機房規劃

主機房：主要用于電子信息處理、存儲、交換和傳輸設備的安裝和運行的建筑空間，包括服務器機房、網絡機房、存儲機房等功能區域。

支持區：支持并保障完成信息處理過程和必要的技術作業場所，包括變配電室、柴油發電機房、不間斷電源系統室、電池室、空調機房、動力站房、消防設施用房、消防和安防控制室。

輔助區：用于電子信息設備和軟件的安裝、調試、維護、運行監控和管理的場所，包括進線間、測試機房、監控中心、備件庫、打印室、維修室等。

行政管理區：用于日常行政管理及客戶對托管設備進行管理的場所，包括工作人員辦公室、門廳、值班室、盥洗室、更衣間和用戶工作室等。

機房分級標準

《電子信息系統機房設計規范》GB50174-2008規定：電子信息系統機房應根據使用性質、管理要求及由于場地設備故障導致網絡運行中斷在經濟和社會上造成的損失或影響程度，將電子信息系統機房劃分為A 、B 、C三級。

滿足下列情況之一的電子信息系統機房應為A級。 A級為容錯型，在系統需要運行期間，其場地設備不應因操作失誤、設備故障、維護和檢修而導致電子信息系統運行中斷。

1 電子信息系統運行中斷將造成重大的經濟損失;

2 電子信息系統運行中斷將造成公共場所秩序嚴重混亂。

容錯系統是具有兩套或兩套以上相同配置的系統，在同一時刻，至少有兩套系統在工作，每套系統是(N+M,M=O～N)結構。按容錯系統配置的場地設備，至少能經受住一次嚴重的突發設備故障或人為操作失誤事件而不影響系統的運行。

滿足下列情況之一的電子信息系統機房應為B級。B級為冗余型，在系統需要運行期間，其場地設備在冗余能力范圍內，不應因設備故障而導致網絡系統運行中斷。

1 網絡運行中斷將造成較大經濟損失;

2 網絡運行中斷將造成公共場所秩序混亂。

不屬于A級或B級的電子信息系統機房為C級。C級為基本型，在場地設備正常運行情況下，應保證網絡系統運行不中斷。

供配電系統

1、供配電系統應為電子信息系統的可擴展性預留備用容量。
2、戶外供電線路不宜采用架空方式敷設。當戶外供電線路采用具有金屬外護套的電纜時，在電纜進出建筑物處應將金屬外護套接地。
3、電子信息系統機房應由專用配電變壓器或專用回路供電，變壓器宜采用干式變壓器。
4、電子信息系統機房內的低壓配電系統不應采用TN－C系統，而應采用TN－S系統。
5、電子信息設備應由不間斷電源系統供電。不間斷電源系統應有自動和手動旁路裝置。確定不間斷電源系統的基本容量時應留有余量。不間斷電源系統的基本容量可按下式計算：E≥1.2P
E――不間斷電源系統的基本容量，不包括備份不間斷電源系統設備
P――電子信息設備的計算負荷
6、用于電子信息系統機房內的動力設備與電子信息設備的不間斷電源系統應由不同回路配電。
7、電子信息設備的配電應采用專用配電箱（柜），專用配電箱（柜）應靠近用電設備安裝。
8、電子信息設備專用配電箱（柜）宜配備浪涌保護器、電源監測和報警裝置，并應提供遠程通信接口。當輸出端中性線與PE線之間的電位差不能滿足電子信息設備使用要求時，宜配備隔離變壓器。
9、A級電子信息系統機房應配置后備柴油發電機系統，當市電發生故障時，后備柴油發電機應能承擔全部負荷的需要。
10、后備柴油發電機的容量應包括不間斷電源系統、空調和制冷設備的基本容量及應急照明和關系到生命安全的需要的負荷容量。
11、市電與柴油發電機的切換應采用具有旁路功能的自動轉換開關。自動轉換開關檢修時，不應影響電源的切換。
12、敷設在隱蔽通風空間的低壓配電線路應采用阻燃銅芯電纜，電纜應沿線槽、橋架或局部穿管敷設；當配電電纜線槽（橋架）與通信纜線線槽（橋架）并列或交叉敷設時，配電電纜線槽（橋架）應敷設在通信纜線線槽（橋架）的下方。活動地板下作為空調靜壓箱時，電纜線槽（橋架）的布置不應阻斷氣流通路。
13、配電線路的中性線截面積不應小于相線截面積；單相負荷應均勻分配在三相線路上。

