数据中心供配电系统设计
数据中心机房供配电系统设计 洪跃腾
数据中心机房供配电系统设计洪跃腾摘要：数据中心机房是信息化建设的基础工程，为各类业务提供稳定、安全可靠的基础工作环境；而数据中心机房的供配电系统是基础工程的核心和关键点。
高可用性的供配电系统是保障其他系统稳定发挥以及核心业务正常运转的关键。
本文主要是从数据中心机房供配电系统建设的主要内容入手，针对数据中心机房供配电系统设计情况进行全面细致的分析和说明。
关键词：数据中心；机房；供配电系统；设计引言数据中心机房的供电系统不同于一般民用和工业建筑的供电系统，它是一个信息系统数据中心最为核心的关键的基础设施建设系统，涉及到供配电、防静电、UPS不间断电源以防雷等电位系统等，各个系统互相交叉，互有影响。
这样机房供电系统的设计必须考虑多方面的因素。
1 数据中心机房供配电系统建设的主要内容数据中心机房在当前信息通讯工作中发挥着十分重要的作用，需要积极开展供配电系统的建设工作。
数据中心机房供配电系统主要划分为照明、动力、接地、不间断电源和防雷等方面。
通常情况下，一个完整有效的机房供配电系统，能够有效促进计算机设备的正常充分运行，同时还能给一些辅助的用电设备运行情况提供良好的前提条件。
判断数据中心机房的供配电系统是否具备高品质，主要是看其能保持没有断电故障和高容错的状态，并且具有防雷、防水和防火的功能，能够在不影响负载运行的情况下积极开展在线维护工作。
1.1 数据中心机房对于照明的要求数据中心机房在建设的过程中对于照明有着自身的要求，主要是体现在了照度、炫光方面。
针对照度来说，主要是需要按照国家通用机房区的设置进行，一般主要的机房区使用的照度应该是 500lx以上，而辅助机房区使用小于 300lx 的即可。
而对于眩光限制标准来说，这时候需要按照机房本身的实际需求设置。
1.2 数据中心机房接地系统数据中心机房在实际使用的过程中，需要积极考虑到保护措施，提升安全保护地和交流工作地以及防雷保护地各方面的安全工作。
接地系统，在保护数据中心机房运行安全、稳定方面起到良好的作用和效果，将能在很大程度上有效提升机房运行的效果。
数据中心供配电系统方案设计
数据中心供配电系统方案设计摘要：目前，科技的快速发展，社会在不断进步，数据中心是指在一个物理空间内实现信息的集中处理、传输、交换、存储、管理。
数据量的大量增长使得现有应用系统及存储容量难以适应企业需要。
因此数据中心的大容量、高可靠性非常重要。
供电供给是数据中心基础中的基础，数据中心发生的故障因素中，供电系统影响力是最大的，无论IT设备设计的多么精密、系统功能配置多么优越、可靠性多么高，一旦供电系统故障断电，再好的设备系统也无法再运转，下面就数据中心的三代供配电架构进行阐述。
关键词：数据中心；供电电源；供配电系统引言近年来，数据中心在我国得到广泛应用，而供配电系统运行可靠性直接影响整体数据中心的应用水平，因此需要准确评价数据中心供配电系统的可靠性，并利用合理的方式增强其安全性。
1数据中心供配电系统设计的基本原则实现低压配电系统的数据中心建设的设计方法应遵循分区和分类原则。
同一基本功能区域中各种相关设备的电源的稳定性和可靠性应能够确保每个使用的设备能够持续按照该区域中的特定标准以及该区域的供电和配电网络进行操作和稳定可靠运行。
对数据中心影响较大的区域应将可能潜在的故障风险控制得尽量最小。
数据中心具有较高的功率负载密度和较大的总负载密度。
低压配电系统实施方案的详细设计应充分利用有效成熟且节能的措施，以减少配电网系统实施的成本。
与数据中心过高的电力负荷相关的数据应分为几个级别：UPS电力系统实现过载和电力变换低压配电系统功能性过载。
