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2018-11-20 06:10:27 / 打印

设计单位:上海建筑设计研究院有限公司

设计人员:叶海东、徐丽、王辉、刘兰、朱文

电气设计概况:数据中心建设是本项目的重中之重,设计目标是UPTIME 中最高的Tier4等级。整个系统及路由等都必须满足"2N"冗错的需求。这大大增加了建筑布局、机房规划的复杂性。

工程设计难点:

(一) 本工程核心是数据中心项目,项目的难点在于除了对电气本身系统要求的可靠性很高外,对建筑本身的双路由物理防火隔离也有很严格的要求,并需要兼顾协调其它专业的管道。

(二) 在两路市电失电时,采用10kV柴油发电机并机发电,故市电与柴发相互之间的切换,所带变压器负载按实际运行需求及设备本身特点等,如何合理地,在最短实间内,按优先级步进式控制上载,且不会引起柴发并机系统解列?又如何在市电恢复时,安全可靠地切换至市电模式?这是对设计者的一个考验。

强电系统:35kV配变电系统、10kV配变电系统、应急备用柴油发电机系统、低压供配电系统、动力及照明系统、防雷及接地系统等。

市电为双重35kV电源,每路电源容量为20000kVA。采用二级降压方案,35kV降至10kV,再由10kV降至400V。本工程设置1个35kV主变电站,内设2台35kV/10kV有载干式变压器;22个10kV分变电站,共设39台10kV/0.4kV变压器。在本基地中部,设一个柴油发电机房,内设6台净输出连续功率为3000kVA应急备用柴油发电机。

弱电系统:火灾自动报警及消防联动控制系统、安全防范系统、语音、数据通信系统及结构化综合布线网络系统、公共广播和紧急广播系统、卫星电视接收和电缆电视分配系统、停车场管理系统、楼宇设备自动化管理及建筑物设备监控系统、智能化集成系统、一卡通系统、会议用扩声、灯光和同声传译系统等。

设计特点

强电:

(一) 数据中心区域大容量、高密度、高可靠性的供配电需求

1. 市电电源

1)本工程含数据中心用电负荷和其它配套办公、服务楼用电负荷。其中数据中心的总用电量约为12205KVA。

2)本工程数据中心的设计目标为UPTIME Tier4。

3)数据中心区域市电实现方案:

系统——两路市电,每路市电负荷率为40%。任一路市电失电,另一路可承担所有的负荷。

路由——每路市电配电均设立独立变配电间,供配电水平和垂直均设置两个独立路由,且不同路由的配电柜、变压器、桥架等分别以橙、黄色不同色标表示。

4)数据中心配电采用模块化设计,1#楼每层均设置A、B两个独立的10kV变电站、UPS配电间,服务于该层的数据机房。既满足了路由及设备空间的“2N”容错要求,又满足了业主分步、分期投入的需求。

2. 柴油发电机:

1) 6台净输出连续功率3000kVA的10kV高速柴油发电机并机运行。其供电范围:数据中心机房的UPS电源及其空调(含冷冻机组(冷冻机为变频冷冻机,启动电流不大于额定工作电流)、一二次泵、冷却塔、CRAH等等)、消防设备、安防机房、应急照明等重要负荷。

2) 两种运行状态:

a) 非消防状态:一旦两路市电都故障时,10kV柴油发电机起动并机仅为数据中心机房的UPS、空调、应急照明等特别重要服务,采取"5+1冗余"的供电可靠性。 b) 消防状态:若两路市电均失电,第一台发电机启动15秒内为消防设备、安防机房、应急照明等重要负荷供电,其余5台发电机陆续启动并机后为数据中心UPS、空调等供电,该状态下发电机不考虑冗余。

3) 柴油发电机的室外埋地式油罐储油量为48小时。

3. UPS实现方案: UPS系统采用双母线镜像冗余结构,满足全负荷15分钟运行时间,且系统提供 "2N"冗错的可靠性。

(二) 节能

1. 数据中心用10/0.4KV子变电所按楼层设置。让变电站尽可能靠近负荷中心,以减少低压供电线路的损耗,达到节能目的。 1#楼数据中心3~8层按A、B电源分别设立独立变电所、配电间。

