第1章 机房电气系统方案设计 第1节 机房供配电系统
计算机中心机房的配电系统是一个综合性系统，是主机房计算机通信系统、网络通信设备、机房空调动力设备、照明及应急照明设备的动力来源。 1. 设计依据
计算机“设备供配电系统” 提供电源的质量好坏直接影响着计算机系统的稳定性和可靠性。在GB50174-2008《电子计算机机房设计规范》中对电压变动、频率变化、波形失真率分级如下表：
项目A级B级C级备注供电电源两个电源供电，两个电源不应同时受到损坏两回线路供电—变压器M（1+1）冗余（M=1、2、3??）N用电容量较大时设置专用电力变压器供电后备柴油发电机系统N或（N+X）冗余（X=1~N）N供电电源不能满足要求时不间断电源系统的供电时间满足信息存储要求时，可不设置柴油发电机—后备柴油发电机的基本容量应包括不间断电源系统的基本容量、空调和制冷设备的基本容量、应急照明和消防等涉及生命安全的负荷容量——柴油发电机燃料存储量72h24h不间断电源系统配置2N或M（N+1）冗余（M=2、3、4??）N+X冗余
（X=1~N）N—不间断电源系统电池备用时间15min柴油发电机作为兵后备电源时根据实际需要确定—空调系统配电双路电源（其中至少一路为应急电源）,末端切换。采用放射式配电系统双路电源，末端切换。采用放射式配电系统采用放射式配电系统— 2. 设计构想
计算机系统由计算机设备（路由器、交换机、服务器、小型机、PC工程站等）和保证计算机设备正常运行的其他设备（空调机组、动力设备、照明设备、维修设备等）两大部分的要求，以保证获得稳定、可靠的电源服务。计算机设备供配电系统称为“设备供配电系统”，保证计算机设备正常运行的其他设备的供配电系统称为“机房辅助供配电系统”。
计算机“设备供配电系统”是计算机系统正常运行的前提和保证。GB50174-2008《电子计算机机房设计规范》和GB2887-89《计算站场地技术要求》中对计算机供电方式可分为三类：
一类供电：需建立不间断供电系统。 二类供电：需建立带备用的供电系统。 三类供电：按一般用户供电考虑。
考虑到本工程设备系统及其应用的重要性，本机房的“设备供配电系统”按一类供电方式设计施工。而“机房辅助供配电系统”在本工程中只是负责照明设备和维修设备的供配电，重要性不大，按三类供电处理。 3. 供配电系统 3.1 配电柜
本供电系统从大楼低压配电房引来2路市电，经切换后再与发电机电源切换后供给机房用电，机房设置市电配电柜和UPS输入输出配电柜，由2台UPS给机柜设备和其它UPS用电供电，每个机柜由两个回路供电，2台UPS各负责机柜的一个回路，实现双回双母线供电，馈电回路详见系统图。
配电柜建议选用国产低压配电柜。 4. 低压配电柜
根据XX信息系统机房建设工程电力设计要求以及对电气工程和照明系统的要求，同时考虑中心机房的未来发展需要，我们设计了相应的机房配电系统。该配电系统的设计主导原则是：
1. UPS和主机房的其它设备、机房空调设备及应急照明（通过应急照明电源转换器实现）由本次设计的配电柜控制。
2. 配电柜为向机房供应的电能预留控制回路；并为接管其它UPS预留部分空间。 4.1 UPS供电
供电系统由于电网范围大受各种因素的影响，时常会有不正常的现象发生，往往会对计算机系统造成不利的作用，为此，采用(UPS)不间断电源极为重要，它不但能提供稳定可靠的高质量的电源，没有瞬变和谐波，即使当电网断电时，它也可由后备电池支撑，继续供电，使计算机有一定的时间进行处理。UPS输出配电回路（每个配电控制开关为一个回路）按机房内设备要求进行设置，主要设备设专用防水插座并采用双回路供电，大型服务器应由单回路供电，网络主交换机及重要路由器考虑用双回路供电，其他计算机设备一个回路带三至四个插座，固定于地板下，配电回路中予留10--15个留待以后扩展用，具体插座数量及位置要根据最终机房内设备数量考虑。 5. 照明系统设计
