机房方案0309.docx
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机房方案0309
XXX单位
信息机房设计方案
XXXX公司
2017年3月
目录
一、设计原则、标准
1.1设计原则
(1)先进性
采用国际上先进技术满足用户未来一段时间内的先进性,不落后。
(2)可靠性、安全性
在充分体现方案技术先进性的同时,保证技术的成熟性、可靠性,满足计算机网络设备对机房环境的特殊要求,充分保证机房的无间断安全运行。
保证机房工作人员的身心健康。
(3)易管理性、可维护性
机房系统以良好的可管理性、可维护性呈现在系统管理员面前,使管理人员易于维护。
(4)实用性
具有很高的性能价格比。
(5)可扩展性、冗余性
考虑机房设备及负荷在未来的增加对机房的要求,机房设计要有较好的可扩展性,有一定的冗余性。
1.2设计标准
《电子计算机机房设计规范》(GB50174-2008)
《电子计算机机房施工及验收规范》(GB50462-2008)
《低压配电设计规范》(GB50054-95)
《供配电系统设计规范》(GB50052-95)
《电力设备过电压保护设计技术规程》(GB64-87)
《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》(GB50510-06)
《气体灭火系统设计规范》(GB50370-2005)
《火灾自动报警系统设计规范》(GB50116-2008)
《采暖通风与空气调节设计规范》(GB50019)
《智能建筑设计标准》(GB/T50314)
二、电源系统
2.1系统概述
方案采用C级机房标准,采用1台UPS单机运行,根据现有设备负载功率及未来添置设备所预留的功率来计算,应考虑使用一台20KVAUPS作为机房用UPS,停电备用时间为1小时。
机柜负荷按每台3KVA进行供电,达到中等密度数据中心的用电要求,机房最大可投入6个机柜使用。
2.2系统布置平面图
设备摆放空间较为紧张,UPS间大门应采用外开式门防止设备人员无法进入房间。
2.3系统拓扑图
2.4UPS系统
2.4.1配置清单
序号
名称
规格
单位
数量
UPS
1
UPS
20KVA
台
1
2
蓄电池组
12V100AH
只
16
3
电池柜
16节
台
1
4
电池柜承重架
定制
套
1
5
电池组空开及电池连接线
定制
批
1
2.4.2UPS部分阐述
高频双变换在线式,输出视在功率不低于20KVA,有功功率不低于16KW,保证机房的可靠运行同时保证系统扩容性。
安装要求:
UPS前端空开不可使用漏电空开。
20KVAUPS前端空开不低于3P63A,进线电缆线径不低于10平方。
输出电缆线径不低于16平方,宜采用阻燃电缆。
UPS间内应温度不宜高于25°C,保证蓄电使用寿命。
UPS间内宜采用8P空调进行制冷。
房屋附近应尽量避免给排水管道。
2.4.3UPS介绍
YTR三进单出系列UPS汇集科华公司二十多年的研发经验,采用科华自主专利无主从自适应并联技术,配以先进的IGBT功率器件、性能优越的SPWM逆变器、智能化多模式电池管理技术和丰富的电源管理软件等设计的高性能正弦波不间断电源,具有良好的性价比和用户基础。
产品已通过节能认证、TLC认证、且被认定为国内UPS品牌首家“中国驰名商标”称号。
1、应用领域:
IT机房
数据中心
智能精密仪器
智能设备
2、系统结构、工作原理
YTR三进单出系列工作原理框图
工作原理:
正常市电供电模式:
在市电正常情况下,整流器将交流市电转换为直流电源后,供电给逆变器并同时对电池充电。