UPS电源线软件系统负载（可输出）是UPS电源线系统独特设计的基础，配电架构网络系统功能负载是配电网软件系统和软件系统设计方法为应对突然的电源切换应急保障。
当清理各种具有特定负载的设备时，统计结果应基于设备和最终数据；根据设备和机柜的平均负载相关数据，当没有明确指出相关设备机柜的数量时，可以根据机器的平均负载进行估算。
回路设计需考虑三相负载供电均衡。
当有各种大容量负载同时运行时，应设计考虑同时运行系数。
数据中心供配电系统架构
数据中心供配电系统架构数据中心供配电系统架构1. 引言为了确保数据中心正常运行并提供可靠的电力供应，一个完善的供配电系统是必不可少的。
本文档将介绍数据中心供配电系统的整体架构和各个组成部分的详细内容。
2. 数据中心电力需求分析2.1 数据中心负载需求分析2.2 数据中心电力密度分析2.3 数据中心容量规划3. 数据中心供电系统3.1 主电源接入3.2 主配电系统设计3.2.1 电源开关柜设计3.2.2 配电开关柜设计3.3 显性并行供电系统设计3.4 隐性并行供电系统设计4. 数据中心备用电源系统4.1 UPS系统设计4.1.1 UPS类型选择4.1.2 UPS容量规划4.1.3 UPS并联配置4.2 发电机组设计4.2.1 发电机组类型选择4.2.2 发电机组容量规划4.2.3 发电机组与UPS系统协同工作设计4.3 非常规备用电源设计4.3.1 可再生能源4.3.2 备用电池系统设计5. 数据中心配电系统5.1 配电回路设计5.1.1 低压配电回路设计5.1.2 中压配电回路设计5.2 配电柜设计5.2.1 低压配电柜设计5.2.2 中压配电柜设计5.3 配电线路保护设计5.3.1 过载保护5.3.2 短路保护5.3.3 接地保护6. 数据中心电力监控与管理6.1 电力监测系统设计6.2 遥控遥信系统设计6.3 电力管理系统设计附件：本文档所涉及的附件包括供配电系统的图纸、技术规范、设备清单等。
法律名词及注释：1. 供电：指向数据中心提供电力供应的行为。
2. 配电：指将输入电源进行合理分配，并提供给数据中心各个设备和部件使用的行为。
3. 主电源：指直接与电力公司的主网相连接的电源系统，为数据中心提供主要电力供应。
4. 备用电源：指在主电源发生故障或停电时，为数据中心提供备用电力供应的电源系统。
5. UPS：全称为不间断电源，是一种通过内部电池或蓄电池组提供电力，用于在主电源故障或停电时提供临时电力供应的设备。
数据中心供配电系统概述zsj
汇报人：
202X-12-23
目录
CONTENTS
• 数据中心供配电系统简介 • 数据中心供配电系统的设计 • 数据中心供配电系统的设备 • 数据中心供配电系统的运行与维
护 • 数据中心供配电系统的能效与节
能
01
数据中心供配电系 统简介
数据中心供配电系统的定义
• 定义：数据中心供配电系统是为保障数据中心正常运行而设计的供电系统，包括电源、变压器、配电柜、电缆、不间断电 源（UPS）等组成部分。
THANKS
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预防性维护
根据设备磨损和老化规律，制定维护计划， 预防故障发生。
备件管理
建立备件库存管理制度，确保备件充足且有 效。
故障处理与应急预案
故障识别与定位
快速识别并定位故障点，采取相应措 施。
紧急处置
在故障发生时，采取紧急措施，防止 故障扩大。
故障恢复
尽快恢复供配电系统的正常运行，减 小对数据中心的影响。
对比分析
将数据中心的能耗数据与 行业标准、最佳实践进行 对比，找出能效提升的空 间和改进方向。
