電氣工程

電氣工程

1設(shè)計(jì)依據(jù)

計(jì)算機(jī)“設(shè)備供配電系統(tǒng)”提供電源的質(zhì)量好壞直接影響著計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。在GB 50174-93《電子計(jì)算機(jī)機(jī)房設(shè)計(jì)規(guī)范》中對(duì)電壓變動(dòng)、頻率變化、波形失真率分級(jí)如下表：

同樣，考慮到本工程設(shè)備系統(tǒng)及其應(yīng)用的重要性在本方案中，對(duì)計(jì)算機(jī)主機(jī)設(shè)備供電選用A級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。為達(dá)到A級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，須有相應(yīng)的設(shè)備來保障。因此，需要對(duì)機(jī)房配電作合理科學(xué)的規(guī)劃設(shè)計(jì)。

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)設(shè)備（路由器、交換機(jī)、服務(wù)器、小型機(jī)、PC工作站等）和保證計(jì)算機(jī)設(shè)備正常運(yùn)行的其他設(shè)備（空調(diào)機(jī)組、動(dòng)力設(shè)備、照明設(shè)備、維修設(shè)備等）兩大部分組成，因此計(jì)算機(jī)機(jī)房的供配電系統(tǒng)就要滿足這兩大部分的要求，以保證獲得穩(wěn)定、可靠的電源服務(wù)。計(jì)算機(jī)設(shè)備供配電系統(tǒng)稱為“設(shè)備供配電系統(tǒng)”，保證計(jì)算機(jī)設(shè)備正常運(yùn)行的其他設(shè)備的供配電系統(tǒng)稱為“機(jī)房輔助供配電系統(tǒng)”。

計(jì)算機(jī)“設(shè)備供配電系統(tǒng)”是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)正常運(yùn)行的前提和保證。GB50174-93《電子計(jì)算機(jī)機(jī)房設(shè)計(jì)規(guī)范》和GB2887-89《計(jì)算站場地技術(shù)要求》中對(duì)計(jì)算機(jī)供電方式可分為三類：

q       一類供電：需建立不間斷供電系統(tǒng)。

q       二類供電：需建立帶備用的供電系統(tǒng)。

q       三類供電：按一般用戶供電考慮。

考慮到本工程設(shè)備系統(tǒng)及其應(yīng)用的重要性，本機(jī)房的“設(shè)備供配電系統(tǒng)”按一類供電方式設(shè)計(jì)施工。而“機(jī)房輔助供配電系統(tǒng)”在本工程中只是負(fù)責(zé)照明設(shè)備和維修設(shè)備的供配電，重要性不大，按三類供電處理。

2. 配電系統(tǒng)

本計(jì)算機(jī)機(jī)房供電采用380/220V 電壓、50Hz頻率和TN-S系統(tǒng)的配線方式。因機(jī)房設(shè)備分計(jì)算機(jī)設(shè)備和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備，這兩種設(shè)備對(duì)供電電源有不同的要求，所以采用兩種不同的電源供電：即一種為普通電源，一種為不間斷電源；普通電源給計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備供電。設(shè)備用電功率的確定一般由其他專業(yè)提供的有，空調(diào)、消防、弱電、網(wǎng)絡(luò)、裝飾專業(yè)。

作為備用UPS電源系統(tǒng)所需要的市電功率加上上述各項(xiàng)功率即為本機(jī)房工程所需要的總市電功率。

機(jī)房供電系統(tǒng)采用三相五線制一類供電，由市局總配電房引到機(jī)房配電間的總配電柜，再由總配電柜引出分別接入動(dòng)力、照明（包括應(yīng)急照明）、UPS配電柜，分別供給空調(diào)、照明（包括應(yīng)急照明）、其他輔助用電、信息通信等設(shè)備，電源的電壓變化應(yīng)在220V±5%之內(nèi)，頻率變化應(yīng)在 50H±0.5Hz之內(nèi)。配電柜開關(guān)采用知名品牌配電柜出廠經(jīng)嚴(yán)格的測(cè)試，電氣性能完全符合NBN63439、IEC43-1、BC5486.1、NF.60439-1標(biāo)準(zhǔn)。

機(jī)房采用兩臺(tái)80KVA（120分鐘）系列UPS主機(jī)作為后備電源，并且配置為雙機(jī)熱備方式運(yùn)行，另有一臺(tái)15KVAUPS提供大樓安全防范設(shè)備供電。

