技术方案监控中心及机房的配电照明等.docx
《技术方案监控中心及机房的配电照明等.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《技术方案监控中心及机房的配电照明等.docx（42页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
技术方案监控中心及机房的配电照明等
一、双鸭山市应急指挥及数字煤炭监控中心建设
1.1应急指挥及数字煤炭监控中心建设
1.1.1监控中心机房建设概述
双鸭山市应急指挥及数字煤炭监控中心机房是全市应急指挥和数字煤炭信息系统的设备放置场所。
监控中心机房建设，很重要的一个环节就是监控中心机房的装修建设。
监控中心机房装修工程不仅集建筑、电气、安装、网络等多个专业技术于一体，更需要丰富的工程实施和管理经验。
监控中心装修工程设计与施工的优劣直接关系到监控中心机房内监控系统是否能稳定可靠地运行，是否能保证各类信息通讯畅通无阻。
只有构建一个安全可靠、舒适实用、节能高效的机房环境，才能保证监控中心的系统软硬件和数据免受外界因素的干扰，例如：
温湿度、洁净度、电磁场、噪音等。
机房既要保障监控中心设备安全可靠的正常运行，延长系统的使用寿命，又能为系统管理人员创造一个舒适的工作环境，因此机房的环境必须满足计算机设备、网络设备、存储设备等各种电子设备对温度、湿度、洁净度、电磁场强度、噪音干扰、安全保安、防漏、电源质量、振动、防雷和接地等的要求，同时还须为工作人员提供一个舒适而良好的工作环境。
所以，对机房的要求是布局合理，技术先进，操作方便，管理科学，确保主机、存储及网络等重要设备持续、可靠、安全的运行。
1.1.2建设内容
双鸭山市应急指挥及数字煤炭监控中心位于双鸭山市新建应急指挥大楼中。
由于监控中心及机房的装修工程已由甲方自行实施，所以，此次工程内容包括：
双鸭山市应急指挥及数字煤炭监控中心的监控中心大厅、机房、会商室及宝山区监控中心及机房、宝清县监控中心及机房的配套工程建设。
Ø配电系统建设，主要包括：
●配电系统设计
●电缆铺设
●配电柜设计
●UPS设计
●机房照明
●辅助供配电系统
●防雷设计
●机房防静电设计
Ø综合布线系统
Ø机房气体消防系统
Ø空调和新风系统
Ø机房防水、防噪声、防鼠害
Ø机房安全管理系统
1.1.3建设标准
根据国家计算机场地安全要求（GB9361-2000），计算机机房安全分为三个等级：
A级：
对机房的安全有严格的要求，有完善的机房安全措施。
B级：
对机房的安全有较严格的要求，有较完善的机房安全措施。
C级：
对机房的安全有基本的要求，有基本的机房安全措施。
1.1.4建设依据
ØGB/T2887-2000《电子计算机场地通用规范》
ØGB9361-2000《计算站场地安全要求》
ØGB50174-93《电子计算机机房设计规范》
ØST/T30003-93《电子计算机机房工程施工及验收规范》
ØJGJ16-2008《民用建筑电气设计规范》
ØGB50055-93《通用用电设备设计规范》
ØGB50052-92《供配电系统设计规范》
ØGB50054-95《低压配电设计规范》
ØGB50169-92《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》
ØGB50034-2004《建筑照明设计标准》
ØGB50057-94《建筑物防雷设计规范》
ØGA/T75-94《安全防范工程程序与要求》
ØGA267-2000《计算机信息系统雷电电磁脉冲安全防护规范》
ØGBJ79-85《工业企业通讯接地设计规范》
ØCECS72：
97《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》
ØCECS89：
97《建筑与建筑群综合布线系统工程及验收规范》