节能技术
高效电源
采用高效率、低损耗的电源设备，减少电能转换过程 中的损失。
负载均衡
合理配置各类设备的负载，避免设备空载或轻载运行 ，提高设备利用率。
能源回收
利用余热回收技术，将数据中心产生的余热进行回收 再利用，降低空调能耗。
数据中心供配电系统的重要性
保障数据安全
数据中心供配电系统是数据中心正常 运行的基石，为数据中心设备提供稳 定的电力支持，确保数据安全存储和 处理。
提高可用性
节能减排
合理设计供配电系统能够降低能耗， 减少碳排放，符合绿色数据中心的发 展趋势。
A级数据中心供配电系统解析
A级数据中心供配电系统解析摘要：供配电系统是数据中心的核心组成部分，是保障IT 设备正常运行的基础条件，是机房规划、建设、运维的重点组成部分，具有专业性强、组成系统较多、较复杂的特点，在机房建设时应高度重视，确保满足规范要求，在运行过程中应加强配电系统的管理工作，重视日常监测和应急演练，确保能安全稳定运行。
本文分析了A级数据中心供配电系统设计。
关键词：A级数据；供配电系统；设计；数据中心供配电系统设计任务的目的就是保证提供一个抗干扰能力强、安全可靠、维护操作运行方便的完善的供配电系统。
随着信息时代的到来，各类数据中心的建设进一步加快，对于数据中心供配电的要求也越来越高。
一、数据中心在不同的场所、机构根据其性质、重要性以及网络中断后造成的损失和社会影响将数据中心分成三个等级，即A、B、C 级，分别为容错型、冗余型、基本型。
这三个等级根据不同的机房级别、分级依据，提出不同级别的配电要求。
A 级机房主要是系统一旦中断会造成重大的社会影响、严重的经济损失，导致公共场所秩序严重混乱等，一般为国家级信息服务机构，如信息中心、大城市机场、银行总行、电台电视台、应急指挥中心等。
此类非常重要的信息中心达到的配电要求必须是不因配电设备故障、维护和检修等原因导致其电子信息系统中断，达到容错标准。
标准为：高压两路主供电源互为备用电源，每路电源还应配备一套备用电源；在主机房配电方面必须采用专用的供电回路或专用电力变压器；信息设备采用专用的UPS 双路供电，互为冗余；末端负载必须为双电源供电。
B 级机房主要是系统中断后会造成较大的损失，会使公共场所的秩序混乱等，一般为省部级信息服务机构或办公单位，如国际会议中心、高等院校、三级医院以及交通指挥中心等。
此类信息中心的机房应达到的配电标准为不因配电设备故障而导致电子信息系统运行中断，达到冗余标准。
标准为：高压两路主供配电互为备用，具备一套备用电源；在主机房配电方面，采用专用供电回路或专用电力变压器；信息设备供电必须为专用UPS 双路供电，互为冗余；末端负载必须为双电源供电。
企业数据中心建设实践之供配电系统设计要点浅谈
的；当估算值与实际值误差较大时，较低 的估算值造成
电量不足 ，较高的估算值导致供配 电系统设备初期投资 高 ，并且设备 利用率低 ，能耗 高 ，运营费用 因此也较
高。
Ｉ Ｔ 设备机柜所要部署 的设备并 不确定 。例￣ １ １ Ｘ ８ ６ 类型服 务器 通常需要两个 单相 １ ６ Ａ或３ ２ Ａ的电源 ，而Ｕ ＮＩ ＸＮ 务器需要 １ ２ 个单相２ ０ Ａ的电源。因此 ，设计 中需要根据 企业 现有Ｉ Ｔ 设 备的供 电特 点对强 电列 头柜上 的断路器
投资浪费的结果 。
站靠近 负荷 中心 的节 能设计理 念 、冗余 供配 电系统 物 理 隔离 的高可用 设计理 念等 。企业可 以根据选 择 的可 用 性等级 ，按照Ｕｐ ｔ ｉ ｍｅ 建 议 的供 配电系统架 构进行设 计 ，但是 由于 每个企业 信息 系统部署 的需求有 各 自的 特 点 ，因此在供 电系统 设计 中仍 然有一 些方 面需要仔