機房配電系統框圖

ATS開關和STS開關的區別

? ? ATS開關和STS開關用于在兩個獨立的AC電源之間轉換供電，第一路出現故障后自動切換到第二路給負載供電。

　　STS靜態切換開關主要由智能控制板，高速可控硅，斷路器構成。其標準切換時間為≤8ms，不會造成IT類負載斷電。既對負載可靠供電，同時又能保證STS在不同相切換時的安全性。STS的基本應用包括電力工業的自動化系統，石化工業的電源系統，計算機和遠程通訊中心，大樓的自動化和安全系統，以及其他對電源中斷敏感的設備。

　ATS為機械結構，以接觸器為切換執行部件，切換功能用中間繼電器或邏輯控制模塊組成二次回路完成控制功能，缺點是主回路接觸器工作需要二次回路長期通電，容易產生溫升發熱、觸點粘結、線圈燒毀等故障。同時如果是大負載情況下，轉換時間相對比較長，為100毫秒以上，會造成負載斷電。

ATS開關

STS開關

機房接地系統

接地系統分類

根據系統和設備接地方法的各種不同的組合, 低壓電源系統的接地形式分為TN、TT、IT 等幾種。

a) TN 系統是電源系統中性點直接接地, 負載電氣設備的外露可導電部分通過導線連接到中性點的系統。

b) TT 系統是電源系統中性點直接接地, 負載電氣設備的外露可導電部分獨立接地(與電源系統的接地無電氣連接)的系統。

c) IT 系統是電源系統的帶電部分不接地或經阻抗接地,負載電氣設備的外露可導電部分接地的系統。

TN接地系統分類

根據中性線和保護線是否合并的情況,TN 系統又分為TN-S、TN-C-S 和TN-C 系統。

TN-S 系統在整個系統中,中性線和保護線都是分開的。所有負載電氣設備的外露可導電部分均接保護線。TN-S 系統有時稱為三相五線系統。在有三相不對稱負載和非線性負載時,中性線N 中有電流流過,但保護線在正常時不通過負載電流,保護線上沒有電壓。

TN-C 系統在整個系統中,中性線和保護線的功能合并為一根PEN線。TN-C 系統有時稱為三相四線系統。

TN-C-S 系統中,有一部分電路(A 點以前)的中性線和保護線的功能合并為一根PEN 線,是TN-C 系統。另一部分電路(A 點以后) 分成中性線和保護線,是TN-S 系統。需要指出的是,分成保護線和中性線后不能再合并,否則將失去TN-S 的特點。

UPS選型

UPS的功能與作用

后備式：后備式UPS電源在市電正常時負載由市電經轉換開關供電，當市電系統出現問題時才會由UPS的電池經逆變器轉換向負載供電。后備式UPS輸出電壓穩定在±5％~8％，輸出頻率穩定在±1Hz。后備式UPS電源其主要優點是價格便宜。目前大部分的后備式UPS都是一些低功率UPS，一般不到1KVA。

在線式：在線式UPS電源當市電正常時，供電途徑是市電→整流器→逆變器→負載。市電中斷時的供電途徑是電池→逆變器→負載。在線式UPS輸出電壓穩定在±3％以內，輸出頻率穩定在±0.5Hz。因此不論外部電網狀況如何，總能夠提供穩定的電壓。這種UPS價格比后備式UPS貴些，容量從1KVA~l00KVA以上。

UPS計算選型

1、用戶在規劃或者設計機房時，遇到的最普遍的問題是服務器負載的計算問 ?題。

2、計算機設備的總功耗由CPU、內存、主板、存儲設備、風扇等部件的功耗組成，當CPU處于高使用率的時候，計算機的功耗主要來自CPU和內存，此時功耗較大；當CPU處于空載或低使用率的時候，計算機的功耗主要來風扇等輔助設備，此時功耗較小。計算機的實際使用功耗取決于CPU的使用率。

