大型数据中心供配电系统设计

来源 :中国电气工程学报 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yiwei
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  摘要:如今,随着我国经济的飞速发展,信息化建设不仅成为国家发展战略,也日益受到各部门、院校和企业等单位的高度重视。作为信息数据交流、处理的数据中心,其地位和作用也日益突显。随着计算机技术、网络技术、信息技术等的广泛应用,信息化建设也起得了长足的进步,集大数据运算、存储、处理等功能为一体的大型数据中心,已经成为信息化建设的重中之重。大型数据中心不仅数据处理能力更强,对数据安全的要求也更高。供配电系统是大型数据中心安全运行的基础和前提,直接影响到数据中心功能的有效发挥。因此,研究供配电系统设计,对于充分发挥大型数据中心效能有着重要的现实意义。
  关键词:大型数据中心;供配电系统;设计
  引言
  随着现代社会的快速发展以及大量信息、数据的交互往来,数据中心的建设、使用已经成为必然趋势,目前,几乎所有大型企业、机构都建立了自己的数据中心。因此,对数据中心用电负荷准确分级,提供合理、安全、可靠的供电方案成为使IT设备稳定运行,信息数据安全交互的重要前提和保障。对此,笔者将结合实际项目中数据中心的设计以及目前一些针对数据中心的主流设计思路及做法,对数据中心在用电设备负荷分级、供电方案选择等问题进行详细阐述。若见解有误之处,望同行们批评指正。
  1数据中心供配电系统设计的基本原则
  数据中心供配电系统设计应执行或参照执行国家和行业相关标准、规范,并可参考国外相关标准、规范,结合考虑数据中心用电负荷密度高、供电可靠性要求高等特性,采取适当的技术措施。同时,应满足项目建设单位的企業标准、规范的要求。数据中心供配电系统设计应遵循分区、分级的原则,同一功能区域内的各类设备的供电可靠性,应能保证所有设备按照该区域标准的要求运行,并将供配电系统局部故障的影响面控制在尽可能小的范围。数据中心用电负荷密度高、总量大,其供配电系统设计应充分运用成熟有效的节能措施,降低供配电系统的损耗。
  2大型数据中心供配电系统概述
  数据中心在某种程度上可以说是信息化条件下的计算机机房,是信息化建设的基础工程,为各种业务提供安全、稳定的信息支撑。大型数据中心机房中设置有大量的计算机、交换机、路由器等设备,要求供电系统必须做到全程、全时、稳定、持续和安全保障。供配电系统本身又是大型数据中心必不可少的基础性工程,为核心业务和其它系统的正常运行提供稳定的电力保障。大型数据中心供配电系统不是孤立存在的,而是一个交叉的系统,涉及到市电、开关电源、不间断供电、发电机、防雷、防静电等诸多设备和环节,既相互联系又互相影响,这就对供配电系统设计提出了更高的要求,既要便于扩容、维护,又要具有很强的容错力,同时从经济性上讲还应该有较高的性价比。
  3数据中心供电电源
  3.1市电电源选择
  市电电源选择一般采用10kV供电电压,但其供电容量有限。某些地区规定:10kV供电电压,用户受电设备的总容量为250~6300kVA,若需更大的供电容量,则需采用35kV或110kV及以上的供电电压。当数据中心中、远期规划用电负荷较大时,宜在建设初期就选择35kV及以上供电电压,以免供电容量不足成为数据中心发展的制约瓶颈。如果采用35kV及以上供电电压时,可根据数据中心建筑形式决定其变电方式。一般,数据中心为单幢建筑时,宜采用35/0.4kV直降方式,而数据中心为园区式多幢建筑时,宜采用35/10kV、10/0.4kV二级降压方式。
  3.2市电电源引入要求
