供配電設計方案

1、系統(tǒng)方案1機房供配電及電氣工程1.1 供電方式機房供配電系統(tǒng)經(jīng)機房配電柜向主機電源、外部設備、輔助設備、空調(diào)、照明、新風設備等提供相線、電壓、頻率及額定容量符合要求的交流電。本機房所采用的線制為三相五線制，其三相額定電壓為 380 伏，單相額定電壓為220 伏。供電頻率為 50HZ。建議由總配電間提供兩路電源，一路市電供動力配電柜 1，為不間斷電源提供進線電源；另一路市電供動力配電柜 2，作為維修插座、空調(diào)、新風系統(tǒng)、照明等的用電。另設不間斷電源并機柜，并作為不間斷電源輸出總柜，為機房機柜設備的不間斷電源配電柜提供雙路不間斷電源電源。 1.2 電源回路設計時要嚴格按照民用建筑電氣設計規(guī)范。電源

2、回路的設計要考慮機房內(nèi)各種設備的功率，電纜的選材必須滿足電腦的容量要求，并對電源點預留一定的備份點。配電回路中預留1015個留待以后擴展用，具體插座數(shù)量及位置要根據(jù)最終機房內(nèi)設備數(shù)量考慮。UPS容量的分配要保證計算機與UPS本身能安全穩(wěn)定地運行。本方案中，我們設計機柜采用16A三眼防水工業(yè)電源插座，配4 mm2電纜線，電源插座等采用10A奇勝電源插座和原裝底盒，有充分的用電負荷冗余性。每個機柜（含網(wǎng)絡設備機柜、服務器機柜）各配有1條UPS電源回路和1條市電電源回路；機房在空余部位再增設一些冗余市電插座。1.3 供配電系統(tǒng)大樓配電房的柴油發(fā)電機引一條ZR-YJV-4*185+1*95的電纜到一樓

3、強電間的CS手動切換箱（另CS手動切換箱預留個移動發(fā)電機接口）；經(jīng)CS手動切換箱后分別引兩條電纜至三層機房的自動切換柜1和自動切換柜2；另兩路市電電源也引至自動切換柜1和自動切換柜2；經(jīng)切換柜輸出的電源為機房空調(diào)、新風、照明等供電，電源經(jīng)UPS配電柜為機房內(nèi)設備供電，具體詳見機房配電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖： 1、 動力配電系統(tǒng)a、市電直接供電的設備用多孔標準插座；機房插座分類設置，采用結(jié)構(gòu)化，模塊化，星型電力布線。所有線纜管道須進行防銹處理，所有線纜須用金屬線槽、鋼管或金屬軟管保護；工程實施區(qū)域內(nèi)應設置維修、清潔用電源插座；所有的強電線纜應穿金屬槽（管）敷設，強電線槽地板下敷設；b、中心機房精密空調(diào)電源、

4、新風機電源、排煙風機電源、工作照明電源分別引自動力配電柜AP1，其中動力室的一臺精密空調(diào)電源引自機房內(nèi)自動切換柜2。C、測試室的供電由市電電源提供。2、 UPS配電系統(tǒng)a、 中心機房設置兩臺60KVA的UPS（預留四臺位置），分別連接到UPS輸出配電柜AP2和AP3，輸出的兩路電源為機房內(nèi)的設備提供雙電源供電，經(jīng)雙電源切換開關STS后，可為機房內(nèi)的單電源設備供電；消防、門禁、應急照明、監(jiān)控設備等供電由單獨的2KVA UPS（利舊）提供。b、 機房的主要設備用電由UPS電源提供，機柜供電采用ZRRVVP屏蔽電纜敷設，配電布線的線纜管道進行防銹處理，所有線纜須用橋架、鋼管或金屬軟管保護；c、 每臺

