机房UPS配电系统设计
2006/8/25 15:42:06
北京欣诚科技有限公司 供稿
机房UPS配电系统设计 北京欣诚科技有限公司
电话:010-51283109 13681515069
（1） 概述
机房系统是由计算机设备、场地设备、辅助设备等几部分组成，因此机房的供配电系统就是为满足各部分的要求，以保证获得稳定、可靠的电源服务。机房的建设必须要建立一个良好的综合性强的供配电系统，在这个系统中不仅要解决计算机设备的用电问题，还要解决保障计算机设备正常运行的其它附属设备的供配电问题。
（2） 总体设计
本工程机房动力照明配电已搞好，因此在本设计中只考虑UPS供配电系统，我们建议从大楼高低配电间引一路三相五线制电源到机房UPS配电柜，总容量为20KVA。总体要求如下：
从电力局变电所到大楼高低配电间的电源进线应满足一级负荷供电。
工程设置弱电专用接地系统与其他强电设备不得共用同一回路，接地电阻不得大于1欧姆。
各分路开关使用空气断路器。
分支电路之终端尽可能靠近所供应设备3米内。UPS电源插座采用美标插头。
（3） UPS 系统设计
对于机房内的设备而言，干净、不间断的电源供应是极端重要的。因为公用电网常会遭受自
发的电压变化或甚至是严重的供电中断。可靠的解决办法是采用不间断电源 ，UPS不仅保证可靠
的连续供电，而且UPS输出比较稳定，没有瞬变和谐波。
本设计中UPS电源的主要供电对象如下：
服务器
收费和财务处终端设备和微机
网络设备和通信设备
闭路电视监控电视墙等
UPS配电柜采用模块式配电柜，空开采用C65N型产品，浪涌保护器采用原装进口德国OBO产品，最大放电电流规格为 40KA；整个配电柜具有过负荷、短路、缺相保护、防雷击功能。
（4） UPS设备选型及说明
设计选用美国DELTA-20KVA智能型在线式UPS二台，100%的盈余，计算负载率为75%。备电池按4小时考虑。
UPS系统工作于下列模式：
a.正常供电模式：市电经整流器转换成平稳的直流电向逆变器和电池供电，通过逆变器将直流电转换成纯净的交流电并与市电输入锁相同步供给负载。
b.电池供电模式：当市电故障，停电或市电电压、频率超出UPS允许范围时，逆变器继续向关键负载供电，没有任何切换，只是由电池提供直流电力。由于电池“挂”在系统直流母线上，因而市电中断或恢复时UPS的输出，对负载没有任何影响。
c.自动旁路模式：如果由于过载、使用环境过温、负载故障或UPS内部故障， 使UPS不能正常工作时，UPS静态旁路开关将自动地把负载切换到市电旁路，当故障消失后，UPS自动转回正常逆变供电方式，无论从逆变供电转至自动旁路或逆向过程，都是自动无间断进行，应而UPS输出对负载没有影响。
d.手动旁路模式：在维修、维护或其它特殊情况下，可通过旋钮操作，将转为旁路供电模式，由于转换过程采用先通后断方式，因而转换过程也无间断。
二、系统主要技术指标及参数
1、市电输入指标
输入电压范围：290V-478V
输入频率范围：50HZ或60HZ ±5HZ
输入浪涌保护：符合ANSIC62.41，A及B类
EN50091-2及EN50082-2标准
输入功率因数：0.96
输入电流失真：带输入滤波器小于10%
2、UPS输出指标
输出电压谐波失真：< 5% 100%非线性负载，峰值因数3：1
< 2% 线性负载
输出电压瞬态响应特性：< ±5% （带100%阶跃性负载时），在1毫秒内完全恢复到输出电压的标称值
输出频率（本振频率）：±0.005HZ
输出频率同步跟踪范围：±0.5HZ—±2.0HZ可调
输出频率的同步跟踪速率：1HZ/秒-3HZ/秒（可选）