在将交流电整流为直流电时,整流器能将市电中所产生的异常杂波、噪声及频率不稳定等问题消除,使逆变器提供更稳定及干净的电源给负载。
电池供电模式:
当市电发生异常时,连接在DCBUS上电池组提供电能给逆变器,使交流输出不会有中断现象,进而达到保护输出负载的作用。
旁路电源供电模式:
当逆变器发生如温度过高、短路、输出电压异常或过载等异常情况且超过逆变器可承受范围时,逆变器会自动关闭以防止损坏。
若此时市电仍然正常,静态开关会将电源供应转为由旁路电源供应给负载使用。
维护旁路供电模式:
当UPS要进行维修或更换电池而且负载供电又不能中断时,使用者可以先关闭逆变器开关然后开启维修旁路开关,再将整流器和旁路电源开关切断。
在手动维护旁路转换的过程中,交流电源经由维护旁路开关继续供应电源给负载,此时UPS内部将不存有电力,维护人员可以安全地进行维护。
3、主要技术特点
(1)、高可靠性设计
在线式隔离变压器输出设计
整机电路框图如下:
整机采用市电整流-逆变输出的双变换真在线式设计,标准配置有输出隔离变压器,可以提供良好的零地电压,适用于重要负载,具有很好的抗负载冲击和短路保护能力,当逆变器故障击穿时可以完全保护负载不受威胁,避免直流高压损害负载,工频机设计更可以很好的适应国内复杂电网情况。
自主专利并机技术――无主从自适应并机技术
科华自主专利并机技术
各台机器无主从之分,没有单一故障点
无需任何附件可实现N+1并联
理论上无并机数量限制,工程实际6台并机运行
自适应技术可以保证并联各机输出偏差较大的情况下均流并联成功,使得机器在运行多年后技术参数漂移引起的输出偏差不会导致并机失败。
冗余逻辑电源设计
互为备份逻辑电源
UPS运行时,一旦电源部分出现问题,整机就肯定不能正常工作,为此,科华YTR三进三出系列采用3×2冗余逻辑电源设计:
如下图
冗余逻辑电源设计
3:
3路电源输入(市电、旁路电、电池),只要一路有电就可以保证逻辑电源工作。
2:
两路逻辑电源互为备份工作,其中路故障时,另一路自动投入使用,大大提高整机可靠性
智能风机故障检测及调速技术
YTR三进三出系列可以对冷却风扇的运行情况实时进行智能监控,当风机故障时可以及时给出提示信息,为提高风机的使用寿命和降低UPS运行时的噪音,冷却风机可以随着负载的大小进行变速运行。
电池反接保护
UPS标准配置电池极性检测电路,可以确保在电池极性反接时,UPS无法开机,并进行声光告警,不会损坏机内任何器件。
高可靠的功率器件
逆变器采用进口IGBT大功率模块,使用进口专用的的IGBT驱动厚膜集成电路,加上科华多年的IGBT设计应用经验,关键部件如空开均使用名牌产品,造就了科华FR-UK系列的高可靠性。
完善的保护功能
整机具备有:
逆变输出短路保护
市电输入高压保护
UPS输出高低压保护
电池极性反接保护
过温保护(整流器、逆变器、静态旁路)
过载保护
电池过充保护
过流保护(整流器、逆变器)
并联线故障保护
市电输入相序错误、缺相保护
手动维护开关误操作保护
(2)、高性能设计:
双DSP数字化控制技术
采用双DSP芯片对整流、逆变、静态旁路进行控制,器优点是:
运算速度更快、精度更高
整机电路集成度提高,简化电路
避免模拟器件固有的参数漂移
整机功能更强,保护更完善
双DSP处理器
双DSP控制技术
完善的电池管理功能
中大功率UPS所配置的电池一般数量较多、容量较大、在整套电源系统中的成本较大,因此YTR三进三出系列具有完善的电池管理功能。
自主专利技术MMBM电池管理技术:
智能多模式电池管理技术可以克服常规充电方式下电池极板腐蚀较为厉害,导致寿命缩短的难题,保证电池只在需要充电时才进行充电,可以延长电池使用寿命。
