电气工程

电气工程

1设计依据

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 50174-93《电子计算机机房设计规范》中对电压变动、频率变化、波形失真率分级如下表：

同样，考虑到本工程设备系统及其应用的重要性在本方案中，对计算机主机设备供电选用A级标准。为达到A级标准，须有相应的设备来保障。因此，需要对机房配电作合理科学的规划设计。

计算机系统由计算机设备（路由器、交换机、服务器、小型机、PC工作站等）和保证计算机设备正常运行的其他设备（空调机组、动力设备、照明设备、维修设备等）两大部分组成，因此计算机机房的供配电系统就要满足这两大部分的要求，以保证获得稳定、可靠的电源服务。计算机设备供配电系统称为“设备供配电系统”，保证计算机设备正常运行的其他设备的供配电系统称为“机房辅助供配电系统”。

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。GB50174-93《电子计算机机房设计规范》和GB2887-89《计算站场地技术要求》中对计算机供电方式可分为三类：

q       一类供电：需建立不间断供电系统。

q       二类供电：需建立带备用的供电系统。

q       三类供电：按一般用户供电考虑。

考虑到本工程设备系统及其应用的重要性，本机房的“设备供配电系统”按一类供电方式设计施工。而“机房辅助供配电系统”在本工程中只是负责照明设备和维修设备的供配电，重要性不大，按三类供电处理。

2. 配电系统

本计算机机房供电采用380/220V 电压、50Hz频率和TN-S系统的配线方式。因机房设备分计算机设备和计算机辅助设备，这两种设备对供电电源有不同的要求，所以采用两种不同的电源供电：即一种为普通电源，一种为不间断电源；普通电源给计算机辅助设备供电。设备用电功率的确定一般由其他专业提供的有，空调、消防、弱电、网络、装饰专业。

作为备用UPS电源系统所需要的市电功率加上上述各项功率即为本机房工程所需要的总市电功率。

机房供电系统采用三相五线制一类供电，由市局总配电房引到机房配电间的总配电柜，再由总配电柜引出分别接入动力、照明（包括应急照明）、UPS配电柜，分别供给空调、照明（包括应急照明）、其他辅助用电、信息通信等设备，电源的电压变化应在220V±5%之内，频率变化应在 50H±0.5Hz之内。配电柜开关采用知名品牌配电柜出厂经严格的测试，电气性能完全符合NBN63439、IEC43-1、BC5486.1、NF.60439-1标准。

机房采用两台80KVA（120分钟）系列UPS主机作为后备电源，并且配置为双机热备方式运行，另有一台15KVAUPS提供大楼安全防范设备供电。

动力供电与UPS供电

在UPS与发电机匹配使用中，只需为UPS配置少量后备电池以备切换时使用。发电机与市电转换即可以手动，也可以设置自动切换设备（ATS）。当市电出现故障，自动切换设备（ATS）将自动切换到发电机端，发电机经过一定的时间延迟（可根据客户需要设定时间）自动启动，提供电力保障。

　　在实际应用中，针对不同客户对供电系统的可用性要求不同，UPS与发电机的配置方式也不尽相同，总的说来，常见的分为单机方式、并机方式等，各种方式具有各自的特点，系统采用单机方式：
　　A.单机运行配置
　　根据实际负载功率，选择相匹配的UPS单机运行，供电系统结构简图如下：

