常用UPS的品牌:APC 、山特
1.1 机房UPS及配电系统
本方案依据《供配电系统设计规范》(GB50052-95)要求,把机房设备用电作为重点考虑。供配电系统包括线路分配、开关柜、UPS电源、普通插座和专用插座的布设,以及空调、门禁、视频监控照明等辅助设备的配电系统。所有设备采用双回路供电,每个机柜均设计两路独立回路。
1.1.1 功能要求
Ø 考虑到E地块供电的可靠性,机房供配电系统采用市电供电和UPS相结合的供电方式;
Ø 按照机房工程的求的设备量计算整个机房的市电用电量,由电气施工方提供2路独立回路至机房配电柜,我方负责机房配电柜配出部分,所有机房内设备用电经过机房市电和UPS配电柜之后由机房内部独立控制;
Ø 市电配电柜动力用电(机房空调、照明、新风等需与消防联动的用电设备)总开关安装分励脱扣装置,接收消防控制器的低压信号,在消防报警之后切断动力用电总开关,达到消防的要求;
Ø 机房内安装UPS电源,电池容量配备满载120分钟后备电池;
Ø 机房内提供市电和UPS电,机柜均单独回路供电;
Ø 消防系统由UPS供电;
1.1.2 设计要点
Ø 配电柜充分考虑市电及UPS的用电负载,及20%-25%的冗余。
Ø 配电柜主电缆由楼层配电柜引入,动力开关与消防联动。
Ø 计算机插座回路采用ZR-BVR3*2.5电源线。
Ø 机房内采用两路市电提供UPS电源,经ATS全自动切换开关,可以做到不断电的情况下自动切换, UPS提供两路16A的电源至机柜下方的接线箱,再连接至机柜内的PDU电源模块。
Ø 电源插座全部采用专业PDU。
Ø 配电柜内开关均选用施奈德断路器。
Ø UPS输出电源和市电做旁通备份,在UPS全部发生故障的情况下,可通过专业的手动切换开关来完成电源的切换,这种专业切换开关通过机械联动机构,避免市电和UPS电源同时合闸,因频率不同步而造成的险情。
Ø 机房内考虑空调电源、门禁电源和及其它设备电源。
Ø 在适当区域布置适量的市电电源点,提供维修及保洁等使用。
Ø 配电柜配备专业的电量仪,带电流、电压指示。
Ø 强弱电桥架分开无交叉,桥架管线的通道进出口做到密封、防水、防鼠要求。
1.1.3 电源设计分类
机房计算机设备包括小型机、PC服务器、网络设备、通讯设备等,由于这些设备进行数据的实时处理与实时传递,关系重大,所以对电源的质量与可靠性的要求极高,因此该配电系统按照一级负荷考虑进行设计。
用电设备供电电源均为三相五线制或单相三线制,采用双回路供电,总供电量满足UPS、空调、照明等设备的用电量要求。
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,配电以树干式、放射式向用电设备供电;
配电系统所用线缆均为阻燃铜芯绝缘护套电力电缆及阻燃铜芯线,敷设镀锌铁线槽、镀锌钢管及金属软管;
1.1.4 配电系统设计
配电间设两路电源进线的总配电柜一台,通过提供UPS的电源和UPS输出电源的再分配至电信网络机房和安保机房。同时对机房的配电柜提供市电电源。机房内线缆由配电柜至各工作点线缆,全部布放在静电地板的金属桥架内,分支电线由桥架引出,外套金属软管,直接上到机房机柜上等用电设备上。
机房外通过桥架、镀锌钢管铺设至各工作点预设位置,电线由此引出,外套金属软管接到用电设备上。
1.1.5 电力线缆的电磁辐射防护
1、天花板采用微孔铝合金天花板;铺设防静电地板,并在地板下作静电接地;机房内地板支撑脚、金属天花、墙面板均做有效的电气连接并分别连接的大厦联合接地汇流排,形成法拉第效应,有效的防止电磁干扰。
2、为了防止机房内电力配线产生电磁干扰,在机房施工中所有路由均穿金属管且保证一定的壁厚,金属管接头采用螺丝接头连接,并拧8个以上丝扣;使用金属软管作为过渡连接时,尽量减少接头(不多于两个),并使接头深度嵌入,这样能够保证所有接头部位形成低阻位,有效减少非连续接头部位产生的漏磁通。
3、机房内所有电缆、电线、信号线全部采用地板下敷设。
4、机房内配线采用辐射放散式配线方式,严禁采用环形配线。
5、交流工作地、安全保护地采用大厦等电位联合接地体,形成良好电气接地网。