5、機柜設置兩路32A獨立電源，所有32A插座均采用工業(yè)連接器插座。 監(jiān)控設備、消防、門禁等采用10A固定插座，插座離地5CM。d、 設備供電采用活動地板下走線方式，采用開放式電鍍鋅網(wǎng)格橋架。3、 照明配電系統(tǒng)機房內(nèi)的照明應分工作照明和應急照明兩類，應急照明為工作照明的一部分。工作照明系統(tǒng)接入動力配電柜AP1，應急照明在發(fā)生斷電時可自動切換到UPS。計算機機房照明采用無眩光多格柵燈盆，機房區(qū)照度標準按距地0.8米的直立工作面照度大于500LUX，其他區(qū)域按照國家標準執(zhí)行。計算機房及疏散通道必須具備應急照明系統(tǒng)。按照GB50174-2008電子信息系統(tǒng)機房設計規(guī)范的要求，應急照明照度不低于50LUX

6、。機房燈具如右圖：指揮中心照明系統(tǒng)設計上與其它機房不同，因顯示設計較多，且較為集中，為防止產(chǎn)生光亮交火，對眼睛產(chǎn)生不適，所以，我方考慮如下設計：明光燈部分采用12寸防爆全鹵散光燈；隱光燈部分采用40W電子日光燈，安裝于吸音板造型凹槽內(nèi)，產(chǎn)生散射效果。1.4 輔助照明系統(tǒng)在機房區(qū)域范圍內(nèi)，設計墻面上按每1012左右配備輔助電源插座，其電源由市電配電柜內(nèi)漏電保護開關引出。輔助插座的主要作用為： Ø 計算機的通用測試設備提供臨時電源；Ø 臨時局部照明提供臨時電源；Ø 為清掃機房采用吸塵器等設備提供臨時電源。1.5 配電設備計算機設備配電系統(tǒng)是計算機系統(tǒng)正常運行的前提和保

7、證。GB2887-89計算站場地技術條件對計算機供電方式分為三類：一類供電：需建立不間斷供電系統(tǒng)。二類供電：需建立帶備用的供電系統(tǒng)。三類供電：按一般用戶供電考慮。計算機設備供配電系統(tǒng)提供的質(zhì)量好壞直接影響著計算機系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。GB2887-89計算站場地技術條件中對電壓變動、頻率變化、波形失真率分級如下表： 級別 指標 A級B級C級電壓變動，% -5+5 -10+7 -15+10 頻率變化，Hz -0.2+0.2 -0.5+0.5 -1+1 波形失真率，% ±5 ±7 ±10 在本方案中，對計算機主機設備供電選用A級標準。為達到A級標準，須有相應的設備來保

8、障。具體要求如下：1、計算機機房的供電應380/220V電壓、50HZ頻率和三相五線制(即TN-S系統(tǒng))的配線方式供電，單回路供給機房用電。2. 計算機機房的設備供電應按設備總用電量的20%25%進行預留。3. 計算機機房內(nèi)的插座應分二種，它們分別是：不間斷電源（UPS）供電的計算機主機專用地彈插座，市電供電的設備用五孔標準插座4、計算機機房內(nèi)的照明應分工作照明和事故照明兩類，工作照明接入配電柜，事故照明接入UPS。5. 計算機機房內(nèi)照明裝置宜采用無眩光燈盤，照明亮度應大于400LUX，事故照明亮度應大于60LUX。6. 計算機機房內(nèi)的配電系統(tǒng)應考慮到與應急照明系統(tǒng)的自動切換和消防系統(tǒng)的聯(lián)動。

9、根據(jù)機房的規(guī)模和設備的用電量，采用機房專用配電柜，配用梅蘭日蘭系列，控制UPS的輸入、輸出，空調(diào)，照明等線路分配。裝備有電源指示燈、電壓表、電流表等，以監(jiān)視電源工作狀態(tài)。若選配智能電量儀，可對機房配電電量數(shù)據(jù)進行監(jiān)測。配電柜內(nèi)預留備用開關位置，為機房設備的擴充留有一定的余量，機房內(nèi)的插座分兩種，它們分別是：不間斷電源（UPS）供電的設備用地彈插座和市電直接供電的檢修用五孔標準插座，插座為墻上。配電柜與配電開關：本方案中，開關選用梅蘭日蘭低壓NSD系列開關，標準配置有電子脫扣器，具有可調(diào)式LT（長延時）過負荷保護、ST（短延時）短路電流保護、INST（瞬時）電流保護。小容量斷路器選用梅蘭日蘭C6