该配置方式的特点是：

　1、性价比高，虽然供电系统的可用性一般，但是系统组成简单，经济。

　2、一般来说，不必考虑系统的后期扩容，不必使用并机机型的UPS，设备利用率高。

3、系统存在单点故障点。
　　系统的主要组成部分为：　
　　1.UPS主机：UPS主机实现无论输入市电有无的情况下，向负载提供高质量的供电，在市电运行与电池运行转换时没有输出的间断；具有内置静态旁路系统提高了UPS的可用性，同时与维修旁路开关配合操作实现UPS关机维护时负载供电的不间断。
　　2.后备电池组+电池直流断路器：后备电池是市电中断后，负载供电的能量来源，其储存的能量经由UPS逆变后供给负载，电池断路器主要对电池组起过流、断路保护，避免电池损坏和UPS故障的扩大，另外，断路器在电池维护、更换时人为断开，可以保障维护人员的操作安全。
　　3.柴油发电机：在大功率的UPS系统中，长的后备时间要求所需的电池配置往往是占地大、投资高的方案，因此经常考虑采用柴油发电机加UPS的方案；即使有双路市电引入的场合，后备柴油机仍可作为zui终的后备手段，而且与大容量后备电池组相比性价比更高。
　　在发电机与市电的转换上即可以手动，也可以设置自动切换设备（ATS），而发电机与UPS配置的容量配比关系上，往往由于UPS的谐波反馈、负载电流突变等干扰，需要发电机的容量为UPSzui大负载量的2~3倍，同时还应考虑发电机所带的其他负载的因素，决定其容量。
　　4.其他：包括相关的输入、输出配电系统。
　　B.冗余并机配置
　　当单机系统的可用性不能满足要求时，往往采用2台或以上的同功率UPS并联运行，提高并联系统的可靠性。供电系统结构简图如下

3. 配电方案

分路原则

本方案设计将机房系统用电分为普通用电和不间断用电两种。电分路主要按设备的功率和使用方便来分。Di一、计算机设备每一路的zui大负载不超过2KW，太大了引起不易发现的隐患，开关误动作；第二、不同地方的设备不允许同一路控制开关，提高安全性和可靠性。第三、照明控制线路，原则上不采用同一路控制线路的灯具在一起，zui好是分开，提高照明的均匀度和利用效率。本市电（普通用电）负责机房内UPS主机、维修插座、照明用电、风机及其相关设备的正常供电。机房内计算机专用插座及所有需要不间断电源供电的相关设备的供电由UPS设备提供。UPS主机放置在机房内。具体分配如下：

配电分路

根据用户需求，本方案设计1个市电柜负责空调系统、照明、维修等设备的供电。另外设计一个UPS电源输出配电箱，此箱负责网络室机柜内设备供电。为了增加UPS配电柜的维护方便分路灵活性，本配电柜为双总进线形式。

4机房照明

正常照明

计算机机房的照明供电属于辅助供电的范畴。但是它具有一定的特殊性和独立性，机房照明质量的好坏，直接影响计算机操作人员和软硬件维修人员的工作效率和身心健康。所以要合理地选择照明方式，灯具类型、布局，以及一些相关器材等。

照明灯具

本方案采用获国家长城认证的照明产品。电源从市电开关箱引出，电源总线采用ZRBVV-3×2.5mm2难燃铜芯导线；灯盘电源控制线采用ZRBVV3×1.5mm2难燃铜芯导线。

灯具本体采用0.5毫米高强度钢板制成。反射器采用高纯阳极氧化铝：镜面(C6)、半镜面(D6)和雾面(M6)。超薄设计，反射器采用独特的全方位亮度控制(OLC)技术，具有良好的光学特性，且配光均匀和光输出比高。

主要技术性能

Ø          镇流器采用高性能电子镇流器输入电压为220伏，50赫兹。 

Ø          光源采用‘TL’-5荧光灯。 

Ø          主电源进线采用快速连接。 

Ø          灯具本体采用0.5毫米高强度钢板。 

Ø          安装方法

Ø          明装T型龙骨 

Ø          铝合金天花板吊顶 

Ø          固定方式：吊链或吊钩 

照明的均匀度

在计算机机房的工作面上，照度的变化必须是缓慢的，否则易引起工作人员的视觉疲劳。因此，在进行照度设计师必须选用合理的灯具，并进行合理的布置，保证工作区内平均照度的均匀度（zui低照度与平均照度之比）不宜小于0.7。非工作区的照度不宜低于工作区平均照度的1/5。这里我们采用“均匀布置法”，即灯具的布置是有规律的，纵横方向保持一定的距离。

合理的灯具布置，可使安装容量小，又能保证需要的照度，并使工作面上的照度均匀，光线射向适当，无明暗悬殊、眩光和阴影等现象。产生照度的不均匀的原因，主要是由于灯具间距及悬挂高度不当。实践证明，如果能够适当减小灯具间距（L），并使距高比（L/h）趋近于zui适宜的数值（h称为计算机高度，表示工作面之灯具的高度）就能获得较为均匀的照度，同时还能减弱阴影，并使电能消耗减小。

