20kV数据中心供配电系统及发电机Trojan电瓶应急电源设计要点研究

摘要：数据中心是对电子信息整合处理，有着信息传输、下达指令等集成功用。当前，跟着社会经济结构不断完善，高效能的数据中心开展，对电网运转有较高要求，需求合理设置供配电体系，然后确保数据中心特定功用发挥。其间，数据中心供配电体系有着关键作用，可以切实为数据中心运转供给电力支撑。电网负荷密度不断提高，从原先的10kV开展到20kV，加强20kV配电网与数据中心的融合，并对发电机应急电源规划，可以确保体系更安稳运转。

关键词：20kV；数据中心；供配电体系；发电机应急电源

引言：跟着经济的快速开展，人们日子中信息传递关于数据中心的依赖性增强。数据中心可以推行电子政务、形成才智办理，为人们供给更先进的服务，促进技术与事务融合。基于此推动数据中心革新， 以20kV供配电体系为例，为数据中心运转供给确保，设置应急电源，全面确保数据中心供电安全可靠。

1、20kV数据中心供配电体系与规划要求

20kV数据中心作为大型数据中心，是基于信息化条件下形成的机房。20kV数据中心包含较多的设备，有路由器、交换器等，可以确保供电体系安稳运转，为电力体系供给确保。其间，20kV数据数据中心规划是大型数据中心体系的基础，为核心事务以及体系运转供给足够的电力确保。数据中心供配电体系是集成各项设备的综合性体系，需求确保各环节相互影响，且有便于维护和的容错力，可以满意经济性与功用性两方面的需求。在对供配电体系规划过程中，需求明确规划标准和准则。国家规定要求电子信息体系分为三种，用来确认配套的供配电体系。规划准则则需求体现数据中心为核心的思想，立足于实践规划，对体系进行科学规划。数据中心规划需求遵从科学性、规范性。跟着大型数据中心信息设备功用需求提高，关于数据中心的供配电体系要求更高。大量的新建工业园提高了对电力体系的需求，对数据中心分级。数据中心在规划过程中，数据中心的三种类型，包含容错型、冗余型、根本型，包含网络设备、计算机以及各种配套设备，为数据中心供给安稳的供电体系。

2、20kV数据中心供配电体系规划

2.1供配电体系规划思考

20kV数据中心供配电体系主要是包含电源、开关、发电机等设备。由于供配电需求较多设备，需求科学对数据中心所属机房合理操控。供配电体系应具备独立的变配电所，除了设置好所需的设备外。还需求充分考虑空间内布设后的预留面积，满意设备扩容需求。

供配电体系基于可靠性准则要求，需求确保体系具备两套或是两套以上的体系，确保不管何时都有一套正常运转的体系。依照容错体系装备基础设施，经受住严峻的突发事端，满意信息设备运转需求。重复装备体系可以在体系毛病时，确保重复的部件承当起毛病的作业，确保体系满意需求的一起，没有冗余。因而，数据中心需求引入有冗余联系的电源，承载起20kV的电力负荷需求。采取放射式配电，确保体系功用不受影响。

2.2数据中心供配电体系架构比照剖析

数据中心供配电体系主要有三种架构，分为2N、DR、RR，依照数据中心规划规范，确保体系满意容错要求，采用2N体系，采用其他设备毛病影响体系装备。

2.2.12N体系

2N供配电体系由两个供配电单元组成，确保每个单元都可以满意负载的用电需求。确保两个单元一起运转，并为另一方供给支撑，确保备用的需求。每个单元向负载供给50%的电能，当另一方体系毛病，则由未毛病的单元供给电能，确保体系有用运转[1]。

2.2.2分布式冗余体系

分布冗余体系由N个装备相同的供配电单元组成，多个单元一起运作时。将负载平均分红N组，将每个供配电单元组合成相邻的负载供电，确保体系供电质量。当供配电体系产生毛病时，当体系毛病时，可以由相邻的供配电体系继续供电。

2.2.3后备冗余体系

后备冗余体系由多个供配电单元构成，其间一个单元作为剩余单元的备用。确保体系单元运转毛病时，备用单元经过电源切换装置，为体系供给安稳的供电。

2.3体系规划比照

依据上述三种架构进行比照，经过电气剖析软件，可以发现三种架构之间，2N体系可用性更高，而且建造和运转本钱，2N体系整体作用更佳。且2N体系简洁明了，可以更有助于进行日常运维和隔离，可以在自动化操控体系下完成作业。

3、发电机应急电源规划

20kV数据中心关于发电机有较高要求，为了满意数据中心的实践需求，需求确保应急电源规划，为体系供给足够的备用电源。然后采用备用电源，确保体系有足够电源，可以供给电力线路正常运转。当正常电源产生毛病时，可以承当数据中心正常的用电负荷，及时发动备用应急电源，为电力体系运转供给支撑。

3.1应急电源体系规划要求

备用电源是确保数据中心运转的必要条件，独立于电源与发电机之间，是需求正常电源的线路都能使用的电源类型。由于发电机运转较为重要，需求满意发电机组运转需求，选择合适的发电机组作为备用电源，可以为体系运转供给确保。作为20kV的数据中心供配电体系，其体系运转要满意大型数据中心需求。因而，自备应急电源应选择功率较大的发电机组，而且满意负荷要求，至少确保机组运转到达8h。依据国家标准，将发电机组功用设置为四个功用等级。如表1所示，发电机组功用与使用情况如下所示。数据中心对发电机组输出频率和电压波形要求较高，因而，备用电源规划等级不得小于G3。选择合适数据中心运转的发电机组（柴油发电机组），然后使得数据中心尽可能多排布IT机柜，确保体系在机房合理布局，充分利用发电机组为数据中心运转供给安稳支撑

[2]。

表1 费用清单

序号	功用等级	适用
1	G1	衔接负载、适用简单电气负载
2	G2	与电网类似、适用照明、水泵
3	G3	电信负载与晶闸管控
4	G4	数据处理与计算机体系

3.2对发电机组的功率要求

依据国家对发电机组的要求，确保机组输出功率，根本功率、应急功率等设置满意要求，才干将其使用在数据中心中。其间继续功率，要求体系运转无运转时刻限制，可变负载继续供电；限时运转功率则要求负载供电、应急备用功率，可变负载供电运转时刻均在规定范围内。发电机组的功率比照下，不间断电源体系应蛮早2N的装备，当设备或许线路维护，也不会影响体系运转。不间断电源体系电池备用时刻不小于15min，这样可以确保备用电源体系为数据中心供给不间断供电，确保体系正常运转。当毛病产生时，也能在机组运转下，为数据中心供给足够的电力，包含市电停电、发电机组延时发动等。电源线路方面敷设，将会满意设备布局需求。尽可能对线路合理需求，确保敷设到数据中心各个机柜中，为体系运转和工业生产供给足够的用电。

定论：综上所述，20kV数据中心供配电体系，是较多职业运转的基础设施。其规划应结合空间、设备功用等进行科学统筹。一起考虑供配电体系的功效，注重规划的科学性和可靠性，确保20kV数据中心供给安稳的电力负荷。数据中心关于安稳运转有较高要求，供电终止势必造成严峻的经济损失和影响。因而，规划体系时，需求兼顾应急电源体系规划，确保毛病时有备用电源供给电力，提高体系运转的安稳性。