某IDC机楼100.40.23kV降压变电所电气设计-开题报告-文献综述-参考文献

IDC（Internet Data Center）互联网数据中心内安装有电子计算机、网络设备、存储设备、传输等信息网络设备，对供电电源质量及供电连续性要求高。各类信息网络设备均采用UPS不间断电源系统及-48V直流系统供电并配置相应后备蓄电池组。由于信息网络设备功耗大，发热量高，为避免室内环境温度过高引起服务器及网络设备高温宕机，各专业机房均配置有恒温恒湿精密空调以保证信息网络设备的正常运行，IDC机楼内还需配置大容量柴油发电机组作为备用电源。

10/0.4/0.23kV降压变电所（以下简称“10kV降压变电所”）是IDC数据中心基础设施最重要的子系统之一，其设计需满足《电子信息系统机房设计规范 GB50174-2008》、《20kV及以下变电所设计规范 GB50053-2013》以及国家现行有关标准、规范的规定。

《电子信息系统机房设计规范 GB50174-2008》将电子信息系统机房（IDC机房）按照机房的管理要求、重要性划分为A、B、C三级，不同等级的IDC机房对供配电要求有所差别。

IDC机房用电量大，合理确定10kV降压变电所的位置并设计出可靠性高、经济合理的供电系统，是保障信息网络设备安全、稳定运行，降低电能损耗的关键。

本次^文档设计为某IDC机楼的10kV降压变电所电气设计，根据该IDC机房等级，提出满足国家标准及用户要求的10kV降压变电所建设方案。

二、^范文提纲

第1章  绪论

1.1  各级IDC机房供电要求

《电子信息系统机房设计规范 GB50174-2008》规定的各级电子信息系统机房（IDC机房）的供配电要求如下表所示：

项目

技术要求

备注

A级

B级

C级

供电电源

由两个电源供电，两个电源不应同时受到损坏

两回线路供电

—

变压器

M（1+1）冗余

（M=1、2、3……）

N

用电容量较大时设置专用电力变压器供电

后备柴油发电机系统

N或（N+X）冗余（X=1~N）

N

供电电源不能满足要求时

不间断电源系统的供电时间满足信息存储要求时，可不设置柴油发电机

—

后备柴油发电机的基本容量

应包括不间断电源系统的基本容量、空调和制冷设备的基本容量、应急照明和消防等涉及生命安全的负荷容量

—

—

柴油发电机燃料存储量

72h

24h

—

—

不间断电源系统配置

2N或M(N+1)冗余（M=2、3、4……）

N+X冗余

（X=1~N）

N

—

不间断电源系统电池后备时间

15min

柴油发电机作为后备电源时

根据实际需要确定

—

空调系统配电

双路电源（其中至少一路为应急电源），末端切换。采用放射式配电系统

双路电源，末端切换。采用放射式配电系统

采用放射式配电系统

—

1.2 某IDC机楼概况及供配电要求

1.2.1 某IDC机楼概况

某IDC机楼位于福州市晋安区长乐北路边上，处于福州市二环之内，交通便利，共建有附属楼一层，主楼五层，总建筑面积5010平方米。

柴油发电机房设在附属楼一层。

主楼一层为进线室、电池室、变压器室、消控室、水泵房；

二层为UPS及直流电源系统机房、高低压配电室、值班室；

三层为传输机房、交换机房、数据机房及办公室；

四层为A级IDC机房、监控室及相应的办公室；

五层为A级IDC机房、监控室及相应的办公室。

1.2.2 供配电要求

按照《电子信息系统机房设计规范 GB50174-2008》规定并结合用户需求，该IDC机楼供配电[注：本次设计范围为10kV降压变电所]要求如下：

（1）市电引入：IDC机房等级为A级，该机楼需采用2路市电供电，其中：1路从供电部门A变电所（距离IDC机楼变电所约4km）专线引入，另1路从供电部门B变电所（距离IDC机楼变电所约6km）专线引入。两个电源不应同时停电，当1路市电检修或故障时，另1路市电可负担起全部负荷。

