当前位置:首页 ? UPS&电源资讯 ? 云数据中心供配电系统的设计与应用

云数据中心供配电系统的设计与应用

来源:腾讯网 作者: 更新时间:2021/1/28 9:42:15

摘要:介绍了长江云互联网数据中心( IDC) 机房供配电系统的设计原则,分析了供配电系统结构,阐述了 IDC 机房负荷计算和关键设备选型方法,可为类似数据中心的供配电系统设计提供参考。

  0引言

  近年来,随着云计算、大数据等技术的实现,许多大型企业为满足自身发展需要开始建设数据中心。集装箱式互联网数据中心( Internet Data Center,IDC) 机房具有占地面积小、布置灵活、建设周期短等特点,越来越得到广泛的应用[1-3]。本文结合湖北广电长江云集装箱式数据中心机房,详细介绍 IDC 机房配电系统的设计。

  1项目概况

  长江云集装箱 IDC 机房占地面积仅为 100 m2, 由华为技术有限公司设计,机房内部安装有32 台标准机柜,并配备视频监控、消防报警等配套设施。空调室外机安装在集装箱顶部,应急电源( UPS) 安装在独立的房间。机房建成后搭建湖北广电新媒体融媒平台,汇聚全省政务信息,实现频道节目制作、新闻资源共享。

  2负荷分级

  长江云数据中心设备负荷分为 IDC 设备、空 调、照明、消防等四类。根据 GB 50174—2016《电子信息系统机房设计规范》,数据中心机房可划分为 A、B、C 三个级别,长江云集装箱 IDC 机 房按照 A 级机房设计,机房内 IDC 设备用电按照一级负荷中特别重要负荷设计,空调、照明、消防用电按照一级负荷设计。

  3设计原则

  数据中心供配电系统设计的基本要求是安全、稳定、可靠,并遵循如下原则:

  ( 1) 消除单一节点。系统不应存在某节点发生故障,导致系统全部停电的事故。

  ( 2) 故障容错。系统具备容错能力,即当线 路发生部分故障或操作失误时,不影响数据中心正常运行。

  ( 3) 可维护。需设计足够冗余,保证设备检修或维护时,不影响系统正常运行。

  ( 4) 可增容。系统设计应充分考虑今后事业发展、需求增加,便于今后扩容。

  4供电方案

  4.1系统结构长江云集装箱 IDC 配电系统如图 1 所示。

  4.2供电电源

  4.2.1 10 kV 供配电系统

  长江云数据中心机房供电电源10KVIDC 配电系统中心配电室,相距约 150 m。中心配电室 10 kV供电系统分别从两个不同变电站,沿不同的路径引入两路 10 kV 专线( 体视线和沙视线)至中心配电房的主备电源进线柜,10 kV 母线采用单母线分段运行。当其中一路市电发生故障,通过母联开关切换,由另一路市电承担全部一级负荷。

  4.2.2 380V低压配电系统

  10 kV 中心配电房配置有4台变压器,2 台 500 kVA 工艺专用变压器( 500-1 和 500-2) 通过单母线分段运行,互为备用,一级负荷中的特别重要负荷。2台1 600 kVA 动力变压 器 ( 1600-1 和 1600-2) 通过单母线分段运行,互为备用,主要供动力、照明。4 台变压器平时各带 50% 的负荷,当其中 1 台变压器发生故障,通过低压母联开关切换,由另 1 台变压器承担全部负荷。

  从 2 台 500 kVA 的变压器馈线柜各引一回 380 V 电源至 IDC 机房,一回送至 UPS 电源输入柜,经过 UPS 电源后送至集装箱机房的 1#交流列头柜,再分别送至各机架电源分配单元( PDU) ,向设备供电。另一回直接送至交流列头柜,再分别送至各机架 PDU,向设备供电。