ØQ/HSB13-2003《七氟丙烷（HFC-227ea）洁净气体灭火系统设计、施工及验收规范》
ØGB50116-98《火灾自动报警系统设计规范》
ØGB50265-97《气体灭火系统施工及验收规范》
ØGB50045-95《高层民用建筑与空气调节设计规范》
ØGB50019-2003《采暖通风与空气调节设计规范》
ØGB50243-2002《通风与空调工程施工质量验收规范》
ØGB50015-2003《建筑给排水设计规范》
1.1.5建设目标
煤科总院有着多年的监控中心建设经验，根据对双鸭山市煤炭监控中心及机房装修建设需求的深刻理解，将设计目标分析如下：
Ø双鸭山市应急指挥及数字煤炭监控中心是该市应急救援指挥和煤矿安全监测的神经中枢，对信息系统的可靠性要求很高。
所以，机房建设应按照国家计算机场地B级机房建设标准设计和建设
Ø监控中心供配电系统设计（将满足监控中心高质量、持续、稳定供电需求）
Ø监控中心精密空调系统设计（将满足监控中心温度调节、湿度调界、风量调节等需求）
Ø监控中心安全系统（将满足监控中心防雷接地、消防灭火、防水等物理安全需求）
1.1.6配电系统设计
监控中心机房的供配电系统是一个综合性供配电系统，在这个系统中不仅要解决计算机设备的用电问题，还要解决其它设备的用电问题。
一般而言，在计算机等主要设备选定之后，监控中心机房的供配电系统就可以确定了。
由于监控中心机房内的设备的种类不同，型号不同，对供配电系统的要求也不同，由于计算机设备不同于一般用电设备，一个完整的，良好的计算机供电系统是保证计算机主机设备，场地设备及辅助用电设备安全运行的先决条件。
煤炭企业监控中心机房供电中断，会造成生产及安全资料、数据丢失，通信中断，信息无法传递，如在煤矿出现安全事故时，将会给煤矿带来指挥的困难和严重经济损失、人员伤亡。
由此可见，保证监控中心机房安全可靠供电尤为重要。
1.1.6.1总体设计
国家标准《计算机场地技术条件》GB2887-89中对机房供配电要求如下：
Ø频率：
50Hz
Ø电压：
380/220V
Ø相数：
三相五线制/三相四线制/单相三线制
计算机机房供电允许变动范围：
项目/级别
A级
B级
C级
电压变动（%）
-5～+5
-10～+7
-15～+10
周波变化（Hz）
-0.2～+0.2
-0.5～+0.5
-1～+1
机房内用电负荷按设备性质可分为：
计算机负荷及非计算机负荷。
其中计算机负荷包括机房内所有计算机设备，其用电负荷等级为一级负荷。
根据规范要求，一级负荷必需由两路独立的电源点供电，由两个不同的变电站各引一路电源供电。
本次设计中，市局监控中心机房均有双路供电，主电源由市电供电，备用电源由UPS电源提供，主要的通信用电设备负荷性质属一级，特别重要的设备采用UPS电源供电，其余动力、照明负荷为三级，对计算机主机设备供电电源质量要求采用A级标准。
中心总动力电缆由大楼强电间引入中心机房配电柜，在中心机房设置总配电柜，在应急指挥及数字煤炭监控中心、会商室分别设置分配电柜。
各分配电柜从中心机房总配电柜引入动力电缆。
配电系统整体机构如下图所示：
从大楼总配电室提供两路独立的常规电源，进入配电柜后，一路经UPS后，供机房内所有计算机设备用，一路直接给非计算机负荷供电。
一旦市电停电后，UPS的后备电池立即放电，经UPS逆变后给计算机设备供电，这样既能保证计算机设备的供电质量，又能保证无间断、一定时间延时供电。
监控中心机房的供电采用380V电压、50HZ频率和三相五线制（即TN-S系统）的配线方式供电，双回路供电，充分保证供电的安全性和可靠性。
机房的设备供电应按设备总用电量的20%－25%进行预留，配电系统考虑到与应急照明系统的自动切换和消防系统的联动。
1.1.6.2配电柜设计