智能无风险电池测试功能:
在保证负载不会有断电风险的情况下,可以安全在线的对电池进行测试。
通过面板LCD操作可以选择标准测试和深度放电测试,可以在短时间内判断出电池组状态和了解实际负载下电池的可供电时间。
充电电压温度补偿功能:
可以按根据环境温度,自动设置最佳充电电压,保证电池不过充或欠充电,UPS具有外接电池监控温度探头,可以方便安装到电池箱中。
电池放电保护电压智能调节:
随着负载大小不同,UPS能够自动调节电池保护电压高低,彻底避免小负载深度放电导致电池寿命非正常缩短的现象。
可编程自动定期放电激活功能:
在UPS中文LCD大屏幕面板可以进行编程设定,可设定最短一个月,最长四个月为周期,UPS对自动对蓄电池进行激活放电。
均充浮充自动转换:
保证电池在最短的时间内充满电
采用先恒流后恒压2阶分级充电技术:
确保电池不过压、过流充电
蓄电池多级保护:
具有充电电压软件、硬件多级保护功能,防止充电电压过高损坏电池
具有充电电流过大保护功能,当发现充电电流大于正常值时,锁死整流器,防止过大的充电电流损坏电池
电池欠压告警、自动关机保护
冷启动功能:
FR-UK33××系列标准配置电池冷启动装置,可以保证在无市电下,利用电池进行开机启动。
来电自启动功能:
当市电停电后,UPS开始用电池进行放电,当电池放电完毕,UPS进入保护状态,当市电恢复时,UPS可以自行启动,自行对电池进行充电,自行开机。
大电流充电能力
在满载情况下,可以提供最大输出功率的20%充电功率,保证在电池放电后及时充满电。
允许三相负载100%不平衡设计
YTR三进三出系列采用三个完全独立的全桥逆变电路,允许三相负载100%不平衡,负载适应性强,系统可靠性高,输出配电方便,尤其适用于机房、通信、工业应用等重要场合。
线路框图如下:
三相独立控制逆变器
宽范围电压输入设计
YTR三进三出系列的市电输入范围可以达到380VAC±25%,允许的市电频率可以达到40~65Hz,适用于国内电网情况。
丰富的监控功能
可以采用RS232/485、干结点、SNMP进行单机近程、组网远程监控,可实现远距离UPS管理,或方便用户的上级集中监控
(3)、易维护性设计
标准配置手动维护开关
手动维护开关为标准配置,且有防错锁止功能,杜绝误操作。
当UPS运行于逆变状态时,即使误将维护开关上,UPS会自我保护,转由市电直接供电,负载不中断。
人性化的前端维护设计
UPS整机可以由正面完成维护,维护空间小,适合于多机并排摆放。
采用模块化结构设计
功率部分采用模块化设计,可以由前端方便拔插进行维护,大大缩短故障修复时间
无严格开机时序要求设计
在UPS的开关机过程中,对于操作时序无严格要求,不会因操作时序出错导致UPS故障,方便维护人员的开关机操作
中英文大LCD显示
采用中英文大型LCD液晶显示面板,可以显示输入、输出、电池、整流器、旁路各项参数及整机工作状态、历史记录、电池管理,大大方便国内的维护人员的日常维护操作
(4)、其它
绿色环保
符合国家标准EMC电磁兼容特性(GB7260.2-2003),降低、避免各类辐射、传导干扰,构建纯净电网环境
可靠的电磁兼容特性 通过权威机构和专业电磁兼容测试,包括传导干扰、辐射干扰、传导抗扰性、辐射抗扰性、电源跌落、群脉冲、静电放电、浪涌等专项内容,优异的电磁兼容特性不仅可以完全滤除各种电网干扰,同时能够有效降低和消除UPS自身产生的干扰适合高频通信、广电声像系统的专业应用。
灵活的组网监控方案
①单机近程监控管理