为了合理地布置灯盘，本照明按照以下的条件实施（注：本工程照明采用3管灯盘，所以按此作为设计依据）

应急照明

机房内增设应急照明，照明灯具取自部分灯盘中间的一支灯管，按照机房的应急照明照度（不小于15lx）和均匀度来设计，应急照明电源由双电源切换装置回路引来，正常时市电供电，市电故障时切换UPS电源，这样不但节约照明回路对UPS电源系统资源占有，而且减少对UPS电能质量的污染。挂墙式的双头应急照明灯具，其电池寿命短，一般1～2年更换电池。

本设计方案各机房应急照明平均照度大于15LX。机房内的人员经常进出走道的墙面上、出口门头的墙面上均安装应急照明诱导灯和应急照明出口灯，建议：一般1～2年后更换电池。

5电源插座

维修插座的选用及其安装

维修电源插座主要给工作人员的其它用电（如临时调试设备、辅助设备等设备）。墙上再布放一组面板下沿距防静电地板面30CM高，插座采用二三插。面板底盒采用膏级防弹耐冲击，抗高温立体感强，光洁度高，且易清洁，不变色，插座功能件采用磷，铜复合片，插拔力平稳，插拔次数超过国际标准力。

UPS插座的选用及其安装

机房墙上供电的插座组面板下沿距防静电地板面30CM高，且跟随信息点相距40CM左右，地板下UPS电源插座安装在机柜下距地30CM高，机架服务器使用服务器机柜内专用配电单元的电源连接插头与UPS电源插座连接获得机柜电源。计算机设备电源采用地板下设置三扁插座，采用金属插座箱安装每4个插座组成1组，插座箱密度按照每个机柜2个合理布置，主机、服务器等重要设备采用PCE品牌防水插座。

6  导线选择

本工程导线截面全部是根据负荷的大小，允许的电压损失，导线长时间的允许温升及导线的机械强度等因素而定。按照机房建设要求，所有导线都是阻燃双塑型。单相回路超过3KW，选择4mm2电线，否则选择2.5mm2。控制保护

为了确保设备能安全可靠地运转，电源准确灵敏地通电和断电，电源控制及保护设备选用可靠灵敏的空气开关。照明回路选择C16A开关，维修插座回路选择C16A漏电开关，去网络设备机柜单相电源插座回路选用D16A单极开关,所有电子设备负荷用到的开关选择D特性曲线开关。变频空调开关选择D100A/3P微断。配电柜一般安装有电压电流表计和信号指示灯，根据对电源监测需要，可安装电源综合监测仪。为了实现消防联动功能，可在非消防负荷用电开关处增加远程联动脱扣附件。

分路依据

q       设备的功率

按照网络用电设备提供的资料，每个机柜按2.2KW计算。 

q       可维护性

墙装插座分UPS插座和市电维修插座，为了区分本方案不但在插座上贴有标签，还在安装高度上区别对待，即所有墙UPS插座安装高度离地板55cm，市电维修插座离地30cm。

q       使用方便性

每个机柜下安装一个UPS电源单相三极插座，离地30cm,使用时可通过机柜配备的PDU电源模块很方便此插座连接。考虑到维修需要，在放置机柜区域地板上均匀放置维修插座，其安装位置结合机柜布局确定，方便维修设备时取得市电工作维修电源。墙装维修插座每6位插座构成一总线电源回路。

q       可靠安全性

所有维修插座的分线开关选择带30mA漏电模块的空气开关。墙装UPS电源插座安装时di一个电位要求是带开关的单相3极明牌国标电源插座，其他电位要求是单相二极及三极明牌国标电源插座，底合要求与插座同一品牌，每4个电位为一组，每台服务器使用一组墙上电源插座，机架服务器使用服务器机柜内专用配电单元。

空气开关

1）

q       小型断路器（1～63A）

q       分断能力：6KA

q       符合IEC 898，GB10963标准和CCEE安全认证要求

q      &n