UPS输入选400A开关（可调），考虑UPS系统一般不满载运行，UPS输入电缆选择阻燃ZR-VV4×185mm²+1×95mm²电缆。
Ø三相UPS输出开关容量及线缆规格：
三相电工速算法:
输出电流（A）＝1.5×KVA，开关系数×1.2
150KVAUPS额定输出电流为：
1.5×150KVA＝225A，选用300A开关，UPS输出电缆规格选择阻燃ZR-YJV4150mm²+170mm²电缆。
Ø电池开关容量及线缆规格：
放电电流（A）＝KVACos/U（电池电压）（逆变效率），开关系数（×1.2），
150KVAUPS电池放电电流：
150KVA×0.8/（0.384KV×0.97）=322.2A，电池电缆选择阻燃ZR-YJV2×185mm²，UPS配置2组211AH电池。
Ø零线及地线规格：
零线＝1～1.5倍相线，地线＝相线
1.3.13.1.7.4UPS输入配电：
热插拔式UPS按最大容量计算150KVA额定电流达到285A，电缆采用ZR-YJV4*185mm2+1*95mm2，配置B级防雷击浪涌抑制器，带FS通讯模块，实时监控情况，UPS输入配电设在总市电输入柜内，配备400A/3P开关。
Ø总输入配电柜DP1：
序号
名称
规格型号
单位
数量
1
主输入配电柜
380VAC/1250A
套
1
2
防雷器（带FS模块）
B级防雷60KA（8/20us）
个
1
3
UPS输入空开
塑壳断路器400A/3P
只
4
4
精密空调输入开关
微型断路器80A/3P
只
2
5
精
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