输出电压的调节范围：±1%（由工程师调整）
3、电池
UPS主机柜相配，可与UPS主机并列安装或放在
5小时内，可充到90%额定电池容量。
4、环境指标
工作环境温度：零度至零上40℃ 推荐使用温度25℃ 相对湿度：5—95%（无冷凝） 电磁兼容性：符合EN50091-2 （1EC801）
5、安全标准
UPS产品应符合以下标准
符合IEC 950---------------国际电工协会电磁兼容性标准
符合EN50091-1-------------国际电工协会电磁兼容性标准
（5）机房防雷系统
计算机设备的低压电源的质量至关重要，它关系到设备运行的整体可靠性和安全性。低压电源系统最易受到雷电和工业操作的干扰，产生瞬间过电压现象，因而影响设备的正常运行甚至损坏设备。因此，为了保护设备的安全，首先应该对设备的电源系统施以保护，采取措施将可能产生的各种电源扰动限制在设备能够承受的范围之内，并将浪涌电流引入接地网络，为此，在设计时在机房电源进线处加设电源避雷器，选用德国浪涌保护器。
（6） 接地系统设计
为了能保证计算机系统安全、稳定、可靠的运行，保证设备、人身的安全，针对不同类型计算机的不同要求，应设计出合适的接地系统。
机房接地类型一般分为以下几种：
1、直流工作地；
2、交流工作地
3、安全保护地；
本工程采用共同接地系统，接地电阻应不大于1 欧姆；在接地系统设计时，强电地和弱电地分别形成二个独立的接地系统。弱电接地干线采用TMY-4X40，楼层支线采用TMY-25X4。
计算机房建议采用网格地线做为直流地，也称为网格地。网格地就是把一定截面积的铜线或铜带在高架地板下交叉排成600X600mm的方格，交点处压接在一起。直流网格地通过TMY-25X4接地母线引至机房外面与接地干线相连
其他弱电机房采用不小于35平方毫米的铜线作接地环
电话:010-51283109 13681515069
（1） 概述
机房系统是由计算机设备、场地设备、辅助设备等几部分组成，因此机房的供配电系统就是为满足各部分的要求，以保证获得稳定、可靠的电源服务。机房的建设必须要建立一个良好的综合性强的供配电系统，在这个系统中不仅要解决计算机设备的用电问题，还要解决保障计算机设备正常运行的其它附属设备的供配电问题。
（2） 总体设计
本工程机房动力照明配电已搞好，因此在本设计中只考虑UPS供配电系统，我们建议从大楼高低配电间引一路三相五线制电源到机房UPS配电柜，总容量为20KVA。总体要求如下：
从电力局变电所到大楼高低配电间的电源进线应满足一级负荷供电。
工程设置弱电专用接地系统与其他强电设备不得共用同一回路，接地电阻不得大于1欧姆。
各分路开关使用空气断路器。
分支电路之终端尽可能靠近所供应设备3米内。UPS电源插座采用美标插头。
（3） UPS 系统设计
对于机房内的设备而言，干净、不间断的电源供应是极端重要的。因为公用电网常会遭受自
发的电压变化或甚至是严重的供电中断。可靠的解决办法是采用不间断电源 ，UPS不仅保证可靠
的连续供电，而且UPS输出比较稳定，没有瞬变和谐波。
本设计中UPS电源的主要供电对象如下：
服务器
收费和财务处终端设备和微机
网络设备和通信设备
闭路电视监控电视墙等
UPS配电柜采用模块式配电柜，空开采用C65N型产品，浪涌保护器采用原装进口德国OBO产品，最大放电电流规格为 40KA；整个配电柜具有过负荷、短路、缺相保护、防雷击功能。
（4） UPS设备选型及说明
设计选用美国DELTA-20KVA智能型在线式UPS二台，100%的盈余，计算负载率为75%。备电池按4小时考虑。
UPS系统工作于下列模式：