  从 2 台 1 600 kVA 变压器的馈线柜分别引 2 路独立的 380 V 电源至 UPS 电源室的动力进线 配电柜,再引 6 回低压线路至 IDC 机房空调配电箱的 3 个 ATS 切换开关,向 6 台空调供电。 每个ATS 切换开关引入 2 回 380 V 电源,一主一备互为备用,ATS 开关切换时间小于 3 s。

  4.3 UPS 电源系统

  按照《广播电视安全播出管理实施细则》规定: 省级广播电视属于一级安全播出保障等级, 一级主要播出负荷应采用 UPS 电源供电。该项目配置一台模块化 UPS 电源,后备时间为 30 min,向 IDC 机房设备供电。

  4.4 自备发电机系统

  中心配电房配置 2 台 1 000 kW 柴油发电机互为备用,发电机输出电源经过 ATS 切换开关( 1#ATS 和 2#ATS) 分别接入 2 台 500 kVA 变压器的进线柜。当 2 路市电同时停电时,发电机可在 1 min 内完成起动,原 2 台 500 kVA 变压器所带全部负荷通过 ATS 切换开关切换到发电机电源,由发电机供电。

  5主要设备选型

  5.1 UPS 电源

  IDC 机房内部共安装 IT 设备机架 24 台,每台机架可提供 7 kW 功率输出,需要系数取0.8,则计算额定功率为 134 kW。根据 UPS 电源输出有功功率≥额定容量 × 0. 7 kW,因此 UPS 电源容量≥192 kVA。考虑到今后扩容需要,该项目选用1 台 240 kVA 模块化 UPS 电源,每个模块为 40 kVA,共 6 个功率模块。

  5.2 空调设备

  空调的制冷量根据机房冷负荷来确定: Qt = Q1 + Q2 ( 1)

  式中: Qt———总制冷量;

  Q1———机房内设备负荷;

  Q2———机房环境冷负荷。

  根据计算,空调冷负荷为 113 kW,采用 n + 2 冗余方式 配 置 6 台空调,每台制冷量为35 kW,常用 140 kW,可满足机房制冷需求。

  5.3 电缆

  ( 1) UPS 电源输入电缆。UPS 电源输入电流 Iin计算公式:

  ( 2)

  式中: P———UPS 额定功率;

  F1———输出功率因数;

  U———输入额定电压;

  η———整机效率;

  F2———输入功率因数。

  其中,整机效率 η = 0.8,输入功率因数 F2 = 0.99,因此 UPS 电源输入电流为 326 A。查《电气工程常用数据速查手册》,并考虑环境温度 修正系数、穿管系数后,ZR-YJV-4 × 240 + 1 × 185 规格电缆允许载流量为 359 A,满足计算要求。

  ( 2) 空调电源输入电缆。该项目设 6 台空调,每台 13 kW,空调总功率为 98 kW,计算电流为 185 A。查《电气工程常用数据速查手册》,并考虑环境温度修正系数、穿管系数后,ZR-YJV-4 × 120 +1 ×70 规格电缆允许载流量为 228 A,满足计算要求。

  5.4 开关

  ( 1) UPS 电源进线开关。根据式( 2) ,UPS电源的输入电流为 326 A,进线开关额定电流取400 A,选用型号 NSX400 3P。

  (2) UPS 电源输出开关。 ( 3)

  根据式( 3) ,UPS 电源输出电流为 364 A,输 出开关额定电流取 400 A,故选用 NSX400 3P 型号。

  (3) 空调电源输入开关。空调负荷输入电流计算结果为 185 A,开关额定电流取250A。

  6安科瑞ANDPF精密列头柜介绍

  6.1产品介绍

  随着数据中心的迅猛发展,数据中心能耗问题也越来越突出,可靠的数据中心配电系统方案,是提高数据中心电能使用效率,降低设备能耗的有效方式。

  AMC系列数据中心精密配电系统是针对数据机房末端设计的,能够综合采集所有能源数据的智能系统,为交直流电源配电柜提供准确的电参量信息,并可通过通讯将数据上传到动环监控系统,实现对整个数据机房的实时监控和有效管理,为实现绿色IDC提供可靠保证。