  数据中心的市电电源引入方式及其供电容量,应满足不同用途或等级数据中心对供电可靠性的要求。极高可靠性要求数据中心应从两个独立的电网变电所的专用输出回路上分别引入一路市电电源,以专线方式沿不同的敷设路由引接至数据中心。每一路市电电源的供电容量应能满足全部负荷或全部一、二级负荷的需求,包括UPS、机房空调、机房照明、蓄电池充电及建筑设备等。两路市电电源的供电容量应为全冗余,正常时应同时供电运行。高可靠性要求数据中心宜从两个独立的电网变电所,也可从一个电网变电所的两段独立的供电母线上分别引入一路市电电源,以专线方式引接至数据中心。每一路市电电源的供电容量应能满足全部一、二级负荷的需求,包括UPS、机房空调、机房照明、蓄电池充电及建筑设备中的一、二级负荷。两路市电电源的供电容量应为全冗余,正常时应同时供电运行。一般可靠性要求数据中心宜引入两路市电电源,条件受限制时也可引入一路市电电源。引入两路市电电源时,宜为冗余关系,也可为供电容量扩展关系。
  3.3自备应急电源选择
  数据中心一般采用柴油发电机组作为自备应急电源。对于大型、高等级数据中心也可以选择可靠性高,输出电源品质好,带非线性负载能力强、体积小、重量轻的大功率燃气轮机发电机组。
  3.4自备应急电源配置要求
  数据中心自备应急电源配置应满足不同用途或等级数据中心对供电可靠性的要求。极高可靠性要求数据中心宜配置两路独立的自备应急电源,每一路自备应急电源的供电容量应能满足全部负荷或全部一、二级负荷的需求,包括UPS、机房空调、机房照明、蓄电池充电及建筑设备等。市电电源具有很高可靠性时,也可配置一路具有冗余的自备应急电源。高可靠性要求的数据中心应配置一路自备应急电源,供电容量应能满足全部一、二级负荷的需求,包括UPS、机房空调、机房照明、蓄电池充电及建筑设备中的一、二级负荷。一般可靠性要求的数据中心宜配置一路自备应急电源,供电容量应能满足全部一、二级负荷的需求,包括UPS、机房空调、机房照明、蓄电池充电及建筑设备中的一、二级负荷。当数据中心条件受限制,且市电电源具有较高可靠性时,也可以部分或全部采用移动式发电机组作为自备应急电源。
  4自备应急电源系统设计
  大型数据中心自备应急电源一般采用柴油发电机组或者大功率燃气轮机发电机组。根据可靠性原则,大型数据中心至少应配置一路自备应急电源,保证满足全部一、二级负荷的需要。发电机组燃料储备量一般应满足发电机组满负荷运行8小时。(三)供配电线路敷设电源线路敷设必须以设备布局和设计图纸为基础,设计时应保证供电距离尽量短,且强电和弱电线路不能同走一个线槽,一定要分开铺设。UPS电源配电箱(柜)引出的配电线路,宜穿镀锌钢管并敷设至数据中心各相关机柜,并使用插座或工业连接器为机柜供电。
  结语
  不同用途或等级的数据中心对可靠性要求不同,直接关系到数据中心的建设投资和运营成本。数据中心供配电系统是数据中心最重要的基础设施,应在数据中心建设初期统筹考虑和全面规划,并根据数据中心对供电可靠性的要求,在供电电源选择、供配电系统布置、供配电系统结构和形式等方面采取相应的技术措施。同时,还应充分运用成熟有效的节能措施,降低供配电系统的损耗。若数据中心存在不同等级的功能区域,在供配电系统设计中也应区别对待,以减少不必要的建设投资和运营成本。
  参考文献
  [1] 中华人民共和国建设部.GB50343-2019建筑物电子信息系统防雷技术规范.中国建筑工业出版社
  [2] 中华人民共和国信息产业部.YD/T5098-2017通信局(站)防雷与接地工程设计规范.北京邮电大学出版社
  [3] 中国移动通信集团.中国移动通信企业标准.通信机房整体能效评估标准
  [4] 中国移动通信集团.中国移动通信企业标准.IT支撑网设备节能分级标准
  [5] 中国移动通信集团.中国移动通信企业标准.中国移动IDC等级标准及评定办法(试行)
其他文献
摘要:随着经济和科技水平的快速发展,输电线路运维安全监督管控以防外力破坏为核心,通过输电网络的“可视化”,提高输电设备及通道的信息化程度,是周期性人工巡检运维模式的有效补充。但传统的单一视频监控方式也存在信息冗余量大,安装维护成本高,难以形成规模效应的问题。针对上述情况,适时对输电线路监控装置及监控方式进行优化,采用间歇式监拍装置实现轻量“可视化”,则可提高发现和处理外破隐患的工作效率,降低运维工
期刊