UPS通过RS232接口与计算机串口连接,计算机与UPS建立通信联系,即时监控UPS运行状态,执行UPS自我诊断程序,定时发送查询指令,电源异常时,可弹出告警界面或自动中止各种程序的运行,自动存盘,并即时通报有关信息。
②多计算机监控管理
网络中指定的某一台服务器或工作站(称本地机),通过RS232串口线与UPS通讯,网络上其他服务器或工作站(远端机)与本地机通讯,本地机与远端机都运行UPS电源管理软件,由本地机控制管理一台或多台远端机的报警关机等功能。
③UPS网络化管理
支持SNMP网络管理协议,通过SNMP网络适配器,UPS系统作为一个独立节点接入网络,即可实现网管功能。
用户可通过浏览器访问远程的UPS(Web
功能),也可通过网络平台进行远端监控和管理UPS(SNMP功能)。
2.4.4YTR33系列UPS主要技术指标
型号
指标
YTR3115
YTR3120
输
入
特
性
输入电压范围(Vac)
(相电压)
120~140Vac可以带50%额定负载
140~160Vac可以带75%额定负载160~275Vac可以满载输出
相制
三相五线制(可接成单相三线制)
功率因数
≥0.99
输入电流谐波
≤5%
频率范围(Hz)
50/60±10%
输
出
特
性
输出功率(kVA/kW)
15/12
20/16
输出电压波形
纯正弦波
输出电压(Vac)
220±1%
波形失真度
THD<3%(线性负载)
输出频率(Hz)
50/60±0.05(电池模式)
转换时间(ms)
0
整机效率
92%
过载能力(市电模式)
105%~125%:
10min后旁路;125%~150%:
1min后旁路;>150%:
1S后旁路
峰值因数
3:
1
其
它
特
性
直流启动
具备
电池电压(VDC)
192(240V可定制)
后备时间
可任意扩展
充电恢复时间
由扩展电池容量决定
面板显示
LED显示UPS的运行状况、LCD显示UPS的运行参数
通信功能
标准RS232接口,支持电源监控软件
并机功能
并机机型具备
SNMP适配器(选件)
可通过SNMP适配器进行网络监控
保护功能
输入过压、输入欠压、电池欠压、过载、故障、短路等保护
报警功能
电池低压、市电异常、UPS过载、故障时蜂鸣器告警
噪音(dB)
<65
尺寸(宽×深×高)(mm)
255×565×585
重量(kg)
38
39
2.5低压配电
采用机房配电与动力配电独自供电的方式供电,机房设备属于机房配电在停电时由UPS供电。
电照、空调等由动力配电供电(须由土建方提供三相10平方的进线前端空开不低于80A)。
机房设备连接电缆沿用电照用电桥架走线,每个机柜独立进线。
2.5.1配置清单
序号
名称
规格
品牌
数量
单位
1
机房配电柜
1800*800*600(高*宽*深)玻璃柜
云南博创
1
台
2
UPS输入输出线缆
ZY-YJV4*16+1*10mm
昆缆
根据实际情况而定
米
3
负载输出电缆
ZR-YJV-3x10
昆缆
100
米
4
负载输出电缆
ZR-YJV-3x4
昆缆
200
米
5
负载输入电缆
ZR-YJV-3x6
昆缆
400
米
6
配电柜支撑架
角钢
国优
1
个
7
铜鼻子、焊锡条等辅材
国优
1
批
2.5.2博创配电柜
博创低压配电柜适用于发电厂、变电所、厂矿企业等电力用户的交流50Hz,额定电压380V,额定电流至80A的配电系统中,作为动力,照明及配电设备的电能转换、分配、控制之用。
博创配电柜是本着安全、合理、可靠的原则设计的新型低压配电柜。
产品具有分断能力高,动热稳定性好,电气方案灵活、组合方便,系列性、实用性强,结构新颖、防护等级高等特点。
可作为低压成套开关设备的更新换代产品使用。
并且具有完整的3C认证,保证产品的质量。