计算机机房主要依靠人工采光，计算机房照明质量的好坏不仅会影响计算机操作人员和软硬件维修人员的工作效率和身心健康，而且会影响计算机的可靠运行。工作位置排列与工作人员的方位要求同灯具排列联系，尽量避免直接反射光，避免灯光从作业面至眼睛的直接反射，损坏对比度、降低能见度。对此机房宜用带隔栅的荧光灯，可选用三管的或二管的，灯具的镜面为哑光。
照明分正常照明、应急工作照明。正常照明时，主机房照度应大于500Lx。照明荧光灯采用电子镇流器。其优点是：节能、启动性能好、功力因数高、无音频噪声、无频闪现象，对计算机电源无干扰。同时采用第三代细管荧光灯，它采用三基色稀土荧光粉，填充的汞液采
用特制的密封水银丸，保证管内汞蒸气含量不变，防止灯管寿命结束后汞的外泄，另灯管寿命比其他灯管长。
应急工作照明，采取正常照明的灯具中的某一组一灯管，按需设立，由备用UPS供电的方式解决应急时的照明。确保因停电各种原因，能让机房工作人员正常疏散（≥60LX）。 本工程主机房的平均照度400lx，机房照明使用节能灯，采用无眩光多隔栅灯棚。由于节能灯是感性元件，对UPS有较大影响，所以故障照明供电回路应设计一个切换箱，一般由市电供电，当市电停止时才转入UPS供电。 5.1 灯盆
本工程主机房、监控室、缓冲区、走廊、电信接入室、配电室采用600×1200mm电化铝格栅型灯盘（3×40W灯管），并配置防火安全型电子镇流器，并安装应急照明系统。 6. 插座
1. 机房的供电应有单独的供电回路，采用三相五线制。
2. 机房的设备供电和空调供电应分为两个独立回路，其中设备供电应按设备总用电量的1.5倍进行预留，而空调用电按空调设备的要求供配即可。
3. 机房和相应区域内的插座应分三种，它们分别是：不间断电源（UPS）供电的计算机主机和重要通信设备的专用防水插座，不间断电源（UPS）供电的设备用三孔16A标准插座，市电插座用二、三孔标准插座，空调专用插座，安装在距地板0.3m处，具体根据现场情况实施。 4. 机房和相应区域内设备电源的电压变化应在220V±5%之内，频率变化应在 50H±0.5Hz之内。
5. 机房和相应区域内的照明应分工作照明和事故照明两类，工作照明接入配电柜，事故照明接入UPS。
6. 机房和相应区域内的配电系统应考虑到与应急照明系统的自动切换和消防系统的联动。
7. UPS输出配电回路按机房内设备要求进行设置，主要计算机设备由专用回路(开关)供电，网络主交换机、路由器、网络机柜等由专用回路供电。
8. 普通计算机设备供电回路带三至四个插座，插座固定于地板下；并予留若干个配电回路待以后设备扩展时使用。具体插座数量及位置要根据最终机房内设备数量考虑。 9. 所有开关、插座均选用松本插座。 7. 配线系统
1. 机房的电源进线应按照《建筑物防雷设计规范》采取过电压保护措施，配电箱电源应采用电缆进线。
2. 机房活动地板下的低压配电线路采用阻燃型铜芯导线或铜芯电缆。机房活动地板下部的电源线应采取相应的屏蔽措施。计算机负载配电线路按国标并留余量。
3. 计算机电源插座安装在架空活动地板下，配线由UPS输出至配电柜经线槽从活动地板下引至机房各处。
4. 机房区域预留单相及三相电源线，并留有足够的长度余量，以备日后可能的需求； 5. 机房专用地线采用电缆从本楼层接地端引至机房，并分别标明各类接地，机房内用紫铜带做接地网3*30，参见地网图。
