计算机机房电气设计

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计算机机房电气设计是保障数据中心安全、稳定、高效运行的核心环节。其核心目标是为服务器、网络设备、存储系统等IT负载提供连续、洁净、高质量的电能，并满足高可靠性、高可用性（通常要求TierIII及以上标准）及节能低碳要求。设计内容主要包括：供配电系统（采用双路市电+柴油发电机+UPS冗余配置，常见2N或A+B双总线架构）、不间断电源（UPS）选型与并机方案（通常选用在线式、IGBT整流、高效率模块化UPS）、精密配电柜（含PDU、电流电压监测、远程分合闸功能）、接地与防雷系统（独立逻辑地、联合接地电阻≤1Ω，三级防雷保护）、照明与应急疏散系统（LED节能照明+蓄电池供电应急灯）、以及智能监控系统（集成电量采集、温湿度、开关状态、告警联动等功能）。设计中需严格遵循《GB501742017数据中心设计规范》《JGJ162008民用建筑电气设计标准》等规范，重点解决谐波抑制（如12脉冲/有源滤波）、三相负荷平衡、短路容量校验、电缆载流量与压降控制（末端电压偏差≤±5%）、防火阻燃敷设（低烟无卤耐火电缆）等问题。同时兼顾绿色节能某双岛四线式车站轻轨工程施工组织设计，推广高频UPS、EC风机、智能休眠等技术，提升PUE指标。科学合理的电气设计，是机房“零宕机”运行和长期可靠服务的根本保障。（约400字）

供配电系统\接地系统\防静电电气设计

计算机房工程电气设计是电力工程设计中的重要组成部分，伴随着人类生产自动化水平的逐渐提高以及计算机在工程中的广泛应用， 对计算机房工程电气设计的要求也就越来越高。本文从计算机房工程电气设计“特性”入手，对计算机房工程的配电系统、接地系统做了比较详尽的探讨，对今后计算机房工程以及类似工程电气设计提供了有利的理论依据。 1 引言 　　众所周知，计算机房工程是为计算机服务的，而计算机又是为某一应用目的而工作的，因此，计算机机房工程电气设计既要满足计算机设备自身的要求，又要满足计算机应用目的的要求。概括起来，其基本要求可以归结为以下四个方面： 　　1.1　保证计算机系统运行的可靠性 　　计算机系统是由许多复杂的高密度组装的电子器件组成的中央处理机（CPU）以及高精密的外部设备组成的。由于其系统的复杂性决定了计算机系统的某一环节很难避免发生故障。因此计算机系统的可靠性问题成为影响计算机发展与应用的核心问题。而计算机房工程的可靠性与机房环境、供配电、接地等因素是密不可分的，对供配电系统和接地系统而言，如果处理不得当，诸如电网过渡引发直流电源振荡将会使计算机在运行过程中，该为“0”的变成“1”，使软件出现“奇偶位错误”，影响计算机系统的可靠运行，象这样的例子不胜枚举。 　　1.2　保证计算机系统的设计寿命 　　对计算机房内静电的影响而言，静电可以通过人体、导体触及计算机可导电外壳时，有可能击穿其电子器件而使计算机出现偶然性故障及器件损坏。 　　1.3　保证信息安全的要求 　　据有关资料介绍，大部分计算机运行时频率介于0.16MHz～400MHz之间，辐射强度大致为40dbθV。如果供电电源质量没有保证，供电频率超出计算机要求的稳态频率偏移范围，将降低计算机抗干扰能力，辐射到空间的信息将面临有可能被干扰，被篡改，甚至被窃取的危险。 　　1.4　保证计算机操作人员的工作环境 　　例如：计算机房照明，如果处理得当，将会大大提高操作人员的工作效率，减缓操作人员的视疲劳程度，减少操作上的误动作。 　　以上是从计算机系统正常运行为出发点对计算机机房工程电气部分提出的基本要求，做为电气设计人员，应该满足这些基本的要求。在做计算机机房电气设计的同时，应该严格执行国家的有关规范和标准，如《电子计算机房设计规范》GB50174－93等。下面将从供配电系统、接地系统、防静电几个方面对计算机房工程电气设计做进一步探讨。 2 供配电系统 　　2．1 系统方案 　　电子计算机房的用电负荷等级和供电要求应满足《供配电系统设计规范》GB50052－95，其供配电系统应采用电压等级220V/380V，频率工频50HZ或中频400HZ～1000HZ的TN－S或TN－C－S系统，电子计算机的主机电源系统按设备的要求确定。电子计算机房供配电系统应考虑系统扩展、升级的可能，并应预留备用容量。 为提高计算机设备的供配电系统可靠性，最理想的技术措施是在配电设备前端增加交流不间断电源系统UPS(10～15Min)，在下列各种情况中，该措施应是必不可少的。图2－1为设置UPS的供电系统图。 　　（1） 对供电可靠性要求较高，采用备用电源自动投入方式或柴油发电机组应急自启动方式仍不能满足要求时。 　　（2） 一般稳压、稳频设备不能满足要求时。 　　（3） 需要保证顺序断电安全停机时。 　　（4） 电子计算机系统实时控制时。 　　（5） 电子计算机系统联网运行时。 　　2．2 供电质量 　　通过前言，我们已经知道电网质量对计算机的正常运行具有十分重要的意义，而供电质量主要包括以下几个方面的要素，这些要素根据电子计算机的性能、用途和运行方式（是否联网）等情况可以划分为A、B、C三级，如下表1所示： 　　　　　　　　　　　　　　　表1