细 的考 虑 和 选 择 。
二 、供 配 电 系统 设计
２ ． １ 功率密度 的估 算 。通 常业 界是按 照每个标准机 柜 所提供 的平均 功率作 为供 电系统容量 的设计 依据 。
如 前所述 ，由于企业业 务快速适 应市场 需求所 带来 的
我们 的做法是 ，首先对企业现有数据 中心中运行 的
不 同企业所 需 的功率密 度是不 同 的 ，这是 由企业 信息 系统采 用 的硬 件架构 所决定 的 。比如 ，对 于互联 网公 司 ，采用 Ｘ８ ６ 架 构的 １ ｕ服务 器或刀 片服务器 提供
＜
Ｒ Ｅ Ｇ Ｉ Ｏ Ｎ Ｌ Ｎ Ｆ Ｏ 数 字 地 方
小时 ，数据 中心未来将有可能出现 电量满足需求 ，而空 间不足的情况 。因为 ，在实际设备部署时不可能每个机 源 ，另一个为两列的Ｂ 路提供 电源 。总之 ，在设计 时应
数据中心供配电系统架构(2023最新版)
数据中心供配电系统架构数据中心供配电系统架构本文档旨在介绍数据中心供配电系统的架构设计，详细说明系统各个组成部分及其功能。
以下是文档的详细内容：⒈引言⑴文档背景⑵引言目的⒉供配电系统概述⑴供配电系统的定义⑵供配电系统的重要性⑶供配电系统的功能⒊前期规划与设计⑴系统规划⑵拓扑设计⑶设备选择⒋主配电系统⑴主配电开关柜⑵主配电柜划分⑶主配电系统组成⒌机房局部配电系统⑴ UPS系统⑵系统冗余设计⑶机柜级别配电⒍灯光与照明系统⑴照明系统需求⑵照明系统设计与布置⒎空调与制冷系统⑴空调系统需求⑵空调系统设计与布局⑶制冷系统⒏电缆布线系统⑴电缆布线规划⑵电缆组织与标识⒐安全与监控系统⑴温湿度监控系统⑵门禁系统⑶摄像监控系统⒑应急备份系统⑴应急发电机组⑵应急供电系统1⒈系统维护与管理1⑴维护计划1⑵定期检查与维修1⑶系统更新与升级附件：附件1：供配电系统拓扑图附件2：柜架布局图附件3：UPS系统参数表法律名词及注释：⒈供配电系统：指数据中心内部的供电和配电系统，包括主配电、局部配电、照明、空调等设备和系统。
⒉ UPS系统：不间断电源系统，用于在电网故障时提供瞬时无间断的电源供应。
⒊温湿度监控系统：用于监测机房内温度和湿度，并及时报警。
⒋门禁系统：用于控制机房出入口的进出权限。
⒌摄像监控系统：用于监控机房内部和周围环境的摄像系统。
全文结束，固定数字\。
数据中心机房供配电系统方案
数据中心机房供配电系统方案一、概述二、系统设计1.电源供应为了确保电力供应的连续性和稳定性，数据中心机房供配电系统应采用双路电源供应设计，即主电源和备用电源。
主电源以电力公司的供电为主，备用电源包括UPS（不间断电源）和发电机组。
2.UPS设计UPS是数据中心供电系统的第一道防线，它能够在电力中断时提供临时电力支持，保证数据中心的正常运行。
UPS应采用并联并备份的设计，以提高可用性和可靠性。
此外，UPS的容量应根据实际数据中心负载的需求进行合理规划，并保证不低于冗余容量。
3.发电机组设计发电机作为备用电源的重要组成部分，在主电源中断时提供长时间的电力支持。
应采用多台发电机并联备用的设计，以提高系统的可用性。
发电机组的容量应根据实际负载需求进行合理规划，并保证不低于冗余容量。
同时，还需要考虑到发电机组的排放、降噪等方面的技术要求。
4.配电设计数据中心机房的配电系统应从总配电室（TSS）开始，通过主配电柜（MDB）和次级配电柜（SDB）将电力供应到机架级别。
主配电柜和次级配电柜应采用N+1的冗余设计，以确保配电的可靠性和连续性。
此外，配电柜需要具备过载保护、电能质量监测、电气火灾监测等功能。