10、5N系列。本機房配電柜負責對UPS、空調(diào)、普通插座、照明等供電。配電柜各項指標如拔插力、電流、電壓降、溫升等都符合IEC884-1國際標準，保證了用電設備工作的穩(wěn)定性和安全性。配電柜選用優(yōu)質(zhì)品牌，電氣設備安裝在前面板后，只能看到操作把手。電氣設備受到保護，使用者非常安全。柜體符合IEC-493-1標準。外觀完美、安全可靠。設計將帶電部分完全遮蔽，表面采用環(huán)氧樹脂粉末經(jīng)靜電噴涂處理，顏色與多種鋁塑板相協(xié)調(diào)。2 UPS系統(tǒng)工程UPS電源對于系統(tǒng)對于弱電系統(tǒng)的重要性不言而喻，尤其鄆州監(jiān)獄這樣的場所，電子設備密集，并且要求能夠?qū)崿F(xiàn) 7*24 小時的不間斷運行。所以采用 UPS對弱電系統(tǒng)提供電源保護是非

11、常重要的。是保障其他智能化弱電系統(tǒng)發(fā)揮正常作用的必要條件。 2.1 UPS系統(tǒng)概述UPS(UninterruptiblePowerSystem)，即不間斷電源，是一種含有儲能裝置，以逆變器為主要組成部分的恒壓恒頻的不間斷電源。主要用于給單臺計算機、計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)或其它電力電子設備提供不間斷的電力供應。當市電輸入正常時，UPS將市電穩(wěn)壓后供應給負載使用，此時的 UPS就是一臺交流市電穩(wěn)壓器，同時它還向機內(nèi)電池充電；當市電中斷(事故停電)時,UPS立即將機內(nèi)電池的電能,通過逆變轉(zhuǎn)換的方法向負載繼續(xù)供應 220V交流電，使負載維持正常工作并保護負載軟、硬件不受損壞。UPS不但直接用于計算機上，凡配有

12、計算機的設備（如醫(yī)學上的CT、供應站的儀表等） 、通訊系統(tǒng)、程控電話系統(tǒng)等，均使用 UPS代替發(fā)電機作后備供電使用。 UPS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)繁多。簡單的 UPS 系統(tǒng)可以在計算機網(wǎng)絡被關閉之前提供電源;比較貴的UPS則可提供與市電完全獨立的電流隔離，并能保證偏高的電壓永遠也不會進入計算機、網(wǎng)絡部件、 通信設備等;對那些連 1 毫秒的故障都不容發(fā)生的設備， 以及需要更換電池時的設備，則需要容錯系統(tǒng)。 2.2 UPS所面對的典型問題網(wǎng)絡問題不單單是由停電引起的。短暫的停電，電燈泡可能都不會閃爍一下，但是對其他設備來說，則會帶來危險的后果。對計算機、網(wǎng)絡部件和通信系統(tǒng)，電壓偏高會引起電路故障，隱而不見的后果

13、是最危險的：在這種情況下，嬌貴的電子器件仍在工作，但是耗電偏高，導致元件過熱，最終被燒壞。具體的電源問題包括以下一些： 電壓偏低：大約 60%的停電是電壓偏低造成的。這是最常見的問題，通常是用電大戶用電過多所致。這意味著電壓偏低不是用戶，也不是供電商造成的。 電壓偏高：大約 29%的停電是電壓偏高造成的，是用電大戶切換操作所致，一般會導致硬件故障。 瞬變：大約 8%的停電是瞬變所致。瞬變是非常短暫的電壓偏高，可能比額定電壓高出好幾倍，通過供電裝置輸入設備，從而引起數(shù)據(jù)傳送錯誤，或者導致硬件損壞。 凹陷：凹陷大大改變了理想的電壓正弦波形。其后果是系統(tǒng)發(fā)生了*令人費解*的故障，或者數(shù)據(jù)傳送錯誤。這

