數(shù)據(jù)中心對(duì)柴油發(fā)電機(jī)組供電負(fù)荷和電能質(zhì)量要求
完善的柴油發(fā)電機(jī)組供電系統(tǒng)是保證機(jī)房服務(wù)設(shè)備、關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備及輔助設(shè)備安全可靠用電的基本條件。不同機(jī)房的供配電系統(tǒng)配置不同。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)gb 50174-2017《數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)規(guī)范》從數(shù)據(jù)中心使用的性質(zhì)、數(shù)據(jù)丟失或網(wǎng)絡(luò)中斷造成的經(jīng)濟(jì)或社會(huì)損失和影響,即我們經(jīng)常聽(tīng)到的a類、b類和c類,對(duì)數(shù)據(jù)中心的基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行了分類;美國(guó)的正常運(yùn)行時(shí)間層是全球公認(rèn)的數(shù)據(jù)中心標(biāo)準(zhǔn)組織和第三方認(rèn)證機(jī)構(gòu),它將數(shù)據(jù)中心的基礎(chǔ)設(shè)施分為四個(gè)級(jí)別:i、ii、iii和iv。
柴油靜音發(fā)電機(jī)組集裝箱式主視圖(1800kw)
一、電能質(zhì)量問(wèn)題
數(shù)據(jù)中?機(jī)房供配電系統(tǒng)是?個(gè)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(jī)等,每個(gè)系統(tǒng)互相交叉,互有影響,這就使我們?cè)诓贾脮r(shí)必須考慮多?的因素,機(jī)房的供配電系統(tǒng)就是這基礎(chǔ)?程的?臟和?動(dòng)脈,供配電系統(tǒng)的穩(wěn)定,能夠保障其它系統(tǒng)發(fā)揮作?和核?業(yè)務(wù)正常運(yùn)?。
1、數(shù)據(jù)中?電?需求:
(1)模擴(kuò)?、功率密度增?造成供電總?cè)萘康奶?。
(2)可靠性要求——供配電系統(tǒng)的可靠性要求相應(yīng)提?。
2、數(shù)據(jù)中?機(jī)房供配電系統(tǒng)需求分析:
隨著數(shù)據(jù)中?的要求也不斷提?,信息設(shè)備功能越來(lái)越強(qiáng),功率密度越來(lái)越?。數(shù)據(jù)中?設(shè)備機(jī)柜?電負(fù)荷由以前的2kva/臺(tái),提?到3kva/臺(tái)、4kva/臺(tái),甚?更?。機(jī)房單位?積的平均?電負(fù)荷也由1kva每平?,提?到1.5kva每平?、2kva每平?,甚?更?,數(shù)據(jù)中?電負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)應(yīng)分為兩個(gè)層次,即:ups供電系統(tǒng)負(fù)荷(輸出)和市電供電系統(tǒng)負(fù)荷。
市電供電系統(tǒng)負(fù)荷(輸出)的統(tǒng)計(jì)主要包括:ups供電系統(tǒng)(輸?)、機(jī)房精密空調(diào)系統(tǒng)、機(jī)房照明及建筑電?設(shè)備等。ups供電系統(tǒng)負(fù)荷(輸?)=供電負(fù)荷+充電負(fù)荷。機(jī)房精密空調(diào)系統(tǒng)負(fù)荷=n臺(tái)主?空調(diào)機(jī)組額定負(fù)荷容量×負(fù)荷率。ups供電系統(tǒng)負(fù)荷(輸出)的統(tǒng)計(jì)主要包括:計(jì)算機(jī)設(shè)備、服務(wù)器、存儲(chǔ)、?絡(luò)設(shè)備、?型機(jī)等,在負(fù)荷設(shè)備明確時(shí),按設(shè)備數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),具體負(fù)荷設(shè)備不明確時(shí),按設(shè)備機(jī)柜平均負(fù)荷統(tǒng)計(jì)。設(shè)備機(jī)柜數(shù)量也不明確時(shí),可按機(jī)房?積平均負(fù)荷估計(jì)。
3、數(shù)據(jù)中?存在哪些電能質(zhì)量問(wèn)題:
眾所周知,數(shù)據(jù)中?對(duì)供電可靠性要求極?,但是電能質(zhì)量問(wèn)題也不容忽視,數(shù)據(jù)中?中存在?量的ups、開(kāi)關(guān)電源、變頻設(shè)備等?線性負(fù)荷設(shè)備,這些設(shè)備在?作過(guò)程中產(chǎn)?量諧波電流,會(huì)給數(shù)據(jù)中?的配電系統(tǒng)造成嚴(yán)重的諧波污染,不僅影響數(shù)據(jù)中?的配電系統(tǒng)安全運(yùn)?,還會(huì)?縮短精密儀器的使?壽命,增加數(shù)據(jù)中?設(shè)備故障率,對(duì)設(shè)備、?件等造成?定的影響,導(dǎo)致數(shù)據(jù)的丟失,甚?造成致命的業(yè)務(wù)中斷,給數(shù)據(jù)中?帶來(lái)災(zāi)難性的后果。
據(jù)統(tǒng)計(jì)在數(shù)據(jù)中?電源系統(tǒng)中,?乎 90%的供電中斷直接或間接來(lái)?于配電設(shè)備故障,?配電設(shè)備故障?多由電能質(zhì)量問(wèn)題引起的。
二、一般要求
數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)對(duì)供配電系統(tǒng)的一般要求是:連續(xù)、穩(wěn)定、平衡和分類
1、持續(xù)
在數(shù)據(jù)中心it設(shè)備正常運(yùn)行過(guò)程之中,有時(shí)會(huì)出現(xiàn)電源突然中斷或電源電壓波動(dòng),這將對(duì)it設(shè)備的正常運(yùn)行產(chǎn)生相當(dāng)大的影響。如果數(shù)據(jù)中心的供配電系統(tǒng)采用正確的組網(wǎng)方式,并選擇合適的ups型號(hào),數(shù)據(jù)中心it設(shè)備的正常電源切換時(shí)間將提高到1秒之內(nèi),it設(shè)備的電源將避免中斷,從而有效保證電源的連續(xù)性。參考信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)委員會(huì)itic&41提供的itic-100曲線;這是it設(shè)備電源和ups設(shè)計(jì)遵循的標(biāo)準(zhǔn)之一。適當(dāng)?shù)膗ps型號(hào)和聯(lián)網(wǎng)模式可以確保數(shù)據(jù)中心在毫秒到分鐘的電源異常情況之下不會(huì)出現(xiàn)任何中斷。對(duì)于時(shí)間尺度較大的市電異常(如小時(shí)級(jí)和日級(jí)),需要備用市電系統(tǒng)或柴油發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的保護(hù)
2、穩(wěn)定
所謂穩(wěn)定主要指電網(wǎng)電壓和頻率穩(wěn)定,波形畸變小。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)gb-50174-2017對(duì)交流電源電能質(zhì)量的要求:國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)gb 50174-2017對(duì)交流電源電能質(zhì)量的要求。
3、平衡
指確保數(shù)據(jù)中心供配電系統(tǒng)的三相功率平衡,即相位角平衡、電壓平衡和電流平衡。系統(tǒng)運(yùn)行產(chǎn)生的負(fù)載應(yīng)在三相間進(jìn)行平衡,以確保設(shè)備不會(huì)因負(fù)載不平衡而導(dǎo)致一相負(fù)載過(guò)大而故障,并確保所有供電設(shè)備的正常運(yùn)行。
4、分類
所謂的分類是將數(shù)據(jù)中心運(yùn)行的it設(shè)備及其周圍輔助設(shè)備按不同的性質(zhì)進(jìn)行分類,然后根據(jù)不同的供電要求進(jìn)行供配電處理。分類的原因是不同的設(shè)備對(duì)電源和電流負(fù)載有不同的要求。為了滿足不同設(shè)備的供配電要求,在保證供配電系統(tǒng)正常運(yùn)行的基礎(chǔ)之上,采用不同的供配電系統(tǒng)可以節(jié)約運(yùn)行成本。
三、對(duì)供電負(fù)荷分類的要求
