数据中心机房系统建设项目机房电气系统需求方案.doc
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1、数据中心机房系统建设项目机房电气系统需求方案1、设计范围本项目强电专业涉及范围主要为:一层UPS配电室,二至三层机房及其辅助区配电系统。包含:机房及其辅助区专用低压配电系统、机房动力照明配电系统、机房接地系统。建设内容如下:一层UPS配电室内涉及二层、三层机房供配电系统的低压配电柜、母线、桥架及末端全部安装工程。二层机房用低压配电柜、母线、桥架、照明系统、空调动力系统配电及末端全部安装。三层机房用低压配电柜、母线、桥架、照明系统、空调动力配电系统及末端全部安装。防雷接地系统本期范围为:一至三层机房等电位接地及设备接地防雷全部安装。2、设计依据系统设计施工的主要依据:电子信息系统机房设计规范(G
2、B50174-2008)电子信息系统机房施工及验收规范(GB50462-2008)建筑设计防火设计规范(GB50016)电子计算机场地通用规范 GB/T-2887-2000计算站场地技术要求 GB2887-2000民用建筑电气设计规范 JGJ16-2008电力工程电缆设计规范 GB50217-2007供配电系统设计规范(GB 50052-2009)低压配电设计规范(GB50054-2011)建筑物防雷设计规范GB50057-94(2000版)建筑照明设计标准GB 50034-2004智能建筑设计标准 GB/T50314-2006电气装置安装工程施工及验收规范(GBJ3282)电气装置安装工程电
3、气设备交接试验标准(GB 50150-2006)电气装置安装工程接地装置施工及验收规范(GB 50169-2006)建筑电气工程施工质量验收规范(GB50303-2002)建筑物电子信息系统防雷技术规范(GB50343-2012)安全防范系统验收规则(GA/308-2001)3、电气系统设计原则机房的用电负荷等级和供电要求按照供配电系统设计规范GB5005295规定,其供配电系统应采用电压等级220V/380V,频率50HZ的TNS系统。大楼总输出配电柜从公共电网引入双路独立的供电线路,专供数据中心机房使用。机房计算机设备供配电系统提供电源的质量按照电子信息系统机房设计规范GB50174-20
4、08中对B级机房的要求进行设计规划建设。本工程强电工程设计原则:1)电源质量:计算机设备供配电系统提供电源的质量好坏直接影响着计算机系统的稳定性和可靠性。在GB 50174-2008电子信息系统机房设计规范中对电压变动、频率变化、波形失真率均有具体的分级要求(见下表),本项目中机房为数据中心机房,属于重要信息系统机房,该项指标应按B级标准。级别项目A 级B 级C级电压波动范围3%3%5%频率波动范围0.5Hz0.5Hz0.5Hz波形失真率5%5%5%允许断电持续时间04MS010MS不间断电源输入端THDI含量15%15%15%2)供电系统应具有故障点少、高容错的特点,在不影响负载运行的情况下
5、可进行在线维护;有防雷、防火、防水等功能;3)供配电系统的安全、可靠是保证机房设备安全可靠运行的关键,机房设备属于一级负荷,供配电系统应结合机房安装工程实际情况来进行设计;4)总输入按照最大功率配置,输出按照实际应用配置,并预留20的扩展余地机房进线电源采用双路市电,三相五线制,机房用电设备、配电线路装设过流过载两段保护,同时配电系统各级之间有选择性地配合,配电以放射式向用电设备供电;5)机房配电系统所用线缆为阻燃聚氯乙烯绝缘导线及阻燃电力电缆,相线、零线和地线的颜色按照国家标准分清,地线采用双色线,通过镀锌桥架(管)敷设到端口;6)满足配电系统对计算机等负荷用电的可靠性、可控性、冗余度、可扩
6、展性。7)机房内所有配电柜设置有效的防雷措施,成套标准柜体,柜内各种电器元件、自动空气开关、熔断器、接触器等符合IEC 898,GB10963标准和CCEE安全认证要求,所有配电柜装配智能仪表。8)配电柜与机房整体协调,便于维修。机房内的所有电线电缆均使用国家标准线材。所有配电柜的输入回路应设置智能电量仪,以便读取供给计算机负载的电源参数(包括电压、电流、频率、有功功率、无功功率、功率因数等),智能电量仪具有RS-485通讯接口,并集成至动力与环境监控系统中。4、配电柜(箱)系统配电柜(箱)作为供、配电系统的核心,是保证各设备安全、可靠运行的前提。配电柜应设置智能电力仪表,能对电源的电压、各相