14、些問題之所以發(fā)生，是有些設備（如帶相移控制的燈光控制器等）不能提取純正弦電流。 斷電：通常要區(qū)分斷電是毫秒級斷電還是幾分鐘或幾小時斷電。各種UPS都應該應付這兩種斷電。 2.3 UPS的類型與工作方式我們選擇 UPS設備型號過程中主要根據(jù)用戶對 UPS的要求，包括以下一些方面： Ø 在斷電時能工作幾分鐘，甚至幾個小時; Ø 對電壓偏高和電壓偏低都能提供保護; Ø 電源瞬變不得進入負載; Ø 能為任何負載提供無故障穩(wěn)定電壓; Ø 能為電池安全充電，并防止放電不足。 對 UPS的要求是標準化的。美國國家標準局規(guī)定 UPS 系統(tǒng)必須在半個 AC周波內(nèi)

15、（50Hz時為 10 毫秒， 60Hz 時為 8.4 毫秒） 切換到電池操作。 計算機設備制造者協(xié)會 （簡稱為 CBEMA）推薦大致相同的要求:制造商必須滿足上述切換時間要求。 UPS的一個重要特征是其產(chǎn)生的信號波形。歐洲電廠發(fā)出的純正弦波電壓的有效平均值為 220230V/50Hz；美國和其他國家為 110120V/60Hz。簡單負載，如電燈泡，只依賴于其平均值及所產(chǎn)生的功率。但是現(xiàn)代計算機的開關電源要求較高，需要更接近于純正弦波的電壓。簡單的逆變器提供方波電壓，其峰值和平均值相等，這會造成供電不正常?？梢越邮艿耐讌f(xié)方案是近似梯形波，其峰值和平均值大致相當于一個正弦波。理想的情況當然是產(chǎn)生真

16、正的正弦波電壓。高質(zhì)量的 UPS就可以做到這一點。 更為重要的是功率因數(shù)，以及與之相關的無功功率。在理想的情況下，電壓和電流完全是正弦曲線，相位一致。UPS整流器通常不能提取正弦波電流，所以，功率因數(shù)（理想的功率因數(shù)為 1）下降，從而產(chǎn)生不希望的無功功率，并出現(xiàn)一條較強的非正弦電流曲線。在線和在線互動式 UPS的功率因數(shù)值最低可達 0.5。 離線模式：離線模式也被稱之為備用模式,是一種最簡單的 UPS，它具有兩條電路通道。離線技術的工作原理是:當UPS具備公用電源時，就直接由公用電源對負載提供電壓;逆變器處于備用模式，只有當斷電時才接替運行。 正常運行（有公用電源）時，這種設備不提供電壓調(diào)整。

17、當電源波動時，為了補償波動，UPS必須切換到電池運行。這種簡單型 UPS 只適用于單一工作場所，特別是私人使用，不得用于通信設備、網(wǎng)絡部件或者服務器系統(tǒng)。這種UPS的獨立工作時間為 610分鐘，功率范圍大約可達3kVA。 優(yōu)點：價格合理，效率極高。 缺點： 不能防止非正弦波返回電源;短時電壓波動會毫無阻礙地到達負載;切換到逆變器模式要幾毫秒;價格便宜的設備，其逆變器模式不能提供正弦波電壓。 交互備用模式：這種模式也被稱之為在線互動模式。這是對離線應用的改善和提高?；觽溆眉夹g是這樣工作的：根據(jù)需要切換自耦變壓器上的電平，即可把電壓升高或降低。如果供電電壓太低，開關就切換成*升壓*模式；如果太高

18、，則切換成*降壓*模式。不過，這種方式對供電電壓的修正并不十分精確，因而不是特別有效，這是可以理解的。但是，這種修正也有其優(yōu)點，那就是逆變器不會在每當供電電壓稍有波動時就進入 UPS 模式，因此可以節(jié)省電池。 如果出現(xiàn)斷電，開關則把UPS切換到逆變器模式運行。此時，負載由電池供電。這項技術往往用于小型網(wǎng)絡和靈敏度不是太高的設備。對某些負載來說，這種 UPS的切換時間是無法接受的。這種 UPS 的獨立工作時間為610 分鐘，功率范圍可達 3kVA。 優(yōu)點：節(jié)省電池，因為 UPS要在電壓超過偏差范圍時，才切換到電池模式。 缺點：切換到逆變器模式需幾毫秒；頻率故障只能在電池模式下才能消除；價格便宜的

