机房方案设计

数据中心设计方案

1.1配电系统

1.1.1电气系统概述

随着计算机技术的蓬勃发展，以及精密电子设备的广泛使用，供电质量的好坏越来越影起人们的重视，对于电子信息系统机房，要充分考虑到服务器、网络设备的功率和数量，电源系统部份要有充分的冗余，并需要采用模块化设计，可根据需要进行方便的扩充。一个良好的方案设计及先进、可靠的电气线路才能满足中心机房电源系统的质量需求。

一个完善的计算机供配电系统是保证计算机设备、场地设备和辅助用电可靠运行的基本条件。要求建立高质量、高度安全性、高可靠性、并具有灵活扩展的供配电系统。一个高品质的机房供电系统体现在：

1.高可靠、无单点故障、高容错；

2.具有灵活扩展的模块化结构；

3.在不影响负载运行的情况下可进行在线维护和切换；

4.有防雷、防火、防水、抗电网浪涌等功能；

1.1.2设计目标

项目建设配电系统预期实现以下目标：

1、设计出结构合理、功能完善、安全可靠的机房供电系统；

2、实现机房双回路供电，达到国家B级机房标准，符合GB50174-2008、

TIA942的相关规定；

3、清晰的配电系统层级管理；

4、高容错的供电系统，实现不停机情况下在线维护；

5、供电系统要将设备用电（服务器、网络交换设备等）和辅助设备用电（空

调等）分开；

6、配电柜具有模块化和单元体配电结构，并采用自动空气开关控制，设过

负荷、短路保护；

7、配电系统具有高可靠性，灵活扩展的能力；

8、智能监控报警系统，实现机房配电的高可管理和安全性；

9、配电柜总开关具有火警联动功能装置。电源主进断路器带有分离脱扣线

圈，可与消防联动；并带辅助触点，一旦发生火情，自动切断电源，使精密空调，新风机组立即停止工作，以利及时消除灾情。

1.1.3机房供电系统等级及供电方式确定

根据机房对供电系统的要求，模块化机房设计为B级机房，按照机房B级标准，具体参数如下：

机房除了按照B级标准为机房提供电力供应外，为提高机房设备的供电系统可靠性，采用如下方式：

◆采用频率50HZ、电压220V/380V供电系统，采用一级供电；

◆机房供电双路输入，供电系统可靠性达到99.9%以上；

◆机房供电分为设备（服务器、交换机、存储等）供电和辅助设备（空调

等）供电；

1.1.4机房供电系统设计

供电系统容量确定

机房供电系统总容量决定机房设备的安全运行，机房建设关键在于正确的确定供电系统容量，为了保证机房建设后能满足现在及将来扩容的需要，我们将机房供电系统总容量通过下面方式确定：

机房设备：按照机房物理空间所能容纳的机柜数量进行功率确定，机房预计放置11个服务器机柜。

1、主机房设备负荷估算：

服务器机柜11台4KW。

主服务器机柜功率=11×4KW/台=44KW；

2、主机房空调用电负荷估算，2台制冷量50KW精密空调（一备一用）。

空调用电量=1台×50W×0.35/台=17.5KW；

3、机房照明、新风、插座等辅助设备用电约10KW。

4、机房用电总功率：

机房用电总功率=（主服务器机柜功率+空调用电量+辅助设备用电）/0.8=（44KW+17.5KW+10KW）/0.8=89.4KVA；

5、机房总供电容量=机房用电总功率=89.4KVA，机房输入的总电流为：三相134.1A，考虑机房配电设计的冗余，所以机房总开关建议选用160A/3P开关。

1.1.5机房方案规划

模块化机房的电力供应划分成为三层结构来考虑，在机房供电的设计、施工和管理中明确各层功能和作用，确保机房供电的安全可靠，实现机房供电系统层级管理，供电系统三层结构如下：

第一层，机房供电接入层（包括低压配电房电力接口、低压配电房到USP配电房电缆）；

第二层，机房供配电层（包括设备市电配电、UPS输入输出配电、辅助设备配电）；

第三级，机柜配电（包括精密列头柜和机柜电力供应PDU）

供配电系统拓扑图如下：

供配电系统拓扑图

该系统具有如下特点：

1、双母线供电，从配电结构上系统的实现供电高可靠性；

2、清晰的配电系统层级管理；

3、供电系统无单点故障；

4、两路电源互为备用，每路电源均能承担全部负荷；

5、高容错的供电系统，实现不停机情况下在线维护；

6、智能监控报警系统，实现机房配电的高可管理和安全性；

7、模块化产品设计，实现部署灵活快速，简化机房配电；

8、所有产品具有热插拔功能，提高了系统可靠性、可维护性和可扩展性；

9、将设备用电（服务器、网络交换设备）和辅助设备用电（空调）分开；

10、具有防雷、防水、抗电网浪涌等功能；

11、电源主进断路器带有分离脱扣线圈，可与消防联动；并带辅助触点，

一旦发生火情，自动切断电源，使精密空调，新风机组立即停止工作，以利及时消除灾情

1.1.6机房方案设计

配电房设置1台精密配电柜、1台精密列头柜。精密配电柜主要负责输入机房的市电及柴油发电电源切换后给UPS、精密空调及辅助设备供电，机柜排采用“精密列头柜+PDU”的方式完成供电。机房供配电方式采用“UPS+精密列头柜+PDU”模块化方案。

列头柜是“机柜排”级的电源分配控制设备，与机柜PDU配合应用实现为机柜排中各台机柜供电。UPS输入输出配电柜与列头柜相连，确保列头柜供电的可靠性。列头柜主要功能具有电源输入、输出分配、控制与过载保护、输入电量、输出支路状态监控等功能。

PDU（电源分配单元），是专为机柜服务器等设备提供电力分配的机柜专用电源分配单元。产品系列具有多种规格配置为不同的用电环境提供最适宜的机柜式电源分配。

配电系统图如下：