機房UPS配電系統設計
2006/8/25 15:42:06
北京欣誠科技有限公司 供稿
機房UPS配電系統設計 北京欣誠科技有限公司
電話:010-51283109 13681515069
（1） 概述
機房系統是由計算機設備、場地設備、輔助設備等幾部分組成，因此機房的供配電系統就是為滿足各部分的要求，以保證獲得穩定、可靠的電源服務。機房的建設必須要建立一個良好的綜合性強的供配電系統，在這個系統中不僅要解決計算機設備的用電問題，還要解決保障計算機設備正常運行的其它附屬設備的供配電問題。
（2） 總體設計
本工程機房動力照明配電已搞好，因此在本設計中只考慮UPS供配電系統，我們建議從大樓高低配電間引一路三相五線制電源到機房UPS配電柜，總容量為20KVA。總體要求如下：
從電力局變電所到大樓高低配電間的電源進線應滿足一級負荷供電。
工程設置弱電專用接地系統與其他強電設備不得共用同一回路，接地電阻不得大于1歐姆。
各分路開關使用空氣斷路器。
分支電路之終端盡可能靠近所供應設備3米內。UPS電源插座采用美標插頭。
（3） UPS 系統設計
對于機房內的設備而言，干凈、不間斷的電源供應是極端重要的。因為公用電網常會遭受自
發的電壓變化或甚至是嚴重的供電中斷。可靠的解決辦法是采用不間斷電源 ，UPS不僅保證可靠
的連續供電，而且UPS輸出比較穩定，沒有瞬變和諧波。
本設計中UPS電源的主要供電對象如下：
服務器
收費和財務處終端設備和微機
網絡設備和通信設備
閉路電視監控電視墻等
UPS配電柜采用模塊式配電柜，空開采用C65N型產品，浪涌保護器采用原裝進口德國OBO產品，最大放電電流規格為 40KA；整個配電柜具有過負荷、短路、缺相保護、防雷擊功能。
（4） UPS設備選型及說明
設計選用美國DELTA-20KVA智能型在線式UPS二臺，100%的盈余，計算負載率為75%。備電池按4小時考慮。
UPS系統工作于下列模式：
a.正常供電模式：市電經整流器轉換成平穩的直流電向逆變器和電池供電，通過逆變器將直流電轉換成純凈的交流電并與市電輸入鎖相同步供給負載。
b.電池供電模式：當市電故障，停電或市電電壓、頻率超出UPS允許范圍時，逆變器繼續向關鍵負載供電，沒有任何切換，只是由電池提供直流電力。由于電池“掛”在系統直流母線上，因而市電中斷或恢復時UPS的輸出，對負載沒有任何影響。
c.自動旁路模式：如果由于過載、使用環境過溫、負載故障或UPS內部故障， 使UPS不能正常工作時，UPS靜態旁路開關將自動地把負載切換到市電旁路，當故障消失后，UPS自動轉回正常逆變供電方式，無論從逆變供電轉至自動旁路或逆向過程，都是自動無間斷進行，應而UPS輸出對負載沒有影響。
d.手動旁路模式：在維修、維護或其它特殊情況下，可通過旋鈕操作，將轉為旁路供電模式，由于轉換過程采用先通后斷方式，因而轉換過程也無間斷。
二、系統主要技術指標及參數
1、市電輸入指標
輸入電壓范圍：290V-478V
輸入頻率范圍：50HZ或60HZ ±5HZ
輸入浪涌保護：符合ANSIC62.41，A及B類
EN50091-2及EN50082-2標準
輸入功率因數：0.96
輸入電流失真：帶輸入濾波器小于10%
2、UPS輸出指標
輸出電壓諧波失真：< 5% 100%非線性負載，峰值因數3：1
< 2% 線性負載
輸出電壓瞬態響應特性：< ±5% （帶100%階躍性負載時），在1毫秒內完全恢復到輸出電壓的標稱值
輸出頻率（本振頻率）：±0.005HZ
輸出頻率同步跟蹤范圍：±0.5HZ—±2.0HZ可調
輸出頻率的同步跟蹤速率：1HZ/秒-3HZ/秒（可選）