此次设计选用的配电柜，分别给计算机负荷和非计算机负荷供电，将两种不同性质的负荷分开，便于工作人员操作及检修维护，减少一些不必要的人为操作失误，保证供电的可靠性和灵活性。
配电柜的柜面设有：
运行状态指示灯。
配电柜内设有速断、过流等保护，保护设备运行安全和人身安全。
配电柜内采用自动的空气开关，同时预留相应的备用开关；还要设有应急开关，当机房出现严重事故或火警时，能立刻切断计算机系统的电源。
配电柜的供电回路数，足够设备的使用并考虑到设备的扩充；主进线电缆、开关、接触器等也预留一定的富余容量，以备以后增容和增加用电设备时使用。
配电柜内均设有独立的市电零、地母排。
配电柜内还设有独立的计算机专用零、地母排，均有明显的标记，便于施工中接线和检查。
配电柜还可设有紧急联锁接线端口，与消防紧急断电按钮相连，一旦发生火灾，能迅速切断电源，阻止火灾蔓延，减少事故损失。
配电柜设置电压表，以检查供给计算机的电源电压，并设置转换开关能随时检查三相电压的不平衡情况。
配电柜设置电流表，以便检查供给计算机的电源电流。
并设置三块电流表，以随时可检查三相电流的不平衡情况。
机房内配电系统采用放射式（如重要设备）和树干式（如次要设备）相结合，满足机房对供电的要求又可节省投资。
计算机设备采用均匀分布在活动地板上的弹起式插座供电，随用随插，方便灵活。
计算机设备经过机柜的万用插座与弹起式插座就近联接，尽量减少地板面上走线，保持了机房内的整洁又保证了计算机设备的供电可靠性。
1.1.6.3插座设计
监控中心机房内用电插座分为两大类，UPS插座和市电插座。
机房内的UPS插座分成三种，分别是：
Ø不间断电源（UPS）供电的计算机主机专用防水插座；
Ø不间断电源（UPS）供电的设备用三孔标准插座；
Ø不间断电源（UPS）供电的专用PDU电源插座。
监控中心和机房的插座为金属地插座，市电和应急电源的插座可以设计为墙插座，机柜、门禁、消防、监控提供的电源都由UPS插座提供。
每个房间要考虑应急电源和备用插座，方便事故应急和维修。
所有市电、应急电、事故照明、消防、空调、门禁系统、备用电源等电源单独分相走线。
服务器、网络机柜采用稳不落六联多功能插座板，每台机柜采用双回路供电，不与其他机柜共用。
机房所有插座均采用普通电源插座和弹起式铜插座，普通电源插座安装在墙壁上，弹起式电源插座安装在防静电地板上，采用组合型插座盒，既有2孔插座，也有3孔插座，总容量为10A。
2孔插座接相（火）线和零线，3孔插座接相（火）线、零线和地线。
接线方式为左零右火（相）。
1.1.6.4电缆设计
机房内所有计算机设备的电源线均采用优质专用屏蔽铜芯电缆，防止外界的电磁干扰，保证计算机设备供电电源的电能质量。
空调、新风机等动力设备采用优质铜芯电缆直接供电；其他如照明、墙面插座、地面弹起式插座等均采用BVR导线穿镀锌电线管的方式。
电缆（电线）选择为国家A线缆。
主干进线为YJV4X50+35m2,每个插座的电源线用6m2,灯线采用4m2电源线。
机房内的电线电缆除具备相应的载流量以外，还要考虑到线缆阻燃特性等要求。
电线电缆选型主要基于：
Ø电缆型式：
机房内所用电缆全部采用优质阻燃电缆。
Ø导线截面选择：
根据负荷大小、允许电压损失、导线长时间允许温升及导线机械强度等因素进行选择，载流量留有备用能力，以备将来扩容。
线路铺设采用以下方案：
Ø机房内所有动力电缆均在活动地板下或天花内通过穿镀锌金属线槽或镀锌钢管敷设。
Ø供计算机设备的电源线由UPS输出配电箱出发供电至计算机设备专用分支配电屏，然后再由分支配电屏送至各计算机设备的供电插座。
Ø天花照明电源线在天花吊顶上穿镀锌金属线槽或镀锌钢管敷设，然后就近经软管敷设至灯具。
Ø一般插座和照明开关电缆通过镀锌金属线槽敷设，再经镀锌钢管敷设至各固定插座和开关。
Ø为防止漏电危及人身安全，并防止电磁干扰，机房内所有金属线管、线槽、电气设备外壳等不带电的金属部分都可靠接地。
