電氣工程

1設計依據

計算機“設備供配電系統”提供電源的質(zhì)量好壞直接影響著(zhù)計算機系統的穩定性和可靠性。在GB 50174-93《電子計算機機房設計規范》中對電壓變動(dòng)、頻率變化、波形失真率分級如下表：

同樣，考慮到本工程設備系統及其應用的重要性在本方案中，對計算機主機設備供電選用A級標準。為達到A級標準，須有相應的設備來(lái)保障。因此，需要對機房配電作合理科學(xué)的規劃設計。

計算機系統由計算機設備（路由器、交換機、服務(wù)器、小型機、PC工作站等）和保證計算機設備正常運行的其他設備（空調機組、動(dòng)力設備、照明設備、維修設備等）兩大部分組成，因此計算機機房的供配電系統就要滿(mǎn)足這兩大部分的要求，以保證獲得穩定、可靠的電源服務(wù)。計算機設備供配電系統稱(chēng)為“設備供配電系統”，保證計算機設備正常運行的其他設備的供配電系統稱(chēng)為“機房輔助供配電系統”。

計算機“設備供配電系統”是計算機系統正常運行的前提和保證。GB50174-93《電子計算機機房設計規范》和GB2887-89《計算站場(chǎng)地技術(shù)要求》中對計算機供電方式可分為三類(lèi)：

q       一類(lèi)供電：需建立不間斷供電系統。

q       二類(lèi)供電：需建立帶備用的供電系統。

q       三類(lèi)供電：按一般用戶(hù)供電考慮。

考慮到本工程設備系統及其應用的重要性，本機房的“設備供配電系統”按一類(lèi)供電方式設計施工。而“機房輔助供配電系統”在本工程中只是負責照明設備和維修設備的供配電，重要性不大，按三類(lèi)供電處理。

2. 配電系統

本計算機機房供電采用380/220V 電壓、50Hz頻率和TN-S系統的配線(xiàn)方式。因機房設備分計算機設備和計算機輔助設備，這兩種設備對供電電源有不同的要求，所以采用兩種不同的電源供電：即一種為普通電源，一種為不間斷電源；普通電源給計算機輔助設備供電。設備用電功率的確定一般由其他專(zhuān)業(yè)提供的有，空調、消防、弱電、網(wǎng)絡(luò )、裝飾專(zhuān)業(yè)。

作為備用UPS電源系統所需要的市電功率加上上述各項功率即為本機房工程所需要的總市電功率。

機房供電系統采用三相五線(xiàn)制一類(lèi)供電，由市局總配電房引到機房配電間的總配電柜，再由總配電柜引出分別接入動(dòng)力、照明（包括應急照明）、UPS配電柜，分別供給空調、照明（包括應急照明）、其他輔助用電、信息通信等設備，電源的電壓變化應在220V±5%之內，頻率變化應在 50H±0.5Hz之內。配電柜開(kāi)關(guān)采用知名品牌配電柜出廠(chǎng)經(jīng)嚴格的測試，電氣性能完全符合NBN63439、IEC43-1、BC5486.1、NF.60439-1標準。

機房采用兩臺80KVA（120分鐘）系列UPS主機作為后備電源，并且配置為雙機熱備方式運行，另有一臺15KVAUPS提供大樓安全防范設備供電。

動(dòng)力供電與UPS供電

在UPS與發(fā)電機匹配使用中，只需為UPS配置少量后備電池以備切換時(shí)使用。發(fā)電機與市電轉換即可以手動(dòng)，也可以設置自動(dòng)切換設備（ATS）。當市電出現故障，自動(dòng)切換設備（ATS）將自動(dòng)切換到發(fā)電機端，發(fā)電機經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間延遲（可根據客戶(hù)需要設定時(shí)間）自動(dòng)啟動(dòng)，提供電力保障。