6. 机房内共分三类线槽：电源线槽、数据线槽和计算机缆线槽，所有线槽、线盒材料要求采用进口1.2mm厚钢板，一次冲压成型，喷塑静电喷涂。
7. 所有配电线采用铜芯绝缘国标的阻燃双塑型铜芯电线，按照 规范使用不同颜色。 第2节 机房防雷系统 3. 防雷的措施
计算机信息及通信系统加装有效、可靠的防雷器，是国际上通用的最有效的防护措施。 防雷分为防直击雷和感应雷两个方面。对直击雷的防护由建筑物所装避雷针完成计算机机房的防雷工作主要是防感应雷所引起的浪涌和由于其他原因所引起的过电压。具体图示详见示意图。
对机房进行全面防雷保护，除了机房所在建筑要有良好的避雷装置外，还必须在机房内安装电源防雷器和信号防雷器，对电源系统、信号系统进行可靠、有效的防护。 4. 机房电源系统的防雷及方案
中华人民共和国国家标准《建筑物防雷设计规范》（GB50057-94）要求：为防止由电源线侵入的感应雷破坏机房信息系统，应在电源线路引入的配电箱处装设过电压保护器。
主级防雷：在机房配电箱电源进线处安装高容量防雷器，当感应雷袭来时，主级防雷器可迅速被击穿，将雷击高压浪涌就近泄入大地，从而保护机房设备。
次级防雷：为了防止雷电残压侵入设备，在设备电源线进线处安装小容量防雷器或防雷插座，可进一步减小感应雷电的影响，保护电子设备免受损坏。 5. 机房信号系统的防雷及方案
信号防雷器安装在各类信号线入端，用于保护与通讯网络、数据网络和计算机网络相连接的重要设备。所有信号防雷器都采用了无放射性三极放电管与快速箝位二极管相结合的两级保护技术，使得：
1. 放电容量（非破坏性）在8/20us波中>5KA； 2. 保护反应时间<1ns；
3. 在持续性故障时具有失效保护短路功能；
由于采用三极放电管，三极同时放电特性保证即使在接地不良的情况下也能提供有效保护。它们能够承受不断的浪涌冲击波而不会损坏，在下列情况下，它们会安全断开： 1) 长时间持续过压； 2) 异常强烈的雷电冲击；
3) 在数据处理设备的防雷保护方面，我们必须考虑网络的两个显著特点，即： a) 极低的工作电压 b) 很高的传输频率
4.为了使防雷器最好地起到保护作用，安装信号防雷器时必须考虑所有的系统特征： 1) 防雷器装置接地：保护装置必须尽可能短的路径，通过具有足够的截面的导体连接至接地网络；
2) 接地/屏蔽网络：所有设备的电气接地端必须互相连接，以限制电位差；
3) 防雷器与被保护设备的相对位置：应与设备有几米的距离，或在设备进线的入口处； 4) 防雷器的连接：按规定方向连接进线（或电缆）和被保护的出线（或设备）；屏蔽层不应构成接地网络。
5.设备电力线另外加装保护：
针对具体设备保护，应该考虑以下参数： 1) 被保护设备的线对数目； 2) 线路类型及保护级别；
3) 接线方式：通常有绕线式、卡线式、RJ11或RJ45和螺丝紧固式几种。 本工程选用V25-B/3+NPE一套、V20－C/3+NPE一套，具体安装方法： 1.机房所有通过该防雷区界面的金属物做等电位连接。
2.电源系统防雷击电磁脉冲设施：在配电柜总输入和UPS前端进线及出线处。机柜末端加一级防雷，大楼总配电柜进线处加装一级防雷，具体接线见电气设计图纸。 3.所有信号防雷器须满足以下条件：
1).放电容量（非破坏性）在8/20us波中>5KA； 2).保护反应时间<1ns；
3).在持续性故障时具有失效保护短路功能。 4).在下列情况下，它们要安全断开： 3.1长时间持续过压 3.2异常强烈的雷电冲击