摘要:电力通信数据网是电力系统的重要组成部分,信息流和电力能源流在电力系统中具有同等重要的地位,应采取通信传输可靠性较高的网络搭建方式,保证数据质量和通信的可靠性。电力通信网络的故障排查技术,对于恢复故障网络的通信具有十分重要的价值。基于此,本文主要分析了电力通信数据网的网络搭建及故障排查技术。  关键词:电力通信;数据网;网络搭建;故障排查  中图分类号:TM73 文献标识码:A  引言  电力
期刊
摘要:科技的发展进步给人们带来诸多便利,运用电力自动化系统的人数也在不断增加,电气自动化系统保证了电力系统稳定安全的运行,而继电装置是保证电气自动化系统正常运行不可或缺的一环。然而,在实际使用中,继电保护装置经常会受到不同因素的影响,导致安全问题的发生。基于此,本文对电气自动化继电保护的概念、原则、安全问题产生因素和安全技术进行了探析,旨在改善电力自动化继电保护的安全问题。  关键词:电气自动化;
期刊
摘要:随着我国社会经济的不断发展,电力行业也迅速发展。其中电力自动化系统已经广泛应用于配网中,使整体运行速度和质量都有了显著的提升。当今社会,由于高科技设备已经运用到千家万户,高质量电能已经成为各大企业和人们关注的焦点。所以,本文就电力配网运行可靠性的主要影响因素及防范对策进行了分析,仅供参考。  关键词:电力配网;主要影响因素;防范对策  随着我国社会经济以及科学技术的迅速发展,就当前国家与社会
期刊
摘要:近年来,虽然人们生活水平的提高,人们对电力行业的发展提出了更高的要求,尤其是配网管理与低电压管理上,更需要加强管理,以使其能够满足人们的用电需求,维持电力系统的稳定、安全运行。虽然我国电力线路配网管理等取得了一定的成效,但是依然存在着低电压供电问题,严重降低了供电的质量,因此,必须加强对这些问题的处理,解决电网运行中存在的各种问题,促进电力行业的快速发展。  关键词:电力线路;配网管理;低电
期刊
摘要::电力是现代社会生活工作中不可缺少的一种能源,电力系统对人们的作用越来越大,而伴随著电力系统产生的电力通信网,在网络技术时代,发挥的作用也是举足轻重的。电力通信作为电力系统的安全保证,在电力调度、电网安全等方面起到的作用日益受到人们的重视。作为电力通信传输的一种,光传输网因其快速、稳定等优点,在整个电力通信传输网络中被广泛使用。但是,在目前阶段,电力通信光传输网还存在一些问题,需要进一步加强
期刊
摘要:现阶段,我国采用现代化的技术手段对电力机车进行状态监测和故障诊断,从而保障电力机车车辆的运行安全。通过对电力机车进行检修,并可以对机车运行过程中的早期故障进行预报处理,这样工作人员便可以及时地针对早期问题提出具体的对策,从而减少电力机车在运行过程中发生事故的概率。此外,对电力机车进行检修还有效地促进了电力机车车辆的安全性能、可靠性能、经济性能和运行性能。目前,各国的铁路都在积极地开展电力机车
期刊
摘要:基于目前继电保护相关二次回路应用在线状态检测技术过程中存在的问题缺陷,文章分析了研究在线状态检测技术作用于继电保护二次回路中的重要性和现状,并提出技术应用的控制要点,其目的是为相关工程人员提供一些理论依据  关键词:继电保护;二次回路;在线状态检测技术  随着计算机技术、电力技术、通信技术等的大力发展,成就了电力系统设备的二次在线状态的检测工作的有效性。将传统的周期性检测转化成状态性的检测活
期刊
摘要:文章对用电信息采集系统功能进行了详细介绍,以用电信息采集系统的运行情况为基础,在反窃电过程中提出了相关对策,对反窃电的使用情况进行了详细分析。  关键词:用电采集系统;反窃电;明显提升  1 用电采集系统与用户检查问题的相关简介  1.1用户用电采集系统  一般而言,这是一种以用电信息为对象,应用了电力、计量、通信等科学技术,对电力使用者的用电数据进行自动采集、针对性处理,并进行实时监控的综
期刊
摘要:经济的发展,促进社会对电力的需求也逐渐增加,这有效地推动了电力企业的发展。随着我国电力系统的规模不断扩大,输配电线路也越来越广泛,导致架设成本显著提高。为了能够确保输配电线路稳定运行,必须对输配电线路日常运行中的常见问题进行分析,提前做好准备,保障电力系统可持续发展。本文就输配电线路运行维护和检修技术的应用展开探讨。  关键词:输电线路;运行维护;检修技术  引言  输配电线路如同电力系统的
期刊