　　在實(shí)際應用中，針對不同客戶(hù)對供電系統的可用性要求不同，UPS與發(fā)電機的配置方式也不盡相同，總的說(shuō)來(lái)，常見(jiàn)的分為單機方式、并機方式等，各種方式具有各自的特點(diǎn)，系統采用單機方式：
　　A.單機運行配置
　　根據實(shí)際負載功率，選擇相匹配的UPS單機運行，供電系統結構簡(jiǎn)圖如下：

該配置方式的特點(diǎn)是：

　1、性?xún)r(jià)比高，雖然供電系統的可用性一般，但是系統組成簡(jiǎn)單，經(jīng)濟。

　2、一般來(lái)說(shuō)，不必考慮系統的后期擴容，不必使用并機機型的UPS，設備利用率高。

3、系統存在單點(diǎn)故障點(diǎn)。
　　系統的主要組成部分為：　
　　1.UPS主機：UPS主機實(shí)現無(wú)論輸入市電有無(wú)的情況下，向負載提供高質(zhì)量的供電，在市電運行與電池運行轉換時(shí)沒(méi)有輸出的間斷；具有內置靜態(tài)旁路系統提高了UPS的可用性，同時(shí)與維修旁路開(kāi)關(guān)配合操作實(shí)現UPS關(guān)機維護時(shí)負載供電的不間斷。
　　2.后備電池組+電池直流斷路器：后備電池是市電中斷后，負載供電的能量來(lái)源，其儲存的能量經(jīng)由UPS逆變后供給負載，電池斷路器主要對電池組起過(guò)流、斷路保護，避免電池損壞和UPS故障的擴大，另外，斷路器在電池維護、更換時(shí)人為斷開(kāi)，可以保障維護人員的操作安全。
　　3.柴油發(fā)電機：在大功率的UPS系統中，長(cháng)的后備時(shí)間要求所需的電池配置往往是占地大、投資高的方案，因此經(jīng)?？紤]采用柴油發(fā)電機加UPS的方案；即使有雙路市電引入的場(chǎng)合，后備柴油機仍可作為zui終的后備手段，而且與大容量后備電池組相比性?xún)r(jià)比更高。
　　在發(fā)電機與市電的轉換上即可以手動(dòng)，也可以設置自動(dòng)切換設備（ATS），而發(fā)電機與UPS配置的容量配比關(guān)系上，往往由于UPS的諧波反饋、負載電流突變等干擾，需要發(fā)電機的容量為UPSzui大負載量的2~3倍，同時(shí)還應考慮發(fā)電機所帶的其他負載的因素，決定其容量。
　　4.其他：包括相關(guān)的輸入、輸出配電系統。
　　B.冗余并機配置
　　當單機系統的可用性不能滿(mǎn)足要求時(shí)，往往采用2臺或以上的同功率UPS并聯(lián)運行，提高并聯(lián)系統的可靠性。供電系統結構簡(jiǎn)圖如下

3. 配電方案

分路原則

本方案設計將機房系統用電分為普通用電和不間斷用電兩種。電分路主要按設備的功率和使用方便來(lái)分。Di一、計算機設備每一路的zui大負載不超過(guò)2KW，太大了引起不易發(fā)現的隱患，開(kāi)關(guān)誤動(dòng)作；第二、不同地方的設備不允許同一路控制開(kāi)關(guān)，提高安全性和可靠性。第三、照明控制線(xiàn)路，原則上不采用同一路控制線(xiàn)路的燈具在一起，zui好是分開(kāi)，提高照明的均勻度和利用效率。本市電（普通用電）負責機房?jì)?/span>UPS主機、維修插座、照明用電、風(fēng)機及其相關(guān)設備的正常供電。機房?jì)扔嬎銠C專(zhuān)用插座及所有需要不間斷電源供電的相關(guān)設備的供電由UPS設備提供。UPS主機放置在機房?jì)?。具體分配如下：

