前言：数据中心机房供配电系统是一个交叉系统，涉及市电供电、防雷接地、防静电、UPS不间断电源、柴油发电机等，各个系统交叉影响彼此，这使得我们在布局时不得不考虑很多因素。机房供配电系统是这一基础工程的心脏和大动脉。供配电系统的稳定可以保证其他系统的功能和核心业务的正常运行。下面了解机房的供电要求和系统布局。(1)数据中心电源需求：(1)模块的扩展和功率密度的增加导致电源总容量的增加。?单柜负载：2kW/set-3kW/set-4kW/set—更高；?单位面积平均负荷：0.5kva/m2—1kva/m2-1.5kva/m2-2kva/m2—更高；（2）可靠性要求——相应提高了供配电系统的可靠性要求。?供配电系统可靠性：99.00%-99.90%-99.99%-99.999%——更高；(2)数据中心机房供配电系统需求分析越来越强，功率密度越来越高。数据中心设备机柜的电力负荷已从2kVA/台提高到3kVA/台、4kVA/台，甚至更高。机房单位面积的平均用电负荷也从每平方1kVA提高到每平方1.5kVA、每平方2kVA，甚至更高。数据中心用电负荷的统计应分为两个层次，即：UPS供电系统负荷（输出）和市电供电系统负荷。市电供电系统负载（输出）统计主要包括：UPS供电系统（输入）、机房精密空调系统、机房照明及楼宇电气设备等。UPS电源系统负载（输入）=电源负载+充电负载。机房精密空调系统负荷=N台主要空调机组额定负荷能力×负荷率。UPS供电系统负载（输出）的统计主要包括：计算机设备、服务器、存储、网络设备、小型机等。当负载设备明确时，统计以设备数据为准；在不清楚具体负载设备时，以设备柜的平均负载为准进行统计。当机柜数量不清楚时，可根据机房面积的平均负荷估算。(3)数据中心机房供配电系统布置数据中心机房供配电系统的主要设备包括：UPS、蓄电池、配电柜、柴油发电机。这些设备单元占地面积大，重量大。对于这些设备的摆放，不仅要考虑功能要求，还要考虑空间和承重要求，以及对外界的危害。数据中心机房的供电系统应有独立的配电室和变电站。UPS电源机房宜靠近设备机房（负荷中心）布置，尽可能保证UPS输出到用电设备的压降和损耗。小的。UPS电源主机、配电柜、电池组是否需要分离，取决于数据中心层面的要求。另外，还要考虑到UPS是大型设备，重量比较大，噪音也比较大。影响办公场所和休息环境。配电柜位置的选择主要考虑功能要求。配电柜应在满足功能分区的基础上，尽量靠近供电负载。发电机房宜设在底层。发电机房设置在地下室时，应特别注意进出风通道是否满足要求，发电机储油装置（日用油箱、储油箱）的防火要求集应注意。.变配电所、发电机房、UPS电源房应有足够的面积与机房同步发展，应对因机房面积扩大或配电设备增加而引起的供电需求。机房的功率密度。对于非专为数据中心设计的建筑物，应注意是否满足设备安装和线路敷设的要求，包括楼层荷载、净高、抗震等级、耐火等级等。(4)市政配电系统设计主配电系统主要用于为机房精密空调设备、普通照明、送排风、检修插座、通用电源、UPS设备等供电。市电配电系统一般由建筑物的主配电柜。采用50Hz交流电，380/220V三相五线制电源，TN-S接地方式，中性线与地线分开设置并置零。地线之间的电压小于1V。一般可靠性要求数据中心应引入两路市电供电，条件有限时也可引入一路市电供电。引入两台市电时，应该是冗余关系，也可以作为电源扩容关系。每台市电的供电容量应能满足所有主次负载的需要，包括UPS供电系统和机房精密空调等。、计算机房照明、电池充电以及建筑设备中的一次和二次负载。两个市电电源的供电容量应完全冗余，在正常情况下应同时供电和运行。两种电源在负载设备的输入端自动切换。市电配电柜一般采用辐射状配电，直接分配给各用电设备或电箱。机房内所有配电电缆必须采用桥架或钢管设计。市电配电柜具有火警联动保护功能。发生火警时，可配合消防系统及时切断电源。配电柜、照明箱内的开关和主要元器件应有有效的防雷措施。(5)自备应急电源系统设计数据中心一般采用柴油发电机组作为自备应急电源。对于大型、高等级的数据中心，还可以选择可靠性高、输出电能质量好、非线性负载能力强、体积小的，重量轻的大功率燃气轮机发电机组。可靠性要求一般的数据中心应配备自备应急电源。供电容量应能满足所有一、二次负载的需要，包括UPS电源系统、机房空调、机房照明、电池充电、楼宇设备中的一、二次负载。水平负载。当数据中心条件有限且市电供电可靠性高时，可将部分或全部移动发电机组作为自备应急电源。发电机组的燃料储备量应根据数据中心级别的要求，结合市电供电可靠性、供油可靠性、消防要求等来确定。一般不应低于发电机组满负荷运行8小时的油耗。(6)UPS供配电系统设计UPS配电主要用于计算机设备、服务器、小型机、存储、网络设备、安防监控设备等。UPS电源系统的输出一般采用三电平配电方式：系统输出配电柜-机房配电柜-机柜配电单元。