某小型机房配电改造方案

0中国XXX机房整改方案一、设计依据1)《电子计算机机房设计规范》GB50174-20082)《计算站场地技术条件》GB－2887－84-89-873)《计算机场地安全要求》GB-9361-884)《低压配电设计规范》GB50054-955)《供配电系统设计规范》(GB50052-95)6)《工业与民用供电系统设计规范》GBJ52-827)《低压配电装置及线路设计规范》GBJ54-83二、设计内容本次项目主要针对XXX太力现有机房环境进行合理规划和改造。计算机机房必须建立一个可靠性强的供配电系统，在这个系统中不仅要解决计算机设备的供配电问题，还要解决保障计算机设备正常运行的其它附属设备的供配电问题。如机房空调，机房照明系统，消防系统，弱电系统等。按照GB50174-2008《电子信息系统机房设计规范》和GB2887-89《计算站场地技术要求》，本项目配电系统按A级供电方式设计。本次机房整改项目充分利用原有配电系统，为客户提供现有系统评估和合理化改造，不仅要满足现有设备的正常运行，还要充分考虑未来的扩容需求和后续维护。本方案主要包括以下内容：1)原有UPS配电系统评估2)UPS配电系统改造3)蓄电池后备时间评估4)强弱电合理布线1三、设计标准本次改造严格按国家相关标准和规范执行，充分体现其先进性、可靠性和可用性，满足规划需求和安全管理要求。平面布局与线缆传输满足安全防火要求，并充分考虑防雷、防水、防潮、防爆、防盗、防虫鼠害等需求。四、配电系统现状分析4.1UPS负载分配情况1）IT设备总功率：根据现场调研，机房内现有网络设备总功率为6KW。根据机房现有情况，后续扩容预留3KW容量考虑，则IT设备总功率可达9KW。2）空调系统机房现有两台APC行级制冷空调ACSC101，两台家用柜式空调。其中APC的行间级空调最大制冷功率6KW，最大电功率2.39KW，由UPS供电。3）UPS系统目前机房有两套UPS配电系统。一台为山特3C3-30KVA/24KWUPS，另一台为台达GES15KVA/12KWUPS，以下是两台UPS功率分配表：UPS标称功率带载率负载功率后备电池UPS1（山特）30KVA/24KW33%7.1KW32节120AH/12VUPS2（台达）15KVA/12KW18%2.25KW20节100AH/12V4.2配电系统存在的问题1)根据现场勘察，APC两台行级空调和部分IT设备由山特UPS供电。因空调属于感性负载，在启动时会有很大的冲击电流，一般为运行电流的5到7倍，会对UPS及后端负载造成影响。一般UPS严禁带空调类感性负载，需要用UPS供电时需增加UPS容量配置，一般为空调电功率的5到7倍。22)空调用UPS供电时，应和IT负载隔离，独立供电，以免影响IT设备正常运行。3)强弱电全部采用地板下走线，机房布线凌乱，不便于后期维护。五、UPS配电改造方案5.1UPS负载功率分配(一)空调系统APCACSC101行级制冷空调，制冷功率最大6KW，电功率2.39KW两台空调最大电功率总计：Pmax=2.39*2=4.78KW考虑到Pmax为最大制冷量下的电功率，取校正因数0.8则空调电功率总计为：P=4.78*0.8=3.8KW则UPS最小配置功率为：3.8*5=19KWUPS1（山特）容量为30KVA/24KW，最大输出功率24KW，满足两台APC行级空调的供电需求。(二)IT设备目前IT设备功率约6KW，考虑日后扩容按3KW计算，则本次改造IT设备总规划功率为9KW。UPS2（台达）容量为15KVA/12KW，满足IT设备供电需求。根据以上负载功率计算，本次机房改造将空调负载和IT负载分离。UPS1（山特）单独为空调系统及应急照明供电，所有网络设备由UPS2（台达）集中供电。建立一个安全可靠的机房供配电系统。