7、电流、功率、电度、功率因数、频率等参数进行监测,且具备RS485通讯接口/Modbus协议,并集成至机房综合监控系统中,能随时检查三相电源的质量及后端负载分配情况。每台配电柜中的开关均可以进行智能监控,可监控每个开关的通断状态;考虑今后的扩展要求,配电柜、配电箱均留有足够的备用容量。配电柜的前级断路器带有消防分励脱扣线圈,与消防报警联动。柜内设计算机直流地汇流排(G排)、保护接地排、逻辑接地排。本次配电系统设置动力、UPS输入及动力输出总配电柜2台,动力输出互投配电总柜1台、楼层动力输出配电柜2台、楼层UPS输出主配电柜4台(A、B路各2台),UPS输出列头柜每层配置12台(A、B路各6台),
8、形成一个完整的电气控制网络。5、低压配电柜需求可靠性1) 符合国家标准GB7251.1的要求;2) 全系列产品经过型式试验认证(第三方认证),主要型式试验有:3) 温升极限验证4) 短路耐受强度验证5) 介电性能验证6) 电气间隙及爬电距离验证7) 保护电路有效性验证8) 机械操作验证9) 防护等级验证10) 通过ISO 9000,14000的质量认证。11) 系统采用高品质的伊顿元器件,保证最佳运行状态。安全性主母排额定电流可高达6300A,主母线额定短时耐受电流高达100KA/s,xEnergy开关柜处于市场领先的位置;连锁机构确保操作人员的人身安全,开关柜只有在断开位置才能打开柜门;母线
9、、功能单元、端子相互隔离,用3b/4b内部分隔形式,充分保证维修人员的操作安全,及防止事故的蔓延。灵活性模块化设计,相同单元的抽屉可以实现不同位置的互换,立柱支件可以通过,节约了装备时间,同时也节约了成本;开关柜使用特殊的型材,强度更高,更美观,易于安装,大批量生产;站用空间少,结构紧凑,最多可达36个回路,拥有最大的安装使用密度;开关柜易于扩展及升级,需要时可以向两侧扩展,当对开关柜设备的要求改变时,可升级开关设备;灵活的全方位进线方式,进线可以满足侧进、上进、下进,出现可以满足测出,背出。架内元器件、导线及端子1) 低压交流塑壳断路器 满足系统电压,电流,频率,通讯及分断能力的性能要求。具
10、体性能和技术参数见下表:框架等级额定电流(A)100160250400630额定工作电压(V)690额定绝缘电压(V)750极数3/4额定极限短路分断能力(kA)7070707070保护方式长延时、短延时、瞬时保护机械寿命(次)5000040000200001500015000可配附件分励脱扣器辅助触点报警触头安装型式固定式 要求塑壳式断路器可同时提供故障指示接点,触头位置指示接点,脱扣报警接点。 断路器应为模块化结构设计、安装方便,即能方便加装各种附件(如分励脱扣器、辅助触头、报警触头),而无需改变断路器结构和低压开关柜结构;断路器二次回路与一次回路完全隔离,附件可在现场安装,维护人员触及不
11、到任何带电部分。 要求塑壳断路器上下级断路器级差大2.5倍时,可实现完全选择性。 要求水平安装的塑壳断路器不降容,反向馈电亦不能降容。 塑壳断路器应取得CCC认证,并提供相应证书。 为了保证开关柜内带电构架,线缆,上级设备,变压器二次线圈免受大短路电流的冲击,要求塑壳断路器有极强限流功能,保证配电系统的安全性。 可适应较恶劣环境温度,塑壳断路器应为抗湿热型产品; 为了更好的保护系统设备,减少短路电流对设备的冲击及损坏,要求塑壳断路器能够快速切断短路故障电流,故障短路电流应在60毫秒内切断。 为了提高成套装置的标准化程度和安装维护方便,要求出线 回路的塑壳断路器外形尺寸规格变化力求简化。 为了提
12、高备品备件利用率, 降低备品备件库存,力求提高塑壳式断路器的附件(辅助开关,分励线圈,失压线圈等)全系列通用性。 可增加总线型通讯模块:传输断路器状态,过负荷报警。2) ATS双电源自动切换模块应具有以下功能: 与所控断路器兼容; 具有:“自动转换”、强制采用“常用电源”、强制采用“备用电源”、“常用”和“备用”电源均关断的4个状态位置。; 切换时间在0-30s可调; 能自动运行:监视电源质量和自动切换; 控制器前面板应具有通、断、故障脱扣等状态指示,应含有自动模式指示触点。 控制电压为220240V/50Hz; 欠压阀值:0.35n电压0.7n; 电压恢复:电压0.85n。 转换开关电器的控
13、制部分(必须)通过附带的EMC检测; 自动转换开关电器(必须)具备机械、电气双重互锁功能; 自动转换开关电器(必须)具备自动转换功能、现场手动转换功能,并且两种工作方式互不干涉; 自动转换开关电器(必须)能够检测供电电源品质,并完成转换动作。3) 框架式断路器为抽出式,具有储能装置,能进行电动合手动操作。框架式断路器和塑壳式断路器应采用电子保护。各级配电系统之间必须具有选择性保护,不得越级跳闸。所有开关必须满足该配电系统的短路电流分断要求及额定电流要求。4) 二次元器件品牌按照:转换开关、机电式电流、电压表、电流、端子排、熔断器、指示灯、按钮采用国内外名牌产品。5) 其他元器件可选用国产优质产