UPS供电系统中电池组容量的计算方法有两种：（1）按负载电流计算；(2)按负载功率计算；根据负载电流计算出的结果就是电池组的总容量，然后选择容量Capacity和组数。负载功率计算的结果为所选容量规格的蓄电池组数。两种计算方法的结果可以相互验证。对于单电源输入设备，即使已采用双机冗余UPS电源系统，也应接入其中一台。对于双机冗余UPS供电系统，各单元的部分容量可视为并联冗余。对于需要双路供电的单电源输入设备，宜在其输入端设置静态转换开关STS。静态转换开关STS的性能应满足其要求，一般转换时间小于5-10ms。当负载设备对零地电压要求较高时，可在机房配电柜内安装隔离变压器。有时，为了保证UPS故障旁路后的优质电源输出，往往在UPS旁路输出端加装隔离变压器。数据中心的UPS供配电系统一般采用冗余电源，很少采用独立电源。冗余电源在一台UPS设备出现故障时仍能满足机房重要设备的用电需求，这是单机供电无法实现的。从冗余配置方案来看，常用的有以下几种方式：(1)、热备份冗余UPS供电方式，主机带载，备机空载或带非重要负载，备机为接主机的BYPASS（旁路）输入。这种方式布局更加灵活，不需要两台同一品牌的UPS，也不需要增加额外的辅助电路，不增加采购成本。如果主用UPS发生故障，备用UPS必须接管全部负载，这意味着在设计时必须计算主用UPS发生故障时备用UPS必须承担的总负载。这种方式的缺点是后备UPS具有逐级带载能力，不能对电力系统进行扩容。两台不同容量的UPS相连，只能按最小的UPS容量输出。(2)直接并联冗余UPS供电方式是为了克服热备份冗余供电系统的弱点。随着UPS控制技术的进步，具有相同额定输出功率的UPS可以直接并联组成冗余供电系统。为保证高质量的并联系统，各电源必须保持各机同频、同相、等电流。这种供电方式瞬时过载能力强，可自动均分功率，系统互为主备，提高了供电的可靠性，便于电力系统的扩容。但存在环流，增加无功损耗，降低系统可靠性。需要增加额外的辅助电路，随之而来的是成本增加和故障点增加。设计时，比如两台主机互为备份，每台主机按50%负载能力考虑。并联的主机越多，单台主机的负载能力越低。(3)、双母线冗余供电方式双母线供电方式采用两条母线为后端设备供电，每条母线均有同一套UPS供电方式，消除了UPS输出的可能性与终端用户负载终端之间的“单点瓶颈”故障隐患，提高输出供电系统的“容错”功能。这种供电方式可以在线维护、在线扩展、在线升级，提高了重要母线的可用性，满足了双电源用电设备的需要，真正实现了7×24×365运行的目标。而双母线冗余供电方式相当于搭建上述供电方式的两条电路，需要增加2倍以上的成本。同时，为满足单电源设备的供电要求，可在输出端加装STS，保证电源输出的可靠性。(7)供配电设备安装及线路敷设机房UPS、精密空调供电系统的输入应设置专用的输入配电柜。动力系统输入配电柜应接入两路电源并自动切换。UPS主机的主电源和旁路电源应分别引入，并应由不同的输入配电柜连接。UPS供电系统的输出应采用辐射状双回路配电。UPS电源系统的输出应采用三相配电，端相应分开，以利于三相平衡。机房内的配电柜和UPS电源柜安装在地板上，配电箱和照明配电箱安装在离地1.4m的墙上。配电柜的底座和其他电气设备应牢固地固定在建筑物地面上并接地。机房内应分别设置维护和检测用插座，并有明显的区分标志。测试用电源插座应由UPS供电，维修用插座应由市电供电。所有线路的敷设应以设备布置和设计图纸为准。供电距离在设计时应尽可能短。机房内的电源线、信号线、通讯线应分开敷设，不应走在同一线槽内。UPS配电从箱（柜）引出的配电线路，通过镀锌钢管，沿机房活动地板铺设到每一排网络或服务器机柜，使用插座或工业连接器为机柜供电。(8)终端PDU配电单元(PDU)，顾名思义，PDU应具有配电或附加管理功能。电源分配是指电流、电压和接口的分配。电源管理是指开关控制（包括远程控制）、电路中各种参数的监控、线路切换、负载限制、电源插座匹配安装、线缆布置、空间管理和浪涌保护及极性检测。由于数据中心几乎所有的IT设备都已经或将要放置在标准机柜中，PDU作为机柜的必备配件，越来越受到相关方的关注。PDU配电盘与普通插排相比，其优势主要体现在设计安排更合理，质量标准更严格，安全无故障工作时间长，对各类漏电、过压、过载、频繁插拔的保护更好和拔掉动作。不易损坏，温升小，安装更灵活方便。适用于对用电量要求严格的行业客户。也从根本上杜绝了普通排插因接触不良、负载小而导致的频繁停电、烧伤、火灾等安全隐患。总结：数据中心的供配电系统是数据中心最重要的基础设施。在数据中心建设初期就应该考虑和综合规划。在布局、供配电系统结构形式等方面采取相应的技术措施，同时充分利用成熟有效的节能措施，减少供配电系统损耗。如果数据中心内有不同级别的功能区，在供配电系统设计时应区别对待，以减少不必要的建设投资和运营成本。