配電分路

根據用戶(hù)需求，本方案設計1個(gè)市電柜負責空調系統、照明、維修等設備的供電。另外設計一個(gè)UPS電源輸出配電箱，此箱負責網(wǎng)絡(luò )室機柜內設備供電。為了增加UPS配電柜的維護方便分路靈活性，本配電柜為雙總進(jìn)線(xiàn)形式。

4機房照明

正常照明

計算機機房的照明供電屬于輔助供電的范疇。但是它具有一定的特殊性和獨立性，機房照明質(zhì)量的好壞，直接影響計算機操作人員和軟硬件維修人員的工作效率和身心健康。所以要合理地選擇照明方式，燈具類(lèi)型、布局，以及一些相關(guān)器材等。

照明燈具

本方案采用獲國家長(cháng)城認證的照明產(chǎn)品。電源從市電開(kāi)關(guān)箱引出，電源總線(xiàn)采用ZRBVV-3×2.5mm2難燃銅芯導線(xiàn)；燈盤(pán)電源控制線(xiàn)采用ZRBVV3×1.5mm2難燃銅芯導線(xiàn)。

燈具本體采用0.5毫米高強度鋼板制成。反射器采用高純陽(yáng)極氧化鋁：鏡面(C6)、半鏡面(D6)和霧面(M6)。超薄設計，反射器采用獨特的全方位亮度控制(OLC)技術(shù)，具有良好的光學(xué)特性，且配光均勻和光輸出比高。

主要技術(shù)性能

?          鎮流器采用高性能電子鎮流器輸入電壓為220伏，50赫茲。 

?          光源采用‘TL’-5熒光燈。 

?          主電源進(jìn)線(xiàn)采用快速連接。 

?          燈具本體采用0.5毫米高強度鋼板。 

?          安裝方法

?          明裝T型龍骨 

?          鋁合金天花板吊頂 

?          固定方式：吊鏈或吊鉤 

照明的均勻度

在計算機機房的工作面上，照度的變化必須是緩慢的，否則易引起工作人員的視覺(jué)疲勞。因此，在進(jìn)行照度設計師必須選用合理的燈具，并進(jìn)行合理的布置，保證工作區內平均照度的均勻度（zui低照度與平均照度之比）不宜小于0.7。非工作區的照度不宜低于工作區平均照度的1/5。這里我們采用“均勻布置法”，即燈具的布置是有規律的，縱橫方向保持一定的距離。

合理的燈具布置，可使安裝容量小，又能保證需要的照度，并使工作面上的照度均勻，光線(xiàn)射向適當，無(wú)明暗懸殊、眩光和陰影等現象。產(chǎn)生照度的不均勻的原因，主要是由于燈具間距及懸掛高度不當。實(shí)踐證明，如果能夠適當減小燈具間距（L），并使距高比（L/h）趨近于zui適宜的數值（h稱(chēng)為計算機高度，表示工作面之燈具的高度）就能獲得較為均勻的照度，同時(shí)還能減弱陰影，并使電能消耗減小。

為了合理地布置燈盤(pán)，本照明按照以下的條件實(shí)施（注：本工程照明采用3管燈盤(pán)，所以按此作為設計依據）

應急照明

機房?jì)仍鲈O應急照明，照明燈具取自部分燈盤(pán)中間的一支燈管，按照機房的應急照明照度（不小于15lx）和均勻度來(lái)設計，應急照明電源由雙電源切換裝置回路引來(lái)，正常時(shí)市電供電，市電故障時(shí)切換UPS電源，這樣不但節約照明回路對UPS電源系統資源占有，而且減少對UPS電能質(zhì)量的污染。掛墻式的雙頭應急照明燈具，其電池壽命短，一般1～2年更換電池。

本設計方案各機房應急照明平均照度大于15LX。機房?jì)鹊娜藛T經(jīng)常進(jìn)出走道的墻面上、出口門(mén)頭的墻面上均安裝應急照明誘導燈和應急照明出口燈，建議：一般1～2年后更換電池。