2. 谐波治理:治理原则——采用源头和变电所综合治理原则

1) 在源头治理谐波

a) 变频器——配置内置式直流电抗器,电压总谐波畸变率不大于3%;设置外置式无源电流滤波器,保证电流总谐波畸变率不大于5%。且变频器还需内置无线电干扰滤波器,以满足EN55011,EMC C1级标准。

b) 数据中心采用高频UPS,以保证UPS电流谐波总畸变率不大于5%,电压总畸变率不大于3%。

c) 设计中所选用荧光灯具均配用有3C标志和安全认证的高功率因数、低谐波含量的电子镇流器,功率因数不小于0.9。

2) 变电所治理

a) 在电力电容器补偿柜中串接7%电抗器,以针对抑制5次以上的谐波进行抑制。

b) 采用D/Yn-11接线绕组的配电变压器,以阻断3n次谐波对上级电网的影响。

c) 在变压器出线侧总开关及大功率谐波源设备所在回路设置具有谐波检测功能的仪表,来检测与监视谐波情况。

3. 电力监控及电能管理系统:35kV侧采用电业计量,除电业计量外在空调、动力、照明插座和特殊用地等干线及每层强电间增设电能监测表,并带通信模块,通过RS485接口,并采用TCP/IP协议实时上传数据。所有变压器380V主开关处采用ION7650进行实时采样,采样频率高达1024点/周波,能实现波形捕捉,实时监测电压扰动,瞬态监测与捕捉电网闪变,帮助快速、及时分析电力故障原因,这个技术首次运用在数据中心中。

4. 照明:充分利用自然光,并在大办公区域、公共区域及地下车库设置先进的智能灯光等控制系统。

弱电:

(一) 大容量、高速率、高可靠性的数据传输需求一层设四个电信机房,分别接入两三家电信服务商,并由两个独立的路由引入。数据主干采用2根12芯OM3万兆多模光缆,主干线路采用双路由。计算机系统还考虑到与卫星数据通信系统联网,以提供一个大容量和宽带的无线数据双向通讯通道。

(二) 可靠的安防管理系统根据使用功能的不同和防范要求的不同,将园区的安全设防分为若干个防护等级——1#楼机房、2#楼备用机房防护等级最高;1#楼非生产区域管理其次;3#楼再次;4#楼最低。其相互之间不能任意通行。在整个信息中心园区建立以电视监控系统为中心,集防盗、门禁一卡通、巡更、安检为一体的集散型安全防范系统。

(三) 新颖的机房监控系统系统集成以控制软件为平台对环境监控各系子统信息进行综合处理,实现系统联动、信息管理等综合功能。机房楼层3D监控,模拟漫游各楼层机房。

监测以下内容:

1. 配电柜监测:监测机房配电柜进线电量参数和重要开关状态。

2. UPS监测:监测所有UPS运行状态参数(如:逆变器状态、整流器状态、电池备份时间、旁路供电状态等)。

3. 发电机监测:监测发电机运行状态、水温、输出电压、输出电流、输出频率等参数。

4. PDU监测:监测PDU的各路开关电流,开关状态以及负载率等。

5. ATS监测:监测ATS的输入电压、电流等数值。

6. 机房IT能效PUE管理。

7. 精密空调监测:监测所有精密空调的运行状态参数(如:压缩机状态、风机状态、加湿器状态等)。

8. 机房环境:监测机房内的温湿度状况、以及机柜微环境温度,将以3D热场的形式显示出来;精密空调及水管周围是否有泄漏发生等情况、消防的状态以及空气质量的好坏等。

9. 集中监控报警:通过界面、电话语音、手机短信等方式将被监控设备以及机房环境的异常情况通知机房管理人员和相关领导。

10. 集中监控最终在ECC总控中心大屏显示。

(四) 完善的火灾自动报警系统

1. 本工程为一级保护对象,采用控制中心报警系统。在2#楼一层设置消防控制中心,1#楼、3#楼一层设置消防分控中心。

2. 由于数据中心的重要性,在该部位设置空气采样烟雾探测报警系统。

3. 数据中心的各机房区域,UPS机房等重要场所采用气体灭火系统。

(五) 独特的设备监护:在数据中心机房设防潮侦测装置;在柴油发电机房、日用油箱间、地下油罐处设防漏油装置。

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