4.金属槽（管）两端及中间每隔5米应接地；机房内金属门、窗及其金属构件等，均应可靠接地。
下面介绍防雷器特点： 6. 产品特点
* 通过ISO9001及国内权威机构认证； * 德国制造---安全可靠；
* 保护功能强大---最大通流量100KV（8/20us），残压低； * 保护更全面--选用NPE防雷模块更适用于不同电网制式； * 适应不同需求--配有声光（AS）、遥信（FS）、遥信电压监控（FS-SU）报警功能； * 维护极简便--模块化设计，保护投资； * 故障功能显示--防雷器工作状态一目了然； * 安装方便--标准尺寸，体积小。 6.1 V25－B/3+NPE系列 技术数据
型号V25-B正常工作电压 UN230V?最大持续工作电压 UcAC
UcDC385
505根据VDE 0675，Part 6标准下的分类级别B在5KA（8/20）冲击电流下的电压保护水平 Up<1.0KV单模块最大通流量 Imax (8/20us)60KA根据IEC1312-1、ENV61024-1标准，采用（10/350）直击雷脉冲电流波形测试下的量值 峰值电流 ismax 电量 Q 特定能量 W/R 25KA 12.5AS
160 KJ/?承受25Karpm短路电流的最大保险丝规格160A gl连接导线选择范围2.5-35mm2安
装按DIN EN50052标准要求，固定于35mm宽之金属导轨上颜色 模块
底座橙色
灰色700g材料聚酰亚胺体积(长*宽*高) 90mm*89mm*62mm NPE 模块技术参数
额定反应直流电压 UagN500V±20%额定工作电压 Ur250V~ 50/60HZ在100V下的绝缘电阻 Riso>10 Gohm依据IEC 529的雷电流测试（10/350） 最大通流量 is max 电量 Q 比能 W/R 25KA 12.5As 160 KJ/Ω最大通流量 （8/20us） Is max50KA100%雷击浪涌反应电压（1.2/50）UAS 100≤1KV保护水平≤1KV反应时间 tA ≤100 ns使用温度范围-40℃-----+80℃ 6.2 安装基本要求
1、 安装位置：V25-B/3+NPE/FS应安装于楼层的低压主配电柜内，它并联于主断路器的出线侧。
2、 防雷器与供电系统的连接线长度应小于50cm.防雷器与地线长度也小于50cm。 3、 导线截面的选择（依据VDE0100标准） 单位：mm2 配电电源线<3550>70连接电线101625接地线1625354、 由于V25-B/3+NPE/FS的特点，建议在防雷器前串接一个后备空气开关，建议空气开关的容量为32A.
5、 FS的接线安装共有三个接线端口，其中1-2接线端为常闭触点，1-3为常闭触点，根据用户报警装置的不同，连接不同的接线端。
注意：不可将已保护的线路与未保护的线路或地线并行布线。 6.3 V20－C/3+NP过电压保护器 V20-C/3+NPE技术参数
额定直流电压Uagn500V+20%避雷器校正电压Ur250V~50/60Hz绝缘电阻（100V）Riso>10GOhm依据IEC529在10/350雷电测试波形下电流峰值ismax10KA电荷Q5As能量/热量W/R25.7kJ/Q额定容通电流isn(80/20)20kA100%响应时的雷电冲击电压（1.2/50）UAS100<=1kV动作电压<=1kV响应时间tA<=100ns工作温度-40℃ to +80℃ 6.4 安装基本要求
1、安装位置：V20-C/3+NPE应安装于机房的开关电源箱内的交流输入侧，它并联于主断路器的出线侧。
机房配电