5電源插座

維修插座的選用及其安裝

維修電源插座主要給工作人員的其它用電（如臨時(shí)調試設備、輔助設備等設備）。墻上再布放一組面板下沿距防靜電地板面30CM高，插座采用二三插。面板底盒采用膏級防彈耐沖擊，抗高溫立體感強，光潔度高，且易清潔，不變色，插座功能件采用磷，銅復合片，插拔力平穩，插拔次數超過(guò)國際標準力。

UPS插座的選用及其安裝

機房墻上供電的插座組面板下沿距防靜電地板面30CM高，且跟隨信息點(diǎn)相距40CM左右，地板下UPS電源插座安裝在機柜下距地30CM高，機架服務(wù)器使用服務(wù)器機柜內專(zhuān)用配電單元的電源連接插頭與UPS電源插座連接獲得機柜電源。計算機設備電源采用地板下設置三扁插座，采用金屬插座箱安裝每4個(gè)插座組成1組，插座箱密度按照每個(gè)機柜2個(gè)合理布置，主機、服務(wù)器等重要設備采用PCE品牌防水插座。

6  導線(xiàn)選擇

本工程導線(xiàn)截面全部是根據負荷的大小，允許的電壓損失，導線(xiàn)長(cháng)時(shí)間的允許溫升及導線(xiàn)的機械強度等因素而定。按照機房建設要求，所有導線(xiàn)都是阻燃雙塑型。單相回路超過(guò)3KW，選擇4mm2電線(xiàn)，否則選擇2.5mm2?？刂票Ｗo

為了確保設備能安全可靠地運轉，電源準確靈敏地通電和斷電，電源控制及保護設備選用可靠靈敏的空氣開(kāi)關(guān)。照明回路選擇C16A開(kāi)關(guān)，維修插座回路選擇C16A漏電開(kāi)關(guān)，去網(wǎng)絡(luò )設備機柜單相電源插座回路選用D16A單極開(kāi)關(guān),所有電子設備負荷用到的開(kāi)關(guān)選擇D特性曲線(xiàn)開(kāi)關(guān)。變頻空調開(kāi)關(guān)選擇D100A/3P微斷。配電柜一般安裝有電壓電流表計和信號指示燈，根據對電源監測需要，可安裝電源綜合監測儀。為了實(shí)現消防聯(lián)動(dòng)功能，可在非消防負荷用電開(kāi)關(guān)處增加遠程聯(lián)動(dòng)脫扣附件。

分路依據

q       設備的功率

按照網(wǎng)絡(luò )用電設備提供的資料，每個(gè)機柜按2.2KW計算。 

q       可維護性

墻裝插座分UPS插座和市電維修插座，為了區分本方案不但在插座上貼有標簽，還在安裝高度上區別對待，即所有墻UPS插座安裝高度離地板55cm，市電維修插座離地30cm。

q       使用方便性

每個(gè)機柜下安裝一個(gè)UPS電源單相三極插座，離地30cm,使用時(shí)可通過(guò)機柜配備的PDU電源模塊很方便此插座連接?？紤]到維修需要，在放置機柜區域地板上均勻放置維修插座，其安裝位置結合機柜布局確定，方便維修設備時(shí)取得市電工作維修電源。墻裝維修插座每6位插座構成一總線(xiàn)電源回路。

q       可靠安全性

所有維修插座的分線(xiàn)開(kāi)關(guān)選擇帶30mA漏電模塊的空氣開(kāi)關(guān)。墻裝UPS電源插座安裝時(shí)di一個(gè)電位要求是帶開(kāi)關(guān)的單相3極明牌國標電源插座，其他電位要求是單相二極及三極明牌國標電源插座，底合要求與插座同一品牌，每4個(gè)電位為一組，每臺服務(wù)器使用一組墻上電源插座，機架服務(wù)器使用服務(wù)器機柜內專(zhuān)用配電單元。

空氣開(kāi)關(guān)

1）

q       小型斷路器（1～63A）

q       分斷能力：6KA

q       符合IEC 898，GB10963標準和CCEE安全認證要求

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