動(dòng)力供電與UPS供電

在UPS與發(fā)電機(jī)匹配使用中，只需為UPS配置少量后備電池以備切換時(shí)使用。發(fā)電機(jī)與市電轉(zhuǎn)換即可以手動(dòng)，也可以設(shè)置自動(dòng)切換設(shè)備（ATS）。當(dāng)市電出現(xiàn)故障，自動(dòng)切換設(shè)備（ATS）將自動(dòng)切換到發(fā)電機(jī)端，發(fā)電機(jī)經(jīng)過一定的時(shí)間延遲（可根據(jù)客戶需要設(shè)定時(shí)間）自動(dòng)啟動(dòng)，提供電力保障。

　　在實(shí)際應(yīng)用中，針對(duì)不同客戶對(duì)供電系統(tǒng)的可用性要求不同，UPS與發(fā)電機(jī)的配置方式也不盡相同，總的說來，常見的分為單機(jī)方式、并機(jī)方式等，各種方式具有各自的特點(diǎn)，系統(tǒng)采用單機(jī)方式：
　　A.單機(jī)運(yùn)行配置
　　根據(jù)實(shí)際負(fù)載功率，選擇相匹配的UPS單機(jī)運(yùn)行，供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡圖如下：

該配置方式的特點(diǎn)是：

　1、性價(jià)比高，雖然供電系統(tǒng)的可用性一般，但是系統(tǒng)組成簡單，經(jīng)濟(jì)。

　2、一般來說，不必考慮系統(tǒng)的后期擴(kuò)容，不必使用并機(jī)機(jī)型的UPS，設(shè)備利用率高。

3、系統(tǒng)存在單點(diǎn)故障點(diǎn)。
　　系統(tǒng)的主要組成部分為：　
　　1.UPS主機(jī)：UPS主機(jī)實(shí)現(xiàn)無論輸入市電有無的情況下，向負(fù)載提供高質(zhì)量的供電，在市電運(yùn)行與電池運(yùn)行轉(zhuǎn)換時(shí)沒有輸出的間斷；具有內(nèi)置靜態(tài)旁路系統(tǒng)提高了UPS的可用性，同時(shí)與維修旁路開關(guān)配合操作實(shí)現(xiàn)UPS關(guān)機(jī)維護(hù)時(shí)負(fù)載供電的不間斷。
　　2.后備電池組+電池直流斷路器：后備電池是市電中斷后，負(fù)載供電的能量來源，其儲(chǔ)存的能量經(jīng)由UPS逆變后供給負(fù)載，電池?cái)嗦菲髦饕獙?duì)電池組起過流、斷路保護(hù)，避免電池?fù)p壞和UPS故障的擴(kuò)大，另外，斷路器在電池維護(hù)、更換時(shí)人為斷開，可以保障維護(hù)人員的操作安全。
　　3.柴油發(fā)電機(jī)：在大功率的UPS系統(tǒng)中，長的后備時(shí)間要求所需的電池配置往往是占地大、投資高的方案，因此經(jīng)?？紤]采用柴油發(fā)電機(jī)加UPS的方案；即使有雙路市電引入的場合，后備柴油機(jī)仍可作為zui終的后備手段，而且與大容量后備電池組相比性價(jià)比更高。
　　在發(fā)電機(jī)與市電的轉(zhuǎn)換上即可以手動(dòng)，也可以設(shè)置自動(dòng)切換設(shè)備（ATS），而發(fā)電機(jī)與UPS配置的容量配比關(guān)系上，往往由于UPS的諧波反饋、負(fù)載電流突變等干擾，需要發(fā)電機(jī)的容量為UPSzui大負(fù)載量的2~3倍，同時(shí)還應(yīng)考慮發(fā)電機(jī)所帶的其他負(fù)載的因素，決定其容量。
　　4.其他：包括相關(guān)的輸入、輸出配電系統(tǒng)。
　　B.冗余并機(jī)配置
　　當(dāng)單機(jī)系統(tǒng)的可用性不能滿足要求時(shí)，往往采用2臺(tái)或以上的同功率UPS并聯(lián)運(yùn)行，提高并聯(lián)系統(tǒng)的可靠性。供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡圖如下

3. 配電方案

分路原則

本方案設(shè)計(jì)將機(jī)房系統(tǒng)用電分為普通用電和不間斷用電兩種。電分路主要按設(shè)備的功率和使用方便來分。Di一、計(jì)算機(jī)設(shè)備每一路的zui大負(fù)載不超過2KW，太大了引起不易發(fā)現(xiàn)的隱患，開關(guān)誤動(dòng)作；第二、不同地方的設(shè)備不允許同一路控制開關(guān)，提高安全性和可靠性。第三、照明控制線路，原則上不采用同一路控制線路的燈具在一起，zui好是分開，提高照明的均勻度和利用效率。本市電（普通用電）負(fù)責(zé)機(jī)房內(nèi)UPS主機(jī)、維修插座、照明用電、風(fēng)機(jī)及其相關(guān)設(shè)備的正常供電。機(jī)房內(nèi)計(jì)算機(jī)專用插座及所有需要不間斷電源供電的相關(guān)設(shè)備的供電由UPS設(shè)備提供。UPS主機(jī)放置在機(jī)房內(nèi)。具體分配如下：