19、設備在用逆變器模式運行時，不能提供正弦波電壓。 雙變換技術：這類 UPS 在輸入端，交流電被整流為直流電后，為電池充電。UPS 輸出端的逆變器利用直流電產(chǎn)生頻率為 50 或 60Hz（取決于用電網(wǎng)絡）的交流電。逆變器持續(xù)產(chǎn)生交流電。在輸出端和輸入端的濾波器可基本上成功地消除來自公用電源的所有故障。 單相設備可達 10kVA，三相設備可達 1000kVA。把幾個 UPS并聯(lián)起來一起切換，功率可以更大。 優(yōu)點：輸出端的正弦波電壓和頻率穩(wěn)定;由于是連續(xù)轉(zhuǎn)換，可以安全地防止電壓偏高;發(fā)生停電時，切換時間基本上無延遲，對于網(wǎng)絡和通信技術所使用的靈敏設備，這一點尤為重要;在整個用電網(wǎng)絡上，供電準確、穩(wěn)定。

20、 缺點:整個系統(tǒng)的效率較低;技術比較復雜，因此價格也比較貴。 以上多種結(jié)構(gòu)形式的 UPS產(chǎn)品，各種結(jié)構(gòu)形式UPS產(chǎn)品的區(qū)別如下：2.4 UPS對前級供電系統(tǒng)的要求UPS可以向負載提供穩(wěn)壓精度高、穩(wěn)頻、波形失真度小的高質(zhì)量電源，并且在與靜態(tài)旁路切換時可以做到供電無間斷。但要做到這點，它的前級供電質(zhì)量不容忽視。在設計機房前級供電系統(tǒng)時，應考慮以下幾個方面： （1）前級供電系統(tǒng)電源質(zhì)量不宜太差，電壓及頻率應穩(wěn)定在正常范圍。一般地講，大容量 UPS主機輸人電壓范圍應為 380V*15。電壓過低，將使UPS 備電池頻繁放電，最終因長期處于欠壓充電狀態(tài)而大大縮短它的使用壽命，相反，電壓過高，則易引起逆變器

21、損壞。對于旁路輸入，其電壓和頻率波動也有定的范圍，一般為額定電壓*10%，額定頻率*15，如果前級電源變化范圍過大，就會導致逆變器和旁路電源之間的切換被禁止或有間斷。因此，如果機房的前級電網(wǎng)在電壓范圍上達不到要求，應在UPS前級配置合適的抗干擾交流穩(wěn)壓電源，但不宜采用電子管型交流穩(wěn)壓器或磁飽和穩(wěn)壓器，因為這兩類穩(wěn)壓器在開機時可產(chǎn)生瞬時高壓，輸出波形失真度也較大，易造成 UPS故障。 （2）前級供電系統(tǒng)中不應當帶有別的頻繁啟動負載，比如經(jīng)常使用的電梯，頻繁開啟的空調(diào)等。原因是在這些負載開、關機時會出現(xiàn)瞬間高低壓，使供電線路上電壓波形失真度過大， 造成 UPS市電旁路供電與逆變器供電轉(zhuǎn)換控制電路誤

22、動作， 進而引起同步控制電路故障。所以在條件許可下，宜將 UPS電源盡可設于電網(wǎng)輸入的前端。 （3） 前級供電系統(tǒng)中的交流發(fā)電機組容量應適當放大。 大多數(shù)通信機房都備有發(fā)電機組，以解決較長時間停電難以供電問題。但在配置發(fā)電機組時，其容量應考慮不少于UPS電源額定輸出功率的 12 倍，以保證發(fā)電機輸出電壓、頻率正常，并改善其波形失真度。 考慮到以上三點，機房內(nèi)的UPS 前端供電線路應該是從內(nèi)部變電所直接引線，以保證電源質(zhì)量。 施工管理照明、動力供配電和UPS工程金屬線槽(管)鋪設 根據(jù)設計要求,線槽鋪設在走廊天花板下; 固定線槽的支架,每個支架之間的距離不大于1.8m； 線槽達到橫平豎直、美觀，