6、直流工作地采用机房地坪网格装均压带,保证有效接地电阻小于1欧姆,解决设备外壳静电荷有效泄漏的问题。
7、对动力配电柜(盘、箱)的母线输入端加装防浪涌、防过电压、防细小雷电流避雷器。
1.1.6 配电柜及开关的选择
配电柜柜体采用国产产品,配电柜所有元器件均采用施奈德系列产品,符合IEC947-2IEC898标准,主开关采用NS系列空气断路器。分支开关采用Multi9系列断路器,操作寿命均在5万次以上,性能可靠、安全、免维护。Multi9系列开关采用道轨式安装法,因此分配负载数量多,增容相当方便。根据要求可提供多种附件紧急停电掣各开关辅助触头(报警、故障、分合指示等)主开关操作方式任选(直接手柄操作,旋转手柄操作,)。柜体采用全封式结构,玻璃门或普通门防护、防尘、120度倾角防水。最高保护等级可为IP45符合IEC529 BS5420标准。操作安全、方便,所有开关都安装在带有开口的防护板后,只有操作手柄及按钮可见。
1.1.7 UPS电源的选择
根据设备需求分析,我们为世博村E地块的配电系统选用柏克80KVA UPS电源,,后备电池按30分钟考虑。
柏克UPS技术特点:
1、逆变器
电源装置中逆变器采用原装进口产品,并满足下列要求:
² 逆变器采用进口品牌主模块和高可靠性的数字集成电路双CPU SPWM多闭环逆变技术作为功率输出单元和控制单元;
² 逆变器要求用一体化隔离式变压器输出纯正弦波、能100%三相不平衡运行;
² 逆变器能向任何感性或容性负荷供电;
² 逆变器设有滤波器,把总谐波畸变率限制在5%以下;
² 逆变器的每逆变桥的桥臂设有保护电路,以防止因过流等损坏逆变桥桥臂固态板;
² 逆变器的输入回路和输出回路设有熔断器和断路器等过流保护装置,熔断器须设有熔断指示,以便维修人员进行维修和维护;
² 在旁路模式中,它保证为用户提供可靠的电源,具有持久性、可靠性,并且能够完全避免危险的运行状态;
² 逆变器具有抗短路能力,集成静态旁路开关和绝缘隔离变压器;
² 逆变器参数的选择要根据输出波型来设定。
2、整流器/充电装置
电源装置中负责对电池充电的充电器须采用高频程控大功率充电器,并采用一体化设计电流1-100A可设定,同时并满足如下要求:
² 整流模块为原装进口产品,可靠性高,所有器件及导线采用无自爆、耐火和阻燃产品。
² 控制电路采用高速CPU控制,数字化程度高,安全可靠。
² 充电器具有对电池充电全智能化自动管理功能,并防止对蓄电池过充的功能;
² 充电器具有自诊断功能,能准确判断其故障位置,便于维修。
² 充电装置须有短路、过流等保护功能。
² 所有组成部分均做在同一机柜中,体积小,维护简单。
² 有电池均充和浮充电自动转换功能,电池保护功能好。
² 有电池测试功能,可以测试电池状态,供电情况等。
3、显示装置
带有背光大屏幕中文液晶触摸显示屏,人机界面友好,可显示如下内容:单路交流进线三相电源电压、充电电压、充电电流、电池组电压、电池组充放电电流、单个充电模块电压、单个充电模块电流、逆变器输出电压、频率等。
以上测量精度不小于1.0级,电源装置取消常规的测量表,全部通过监控系统液晶显示屏显示。
4、UPS技术参数
基本技术参数
标称容量( KVA ) | 10-800KVA | |
工作方式 | 双变换纯在线式,带隔离变压器输出工频机 | |
相 数 | 单相 +N+G | |
输入功率因数 | >0.95 (加滤波器或 12 脉冲整流器) | |
多种工作模式 | 具有UPS、EPS、ECO节能模式整机效率>0.98 | |
整 流 器 | 输入标称电压 | 220/380V/230/400VAC 、 240/415VAC |
范围 | 380/220± 25% | |
输入标称频率 | 50Hz ± 10% , 60Hz ± 10% | |
输出纹波 | < 2 % | |
软 启 动 | 0 ~ 100% 5sec | |
充 电 | 充电模式 | 先恒流后恒压,带温度补偿充电和自动均浮充转换 |
温度补偿电压 | 3mV/ ℃(单体) | |
充电电流 | 0.1C (根据电池容量设置自动调节) | |