輸出電壓的調節范圍：±1%（由工程師調整）
3、電池
UPS主機柜相配，可與UPS主機并列安裝或放在
5小時內，可充到90%額定電池容量。
4、環境指標
工作環境溫度：零度至零上40℃ 推薦使用溫度25℃ 相對濕度：5—95%（無冷凝） 電磁兼容性：符合EN50091-2 （1EC801）
5、安全標準
UPS產品應符合以下標準
符合IEC 950---------------國際電工協會電磁兼容性標準
符合EN50091-1-------------國際電工協會電磁兼容性標準
（5）機房防雷系統
計算機設備的低壓電源的質量至關重要，它關系到設備運行的整體可靠性和安全性。低壓電源系統最易受到雷電和工業操作的干擾，產生瞬間過電壓現象，因而影響設備的正常運行甚至損壞設備。因此，為了保護設備的安全，首先應該對設備的電源系統施以保護，采取措施將可能產生的各種電源擾動限制在設備能夠承受的范圍之內，并將浪涌電流引入接地網絡，為此，在設計時在機房電源進線處加設電源避雷器，選用德國浪涌保護器。
（6） 接地系統設計
為了能保證計算機系統安全、穩定、可靠的運行，保證設備、人身的安全，針對不同類型計算機的不同要求，應設計出合適的接地系統。
機房接地類型一般分為以下幾種：
1、直流工作地；
2、交流工作地
3、安全保護地；
本工程采用共同接地系統，接地電阻應不大于1 歐姆；在接地系統設計時，強電地和弱電地分別形成二個獨立的接地系統。弱電接地干線采用TMY-4X40，樓層支線采用TMY-25X4。
計算機房建議采用網格地線做為直流地，也稱為網格地。網格地就是把一定截面積的銅線或銅帶在高架地板下交叉排成600X600mm的方格，交點處壓接在一起。直流網格地通過TMY-25X4接地母線引至機房外面與接地干線相連
其他弱電機房采用不小于35平方毫米的銅線作接地環
電話:010-51283109 13681515069
（1） 概述
機房系統是由計算機設備、場地設備、輔助設備等幾部分組成，因此機房的供配電系統就是為滿足各部分的要求，以保證獲得穩定、可靠的電源服務。機房的建設必須要建立一個良好的綜合性強的供配電系統，在這個系統中不僅要解決計算機設備的用電問題，還要解決保障計算機設備正常運行的其它附屬設備的供配電問題。
（2） 總體設計
本工程機房動力照明配電已搞好，因此在本設計中只考慮UPS供配電系統，我們建議從大樓高低配電間引一路三相五線制電源到機房UPS配電柜，總容量為20KVA。總體要求如下：
從電力局變電所到大樓高低配電間的電源進線應滿足一級負荷供電。
工程設置弱電專用接地系統與其他強電設備不得共用同一回路，接地電阻不得大于1歐姆。
各分路開關使用空氣斷路器。
分支電路之終端盡可能靠近所供應設備3米內。UPS電源插座采用美標插頭。
（3） UPS 系統設計
對于機房內的設備而言，干凈、不間斷的電源供應是極端重要的。因為公用電網常會遭受自
發的電壓變化或甚至是嚴重的供電中斷。可靠的解決辦法是采用不間斷電源 ，UPS不僅保證可靠
的連續供電，而且UPS輸出比較穩定，沒有瞬變和諧波。
本設計中UPS電源的主要供電對象如下：
服務器
收費和財務處終端設備和微機
網絡設備和通信設備
閉路電視監控電視墻等
UPS配電柜采用模塊式配電柜，空開采用C65N型產品，浪涌保護器采用原裝進口德國OBO產品，最大放電電流規格為 40KA；整個配電柜具有過負荷、短路、缺相保護、防雷擊功能。
（4） UPS設備選型及說明
設計選用美國DELTA-20KVA智能型在線式UPS二臺，100%的盈余，計算負載率為75%。備電池按4小時考慮。
UPS系統工作于下列模式：