以下是UPS配电系统改造示意图：3原有UPS配线系统图UPS配电系统改造示意图5.2蓄电池后备时间评估蓄电池后备时间及容量按以下公式计算：（1）Imax=P*COSФ/η*E临界E临界-电池组临界端电压；12V蓄电池一般取10.5V（2）根据后备时间，查出放电速率CS计算出电池标称容量：Ce=Imax/CS（3）工程校整考虑到Imax是在临界电压状态下的值，取ξ=0.75–0.8,则C=·ξ=实际选用电池的标称容量。4时间与放电速率C5`10`15`20`30`40`50`60`3.5C2.4C1.98C1.49C0.92C0.8C0.69C0.61C2h3h4h5h6h8h10h20h0.42C0.29C0.19C0.17C0.15C0.12C0.09C0.05C本次项目按实际负载功率计算蓄电池后备续航时间。UPS1（山特30KVA）后备时间计算：（1）UPS1实际负载功率：空调负载功率4.78KW；UPS自身损耗功率按经验值取容量的7%计算，为24KW*0.07=1.68KW；则UPS1实际运行功率为P=4.78+1.68=6.46KW后备电池为32节100AH/12V铅酸蓄电池。则按以上公式和经验值，在空调正常运行情况下，电池最大放电电流为：（2）Imax=P/(η*E临界)，η为电池逆变效率，取0.9，则Imax=6460/(32*10.5*0.9)=21.3A（3）电池平均放电电流为：I=ξ*Imax，ξ为校正因数，取0.8则I=21.3*0.8=17A（4）根据现有铅酸蓄电池的容量，对照蓄电池放电时间曲线图可知蓄电池放电时间T=C/I=100AH/17A=5.9小时UPS2（台达15KVA）后备时间计算：后备电池为20节100AH/12V铅酸蓄电池。（1）UPS2负载功率：按实际最大扩容功率为9KW（2）Imax=P/(η*E临界)，η为电池逆变效率，取0.93，则Imax=9000/(20*10.5*0.93)=46.1A（3）电池平均放电电流为：I=ξ*Imax，ξ为校正因数，取0.8则I=46.1*0.8=36.9A（3）根据现有铅酸蓄电池的容量，对照蓄电池放电时间曲线图可知蓄电池放电时间T=C/I=100AH/36.9A=2.7小时55.3UPS系统维护建议根据现场调研，UPS及蓄电池使用寿命已超过5年。根据铅酸蓄电池相关标准和使用维护说明，建议加大巡检和维护力度。蓄电池在使用一定时间后应进行定期检查，如观察其外观是否异常、测量各电池的端电压是否均衡、充放电电流是否正常等。如果长期不停电，电池会一直处于浮充状态以维持蓄电池的自放电，这样会降低蓄电池的活性。因此即使不停电，UPS也需要定期进行放电试验以保持蓄电池的化学活性。季度维护计划：（1）观察UPS及蓄电池外观是否异常，包括：A、清洁度B、端子的损坏或发热痕迹C、外壳或盖的损坏D、UPS运行状态（2）定期充放电A、为了保证蓄电池具有良好的充放电特性，建议每个季度进行一次充放电实验。在UPS带载正常运行时，断开市电，让UPS通过蓄电池放电。放电时间建议1小时。B、观察UPS报警信息。对UPS进行在线-旁路、市电-电池切换操作并记录相关数据。（3）测量电池参数A、测量并记录蓄电池组的浮充电流及电压。B、在放电过程中，检测电池组放电电压、电流及各单元电池的端电压和内阻。C、检测电池组对地电压。（4）控制环境温度蓄电池使用寿命受环境温度影响。当工作环境温度超过25℃时，每温升增加10℃，电池的寿命便缩短一半左右。6六、布线系统改造现有机房内强弱电全部采用地板下走线的布线方式，防静电地板铺设高度20cm。地板下布线杂乱，强弱电纵横交错，系统安全可靠性低，且不利于后期维护。根据现场调研，所有电缆、光纤及弱电布线均有不同程度老化及破损。本次机房整改，建议所有强弱电布线电缆全部更换，电源布线选用机房专用阻燃电缆。强弱电分开布置，电源布线采用地板下走线，网络和弱电布线采用机柜上走线的布线方式。电源布线示意图：（采用地板下走线）网络布线示意图：（采用机柜顶部走线方式）7