并且开关元器件均采用正品国内品牌(正泰、德力西),保证了产品的稳定可靠。
根据用户实际情况定制化生产,满足用户的需求。
三、机房各子系统
3.1基本情况
机房位于大楼二层、面积70平方米、层高3.5米
3.2设备平面布置图
机房平面布局图
3.3机房装修
地面采用无边,高承重防静电地板;墙面、顶部采用漆白的方式进行内装,保证机房的简洁,整齐。
原窗子处加装防火玻璃密封窗,保证防火等级同时,避免对大楼整体外观的影响。
3.3.1配置清单
1、等电位接地
9
等电位均压环
国优
紫铜排
60
米
10
均压环辅材
定制
等电位接地线6mm²
接地系统制作铜鼻子、焊锡条、等电位端子箱、等电位接地均衡器等
1.0
套
2、机房照明及插座
11
条形格栅灯
国优
1200*300mm
2*18W
12.0
台
12
照明线缆
昆缆
BV2.5
6.0
卷
13
86底盒
国优
国标86系列
64.0
个
14
开关及插座
国优
国标86系列
12.0
个
3、其它
15
万能胶
国产优质
环保型
2.0
桶
16
不锈钢踏步制作
佛山
1.0
个
17
不锈钢踢脚线
佛山
32.0
米
18
网络机柜设备及精密空调承重架
国标
5#角钢
18.0
台
19
空调防水堰
定制
2.0
台
20
整体装修辅料及耗材
国产优质
踢脚线基层、木工板、防锈漆、电焊条等
1.0
项
21
强电金属桥架
天盾
200*100mm
30.0
米
22
金属线管
河北浩业
直径20mm
100.0
米
23
包塑金属软管
河北浩业
直径16/32
60.0
米
24
安全出口指示灯
三极雄光
1.0
盏
25
弱电上走线开放式桥架
卡博菲
卡博菲桥架941
主桥架CF105/400mm
24.0
米
26
卡博菲桥架配件
卡博菲
ZN热电镀558081
KITASSTREZ连接件
4.0
包
27
卡博菲桥架配件
卡博菲
ZN热电镀
ED275558221连接件
20.0
个
28
卡博菲桥架配件
卡博菲
ZN热电镀
EDRNEZ558241连接件
20.0
个
29
卡博菲桥架配件
卡博菲
ZN热电镀
RCSN300013030连接件
2.0
根
3.3.2防静电地板
众力抗静电地板实例
活动地板的抗静电技术指针及地板的质量好坏将直接影响到计算机系统的运行安全。
在机房的建设中,活动地板是一个很重要的结构组成,活动地板的正确使用,可以提高计算机及其微电子设备的运行可靠和延长设备的使用寿命。
全部机房区的地面都要铺设抗静电活动地板,地板采用“众力”牌无边框优质抗静电地板。
600×600mm抗静电活动地板。
地板标高为300mm。
地面刷防尘漆。
在网络设备区域安装位置,增加地板支架密度。
机房区原地面先用水泥砂浆抹平,刷防尘漆,主机房地板与室外落差采用踏步台阶连接。
众力抗静电地防火A级,采用优质耐磨贴面,各项指标均满足计算机机房活动地板技术条件(GB6650-86)和建筑内部装修设计防火规范(GB50222-95)
3.3.3机房桥架
机房强电采用下走线桥架,弱电采用最先进的卡博菲模块化上走线桥架,解决了机房设备难布置的问题,降低强电对弱点信号的干扰,同时便于弱点线路的扩展及改动。
机房装修方案保证机房高可靠性同时,提升机房外观整体效果,满足现代化机房的基本需求
快捷、灵活——再也不会耽误工程进度
省时设计。
CABLOFIL提供的解决方案有着无与伦比的灵活性,可以减少多达50%的设计和安装时间:
CABLOFIL网格式桥架可用于各种不利情况。
安全、可靠
CABLOFIL的桥架应用广泛,因为它是世界上通过测试、获得认证最多的桥架。
耐用