Ø所有电缆、塑铜线均敷设在线槽上分支穿电线管,末端穿金属软管。
计算机专用插座留有1M至1.5M的活动半径。
1.1.7辅助供配电系统
为防止机房内辅助用电设备在运行时可能对计算机系统造成的干扰，一般将计算机系统中的辅助设备用电自成系统，称为辅助供配电系统。
计算机系统中的辅助用电设备主要包括各类空调、照明灯具、维护设备以及辅助插座等。
辅助插座主要有以下作用：
Ø为计算机的通用测试设备提供临时电源。
Ø为临时局部照明提供临时电源。
Ø为清扫机房的吸尘器等设备提供临时电源。
这些设备通常采用单相电源，电压为220V。
这样每个辅助插座至少应具有二孔和三孔各一个，总容量一般小于15A，每12-15m2左右设置一组。
在机房内通常将该类辅助插座安装在活动地板下或利用暗线安装在墙上。
1.1.8UPS设计
随着科技的发展和社会的进步UPS电源在日常生活中应用已经非常普及。
UPS电源不同于一般的稳压电源或电源调节器，它是专为保障计算机及其外设正常工作的保护性电源，在市电供电出现故障时为设备提供备用电源。
一般UPS电源是由充电器、逆变器、静态开关、蓄电池、控制器组成。
UPS目前市场上机房专用UPS品牌众多，有艾默生、APC、梅兰日兰、山特等等。
由于UPS是机房重要保障设备，从设备的市场占有率、技术水平及可靠性方面出发，本次设计选用艾默生AdaptPM150电源系统。
1.1.8.1总体设计
精密的网络设备和通信设备是不允许电力有间断的，以服务器为核心的网络中心要配备UPS是不言而喻的，即使是一台普通电脑，其使用三个月以后的数据文件等软件价值就已经超过了硬件价值，因此为防止数据丢失而配备UPS也是十分必须的。
UPS按工作原理分成后备式、在线式与在线互动式三大类：
Ø后备式UPS是我们最常用的，它具备了自动稳压、断电保护等UPS最基础也最重要的功能，虽然一般有10ms左右的转换时间，逆变输出的交流电是方波而非正弦波，但由于结构简单而具有价格便宜，可靠性高等优点，因此广泛应用于微机、外设、POS机等领域；
Ø在线式UPS结构较复杂，但性能完善，能解决所有电源问题，其显著特点是能够持续零中断地输出纯净正弦波交流电，能够解决尖峰、浪涌、频率漂移等全部的电源问题；由于需要较大的投资，通常应用在关键设备与网络中心等对电力要求苛刻的环境中；
监控中心机房应采用全在线式UPS电源，供电系统先经过UPS净化后再为后端设备供电。
能够有效地为后端设备提供稳定的电压，并保护后端设备可靠运行。
本次方案设计采用模块化UPS电源。
与传统UPS相比，模块化UPS电源具有如下优势：
Ø能效高：
模块化UPS都是高频化结构。
和传统的工频化结构的UPS相比，在同等技术指标的情况下，模块化UPS取消了谐波滤波器和输出变压器，因此效率要比单机UPS高出5%以上。
同样是100kVA的UPS，高频模块化UPS比传统的工频化结构UPS每年至少节约5万度电。
Ø可靠性好：
采用模块化结构后，一个模块就成了一台UPS。
这样，在冗余的情况下，用户也可以从机柜中取出来进行在线热拆卸。
数据中心的连续供电问题解决后，其他问题就好办多了——因为金属机架如果做得好，用几十年也不会坏。
Ø并联冗余性好：
模块化UPS在设计初期就充分考虑到了冗余性并进行了很好的规划，不论是从电路上，还是从结构上，都是作为一个整体来考虑的。
这样，模块就既可以分开，又可以组合。
Ø动态扩展性好：
模块化UPS可以在线热插拔和热更换，保证了供电的连续性。
Ø绿色环保：
模块化结构绝大多数都是高频化结构，工作频率都在20kHz以上，这超出了人的听觉范围，所以这时UPS不会像工频机那样，变压器和电抗器都发出令人心烦意乱的噪音，影响工作情绪。
Ø在降低电气环境的污染方面，高频化模块UPS的输入功率因数都在0.99以上，这对电网而言几乎是线性负载，基本不破坏市电电网电压的正弦波形，谐波含量小于5%。