3、一般計算機廠商在設計計算機電源時，從電源可靠性考慮，均增加了30%以上的余量，也就是說，即使當計算機滿負荷運行時，其實際功耗也只有電源銘牌功率的70%左右。

4、根據實測經驗數值，計算機設備的實際運行功耗一般在電源銘牌功率的35%~65%之間。以上數據是確定負荷計算中的需用系數Kx的依據。

機房所需UPS容量計算

機房所需UPS容量P=Pjs/Cos?/0.8

機房設備計算容量Pjs=Pe*Kx

說明：

Pe=數據中心機房的機柜數量×平均每機柜服務器數量 ×每臺服務器功率

Kx：根據不同行業的用戶或不同類型的應用對計算機系統的使用要求，Kx的取值略有不同，一般典型的Kx取值為0.4，適用于IDC運營機房、政府機關、金融行業以及各類數據機房。對于集群應用的用戶Kx取值為0.45~0.5。對于大量采用刀片式服務器的集群應用系統，其Kx取值按照0.6計取，但Pe需要按照實際刀片數來計算。每個刀片的典型裝機容量Pe為201W。

Cos?：20多年前，根據當時計算機電源技術，得出一個經驗值，Cos?=0.8 。根據最近幾年對用戶機房內計算機設備功率因數的實際測量，平均值大約在0.9~0.93之間。

計算機設備負荷計算（舉例）

例如：機房內有服務器機柜32臺，每臺服務器機柜內安裝6臺服務器，每臺服務器600W， Kx取值為0.4 , Cos?取值為0.9。

Pjs=Pe*Kx=600*6*32*0.4/1000=46.08KW

P=Pjs/Cos?/0.8=46.08/0.9/0.8=64KVA

E≥1.2P=1.2*64=76.8KVA

蓄電池容量選型

蓄電池容量(AH) 的定義

蓄電池容量(AH)是指在標準環境溫度下（25℃），電池在給定時間指點終止電壓時（1.80v），可提供的恒定電流A與持續放電時間H的乘積（I*T）。

蓄電池容量(AH) 的計算方式

1、恒功率法

2、估算法

恒功率法(查表法)

Pnc =P（W）/（N*n）

P（W）={P（VA）*Pf}/η

P（W） 電池組提供的總功率

P（VA） ?UPS標稱容量（VA）
Pf ?UPS功率因子

η ? ?逆變器轉換效率
Pnc 每cell需要提供的功率

n ? ?機器配置的電池數量
N ? ?單體電池cell數

Vmin 電池單體終止電壓

恒功率法舉例

1臺80KVA UPS 后備時間30min,選用DCF126-12系列電池.計算電池容量?

臺達NT80KVA UPS直流終止電壓為300V及U臨界=300V,直流電壓為348V電池組選用29只12V電池,故N=29,n=6, U終壓=1.75vUPS的功率因子Pf =0.8,逆變器轉換效率η=0.95。
P（W）={P（VA）*Pf}/η={80*1000*0.8}/0.95=67368.4（W）
Pnc=P（W）/（N*n）=67368.4 /（29*6）=387.2(W)

查DCF126-12系列電池恒功率表可知：

DCF126-12/120電池終止電壓為1.75v時放電30min電池提供功率為217W。
電池組數量=387.2／217=1.78
即:選用2組120ah,計58節120ah電池。

蓄電池容量選型

估算法

C10= Imax/KCh

Imax= {P（VA）*Pf}/（η*Umin）

C10 ?蓄電池10小時率容量

P（VA） ?UPS標稱容量（VA）
Pf ? ?UPS功率因子

η ? ? 逆變器轉換效率
KCh ? 容量換算系數（1/h）

Imax 電池組提供最大電流

Umin 電池組最底工作電壓

估算法舉例

1臺80KVA UPS 后備時間30min,選用DCF126-12系列電池.計算電池容量?

? 臺達NT80KVAUPS直流終止電壓為300V及U臨界=300V,直流電壓為348V電池組選用29只12V電池,故N=29,n=6, U終壓=1.75v UPS的功率因子Pf =0.8,逆變器轉換效率η=0.95。

Imax= {P（VA）*Pf}/（η* Umin）=(80*1000*0.8)/(0.95*300)=224.6(A)

查中達電通DCF126系列蓄電池不同放電時率不同放電終止電壓下，電池的容量換算表（25℃）可知KCh=0.9.

