機房UPS電源供配電系統(tǒng)需求和設計方案

來源：存能電氣  日期：2019-05-29 15:22  瀏覽量：次

　　機房UPS電源供配電系統(tǒng)需求和設計方案。數(shù)據(jù)中心機房供配電系統(tǒng)是一個交叉的系統(tǒng)，涉及到市電供電、防雷接地、防靜電、UPS不間斷供電、柴油發(fā)電機等，每個系統(tǒng)互相交叉，互有影響，這就使我們在布置時必須考慮多方面的因素。

　　機房UPS電源的供配電系統(tǒng)就是這基礎(chǔ)工程的心臟和大動脈，供配電系統(tǒng)的穩(wěn)定，能夠保障其它系統(tǒng)發(fā)揮作用和核心業(yè)務正常運行，下面了解一下機房UPS電源供電系統(tǒng)需求和設計方案。

　　機房UPS電源供配電系統(tǒng)需求分析

　　隨著數(shù)據(jù)中心的要求也不斷提高，信息設備功能越來越強，功率密度越來越高。數(shù)據(jù)中心設備機柜用電負荷由以前的2kVA/臺，提高到3kVA/臺、4kVA/臺，甚至更高。機房單位面積的平均用電負荷也由1kVA每平方，提高到1.5kVA每平方、2kVA每平方，甚至更高，數(shù)據(jù)中心用電負荷的統(tǒng)計應分為兩個層次，即：UPS供電系統(tǒng)負荷(輸出)和市電供電系統(tǒng)負荷。

　　市電供電系統(tǒng)負荷(輸出)的統(tǒng)計主要包括：UPS供電系統(tǒng)(輸入)、機房精密空調(diào)系統(tǒng)、機房照明及建筑電氣設備等。UPS供電系統(tǒng)負荷(輸入)=供電負荷+充電負荷。機房精密空調(diào)系統(tǒng)負荷=N臺主用空調(diào)機組額定負荷容量×負荷率。

　　UPS電源供電系統(tǒng)負荷(輸出)的統(tǒng)計主要包括：計算機設備、服務器、存儲、網(wǎng)絡設備、小型機等，在負荷設備明確時，按設備數(shù)據(jù)統(tǒng)計，具體負荷設備不明確時，按設備機柜平均負荷統(tǒng)計。設備機柜數(shù)量也不明確時，可按機房面積平均負荷估計。

　　機房UPS電源供配電系統(tǒng)的布置

　　數(shù)據(jù)中心機房供配電系統(tǒng)主要設備有：UPS、電池、配電柜和柴油發(fā)電機等。這些設備單位占地面積、重量大，對于這些設備的擺放位置既要考慮功能上的需求，又要考慮空間和承重的需要，還要考慮對外界的危害。數(shù)據(jù)中心機房供電系統(tǒng)應有獨立的配電間、變配電所，UPS電源機房應靠近設備機房(負荷中心)布置，這樣能保證從UPS輸出到用電設備之間的壓降和損耗盡可能的小。

　　UPS電源主機、配電柜與蓄電池組是否需要分隔，按照數(shù)據(jù)中心等級的要求決定，另外還需要考慮到UPS屬于大型設備，重量比較大，噪聲大，需要擺放在一個承重比較好，并且不影響辦公和休息環(huán)境的地方。配電柜位置的選擇，主要考慮功能上的需求，配電柜應在滿足功能分區(qū)的基礎(chǔ)上，盡可能靠近供電負載。

　　發(fā)電機房宜設置在地面一層，當發(fā)電機房設置于地下層時，應特別注意進、出風通道能否滿足要求，應注意發(fā)電機組儲油裝置(日用油箱、儲油罐)的消防要求。變配電所、發(fā)電機房、UPS電源機房均應留有足夠的面積，可與設備機房同步發(fā)展，應對設備機房面積擴展或設備機房功率密度上升引起的供電需求。于非專門設計用于數(shù)據(jù)中心的建筑，應注意其是否滿足設備安裝和線路敷設的要求，包括樓面荷載、凈高、抗震等級、耐火等級等方面。

　　機房UPS電源供配電系統(tǒng)設計方案

　　選配UPS電源過程中考慮容量問題時，列舉決定容量大小的相關(guān)因素，并具體說明各因素與容量的具體關(guān)系。確定UPS容量大小應參考因素主要有：實際負載容量、負載的類型、容量使用率、環(huán)境條件、UPS的類型及實際負載能力、潛在擴容需求等。實際應用中應考慮：

　　A、實際負載容量

　　這是決定UPS容量大小的根本因素。UPS的輸出能力必須達到或超過負載需要才能保證正常供電。實際應用中要考慮UPS是采用集中式供電還是分布式供電。采用集中式供電的負載總量應是將機房所有由UPS供電負載的功率累計。采用分布式供電的則根據(jù)每臺UPS所帶負載不同確定。

　　B、負載的類型

　　不同類型的負載其有功功率和無功功率的比例不同，但UPS需向負載同時提供足夠的有功功率和無功功率，則實際輸出能力受負載類型所限制。對于計算機類負載，UPS基本上可以輸出額定的功率，如果負載是阻性或電感性的，則UPS的輸出功率有所下降，需要加大UPS容量。

　　C、UPS容量使用率

　　由于計算機機房設備有各種開關(guān)電源類的非線性負載及各類打印機負載，這些負載沖擊電流大，如果供電UPS容量過小，長期重載運行，容易出現(xiàn)波形失真，而且易造成輸出末級功率器件過流，加上重載引起的發(fā)熱量，對系統(tǒng)可靠性明顯不利。對于大功率UPS，一般建議容量使用率控制在0.6~0.8。

　　當然UPS容量也不宜過大。UPS帶很小的負載雖然有利于可靠性，但過度輕載運行，一則浪費了投資，二則在市電長時間停電時，電池一直小電流放電，容易發(fā)生深度放電引起損壞。

　　D、環(huán)境條件

　　UPS的工作溫度一般應控制在0~40℃范圍內(nèi)。如果溫度過高、通風條件不好，則不利于散熱，應降額使用。另外海拔高度也有影響，海拔超過1000m后每升高1000m，UPS應降額5%使用。

　　E、UPS的類型及實際負載能力

　　不同類型的UPS其帶載能力有所不同。工頻機的輸出能力較好，而高頻機的實際帶載能力只有工頻機的0.9倍。另外一些廠商的產(chǎn)品，可能存在實際負載能力較標稱容量低的現(xiàn)象，這是產(chǎn)品的可信性問題，用戶在應用時不得不考慮這一因素。科華公司多年來一直保持良好的信譽，產(chǎn)品經(jīng)過嚴格的測試和質(zhì)量把關(guān)，用戶完全可以放心。

　　F、設備的潛在擴容需求。

　　配置UPS容量應考慮設備今后擴容需要，留有一定余量，將來負載增加了，不至于再次購置UPS。另外，盡量選用具有并機功能的機型，必要時可通過UPS并機成倍擴大輸出容量。同時，在配置UPS的輸入輸出配電柜時，應將線纜及空開留有一定余量，方便日后擴容。

　　機房UPS電源供配電系統(tǒng)是數(shù)據(jù)中心最重要的基礎(chǔ)設施，應在數(shù)據(jù)中心建設初期予以統(tǒng)籌考慮和全面規(guī)劃，并根據(jù)數(shù)據(jù)中心對供電可靠性的要求。若數(shù)據(jù)中心中存在不同等級的功能區(qū)域，在供配電系統(tǒng)設計中也應區(qū)別對待，以減少不必要的建設投資和運營成本。