a.正常供電模式：市電經整流器轉換成平穩的直流電向逆變器和電池供電，通過逆變器將直流電轉換成純凈的交流電并與市電輸入鎖相同步供給負載。
b.電池供電模式：當市電故障，停電或市電電壓、頻率超出UPS允許范圍時，逆變器繼續向關鍵負載供電，沒有任何切換，只是由電池提供直流電力。由于電池“掛”在系統直流母線上，因而市電中斷或恢復時UPS的輸出，對負載沒有任何影響。
c.自動旁路模式：如果由于過載、使用環境過溫、負載故障或UPS內部故障， 使UPS不能正常工作時，UPS靜態旁路開關將自動地把負載切換到市電旁路，當故障消失后，UPS自動轉回正常逆變供電方式，無論從逆變供電轉至自動旁路或逆向過程，都是自動無間斷進行，應而UPS輸出對負載沒有影響。
d.手動旁路模式：在維修、維護或其它特殊情況下，可通過旋鈕操作，將轉為旁路供電模式，由于轉換過程采用先通后斷方式，因而轉換過程也無間斷。
二、系統主要技術指標及參數
1、市電輸入指標
輸入電壓范圍：290V-478V
輸入頻率范圍：50HZ或60HZ ±5HZ
輸入浪涌保護：符合ANSIC62.41，A及B類
EN50091-2及EN50082-2標準
輸入功率因數：0.96
輸入電流失真：帶輸入濾波器小于10%
2、UPS輸出指標
輸出電壓諧波失真：< 5% 100%非線性負載，峰值因數3：1
< 2% 線性負載
輸出電壓瞬態響應特性：< ±5% （帶100%階躍性負載時），在1毫秒內完全恢復到輸出電壓的標稱值
輸出頻率（本振頻率）：±0.005HZ
輸出頻率同步跟蹤范圍：±0.5HZ—±2.0HZ可調
輸出頻率的同步跟蹤速率：1HZ/秒-3HZ/秒（可選）
輸出電壓的調節范圍：±1%（由工程師調整）
3、電池
UPS主機柜相配，可與UPS主機并列安裝或放在
5小時內，可充到90%額定電池容量。
4、環境指標
工作環境溫度：零度至零上40℃ 推薦使用溫度25℃ 相對濕度：5—95%（無冷凝） 電磁兼容性：符合EN50091-2 （1EC801）
5、安全標準
UPS產品應符合以下標準
符合IEC 950---------------國際電工協會電磁兼容性標準
符合EN50091-1-------------國際電工協會電磁兼容性標準
（5）機房防雷系統
計算機設備的低壓電源的質量至關重要，它關系到設備運行的整體可靠性和安全性。低壓電源系統最易受到雷電和工業操作的干擾，產生瞬間過電壓現象，因而影響設備的正常運行甚至損壞設備。因此，為了保護設備的安全，首先應該對設備的電源系統施以保護，采取措施將可能產生的各種電源擾動限制在設備能夠承受的范圍之內，并將浪涌電流引入接地網絡，為此，在設計時在機房電源進線處加設電源避雷器，選用德國浪涌保護器。
（6） 接地系統設計
為了能保證計算機系統安全、穩定、可靠的運行，保證設備、人身的安全，針對不同類型計算機的不同要求，應設計出合適的接地系統。
機房接地類型一般分為以下幾種：
1、直流工作地；
2、交流工作地
3、安全保護地；
本工程采用共同接地系統，接地電阻應不大于1 歐姆；在接地系統設計時，強電地和弱電地分別形成二個獨立的接地系統。弱電接地干線采用TMY-4X40，樓層支線采用TMY-25X4。
計算機房建議采用網格地線做為直流地，也稱為網格地。網格地就是把一定截面積的銅線或銅帶在高架地板下交叉排成600X600mm的方格，交點處壓接在一起。直流網格地通過TMY-25X4接地母線引至機房外面與接地干線相連
其他弱電機房采用不小于35平方毫米的銅線作接地環
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