数据中心机房系统建设项目机房电气系统需求方案Word格式文档下载.docx
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B级
C级
电压波动范围
±
3%
5%
频率波动范围
0.5Hz
波形失真率
≤5%
允许断电持续时间
0~4MS
0~10MS
不间断电源输入端THDI含量
≤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IEC898，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），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ISO9000,14000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、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Ω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
1满足系统电压，电流，频率，通讯及分断能力的性能要求。
具体性能和技术参数见下表：
框架等级额定电流（A）
100
160
250
400
630
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）
70
保护方式
长延时、短延时、瞬时保护
机械寿命（次）
50000
40000
20000
15000
可配附件
分励脱扣器
√
辅助触点
报警触头
安装型式
固定式
2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。
3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，维护人员触及不到任何带电部分。
4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。
5要求水平安装的塑壳断路器不降容，反向馈电亦不能降容。
6塑壳断路器应取得CCC认证，并提供相应证书。
7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。
8可适应较恶劣环境温度，塑壳断路器应为抗湿热型产品；
9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。
10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。
11为了提高备品备件利用率,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。
12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：
1与所控断路器兼容；
2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。
；
3切换时间在0-30s可调；
4能自动运行：
监视电源质量和自动切换；
5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。
6控制电压为220~240V/50Hz；
7欠压阀值：
0.35μn≤电压≤0.7μn；
8电压恢复：
电压≥0.85μn。
9转换开关电器的控制部分（必须）通过附带的EMC检测；
10自动转换开关电器（必须）具备机械、电气双重互锁功能；
11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；
12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
GB7251.1
环境温度
度
—5摄氏度至+40摄氏度
额定绝缘电压
V
1000V
额定工作电压
400V/690V（1000V）
额定评频率
Hz
50Hz
主母线额定电流
A
至6300A
主母线额定短时耐受电流
kA
至100kA（1s）
主母线额定峰值耐受电流
至220kA
配电母线（垂直母线）额定电流