14、品,质量良好、符合设计、外观完好且附件齐全。安装整齐,固定牢固电器元件的安装遵守原件制造厂的规定,电器元件安装时特别注意因发热而互相影响,发热元件应安装在散热良好的位置,各元器件能单独拆装更换而不影响其他电器及导线束的固定。6) 采用三相五线制,所有设备间接线均能承受相应的电气耐压试验。机架内电气元器件间一次连接为铜母排,截面根据电气容量选择。铜母排标识颜色应符合国家标准。7) 机架内电气元器件间二次连接线均为铜质多股镀锡导线,绝缘电压不低于660V,连接线应无伤痕,导线二端均有标记,导线颜色符合标准。8) 机架内所有一、二次连接铜母排、铜导线均从正规厂购买,为优质电解铜生产而成。9) 所有铜
15、母线采用进口高导电率铜排:纯度99.98%(必要时提供相关检验报告)。具有良好的导电率和热动稳定性,高的耐腐蚀性和抗氧化性。10) 水平主母线可以位于柜顶、柜中、柜底三个位置,并用金属板隔离成一个独立的母线室。11) 垂直母线应有良好的搭接型式,并用金属板隔离成一个独立的母线室。12) 母线绝缘支架采用的阻燃绝缘材料,能抗电气效应产生的异常高温(960 30s/30s)。13) 塑壳断路器与主铜排之间的连接必须选用表面覆有一层耐压1000V绝缘层的软铜排作连接,从而保证连接的安全性、可靠性。必须提供软铜排的相关图片。14) 机架内设有专用接地、接零端子排;外侧设接地螺栓。15) 外接端子适于连
16、接铜导线,导线可以采用螺钉或联接器进行连接,保证正常运行及故障时的接触压力;所有端子能够连接符合工程设计要求界面的铜导线;外接端子采取措施做好与机架间绝缘,其绝缘阻值不低于带电导体间的绝缘强度。16) 机架内保护导体应有裸露的连接保护导体的端子。17) 架内设置地线排、零线排;预留接线端子数量及规格应与输入输出分路的数量和容量对应。18) 裸露电源线、铜柱或接头应做绝缘处理。开关柜基本技术参数资料项目单位参数数值符合标准GB 7251.1环境温度度5摄氏度至+40摄氏度额定绝缘电压V1000V额定工作电压V400V/690V (1000V)额定评频率Hz50Hz主母线额定电流A至6300A主母
17、线额定短时耐受电流kA至100kA(1s)主母线额定峰值耐受电流kA至220kA配电母线(垂直母线)额定电流A至1800A防护等级IP4X / IP55*内部分隔形式Form1至Form4b配电系统形式TN-C, TN-C-S, TN-S, TT, IT材料组别IIIa过电压类别III或IV外观颜色RAL7035(或其他颜色)6、机房设备配电机房内计算机设备为一级负载,均采用UPS电源,从变压器至低压配电柜,通过UPS输出配电柜合理分配到机房内强电列头柜。再通过机柜内的PDU配电单元为机柜内服务器设备供电。本工程采用双路供电方式,每个服务器机柜均选用2路工业连接器连接。配电柜内充分考虑到计算机
18、设备的相序平衡,均衡负载,并在配电柜中留有不少于20%的余量。本次机房内UPS配电采用上走线方式,在机柜上方架设铝合金金属走线架,为电源电缆提供一个美观、简洁的高速公路。要求架上电缆捆扎整齐,标识明确,线缆路由中无交叉,跨接等情况。7、动力及空调配电机房区域空调及动力设备电源均通过楼层专用的空调动力配电柜至机房空调配电箱供给。墙面设置动力及维修市电插座为10A五孔插座,并与UPS测试插座有明显的区别。动力配电线路选用阻燃聚氯乙烯绝缘铜芯电缆或电线,敷设在镀锌线槽或镀锌钢管内敷设到端口。配电回路在设计时预留20%的备用空开,并充分考虑到动力设备的相序平衡及启动时的瞬时电流等问题。当火灾发生时,感
19、烟探测器报警后,切断机房动力设备供电电源。动力设备供电与消防系统的联动过程,采用动力电源配电柜主断路器的分励脱扣作远距离分断。动力配电柜主开关装有分励脱扣器和辅助接点。8、照明系统配电满足照明的要求:光线明亮且柔和,适合人们的生理需要;灯具布置合理,为工作人员创造良好的工作环境。满足国家标准JGB/T16-92民用建筑电气设计规范、电子计算机房设计规范规定。正常照明:照度:机房照度不小于500Lux,辅助区域照度不小于300 Lux。机房区灯具选用3*28W三管节能灯盘,选用LED灯管,既保证了亮度,节能环保。所有照明用电从楼层专用配电柜输出至楼层总照明配电箱再至各楼层分照明配电箱,照明线缆采
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