电池 | 电池类型 | 免维护铅酸蓄电池 |
电池容量 | 7 ~ 999AH 可设定(根据不同功率容量范围不同) | |
逆 变 器 | 相 数 | 单相 +N |
额定功率 | 额定容量× 0.8 | |
标称电压 | 380VAC | |
输出电压稳定度 | ± 1% (稳态负载),± 5% (负载波动) | |
频率稳定度 | 50Hz , 50Hz <± 0. 5% (不同步时) | |
波峰因数 | > 3 : 1 | |
输出波形失真度 | 正弦波,线性负载< 3% ;非线性负载< 5% | |
动态特性 | 瞬变电压<± 5% (由 0 到 100% 跃变),瞬间恢复时间< 10ms | |
不平衡负载电压 | <± 5% | |
过载保护 | 120%正常工作125%60 分钟 ; 150%10分钟; 200 % 1S | |
逆变器效率 | >93%(满载) | |
旁路 | 相 数 | 三相 +N |
标称电压 | 380VAC、 400VAC、 415VAC | |
转换时间 | < 0ms (静态开关零切换) | |
保护功能 | 输入保护 | 电压、频率超限;错相、缺相 |
输出保护 | 过流、短路、功因过低 | |
电池保护 | 过充保护、过放保护 | |
温度保护 | 环境过温保护、逆变器过温保护 | |
硬件故障保护 | 辅助电源异常、 断路器跳闸、熔断器断开及功率器件过流过压保护 | |
报警 | 具有语音报警功能 | |
系 统 参 数 | 工作环境 | 环境温度: -20 ~ 55℃,相对深度 30% ~ 90% 海拔高度< 1000 米 (每增加 100 米 功率下降 1% ,最高 4000 米 ) |
冷却方式 | 强制通风 | |
通讯接口 | RS232 、 RS485 。可选干接点接口、 SNMP 卡(网络远程监控) 真人语音报警功能 | |
冗余功能 | 串联热备份或并联 | |
抗浪涌能力 | 10/700 μ S , 5KV ; 8/20 μ S , 20KA | |
防护等级 | IP20 | |
安全性能 | 输入输出对地的抗电 3000VAC ,漏电流小于 3.5mA ;绝缘电阻大于 2M Ω( 500VDC ) | |
噪声 dB | 55~60 | |
显示装置 | 带有背光大屏幕中文彩色液晶触摸显示屏,人机界面友好,可显示如下内容:单路交流进线三相电源电压、充电电压、充电电流、电池组电压、电池组充放电电流、单个充电模块电压、单个充电模块电流、逆变器输出电压、频率等并储存256条故障信息。 | |
电池管理软件 | 智能电池充电:根据用户的电池配置自动调整电池的充电参数,并会根据供电环境对电池进行均充浮充转换、温度补偿充电,放电管理。延长电池的使用寿命,减少管理员的负担; |
5、蓄电池选择:
蓄电池采用柏克高品质全密封阀控式免维护铅酸胶体蓄电池,。浮充使用寿命≥10年长寿命系列电池,核对性充放电次数大于600次,并满足事故负荷供电所需时间。
1.2 机房空调系统
机房中的电子设备在运行中散热量大而且集中,散湿量极小,散热量的95%是显热,热湿比极大。在这种情况下,空气处理可近似作为一个等湿降温过程。
根据热的传播方式—传导、辐射、对流分析,疏散显热的最有效方式是对流,这就需要大量的冷风将热量带走。
中央空调主要考虑人体对环境的要求,不具备大风量。因此,中央空调方式就会出现虽然冷量够,但设备热量却散不出去的问题。集中空调是用风管送风,而非静压风库,送风均匀度较差,所以中央空调不适合在机房使用,一定要考虑机房专用吸顶式的空调机组。
机房精密空调充分考虑了电子设备的特点,在相同制冷量的基础上,加大了风量。加之下送风利用四面送风的方式,使得送、回风均匀,能够较为迅速、有效地带走机器热量,同时具备分开摆放,按负载量不同摆放,按照冷热气流流动方向摆放。家用、商用空调、中央空调都没办法保证2℃的温差,而电子设备在温度不稳定的状态下工作,寿命会大大降低。
此外,机房对洁净度亦有严格的要求,这个要求远远高于办公用房。由于中央空调送风方式的特点决定其不能满足此要求。而机房专用空调中有中效过滤系统,可随时更换过滤网,方便 、省时、经济。普通舒适性空调机的温、湿度控制精度低 、过滤性能较差。