　　为了提高电网的供电质量，计算机房的供配电系统设计应该注意以下事项： 　　（1） 机房容量较大时，宜设置专用电力变压器，容量较小时，可采用专用低压馈电线路供电。 　　（1） 电子计算机电源设备应靠近主机房设置。 　　（1） 机房内其它电力电力负荷不得由计算机主机电源和UPS供电。主机房内为计算机设备宜设置专用动力配电箱，与其它负荷应分别供电。 　　（1） 单相负荷应均匀地分配在三相上，三相负荷不平衡度应小于20％。 　　（1） 计算机电源系统应限制接入非线性负荷，以保持电源的正弦性。 　　2．3 设备选型及综合布线 　　计算机房内设备选型以及综合布线从形式上虽然没有具体要求，但根据《低压配电设计规范》GB50054－95，并结合上述计算机设备的供配电特性，应注意以下几点： 　　2．3．1 设备选型 　　（1） 专用配电箱内保护和控制电器的选型应满足规范和设备的要求。 　　（2） 专用配电箱应有充足的备用回路，用以计算机系统的扩容。 　　（3） 专用配电箱进线断路器应设置分励脱扣器，以保证紧急情况下，切断所有用电设备电源。 　　（1） 专用配电箱设置电流、电压表以监测三相不平衡度。 　　（1） 专用配电箱设置足够的中线和接地端子。 　　2．3．2 综合布线 　　（1） 电子计算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，专用配电箱电源应采用电缆进线，不得不采用架空进线时，在低压架空电源进线处或专用电力变压器低压配电母线处装设低压避雷器。 　　（2） 主机房活动地板下部的低压配电线路宜采用铜芯屏蔽导线或铜芯屏蔽电缆。 　　（3） 主机房活动地板下部的电源线应尽可能地远离计算机信号线，避免并排敷设，应采取相应的屏蔽措施。 　　2．4 照明 　　2．4．1照度选择 　　照度是计算机房电气设计中十分重要的环节，也是保证计算机操作人员工作环境的重要指标，照度的选择应符合下表2规定： 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　表2

　　注：（）内的照度为第一类辅助房间照度取值。其它照度为主机房照度取值。第二、三类辅助房间按照现行照明设计标准的规定取值。　　 　　工作区内一般照度的均匀度（最低照度与平均照度之比）不宜小于0.7，非工作区内一般照度的均匀度不宜小于0.2。 　　电子计算机房故障照明照度为一般照明的1/10，安全出口标志灯照度不低于0.5lx。 　　2．4．2眩光限制 　　众所周知，电子计算机房眩光是操作人员产生视觉疲劳的重要原因，对眩光的限制可以分为以下三级： 主机房、基本工作间宜采用下列措施限制工作面上的反射眩光和作业面上的光幕反射。 　　（1） 使视觉作业不处在照明光源与眼睛形成的镜面反射角上。 　　（1） 采用发光表面积较大，亮度低，光扩散性好的灯具。 　　（2） 视觉作业处家具和工作房间内应采用无光泽表面。 　　2．4．3光源选择 　　如果计算机房照度等级以及眩光限制等级确定以后，参照下表可以进行电光源的选择： 表3