配電分路

根據(jù)用戶需求，本方案設(shè)計(jì)1個(gè)市電柜負(fù)責(zé)空調(diào)系統(tǒng)、照明、維修等設(shè)備的供電。另外設(shè)計(jì)一個(gè)UPS電源輸出配電箱，此箱負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)室機(jī)柜內(nèi)設(shè)備供電。為了增加UPS配電柜的維護(hù)方便分路靈活性，本配電柜為雙總進(jìn)線形式。

4機(jī)房照明

正常照明

計(jì)算機(jī)機(jī)房的照明供電屬于輔助供電的范疇。但是它具有一定的特殊性和獨(dú)立性，機(jī)房照明質(zhì)量的好壞，直接影響計(jì)算機(jī)操作人員和軟硬件維修人員的工作效率和身心健康。所以要合理地選擇照明方式，燈具類型、布局，以及一些相關(guān)器材等。

照明燈具

本方案采用獲國家長城認(rèn)證的照明產(chǎn)品。電源從市電開關(guān)箱引出，電源總線采用ZRBVV-3×2.5mm2難燃銅芯導(dǎo)線；燈盤電源控制線采用ZRBVV3×1.5mm2難燃銅芯導(dǎo)線。

燈具本體采用0.5毫米高強(qiáng)度鋼板制成。反射器采用高純陽極氧化鋁：鏡面(C6)、半鏡面(D6)和霧面(M6)。超薄設(shè)計(jì)，反射器采用獨(dú)特的全方位亮度控制(OLC)技術(shù)，具有良好的光學(xué)特性，且配光均勻和光輸出比高。

主要技術(shù)性能

?          鎮(zhèn)流器采用高性能電子鎮(zhèn)流器輸入電壓為220伏，50赫茲。 

?          光源采用‘TL’-5熒光燈。 

?          主電源進(jìn)線采用快速連接。 

?          燈具本體采用0.5毫米高強(qiáng)度鋼板。 

?          安裝方法

?          明裝T型龍骨 

?          鋁合金天花板吊頂 

?          固定方式：吊鏈或吊鉤 

照明的均勻度

在計(jì)算機(jī)機(jī)房的工作面上，照度的變化必須是緩慢的，否則易引起工作人員的視覺疲勞。因此，在進(jìn)行照度設(shè)計(jì)師必須選用合理的燈具，并進(jìn)行合理的布置，保證工作區(qū)內(nèi)平均照度的均勻度（zui低照度與平均照度之比）不宜小于0.7。非工作區(qū)的照度不宜低于工作區(qū)平均照度的1/5。這里我們采用“均勻布置法”，即燈具的布置是有規(guī)律的，縱橫方向保持一定的距離。

合理的燈具布置，可使安裝容量小，又能保證需要的照度，并使工作面上的照度均勻，光線射向適當(dāng)，無明暗懸殊、眩光和陰影等現(xiàn)象。產(chǎn)生照度的不均勻的原因，主要是由于燈具間距及懸掛高度不當(dāng)。實(shí)踐證明，如果能夠適當(dāng)減小燈具間距（L），并使距高比（L/h）趨近于zui適宜的數(shù)值（h稱為計(jì)算機(jī)高度，表示工作面之燈具的高度）就能獲得較為均勻的照度，同時(shí)還能減弱陰影，并使電能消耗減小。

為了合理地布置燈盤，本照明按照以下的條件實(shí)施（注：本工程照明采用3管燈盤，所以按此作為設(shè)計(jì)依據(jù)）

應(yīng)急照明

機(jī)房內(nèi)增設(shè)應(yīng)急照明，照明燈具取自部分燈盤中間的一支燈管，按照機(jī)房的應(yīng)急照明照度（不小于15lx）和均勻度來設(shè)計(jì)，應(yīng)急照明電源由雙電源切換裝置回路引來，正常時(shí)市電供電，市電故障時(shí)切換UPS電源，這樣不但節(jié)約照明回路對(duì)UPS電源系統(tǒng)資源占有，而且減少對(duì)UPS電能質(zhì)量的污染。掛墻式的雙頭應(yīng)急照明燈具，其電池壽命短，一般1～2年更換電池。

本設(shè)計(jì)方案各機(jī)房應(yīng)急照明平均照度大于15LX。機(jī)房內(nèi)的人員經(jīng)常進(jìn)出走道的墻面上、出口門頭的墻面上均安裝應(yīng)急照明誘導(dǎo)燈和應(yīng)急照明出口燈，建議：一般1～2年后更換電池。