國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)gb 50052-2009對(duì)工業(yè)企業(yè)用電負(fù)荷進(jìn)行了分類。根據(jù)電氣設(shè)備對(duì)供電可靠性的要求,將工業(yè)企業(yè)的用電合規(guī)分為三個(gè)層次。數(shù)據(jù)中心的類型仍應(yīng)與工業(yè)企業(yè)的負(fù)荷分類保持一致,這主要取決于其工作性質(zhì)。根據(jù)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的工作性質(zhì)和供電可靠性的要求,嚴(yán)格區(qū)分其負(fù)荷性質(zhì)是非常必要的。對(duì)于不允許停電的計(jì)算機(jī)系統(tǒng),即使電源屬于ii類和iii類用戶,也需要建立不間斷電源系統(tǒng)或相應(yīng)提高供電水平
1、供電技術(shù)
在gb 2887-2011《計(jì)算機(jī)領(lǐng)域通用規(guī)范》之中,根據(jù)計(jì)算機(jī)的工作性質(zhì)和電力負(fù)荷水平,采用相應(yīng)的供電技術(shù),其供電技術(shù)分為三類
(1)一級(jí)負(fù)荷采用一級(jí)電源,即建立不間斷供電系統(tǒng)
(2)二級(jí)負(fù)荷采用二級(jí)電源,即建立備用電源供電系統(tǒng)
(3)三類負(fù)荷采用三種供電方式,即考慮一般用戶供電。
2、《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》對(duì)供電的要求:
(1) i類負(fù)載應(yīng)由兩個(gè)電源供電。當(dāng)一個(gè)電源發(fā)生故障時(shí),不得同時(shí)損壞另一個(gè)電源。
(2)對(duì)于一級(jí)負(fù)荷之中特別重要的負(fù)荷,應(yīng)增加應(yīng)急電源,嚴(yán)禁將其他負(fù)荷接入應(yīng)急電源系統(tǒng)。
(3)二次負(fù)荷供電系統(tǒng)采用雙回路供電。
國(guó)標(biāo)gb 50174-2017將機(jī)房分為三類。即使是最基本的c類機(jī)房也需要采用ups系統(tǒng)
四、電能質(zhì)量要求
1、gbt 12325-2008《電能質(zhì)量、供電電壓偏差及各級(jí)電壓誤差的規(guī)定》
對(duì)于數(shù)據(jù)中心機(jī)房的供配電,柴油發(fā)電機(jī)組的電源頻率為50hz,單相電壓為220v或三相電壓為380v,提供的電源相數(shù)為三相五線制或三相四線制,單相為單相三線制。計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)骨干設(shè)備對(duì)交流電源的質(zhì)量有著嚴(yán)格的要求,如交流電流的電壓和頻率、功率波形的正弦性、三相電源的對(duì)稱性、連續(xù)性、可靠性、,電源的穩(wěn)定性和抗干擾。
2、it設(shè)備允許停電持續(xù)時(shí)間的要求
(1)關(guān)于it設(shè)備的允許斷電時(shí)間,《數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)規(guī)范》(gb 50174-2017)與《電子信息系統(tǒng)機(jī)房設(shè)計(jì)規(guī)范》(gb 50174-2008)略有不同。
(2)《電子信息系統(tǒng)機(jī)房設(shè)計(jì)規(guī)范》對(duì)it設(shè)備允許斷電時(shí)間的要求如下:
《數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)規(guī)范》對(duì)it設(shè)備允許斷電時(shí)間的要求,在附錄a之中,取消了針對(duì)不同級(jí)別數(shù)據(jù)中心的不同規(guī)定,而且各級(jí)數(shù)據(jù)中心it設(shè)備的允許斷電時(shí)間是相同的
無(wú)論數(shù)據(jù)中心是哪一級(jí),它都為it設(shè)備提供了一個(gè)允許的環(huán)境。在生產(chǎn)過(guò)程之中,it設(shè)備沒(méi)有不同的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn),因?yàn)槲磥?lái)它將用于不同級(jí)別的數(shù)據(jù)中心。it設(shè)備斷電的允許持續(xù)時(shí)間有標(biāo)準(zhǔn),所有it設(shè)備制造商基本上都是基于美國(guó)計(jì)算機(jī)和商業(yè)設(shè)備制造商協(xié)會(huì)的要求。為了滿足it設(shè)備斷電時(shí)間不超過(guò)10ms的要求,目前主要使用ups。
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