在机架级别，应使用PDU（电源分配器）将电力供应到服务器、网络设备以及其他设备。
5.接地设计由于数据中心机房内有大量电气设备，为了确保人员和设备的安全，接地系统是非常重要的。
接地系统应符合相关的电气规范标准，并确保接地电阻低于规定值。
此外，在数据中心机房的地板上应设置金属网格接地，以降低静电的积累。
6.监控与管理数据中心机房的供配电系统应与监控系统结合，实现对系统运行状态的实时监测和告警报警。
监控系统应能够监测UPS的输入和输出电压、频率、负载情况等参数，以及发电机组的状态。
此外，还应配备远程管理功能，方便运维人员进行远程检修和管理。
三、系统要求1.高可用性和可靠性：供配电系统应具备高可用性，能够保证电力连续供应，并具备可靠性，短时间内自动转换为备用电源。
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数据中心供配电系统设计
【摘要】本文阐述数据中心相关配电标准的要求、数据中心供配电系统设计的基本原则，然后通过一些数据分析，来分析数据中心的配电系统设计办法。
【关键词】数据中心；供配电系统；设计
一、前言
数据中心是容纳计算机房及其支持区域的一幢建筑物或建筑物的某个部分,主要设置进行数据处理和数据交换的计算机、服务器、存储设备、网络设备等电子信息设备。
近年来，不仅电信企业，政府机构以及银行、证券、保险、互联网等众多行业也都在建设各种不同用途、规模、等级的数据中心。
二、数据中心供配电要求
1、数据中心的分级
现在实行数据中心设计的一个重要根据是2009年6月1日我国正式开始实施的相关电子信息系统机房设计规范，按照规范的相关内容,数据中心机房划分成A、B、C三个等级。
(一) A级数据中心机房，供配电电源是按照非常重要一级负荷里来设定，不仅要设置两路电源同时供电，而且还要保证如果其中一路电源发生故障,另一路电源能够负担全部负载，所有用电设备不会因此而受到影响,而且还要设置柴油发电机作为备用电源，柴油发电机燃油存储量为72小时，IT负载及IT负载的空调系统需要配置不间断电源系统，且不间断电源按2N配置。
(二) B级数据中心机房，供配电电源是按照一级负荷来设置,需要设置两路电源同时供电，任何一路电源均可负担全部负载，同样需要配置柴油发电机系统不和间断电源系统，柴油发电机燃油存储量为24小时，且不间断电源按N+1配置。
(三) C级数据中心机房，按照二级负荷来设定供电电源。
2、如何确定数据中心不间断电源的容量
要有不间断电源系统向数据中心机房设备供电,通常使用UPS系统。
在对UPS的基本容量进行确定时要留有裕量,为什么要在确定UPS容量时留有裕量？第一个目的是减轻UPS的负荷,保障供电的可靠性能；第二个目的是将来如果要增设一定数量的电子信息设备,其容量依旧能够达到相应的要求。
三、数据中心供配电系统设计的基本原则
1、数据中心供配电系统设计应执行或参照执行国家和行业及地方相关标准、
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，采用适用的技术措施就可以。
并且符合项目建设单位的企业标准和国家及地方规范。
2、在设计数据中心供配电系统时，遵循相应的分级和分区原则，在相同功能的区域里，供电设备要遵循该区域的标准，提高可靠性，解决了单点故障的问题，具有系统高容错能力。
四、数据中心供配电系统设计
1、数据机房变电所、柴油发电机房至UPS机房的配电
（一）UPS 电源系统的设置应考虑分区或分类供电的要求。
多个UPS 电源系统可分期建设，但每个UPS 电源系统宜一次建成。
每个UPS 电源系统的供电容量不宜过大，一般控制在800 kV A 以下。