根据各机房的功能需求配置相应的空调及新风系统。其中计算机网络机房配置机房专用精密空调、采用地板下送风方式,新风机组与消防系统联动
1.2.1 机房冷负荷计算及选型
机房主要的热负荷来源于设备的发热量及维护结构的热负荷。因此,我们要了解主设备的数量及用电情况以确定精密空调的容量及配置。但在暂不确定设备数量等情况时,机房热负荷没有条件精确计算,根据以往经验,可根据机房的面积进行测算。
中心机房总面积近850平方米:
在此项目的设计中,采用面积计算法,按实际的机房面积计算。每个平方按照350W进行估算, 所以热负荷为:350×850=154700W。
因此若考虑主机房空调系统采用2台60KW和2台40KW柏克精密空调,有20%的余量。
主机房设计为一个独立的新风区,在下送风区的机房内安装一台吸顶式新风处理机。
经现场实地勘察,以上所有空调的室外机均需放置在大楼3楼裙房室外平台的位置。
1.2.2 产品功能及主要特点
n 机房专用空调机组的机械性能
Ø 机柜表面喷涂均匀、无破损,机柜颜色要求为灰色;信号灯、开关、测量显示装置布局合理。
Ø 40KW制冷量的空调室内机的尺寸应不大于:1740mm(长)*850mm(宽)*1950mm(高)。操作及维修安全、方便。
Ø 60KW制冷量的空调室内机的尺寸应不大于:1900mm(长)*850mm(宽)*1950mm(高)。操作及维修安全、方便。
Ø 结构工艺:部件排列合理、整齐;导线颜色和截面合理,布放平整;接插件牢固;进出线符合工程需要;具备抗震措施。
Ø 标牌、标记:应平整清晰。
n 机房专用空调机组的适应环境
Ø 温度:室内 -10℃ ~+30℃
室外 -30℃~+46℃
Ø 湿度:≤95%RH
n 机房专用空调机组的温度、湿度控制性能
Ø 机房专用空调应能按要求,自动调节室内温、湿度,具有制冷、加热、加湿、除湿等功能。
Ø 温度调节范围:+17℃~+28℃
Ø 温度调节精度:±2℃温度变化率< 5℃/小时
Ø 湿度调节范围:40% ~60%RH
Ø 湿度调节精度:±5 %RH
n 机房专用空调机组的机组性能
Ø 机房专用空调机组应选用直接膨胀风冷冷却方式,送回风方式为下送风上回风。
Ø 机房专用空调应具备制冷、加热、加湿、除湿及温、湿度传感器和控制器。
Ø 制冷压缩机要求:采用美国COMPLAND 涡旋式高效压缩机,节能。 机房专用空调的加热性能:使用PTC陶瓷模块式加热系统。
Ø 机房专用空调的加湿性能:
Ø 应采用电极式加湿器。精密空调的加湿量不小于10KG/H。
Ø 机房专用空调的空气洁净度:高效过滤器,波浪形设计,三层过滤完全满足计算机房洁净度要求,材质选用合成纤维,可清洗。
Ø 使用大风量直接驱动离心风机。
Ø 具有双重外壳(Double Skin)箱体结构,使机组静音运行;内部不会滋生、存留细菌;防火等级为A0级(ISO1182.2)。
Ø 机房专用空调的控制系统:
² 应具有先进的控制系统
² 应具有256条大容量故障信息记录;48小时温湿度历史曲线,曲线精度可调。
² 内容及参数掉电保护设计。
² 机组应具有过压 、欠压等报警及故、障诊断,告警记录功能,自动保护,自动恢复,自动重启动等功能。
² 控制系统应具有多级密码保护功能。
n 机房专用空调机组主要技术参数要求
直接膨胀风冷式机房专用空调 | 40KW | 60KW |
总冷量 (24℃-50%) | ≥40kw | ≥60kw |
显冷量 (24℃-50%) | ≥38kw | ≥55kw |
压缩机数量 | 2 | 2 |
风量 | ≥12300m3/H | ≥17000m3/H |
电加热量 | ≥12kw | ≥12kw |
加湿量 | ≥10kg/h | ≥10kg/h |
噪音等级 dB(A) | ≤58 | ≤60 |
尺寸(长*宽*高)MM | ≤1740*850*1950 | ≤1900*850*1950 |
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