23、在通過直角彎時，應作成對稱雙45度角，線槽之間聯(lián)接牢固。 線槽做到橫平豎直,管子鋪設位置合理，管碼的間距為800mm。 金屬管及其支持物等附件，應做防腐處理。 管路敷設應沿著最短的路線，盡量減少彎曲次數(shù)。管路超過下列長度 應加裝接線盒： 無彎曲時，30m； 有一個彎曲時，20m； 有兩個彎曲時，15m； 有三個彎曲時，8m； 無條件交接線盒時，應加大管徑。 管路彎曲敷設時，應符合下列規(guī)定： 線管彎曲半徑不應小于管外徑的6倍，在敷設明管，且只有一個彎曲時，可減少為四倍；彎曲點不應產(chǎn)生凹陷、裂縫等現(xiàn)象，彎曲程度不應大于管外徑的10%；各接線盒之間或接線盒與電氣器具之間的管路，其90度彎不應超過3個

24、。金屬管在敷設前，管內(nèi)應無毛刺雜物，外部無凹陷，管口打磨光滑。 金屬管在入接線盒、燈頭盒、開關盒等處應符合下列規(guī)定： 所有的接線盒、燈頭盒、開關盒等應按照金屬管敷設方式選用； 明裝金屬管應加護口； 敷設的接線盒、燈頭盒、開關盒的敲落孔，除對實裝管孔敲落外，其它備用的不應敲掉； 墻體內(nèi)用金屬管暗配線時，金屬盒口平面應低于粉刷墻面3-5mm，口面與墻面平行、方正。 線管連接應符合下列規(guī)定： 線管切口應垂直、光滑、無毛刺、無破裂； 連接時應用管箍，管頭抹鉛油，埋在地下的管頭應纏麻，采用焊接時應加套筒。 金屬管的連接處和與金屬盒的連接處，應用導線和專用接地夾子，做地線跨接。 管路明敷設時，應符合下列規(guī)

25、定： 管路在水平和垂直敷設時，做到橫平豎直，管路本身不應受力； 管路應隨建筑物的形態(tài)敷設，排管彎曲度應一致； 管卡（夾）支持點的距離不應大于1m，管路彎曲的兩側(cè)應加管卡，接線盒的引入（出）管應加管卡固定； 吊架、支架固定點之間的最大距離應符合下表所列數(shù)值：固定點間最大距離 單位：米 規(guī)格 類別線管直徑（毫米）20以下25-3240-5070-100鋼管122.53.5電線管112注：吊架與支架距接線盒不應大于300mm。 吊架、支架的規(guī)格除設計有規(guī)定外，一般不小于下列數(shù)值： 扁鐵支架30×3mm； 角鋼支架25×25×3。 采用管路垂直敷設時，導線在接線盒內(nèi)應固定

26、，固定點間的最大距離，一般不宜大于20m。 管路引出地面時，管口距地面不應小于200mm，室外應用防水彎頭，室內(nèi)管口應包扎嚴密。電纜和導線鋪設 電纜鋪設時應遵循有關電纜鋪設標準,并按順序排列,防止交叉,力求平整,每組電纜加注標識; 電纜布置時,不允許中間人為并接,避免強制拉伸,過度卷繞; 導線在線槽內(nèi)放置,達到層次清楚,互相不能交叉,每組導線兩端加 注標識; 給用電設備,用黃綠雙色軟銅線鋪設保護接地線,計算機中心機房,還需單獨鋪設防靜電接地和防雷接地線； 電源干線與配電柜的連接用銅制壓接端子，并刷錫以保證良好的電氣連接，單相負荷應均勻地分配在三相線路上。 電源相線、中性線、保護接地線、直流工作地線、信號線和通訊線的顏色應各不相同，并按設計要求編號。 電纜線顏色如下： 單相： 相線-紅色 三相： 相線-黃線、綠色、紅色 零線-黑色 零線-黑色 接地線-黃綠相間雙色線 接地線-黃綠相間雙色線 電源盤、柜及其它電氣裝置臺座應與建筑樓地面牢固固定。連接 將設備電源線一端接入用電設備上,另一端接入配電柜控制開關下方; 每臺設備保護接地線，應與配電柜中總保護接地線相連接，防雷接地線，從防雷開關下方接入大樓專用防雷接地端子上，防靜電接地線應與機房專用接地端子牢固連接; 絕緣導線的連接，應符合下