图1为A级数据中心供配电干线图,两个UPS机房输入柜通过数据机房变配电所两台不同的变压器低压配电柜分别引来,跟柴油发电机低压配电柜引来的电源进行自动切换。
按照我国相关的电子信息系统机房设计的规范和原则，精密空调配电柜及应急冷冻机配电柜的电源分别由数据机房变配电所与柴油发电机低压配电柜引来,并分别自动切换。
动力设备等其他用电设备与电子设备用的UPS分开不同回路配电,可减少对电子信息设备的干扰。
UPS 电源系统的主机连结方式应与数据中心用途或等级(可靠性要求)匹配。
UPS 电源系统的输入、输出配电方式应与数据中心的规模或等级(可靠性要求)匹配。
（三）UPS 电源系统主机连结方式应满足不同用途或等级数据中心对供电可靠性的要求。
（四）UPS 电源主机容量的选择应结合主机连结方式以及分区、分类供电要求统筹考虑。
一般单台主机容量不宜大于400 kV A。
（五）UPS 电源系统蓄电池组配置应满足不同用途或等级数据中心对供电可靠性和后备时间的要求。
2、数据中心供电电源的配电
（一）市电电源选择一般采用10 kV 供电电压，但其供电容量有限。
某些地区规定：10 kV 供电电压，用户受电设备的总容量为250～6300 kV A，若需更大的供电容量，则需采用35kV 或110 kV 及以上的供电电压。
（三）当数据中心中、远期规划用电负荷较大时，应该在刚刚开始建设时就采用35 kV 及以上供电电压，避免因为供电容量不足，影响到数据中心的发展。
当使用35 kV 及以上供电电压时，可按照数据中心建筑的形式来确定变电方式。
通常单幢建筑的数据中心采用35/0.4 kV直降方式，园区式多幢建筑的数据中心采用35/10 kV、10/0.4 kV 二级降压方式。
（四）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。
（五）数据中心的自备应急电源通常使用柴油发电机组来进行。
针对一些大型和高等级的数据中心，根据自身情况可以选择使用一些具有高性能，安全性高，具有良好的输出电源品质，小体积，重量不高的，功率大燃气轮机来作为发电机组。
（六）在配置数据中心自备应急电源时，要根据自身的具体情况来满足各种用途和需求，但是要以可靠性为基础要求。
4、数据中心变配电系统的配电
（一）两路市电电源的高压配电系统应采用单母线分段方式。
（二）当两路市电电源冗余时，两段母线间可不设置联络(一般供电部门也不允许联络)。
（三）应采用放射式配电。
（四）两路市电电源的低压配电系统应采用单母线分段方式，设置联络在两段母线之间。
（五）一些数据中心的两路市电电源要求可靠性极高的，要设置分别跟两路自备应急电源，其中的一路进行自动切换。
（六）针对UPS 电源系统、机房空调和机房照明，还有建筑设备中的一级和二级负荷，设置放射式双回路配电，在负荷设备输入端两路电源进行自动切换，并且采用PC 级自动转换开关。
（七）双回路配电的两回线路要求物理隔离，如果无法分开，就使用防火隔离措施。
（八）低压配电系统的同一段输出母线上宜同时连接为同一设备机房或区域服务的UPS 电源系统和机房空调设备。
结束语
提供一个抗干扰能力强、安全可靠、维护操作运行方便的完善的供配电系统是数据中心供配电系统设计的任务。
由于数字信息化进程的加快，对各类数据中心的建设提出了新的要求,因此数据中心供配电要求也变得越来越高。
针对一些需要进行特殊设计要求的数据机房,要通过具体工程实践中来进行区分和设置。
参考文献：
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