因此，电网中由模块化UPS引起的高次谐波干扰几乎不用考虑。
1.1.8.2后备容量
监控室内需要UPS供电的设备及功率估算如下表所示：
序号
项目
详情
功率估计（kW）
1
机房服务器
按30台计算
50
2
机房网络设备
路由器、交换机等
8
3
存储备份设备
阵列、光交换机等
3
4
监控中心大屏幕
拼接大屏幕、LED屏等
13
5
监控中心工作机
按30台计算
9
6
显示控制系统
拼接控制器、矩阵等
2
10
会商室设备
音响、显示、控制
5
11
中心其他电子设备
电脑、打印机等
3
总计
93
考虑15%的冗余，UPS的负载总功率约为：
107kW。
UPS的输出功率因素约为0.8，所以，UPS的容量约为：
150KVA
采用模块化UPS电源，模块容量选用30KVA主功率模块。
采用“n+1”方式备份，共需要6个功率模块。
1.1.8.3电池容量估算
考虑2小时的后备电池：
C=（P*CosΦ*H）/（K*η*V）
其中：
ØC为单台UPS后备电池容量；
ØP为UPS视在功率；
ØCosΦ为UPS输出功率因数；
ØH为电池后备时间；
ØK为电池放电校正系数,按30min后备取为0.55，2小时后备取0.75
Øη为UPS电池逆变效率,UL系列及NX系列UPS均取为95％
ØV为UPS额定直流电压；
计算可得：
UPS取12V200AH128只可满足要求。
1.1.8.4UPS选型
UPS在市电供电出现故障时为设备提供备用电源。
目前市场上机房专用UPS品牌众多。
由于UPS是机房重要保障设备，从设备的市场占有率、技术水平及可靠性方面出发，选用艾默生AdaptPM150电源系统，理由如下：
Ø从产品知名度和市场占有率看，艾默生公司是全球500强企业，拥有业界最宽、最完整的网络能源产品线，拥有业界领先的网络能源技术、研发、产品制造及服务平台。
Ø从产品的性能指标看，艾默生UPS具有输入电压广，输出功率因素高等特点性能指标更为优良。
Ø从售后服务看，艾默生网络能源有限公司在中国设有28个办事处及29个用户服务中心，建立了400客服呼叫中心，提供7×24×365客户服务和工作日上门服务。
Ø从产品性价比看，艾默生UPS虽然价格高，但其性能优势更为明显，性价比最高。
所以，我们推荐选用艾默生UPS产品。
AdaptPM智能IDC动力系统是艾默生集40余年大功率UPS生产经验，业内领先的IDC动力保障和智能供电管理技术，全新推出的新一代一体化IT机房不间断供电及智能配电管理系统。
1.1.8.5系统特点
ØUPS和电池系统都采用IT风格的Rack机架，整齐美观。
Ø内置全球最精巧的30kVA机架式UPS，重量＜35kg，高度3U，可在一个机架中并联5台。
Ø内置可插拔维护的150kW旁路模块。
Ø内置输入输出配电开关和手动维修旁路。
Ø内置智能服务器电源管理系统SPM，可检测每一路分支的开关状态、电压、电流、功率因数、谐波、用电量，并设定2级负载电流预警。
Ø可选配可安装18路空开的插拔式配电模块，可随时扩容、调整输出配电回路。
Ø可选配ABB热插拔空开，主路无需停电即可进行分路开关扩容或负载调相
ØUPS供电和负载配电均采用动态配置，UPS容量和负载配电回路数量均可随用户IT系统增加而变化。
ØAdaptPM150电源系统如下图所示：
1.1.8.6技术规格
序号
项目
参数
1
额定容量（KVA）：
180
2
输入电压：
380/400/415Vac
3
输入方式：
三相四线
4
功率因数：
0.995
5
谐波电流：
1%
6
电压范围：
228V-476V
7
频率范围：
40Hz-70Hz
8
旁路输入电压：
380/400/415Vac
9
旁路输入电压范围：
228V-437V
10
旁路输入方式：
三相四线
11
旁路输入频率：
50/60Hz（可设置）
12
稳态电压精度（平衡负载）：