对于任何环境——普通或极端情况——CABLOFIL都可以相应提供高强度表面处理或不锈钢系列的网格式桥架及其配件。
坚固
CABLOFIL网格式桥架其独特的结构拥有专利权,焊接牢固,重量轻,强度高。
清洁
CABLOFIL网格式桥架的开放式结构无灰尘积聚,更干净,减轻用户的清洁卫生维护工作量。
易于维护和管理
CABLOFIL桥架的开放式结构和快装配件方便维护和安装升级。
保证电缆性能
CABLOFIL桥架的结构充分保护电缆,而且良好的通风性能,可以保障电缆传输质量。
环保
CABLOFIL产品是100%环保产品。
资源消耗少、无毒副产品。
“做得更好,用得更少”。
3.3.4计算机机房接地系统
在计算机机房的建设中,一个良好的接地系统,是机房建设质量的关键问题之一,它主要有两个目的:
1、机房建立接地系统是为了设备和人身的安全。
2、机房建立接地系统是计算机设备稳定、可靠工作的需要。
从防雷的要求看,均压才能避免反击,而均压又要求多点接地。
从防干扰的要求应该是单点接地,所以只有做好机房的等电位连接,并通过单点连接到直流信号地网上,才能使上述两项矛盾的要求兼而顾之。
在主机房按下述方案构成等电位网。
A所有设备的“安全保护接地”以及供电电源“交流工作接地”、计算机的“直流信号地”、避雷器的“防雷地”全部连接到等电位网上。
B将机房及相关办公室的所有单相三孔插座接“地”孔全部连到等电位网上。
C将机房设备外壳全部连到等电位网上。
D用25mm2多芯铜线电缆将等电位网引到土建预留出的结构主钢筋。
(大楼接地电阻应R<1欧姆)
3.4动力环境监控
随着信息技术的发展和普及,计算机系统及通信设备数量与日俱增,规模越来越大,中心机房、计算机系统和通讯网络已成为各大单位业务管理的核心部分。
为保证其安全正常运行,与之配套的机房动力系统、环境系统、消防系统、保安系统必须时时刻刻稳定协调工作。
如果机房动力及环境设备出现故障,轻则影响电脑系统的运行,重则造成计算机和通信设备报废,使系统陷入瘫痪,后果不堪设想。
因此对中心机房的动力及环境系统进行实时集中的监控极其必要。
在我国,机房监控起步较晚,中心机房动力及环境设备各自独立运行,并且普遍缺乏专职的设备管理人员和综合有效的管理手段。
系统选型要求:
a.技术先进性:
选用国际最新的专业厂家产品
b.系统高可靠性:
系统的硬件和软件均采用技术成熟的产品
c.系统运行管理方便:
软件系统中文化,组态开发,操作方便
d.技术支持能力强:
承建单位技术实力强,服务完善
e.系统可扩展性能强:
模块化结构有利于扩展与维护
投资少:
系统选型具有高性能价格比
建设时间短:
在较短的时间内完成系统的安装调试
3.4.1配置清单
配置
品牌
功能
单位
数量
一、UPS监控
1
通信模块
安之源
UPS参数和状态
只
1
2
协议转换软件模块
安之源
项
1
二、空调监控
1
通讯模块
安之源
空调参数和状态
台
1
2
协议转换软件模块
安之源
项
1
三、漏水检测系统
1
漏水报警控制器
安之源
只报警
台
1
2
5m感应绳
安之源
针对空调和其他漏水处
根
1
3
固定胶贴
安之源
袋
1
4
开关量采集模块
安之源
只
1
5
协议转换软件模块
安之源
项
1
四、温湿度监测
1
温湿度传感器
安之源
RS485输出,液晶显示
个
3
2
协议转换软件模块
安之源
项
1
五、辅助配件
1
电缆、管线等
国优
甲方布线
批
1
2
端子、配件等
国优
项
1
3
工业电源
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- 机房 方案 0309