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300Lux。
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，照明线缆采用阻燃聚氯乙烯绝缘铜芯电线，穿电线管敷设至照明灯盘。
应急照明：
应急照明照度≥40Lux，灯具正常照明电源由照明配电箱供给；
应急备用照明采用如下方式供电：
选择正常照明灯具数量的1/20的整套灯具，由UPS电源供电。
机房内配置1*20应急灯，自带不少于90分钟供电时间的的蓄电池。
疏散照明：
为选择正常照明灯具数量的1/20的整套灯具，灯具内置的蓄电池进行供电。
这两种应急照明方式同时使用，互为补充，所有应急照明灯具数量的总和为正常照明灯具数量的1/10，刚好满足规范的要求。
机房内疏散照明及出口标志灯均采用1*8W标志灯，自带不少于90分钟供电时间的的蓄电池。
9、电气系统配管配线
线槽及配管
机房走线采用底板下走线的方式，金属线槽的布置应方便机柜走线及今后的检修，线槽的填充量在满足规范要求的同时，应留有充分的余量。
强电电缆均采用镀锌金属线槽及镀锌电线管保护敷设，末端选用相应尺寸的软管与机柜电源连接，照明线缆均采用镀锌电线管SC20保护敷设，末端选用￠20的软管与灯具端连接。
强电线槽选用镀锌室内金属线槽。
所有金属管、金属线槽均可靠接地。
金属梯级桥架：
采用50*40的C型材，C型材采用厚3mm镀锌钢板制作，喷塑处理。
镀锌金属线槽：
采用优质冷轧钢板；
室内热镀锌金属线槽在室内敷设，不应低于IP30。
其具体参数指标为：
1）钢制线槽板材厚度：
宽度≤150毫米时，钢板厚度不小于1.0毫米；
150毫米<
宽度≤300毫米时，钢板厚度不小于1.2毫米；
300毫米<
宽度≤500毫米时，钢板厚度不小于1.5毫米；
500毫米<
宽度≤800毫米时，厚度不小于2.0毫米；
宽度大于800毫米时，钢板厚度不小于2.2毫米。
2）线槽平整，无扭曲变形，内壁光滑，无毛刺；
线槽接口平整、严密，槽盖齐全、平整、无翘角；
连接线槽的螺钉或其它紧固件，紧固后，其端部应与线槽表面光滑相接。
3）线槽的盖板需与线槽扣采用压衔接
4）金属线槽采用热镀锌钢板线槽，表面防护涂层附着力、均匀性和外观等达到CECS31:
2006《钢制电缆桥架工程设计规范》中相关要求。
5）金属线槽应配有可靠的电气连接并接地。
在有跨接点处连接电阻小于等于50µ
Ω。
6）线槽的螺栓孔径在螺杆直径不大于M16时，可比螺杆直径大2mm开长孔。
螺栓连接孔的孔距允许偏差：
同一组内相邻两孔间距±
7mm。
同一组内任意两孔间距±
1mm。
相邻两组端孔间距±
1.2mm。
7）紧固件的锌层厚度：
≤M8时是6µ
m，M8-12时为9µ
m，≥M14时为12µ
m。
铝合金走线架：
铝桥架侧边及横档用压型材宜选用选用牌号为6063（LD31）的铝合金；
支吊架用挤压型材宜选用5052（LF2）的铝合金；
铝合金板材宜选用牌号为5052（LF2）的铝合金。
其强度及荷载具体参数指标为：
1.荷载等级：
在支承跨距为2m，按简支梁的条件下，托盘、梯架的额定均布荷载分为五级。
2.托盘、梯架、支吊架的结构应满足强度、刚度及稳定性的要求。
3.托盘、梯架的承载能力，应按荷载试验的规定予以验证，荷载验证中侧边开始出现失稳或最初产生永久变形时的均布荷载即破坏荷载，破坏荷载除以安全系数1.5的值为许用均布荷载，该值不应小于相应荷载等级所规定的额定均布荷载。
4.托盘、梯架直通在承受额定均布荷载时的相对挠度不小于1/150。
5.各种型式的支、吊架，应能承受托盘、梯架相应规格、层数在支承跨距中的总荷载。
6.悬臂支架的托盘，在承受托盘、梯架额定荷载时的最大挠度值与其长度之比，不应大于1/100。
7.连接板、连接螺栓等受力附件，应与托盘、梯架、支吊架等本体结构强度相适应。
电气配线
考虑到夏季气温较高，电缆载流量相对减少及电缆集中敷设时散热量大等因素，以环境温度为+40℃时电缆载流量的校验值作为选择电缆规格的依据。
数据中心线缆均选用阻燃电缆及阻燃聚氯乙烯绝缘铜芯线，以满足防火的要求。
电缆载流量均留有30％的余量。
所有电线电缆严禁有接头、断头、焊点。
为方便查线，每个电缆两端均加以套环标记。
导线主要技术参数：
项目
指标
额定电压U0
500V
老化前后断裂伸长率
>
150%