市电引入线：采用10kV铠装电缆从供电部门变电所沿电缆沟引至IDC机楼变电所。

（2）变压器：采用2N冗余配置，1台变压器检修或故障时，另1台可负担起全部负荷；2台变压器均故障时，由备用油机负担全部负荷。

（3）柴油发电机组：采用N台配置，无冗余。

（4）UPS系统：采用2N配置，主、备UPS系统分别由不同低压系统供电。

（5）-48V直流电源系统：从不同低压系统分别入主、备电源，末端切换。

（6）空调系统：从不同低压系统分别引入主、备电源，末端切换。

（7）应急照明、消防用电：从低压系统及应急油机系统分别引入主、备电源，末端切换。

（8）大楼照明及办公室用电：由单套低压系统供电。

1.3 变电所设计依据及规范

（1）20kV及以下变电所设计规范 GB50053－2013

（2）电子信息系统机房设计规范 GB50174-2008

（3）供配电系统设计规范GB 50052-2009

（4）低压配电设计规范GB 50054-2011

（5）并联电容器装置设计规范GB 50227-2008

（6）建筑物电气装置 第5部分：电气设备的选择和安装 第523节：布线系统载流量 GB 16895.15-2002

（7）电力工程电缆设计规范GB50217-2007

（8）建筑物防雷设计规范GB50057-2010

（9）建筑物电子信息系统防雷技术规范GB 50343-2004

（10）通信局（站）防雷与接地工程设计规范GB50689-2011

（11）民用建筑电气设计规范 JGJ16-2008

（12）中国电信 IDC机房设计规范（暂行）

第2章  负荷计算及变压器选择

2.1 负荷计算

2.1.1 负荷计算

根据各个专业提供的工艺设备用电资料，对该机楼各用电设备功耗统计如下：

序号

负荷名称

负荷等级

功率因数

有功功率(kW)

无功功率(kVar)

视在功率(kVA)

备注

一、主设备

1

48V直流电源系统(含电池充电)

一级

0.95

135

44.37

142.11

供3F通信机房

2

2台300kVA UPS并机系统1(主用,系统额定容量600kVA，设计带载按容量80%)

一级

0.95

246

80.86

258.95

供4F IDC机房

3

2台300kVA UPS并机系统2(备用,系统额定容量600kVA，设计带载按容量80%)

一级

0.95

246

80.86

258.95

4

2台300kVA UPS并机系统3(主用,系统额定容量600kVA，设计带载按容量80%)

一级

0.95

246

80.86

258.95

供5F IDC机房

5

2台300kVA UPS并机系统4(备用,系统额定容量600kVA，设计带载按容量80%)

一级

0.95

246

80.86

258.95

二、机房空调

6

1F电池室空调

二级

0.8

21.5

16.13 

26.88 

7

2F电力室空调

一级

0.8

37

27.75 

46.25 

8

2F高低压室空调

二级

0.8

10.8

8.10 

13.50 

9

3F交换、传输及数据机房空调

一级

0.8

50

37.50 

62.50 

10

4F IDC机房空调

一级

0.8

192

144

240

11

5F IDC机房空调

一级

0.8

192

144

240

三、照明及办公用电

　

　

　

12

大楼照明及办公用电

二级

0.9

55

26.64 

61.11 

10w/m2估算

13

附属楼油机房

二级

0.8

10

7.50 

12.50 

四、消防用电

　

　

　

14

消防水泵

一级

0.8

45

33.75 

56.25 

15

消防电梯

一级

0.7

16

16.32 

22.86 

负载功率合计

0.90

1748.3

829.48 

1935.10 

其中：电池充电总功率约196kW

说明：（1）上表内UPS系统1、2、3、4的有功功率均已考虑UPS转换效率、并已含电池充电功率。

（2）上表内UPS系统为2N配置，当1套UPS系统检修或故障情况下，另1套UPS应能负担起所有负荷。四层IDC机房主设备功耗约384kW，考虑UPS稳定运行，其负载率不宜超过80%，相应配置2套600kVA UPS（一主、一备）供电。

2.1.2 无功功率补偿计算

2.1.3 总计算负荷

2.2 变电所位置和变压器型式的选择

第3章  变电所主接线方案设计

3.1 变电所主接线方案

3.2 进出线设计及说明

3.3导线截面选择

第4章  短路电流的计算

4.1绘制短路计算电路

4.2短路计算基本过程

4.3主要电气设备的选择及校验

第5章  主要电气设备的继电保护设计

5.1主变压器保护选择原则

5.2主变压器继电保护图

5.3进线保护设计

第6章  变电所防雷及接地装置设计

6.1变电所防雷保护

6.2变电所接地装置设计

三、参考文献

[1]中国航空工业规划设计研究院等.工业与民用配电设计手册 第三版[M],北京：中国电力出版社. 2005.

[2] 20kV及以下变电所设计规范 GB50053－2013

[3] 电子信息系统机房设计规范 GB50174-2008

[4] 低压配电设计规范GB 50054-2011

[5] 中国电信数据中心机房电源、空调环境设计规范（暂行） DXJS1006-2005