  6.2安科瑞精密配电产品解决方案

  1)交流系统

  功能要求

  遥测:输入分路的三相电压、三相电流、频率、有功功率、有功电度;

  遥信:输入分路的过压/欠压,缺相,过流,频率过高/过低,输入分路的开关状态,具备电流、功率需用量分析和统计,实现电压、电流、频率等参数的越限报警功能。

  配置方案如图2,

  2)直流系统

  功能要求

  遥测:输入分路的电压、电流、功率、电度;

  遥信:输入分路的过压/欠压,输入分路的熔丝状态,具备电流、功率需用量分析和统计,实现电压、电流、功率等参数的越限报警功能。

  配置方案如图3,

  6.3产品选型

  7安科瑞智能小母线监控系统介绍

  7.1产品介绍

  针对数据中心智能小母线的监控要求,安科瑞推出了AMB系列小母线监控解决方案,该方案包括采集模块、配套附件、监控系统,能对母线运行过程中的各种参数进行监控,发生故障则进行告警,以保证系统稳定运行。

  AMB检测单元是针对数据中心智能小母线插接箱/始端箱的监控要求新设计的产品,该检测单元安装固定在插接箱/始端箱内部,插接箱/始端箱采用方式与母线连通,它集成全部电力参数的测量(如单相或者三相的电流、电压、有功功率、无功功率、视在功率、频率、功率因数)以及电能监测和考核管理。同时可以实时监控母线接口温度,配合2路Rs45通讯接口(1进1出)或LORA无线通讯,采用MODBUS-RTU协议可以方便可靠的将监测数据上传至主控箱和后台系统,保证系统可靠运行。

  7.2产品选型

  安科瑞智能母线测控仪表选型如表2,

  注:AMB100用于始端箱、AMB110用于插接箱、A-交流系统、D-直流系统可选配AMB10显示器,显示器只循环显示电压、电流参数。

  8结束语

  数据中心供配电系统设计时,对不同的负荷应依据其性质进行分类、分级,并采用不同的供电方案。注意以下事项: 配电系统接线应尽可能简单、清晰,消除单一节点,具备容错功能;设备配置要充分考虑维护管理方便; 模块化 UPS 采用 n + 1 配置,空调系统采用 2n 配置,留足冗余。由于资金问题,该项目虽然实现两回路完全独立的供电回路,但只配置 1 台 UPS 电源,在市电供电电压稳定、质量较好的情况下对设备不会造成影响。由于 IDC 设备都是计算机类设备,如 果市电供电质量较差,电压波动幅度较大,将对 IDC 设备的安全造成影响。因此,在市电供电质量较差、条件许可的情况下,建议配置两套独立 的 UPS 电源。

  责任编辑:张华

机房360微信公众号订阅
扫一扫,订阅更多数据中心资讯

本文地址:http://cczmydr.881xtd.com/news/2021128/n1932136658.html 网友评论:阅读次数:
版权声明:凡本站原创文章,未经授权,禁止转载,否则追究法律责任。
相关评论
正在加载评论列表...
评论表单加载中...
  • 我要分享
推荐图片
网站地图 幸运彩票开户登入 幸运彩登入 菠萝彩票娱乐平台登入
申博会员网址 申博sunbet彩赢 申博娱乐安卓系统 澳门太阳城官方直营网
600w彩票网是真是假直营网 申博太阳城维护时间登入 博天下游戏平台登入 菲律宾1.5分彩骗局
双色球杀号登入 从彩登陆登入 568专业彩票网注册登入 568专业彩票网会员中心登入
幸运彩票现金网登入 幸运彩票注册登入 菠萝彩票注册登入 幸运彩票导航登入
23jbs.com 277PT.COM 1112932.COM 888sbib.com 723SUN.COM
519tt.com 33TGP.COM 578XTD.COM 587sj.com 118XTD.COM
115sunbet.com 8RQS.COM S618D.COM 811TGP.COM 618PT.COM
115sj.com 885XTD.COM 7777ib.com 15s8.com 637xx.com