氯化氢气体释放量
<
125mg/g
最大烟密度
300
耐电压
工频2000伏电压5分钟试验不击穿
阻燃等级
成束阻燃
交联聚乙烯绝缘阻燃电缆：
耐压1000V，导线须为符合国际之裸软铜线；
耐火温度和时间：
950～1000℃、90分钟。
符合GB/T12706.1-2002、GB/T18380.3-2001、GB/T396-1997、GB/T17650.1-1998规范标准的要求。
10、电气系统防护措施
本工程的电气设计充分考虑了机房内应具备的各种防护措施。
机房内通过接地系统实现接地保护。
计算机设备使用屏蔽电缆供电，所有线缆都敷设于金属管、槽内，机房内所有金属管、槽及金属壳体都做了可靠的接地，强、弱电系统保持足够的距离，通过以上措施可以防止电磁干扰、防止火灾及防鼠害。
利用防雷系统有效地实现了防雷击电磁脉冲。
供配电系统通过各级断路器及其相互间的配合实现了供电保护。
11、机房综合防雷系统
根据IEC1312防雷及过电压规范中有关防雷分区的划分，针对重要系统的防雷应分为三个区，分别加以考虑。
只做单级防雷可能会带来，因雷电流过大而导致的泄流后残压过大破坏设备或者保护能力不足引起的设备损坏。
电源系统多级保护，可防范从直击雷到工业浪涌的各级过电压的侵袭。
12、机房防雷
本次防雷设计项目工程仅包括供配电系统的防雷与接地，另外根据GB50343-2004《建筑物电子信息系统防雷技术规范》的要求，根据国家相关防雷标准仅提出对信号线路、计算机网络系统、安全防范系统、设备监控系统、视频会议系统、火灾自动报警及消防联动控制系统部分提出防雷保护的技术要求。
国际IEC标准接轨，根据招标文件要求和国家相关标准以及多级保护、逐级限压将雷电过电压限制在设备的承受水平上的原则，进行防雷设计如下：
机房内设备采用综合接地，要求接地电阻小于1欧姆；
电源防雷器部分：
第一级防雷器：
在机房内市电输入配电柜选用知名品牌的防雷器
最大操作电压1.5/0.9kV（V）
最大放电电流80/60/50/35kA（A）
响应时间100ns（s）
雷电保护区80/60/50/35kA
温度范围-20℃-60℃
电压保护水平2.1kV
第二级防雷器：
在机房内市电输入配电柜内进行第二级避雷保护，选用知名品牌的防雷器，型号为PRD-40KA/4P，最大通流量40KA/线（8/20µ
s），残压小于1.6KV（20KA测试电流），防雷器前端需串接63A/4P空气开关。
保护方法：
3+1结构，具备N-PE、L-PE或L-N-PE的保护模式；
状态指示：
具有损坏显示告警功能，模块化设计，所有模块具有出厂检测报告，方便维护。
最大放电电流：
40/kA
标称放电电流：
30kA
电压保护水平：
1.5kV
温度范围：
-20℃-60℃
响应时间（ta＜ns）：
25
第三级电源防雷器及信号防雷器
5KA
响应时间：
25n（s）
最大操作电压：
100V
10KA
1.0kV
-40℃-80℃
信号防雷器满足以下条件：
A：
放电容量（非破坏性）在8/20us波中>
5KA；
B：
保护反应时间<
1ns；
C：
在持续性故障时具有失效短路保护功能。
13、机房综合接地系统
本工程中分为交流接地，保护接地，直流接地三种。
交流接地：
机房利用大楼交流保护地经动力电缆井引至机房动力电源配电柜的PE极、照明箱及空调等设备外壳接交流保护地，接地电阻R≤4Ω。
保护接地：
计算机、微机、终端等由UPS供电的设备外壳接至UPS输出按三相五线制中的接地线PE上。
注意：
中性线N与地线PE不能混接。
接地线用l×
25mm2单根电缆引至室外直流接地装置，接地电阻R≤1Ω。
直流接地：
机房内地线、用25mm2铜屏蔽带，间隔2~2.5米，构成直流地基准网，接地电阻≤1Ω。
本工程等电位联结采用M型网状结构：
在机房地板下内沿墙四周敷设等电位连接铜带40*4（通过绝缘子固定在地面上），再用铜编制带牢固压接在地板支腿上并端接于等电位铜带上。
机房内所有金属组件不应与共用接地系统的各组件绝缘，电气和电子设备的金属外壳、机柜、机架、金属管、槽、屏蔽线缆外层、信息设备防静电接地、安全保护接地、直流工作地（信号工作地）、浪涌保护器（SPD）接地端等均以最短的距离与等电位连接网络的接地端子连接。
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