5電源插座

維修插座的選用及其安裝

維修電源插座主要給工作人員的其它用電（如臨時(shí)調(diào)試設(shè)備、輔助設(shè)備等設(shè)備）。墻上再布放一組面板下沿距防靜電地板面30CM高，插座采用二三插。面板底盒采用膏級(jí)防彈耐沖擊，抗高溫立體感強(qiáng)，光潔度高，且易清潔，不變色，插座功能件采用磷，銅復(fù)合片，插拔力平穩(wěn)，插拔次數(shù)超過國際標(biāo)準(zhǔn)力。

UPS插座的選用及其安裝

機(jī)房墻上供電的插座組面板下沿距防靜電地板面30CM高，且跟隨信息點(diǎn)相距40CM左右，地板下UPS電源插座安裝在機(jī)柜下距地30CM高，機(jī)架服務(wù)器使用服務(wù)器機(jī)柜內(nèi)專用配電單元的電源連接插頭與UPS電源插座連接獲得機(jī)柜電源。計(jì)算機(jī)設(shè)備電源采用地板下設(shè)置三扁插座，采用金屬插座箱安裝每4個(gè)插座組成1組，插座箱密度按照每個(gè)機(jī)柜2個(gè)合理布置，主機(jī)、服務(wù)器等重要設(shè)備采用PCE品牌防水插座。

6  導(dǎo)線選擇

本工程導(dǎo)線截面全部是根據(jù)負(fù)荷的大小，允許的電壓損失，導(dǎo)線長時(shí)間的允許溫升及導(dǎo)線的機(jī)械強(qiáng)度等因素而定。按照機(jī)房建設(shè)要求，所有導(dǎo)線都是阻燃雙塑型。單相回路超過3KW，選擇4mm2電線，否則選擇2.5mm2。控制保護(hù)

為了確保設(shè)備能安全可靠地運(yùn)轉(zhuǎn)，電源準(zhǔn)確靈敏地通電和斷電，電源控制及保護(hù)設(shè)備選用可靠靈敏的空氣開關(guān)。照明回路選擇C16A開關(guān)，維修插座回路選擇C16A漏電開關(guān)，去網(wǎng)絡(luò)設(shè)備機(jī)柜單相電源插座回路選用D16A單極開關(guān),所有電子設(shè)備負(fù)荷用到的開關(guān)選擇D特性曲線開關(guān)。變頻空調(diào)開關(guān)選擇D100A/3P微斷。配電柜一般安裝有電壓電流表計(jì)和信號(hào)指示燈，根據(jù)對(duì)電源監(jiān)測(cè)需要，可安裝電源綜合監(jiān)測(cè)儀。為了實(shí)現(xiàn)消防聯(lián)動(dòng)功能，可在非消防負(fù)荷用電開關(guān)處增加遠(yuǎn)程聯(lián)動(dòng)脫扣附件。

分路依據(jù)

q       設(shè)備的功率

按照網(wǎng)絡(luò)用電設(shè)備提供的資料，每個(gè)機(jī)柜按2.2KW計(jì)算。 

q       可維護(hù)性

墻裝插座分UPS插座和市電維修插座，為了區(qū)分本方案不但在插座上貼有標(biāo)簽，還在安裝高度上區(qū)別對(duì)待，即所有墻UPS插座安裝高度離地板55cm，市電維修插座離地30cm。

q       使用方便性

每個(gè)機(jī)柜下安裝一個(gè)UPS電源單相三極插座，離地30cm,使用時(shí)可通過機(jī)柜配備的PDU電源模塊很方便此插座連接?？紤]到維修需要，在放置機(jī)柜區(qū)域地板上均勻放置維修插座，其安裝位置結(jié)合機(jī)柜布局確定，方便維修設(shè)備時(shí)取得市電工作維修電源。墻裝維修插座每6位插座構(gòu)成一總線電源回路。

q       可靠安全性

所有維修插座的分線開關(guān)選擇帶30mA漏電模塊的空氣開關(guān)。墻裝UPS電源插座安裝時(shí)di一個(gè)電位要求是帶開關(guān)的單相3極明牌國標(biāo)電源插座，其他電位要求是單相二極及三極明牌國標(biāo)電源插座，底合要求與插座同一品牌，每4個(gè)電位為一組，每臺(tái)服務(wù)器使用一組墻上電源插座，機(jī)架服務(wù)器使用服務(wù)器機(jī)柜內(nèi)專用配電單元。

空氣開關(guān)

1）

q       小型斷路器（1～63A）

q       分?jǐn)嗄芰Γ?/span>6KA

q       符合IEC 898，GB10963標(biāo)準(zhǔn)和CCEE安全認(rèn)證要求

q      &n