±1%
13
动态电压瞬变：
±3%（0~100%负载变化）
14
动态瞬变恢复时间（ms）：
20
15
电压畸变（线性负载）（％）：
1
16
电压畸变（非线性负载）（％）：
3
17
功率因数：
0.995
18
频率范围（Hz）：
47Hz-53Hz
19
频率精度（电池逆变）（％）：
±0.05%
20
三相相位差：
120±1°
21
100％不平衡负载电压不平衡度：
±0.5%
22
频率跟踪速率（Hz／s）：
0.5
23
逆变器过载能力（105％<负载<125％）（min）：
60
24
逆变器过载能力（125％<负载<150％）（min）：
10
25
逆变器过载能力（负载>150％）（min）：
1
26
旁路过载能力（135％额定电流）：
长期
27
旁路过载能力（1000％额定电流）（ms）：
100
28
输出电流峰值比：
3:
01
29
切换时间（正常模式）（ms）：
0
30
系统效率：
90
31
显示：
大屏幕中文LCD＋LED
32
MTBF（单机系统）（万小时）：
120
33
噪音（db）：
<60
34
空载环流（1＋1）（A）：
0.5
35
空载环流（3＋1）（A）：
1
36
电流不平衡度（1＋1）（％）：
0.5
37
电流不平衡度（3＋1）（％）：
1
38
绝缘电阻：
>2M（500VDC）
39
电涌保护：
有
40
防护等级：
IP20
41
重量（kg）：
450
42
物理尺寸（mm）：
W600*D1100*H2000
1.1.9机房照明
照明系统是计算机机房建设中不可缺少的部分。
计算机机房的照明系统既不同于一般工厂的照明，也不同于一般办公室、会议室和家庭的照明。
计算机机房的照明，除一般照明应具有的性能外，还有自己特殊的要求。
特别是有些计算机机房采用全封闭式结构，机房内只能采用人工光源而无自然光源。
在这种情况下，机房照明系统的好环，就显得格外重要了。
机房照明质量好环，不仅影响计算机操作人员和维修人员的工作效率和身心健康，而且还会影响计算机的可靠运转。
由于计算机工业的高速发展，计算机的构造越来越精细，这样就给工作人员在工作中带来许多困难。
因此，对机房内照度的要求较高。
在机房内对照明的总要求是：
光线柔和，适合人体的生理需要，不能因光源产生干扰而影响计算机的干扰。
我国《电子计算机机房设计规范》中规定：
Ø主机房的平均照度可按200、300、500Lx取值；
Ø基本工作间、第一类辅助房间的平均照度可按100、150、200Lx取值。
Ø工作区内一般照明的均匀度不宜小于0.7。
Ø电子计算机机房应设置疏散照明和安全出口标志灯，其照度不应小于0.5Lx。
事故照明不应低于5Lx。
监控中心机房照明分一般照明和事故照明。
分别要求如下：
Ø计算机机房内的照明应分工作照明和事故照明两类，工作照明接入配电柜，事故照明接入UPS。
Ø计算机机房内照明装置宜采用无眩光灯盘，照明亮度应大于300LUX，事故照明亮度应大于60LUX。
1.1.9.1总体设计
照明设计为三管格栅灯，监控中心区设计照度大于400LX，机房设计照度大于300LX。
灯具内部配线采用多股铜芯导线，灯具的软线两端接入灯口之前均应压扁并搪锡，使软线与固定螺丝接触良好。
灯具的接地线或接零线，必须用灯具专用接地螺丝并加垫圈和弹簧垫圈压紧。
在机房内安装嵌装灯具固定在吊顶板预留洞孔内专设的框架上。
灯上边框外缘紧贴在吊顶板上，并与吊顶金属明龙骨平行。
在机房内所有照明线都必须穿钢管或者金属软管并留有余量。
电源线应通过绝缘垫圈进入灯具，不应贴近灯具外壳。
在市电停电后，为保证工作人员作存盘等紧急处理筒灯，当市电停电后，自动起动应急照明，由UPS供电，以保证计算监控中心及机柜区进行简单维护以及上机人员紧急处理存盘以后撤离，设计照度大于60LX，同时在监控
升级会员 