C10=I/KCh=224.6A/0.9=249(Ah)

即:選用2組120ah,計58節120ah電池。

綜合布線系統

數據中心布線設計的參考標準

為了讓數據中心結構化布線的規劃與設計規范化，建議使用者和設計者重點參考以下幾個標準以及書籍：

★GB50174-2008 ? 《電子信息系統機房設計規范》

★ANSI/TIA-942-2005 《數據中心電信設施標準》

ISO/IEC 24764-2010 ? 《數據中心通用布線標準》

★《數據中心布線系統設計于施工技術白皮書》*

*：此白皮書詳細地闡述面向未來的數據中心結構化布線系統的規劃思路、設計方法和實施指南。

綜合布線系統構成

數據中心機房內布線空間主要包含主配線區（MDA），水平配線區(HDA)，區域配線區(ZDA)和設備配線區(EDA)。各配線區詳細功能說明請參閱標準ANSI/TIA-942-2005。

數據中心布線設計建議

數據中心的需求

靈活性– 容易根據網絡調整(如:增加、移動、刪除)而改進

擴展性– 從小規模到大規模的應用，隨需求增長而變化

高密度– 更多的端口，更少的空間

快速部署– 時間就是金錢，快速安裝

改進線纜管理/專用的線纜區域–大線徑線纜的空間，高密度

模塊化設計– 容易復制設計，實現更有效率擴展

美觀– 數據中心是技術陳列室

銅纜系統性能等級

本段課件作者：唐武東，來源于互聯網。

機房配電電纜線徑的選擇及巡查注意事項

機房配電電纜線徑的選擇

機房供配電系統設計有一定的規范，用戶新建機房供配電系統時，應通過設計單位選擇合適的交流線徑，嚴格按設計文件施工。對于現有機房新增一般性負載，往往由用戶自行設計并安裝。

安全用電是動力設備安裝與維護人員的基本要求，所有安裝與維護人員都有必要了解交流電纜線徑選擇的方法和原則。維護人員在日常工作中不局限于發現設備潛在故障，也應關注線纜等配套設備存在的風險，實現精細化維護。在具體的安裝與維護工作中，不少工程師對電纜線徑的選擇存在著一些誤區，需要對這些誤區進行分析。選擇了錯誤的電纜線徑，輕則增加了建設或運行成本，重則可能帶來巨大的安全隱患。
只按經濟電流密度，不復核電纜壓降信
假定某單相交流負載最大電流不超過16A(單相負載電流通常不超過20A)，按經濟電流密度法選用4mm²電纜，如果負載距離100米，銅電導率σ為57，電纜電阻為：R=L/(σS)=100×2/(57×4)=0.88Ω
電纜上電壓降ΔU為ΔU=IR=16×0.88=14.1V
　　連接回路在最大工作電流作用下的電壓降，不得超過該回路允許值(《電力工程電纜設計規范》第6頁，GB50217-94)，該例電纜上電壓降達到14.1/220=6.4%，超過多數設備線路上壓降不應大于5%的要求。負載工作電壓下降6.4%，相應的工作電流上升1A，需要選用更粗的電纜(如6mm²)，重新計算電壓降，直至電壓降小于5%。
并聯多大的導線，就相當于線徑增大多少平方

大型機房負載容量大，需要提供很大的電流，如果選擇一根導線，無疑需要線徑很粗的供電電纜，施工并不方便，甚至沒有足夠粗的導線可供使用。多根導線并聯是允許的，由于線徑小的電線每平方載流量大于粗電線，并聯方式可能在經濟上更合算。
?并聯電線之間的電流在理論上按截面積分配，只要是相同材質電線(如銅線)，都可以直接并聯。但實際工程中，最好使用相同的線徑。如果線徑相差懸殊，可能由于接線端子存在一定電阻，以及與電纜截面積不成正比的感抗作用，導致電流分配偏差，一根導線可能分配電流過大，超過安全載流量。此外，如果采用不一致的線徑，需仔細復核電線上的電流是否小于安全載流量，細導線的單位載流量只能按粗導線計算。

因此，大小相差懸殊的電纜并聯使用，電纜載流量往往并不按照理想條件下的電流分配規律來分配，小電纜相對發熱明顯。兩線并聯時，粗的電纜不應大于細電纜的兩倍。
零線選擇未考慮三次諧波與不平衡電流