a.正常供电模式：市电经整流器转换成平稳的直流电向逆变器和电池供电，通过逆变器将直流电转换成纯净的交流电并与市电输入锁相同步供给负载。
b.电池供电模式：当市电故障，停电或市电电压、频率超出UPS允许范围时，逆变器继续向关键负载供电，没有任何切换，只是由电池提供直流电力。由于电池“挂”在系统直流母线上，因而市电中断或恢复时UPS的输出，对负载没有任何影响。
c.自动旁路模式：如果由于过载、使用环境过温、负载故障或UPS内部故障， 使UPS不能正常工作时，UPS静态旁路开关将自动地把负载切换到市电旁路，当故障消失后，UPS自动转回正常逆变供电方式，无论从逆变供电转至自动旁路或逆向过程，都是自动无间断进行，应而UPS输出对负载没有影响。
d.手动旁路模式：在维修、维护或其它特殊情况下，可通过旋钮操作，将转为旁路供电模式，由于转换过程采用先通后断方式，因而转换过程也无间断。
二、系统主要技术指标及参数
1、市电输入指标
输入电压范围：290V-478V
输入频率范围：50HZ或60HZ ±5HZ
输入浪涌保护：符合ANSIC62.41，A及B类
EN50091-2及EN50082-2标准
输入功率因数：0.96
输入电流失真：带输入滤波器小于10%
2、UPS输出指标
输出电压谐波失真：< 5% 100%非线性负载，峰值因数3：1
< 2% 线性负载
输出电压瞬态响应特性：< ±5% （带100%阶跃性负载时），在1毫秒内完全恢复到输出电压的标称值
输出频率（本振频率）：±0.005HZ
输出频率同步跟踪范围：±0.5HZ—±2.0HZ可调
输出频率的同步跟踪速率：1HZ/秒-3HZ/秒（可选）
输出电压的调节范围：±1%（由工程师调整）
3、电池
UPS主机柜相配，可与UPS主机并列安装或放在
5小时内，可充到90%额定电池容量。
4、环境指标
工作环境温度：零度至零上40℃ 推荐使用温度25℃ 相对湿度：5—95%（无冷凝） 电磁兼容性：符合EN50091-2 （1EC801）
5、安全标准
UPS产品应符合以下标准
符合IEC 950---------------国际电工协会电磁兼容性标准
符合EN50091-1-------------国际电工协会电磁兼容性标准
（5）机房防雷系统
计算机设备的低压电源的质量至关重要，它关系到设备运行的整体可靠性和安全性。低压电源系统最易受到雷电和工业操作的干扰，产生瞬间过电压现象，因而影响设备的正常运行甚至损坏设备。因此，为了保护设备的安全，首先应该对设备的电源系统施以保护，采取措施将可能产生的各种电源扰动限制在设备能够承受的范围之内，并将浪涌电流引入接地网络，为此，在设计时在机房电源进线处加设电源避雷器，选用德国浪涌保护器。
（6） 接地系统设计
为了能保证计算机系统安全、稳定、可靠的运行，保证设备、人身的安全，针对不同类型计算机的不同要求，应设计出合适的接地系统。
机房接地类型一般分为以下几种：
1、直流工作地；
2、交流工作地
3、安全保护地；
本工程采用共同接地系统，接地电阻应不大于1 欧姆；在接地系统设计时，强电地和弱电地分别形成二个独立的接地系统。弱电接地干线采用TMY-4X40，楼层支线采用TMY-25X4。
计算机房建议采用网格地线做为直流地，也称为网格地。网格地就是把一定截面积的铜线或铜带在高架地板下交叉排成600X600mm的方格，交点处压接在一起。直流网格地通过TMY-25X4接地母线引至机房外面与接地干线相连
其他弱电机房采用不小于35平方毫米的铜线作接地环
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