當負載三相不平衡時，零線將有電流流過;當三相嚴重不平衡時，零線電流甚至大于相電流。計算機、節能燈等電子設備多產生三次及三的倍次諧波，諧波電流通過零線。對于諧波抑制不佳的電子設備來說，三次諧波電流可能大于相電流，零線電流很大。此外，三次及以上諧波頻率較高，在導線內流過時有趨膚效應，即電流主要從導體表面流過，相當于縮小了導線截面積，熱效應更加明顯。
　　現行IDC機房建設過程中，普遍采用3+2電纜，即一根圓形絕緣電纜中包括三根相線、一根零線和一根保護地線，如3×50+2×25電纜，零線線徑為相線的一半。如果為普通計算機或照明供電，當負載達到設計容量后，存在一定的安全風險，三次諧波導致零線過熱甚至著火。除非負載諧波抑制效果好，或進行了諧波整治，否則零線線徑不應小于相線線徑。
保護地線目的是等電位連接，線徑細一點也可以

交流設備與機房接地排之間、設備內部部件與機柜之間連接有保護接地線，一方面是等電位連接的要求，使所有設備和部件外殼保持等電位，預防觸電以及由于雷電侵入導致的內部放電;另一方面用于泄放接地故障電流。
　　由于雷擊時長以微秒計，即使大的雷電流，積累的能量常不足以燒毀保護地線，因此不少工程師認為接地保護線對于防雷來說不用考慮粗細。確實，在雷擊事件中少見有保護地線燒毀的案例，但保護地線的線徑要求還有另外的原則，即發生接地故障時，保護地線不應在保護設備動作前燒毀。顯然，電流越大的設備，輸入電纜越粗，輸入斷路器容量越大，保護地線也越粗。因此規范規定，當相線線徑大于35mm²時，保護地線線徑應取相線線徑的一半，按規范進行供配電系統設計，能達到相線越粗，保護地線也越粗的目的，消除安全隱患。
電纜壓接頭注意問題

正常情況下電纜頭與線鼻子線徑要對應。電纜頭允許細一些但里面要放填充物，不允許電纜比電纜頭粗出現用刀削細電纜頭的現象。

電纜鼻子根據其本身長度，一般要壓三次；也會有壓兩次的情況。

壓接方向為與電纜接線方向垂直

注意剝線長度與線鼻子長度適中（剝線長度要略短于線鼻子長度）

剝線時注意下手力度，不要過深，破壞其內部的銅導線。

關于涮錫的問題，主要是為了減少壓接處的電阻，保證電纜內部電纜緊密連接。同時可防止壓接頭處過熱和防止氧化。

多芯電纜剝線時注意問題

剝線力度要適中，注意保護電纜內部銅導體。

熱縮套管與電纜線徑要適中。注意熱縮套管加熱時不要損傷配電柜其他部分。

分線套筒要壓到多芯電纜開口根部，并做好密封，保證電纜內部的絕緣。

對于鎧裝電纜，要做好鎧裝部分的接地。

電纜敷設時注意問題

注意電纜不可彎折不可貼地拖動，不可環繞（尤其是多芯電纜）。

電纜盡量不要交叉，或疊加。

注意電纜彎曲半徑，最低為15D。同時要留有一定余量。

電纜與配電柜壓接時要注意不同相留有不同的余量，一般電纜出現母排每相高度不同，注意接線時的應力。

注意接線母排螺母方向，充分考慮接線空間和散熱。

注意電纜與橋架之間不要有應力，充分考慮橋架的承重，橋架無鋒利處。

注意電纜與目排螺栓連接處不要有絕緣漆，電纜鼻子與母排壓接面積相同。

注意母排結合處10cm內不得刷相色漆。

注意N排始終與柜體保持絕緣，N 線的接線要緊固。地線與柜體始終緊密連接。

對于UPS要保證電池開關柜接地與UPS柜接地分開。BCB控制線要于電池側可靠接地。

最后基本的還是要注意相序是否正確，接線兩段是否對應電纜敷設順序是否合理，切記混亂。

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的机房配电系统与配电电缆线径的选择及巡查的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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