Электроснабжение серверного центра - Проект Монтаж Строительство Инженерные сети Слаботочка

Электроснабжение серверного центра

Разработали проект электроснабжения серверного центра.

проект электрика ЭОМ

Электроснабжение

Электроснабжение потребителей электроэнергии предусмотрено от трансформаторных подстанций ТП-1, ТП-2, ТП-3. В качестве третьего независимого источника для отдельных групп электроприемников приняты дизель-роторные источники бесперебойного питания.

Основными потребителями электроэнергии являются:

  • серверное и телекоммуникационное оборудование машзалы;

  • климатические и слаботочные системы обслуживающие машзалы;

  • потребители процессингового центра;

  • потребители склада ЦОД;

  • потребители склада IT блока;

  • потребители резервного расчетного центра;

  •  потребители процессингового центра

  • освещение;

  • электроприемники слаботочных систем;

  • общеобменная вентиляция;

  • система холодоснабжения;

  • насосы;

  • бытовые электроприемники и уборочная техника;

  • лифты;

К потребителям особой группы I категории относится:

  • серверное и телекоммуникационное оборудование машзалов;

  • климатические системы, обслуживающие машзалы;

  • оборудование систем передачи данных;

  • система автоматизации и диспетчеризации комплекса;

  • оборудование комплексной системы безопасности комплекса.

К потребителям I категории относится:

  • аварийное освещение (эвакуационное и резервное);

  • система противодымной защиты;

  • ИТП;

  • насосы системы водоснабжения и теплоснабжения;

  • системы связи.

Остальные электроприемники относятся ко второй категории.

Категории потребителей по надежности электроснабжения  приняты согласно ПУЭ гл.1.2 и СП 31-110-2003.

Система электроснабжения строится с учетом организации двух взаиморезервируемых вводов среднего напряжения. Отходящие ячейки на центре питания должны принадлежать разным секциям распределительного устройства. Каждая кабельная линия должна состоять из  необходимого количества кабелей и способна нести полную электрическую нагрузку объекта. Прокладка кабельных линий предусматривается в земле. Так же вблизи кабельных линий предусматривается прокладка слаботочных оптоволоконных кабельных линий, отвечающих за интеграцию системы электроснабжения в систему управления ЦОД. С целью выполнения условий Tier III кабельные линии прокладываются в 2х отдельных траншеях либо разделены негорючей перегородкой с необходимым пределом огнестойкости.

Для обеспечения электроснабжением проектируемых нагрузок предусмотрено размещение  трансформаторных подстанций. Трансформаторные подстанции находятся в непосредственной близости от инженерного корпуса- в здании энергоцентра. В каждой ТП предусмотрена установка двух силовых понижающих трансформаторов сухих с литой изоляцией, с глухозаземленной нейтралью, со встроенной тепловой защитой. Секции РУ среднего напряжения, РУ низкого напряжения и трансформаторы размещены в смежных помещениях.

Для осуществления питания объекта в случае исчезновения напряжения на обоих вводах от ЦП выполнена система гарантированного электроснабжения. В качестве источника для системы гарантированного электроснабжения используются дизель-роторные(динамические) источники бесперебойного питания (далее по тексту DRUPS/ДДИБП) вырабатывающие необходимые мощности на напряжении 0,4кВ. Система электроснабжения строится с уровнем надежности не ниже TierIII по классификации Uptime Institute.

Система распределения энергии 0,4 кВ

Система распределения электроэнергии обеспечивает следующие основные параметры:

  • надежное энергоснабжение потребителей здания;

  • максимально удобную эксплуатацию электроустановки здания;

  • минимальный объем потерь при повреждении электрооборудования;

  • позволяет производить быструю замену неисправных компонентов, благодаря оснащению мало обслуживаемым электрооборудованием с модульным принципом построения;

  • возможность диспетчеризации всех основных узлов системы.

Для приема и распределения электроэнергии предусмотрена установка главных распределительных щитов, а также этажные и функциональные распределительные щиты. Главные распределительные щиты устанавливается в помещениях ГРЩ, расположенных в подвале инженерного корпуса. Питание ГРЩ предусматривается по двум взаиморезервируемым вводам с устройством централизованного автоматического включения резерва (АВР).

Главный распределительный щит (ГРЩ)

Для монтажа ГРЩ будет использован модульный принцип со сборкой отдельных модулей и установкой в них оборудования в заводских условиях и полной сборкой щита на месте установки из отдельных щитов и стоек. В ГРЩ предусматривается резерв до 20% для установки дополнительной аппаратуры без расширения щита. Все автоматические выключатели укомплектованы блоками максимальной токовой защиты с выдержкой времени, токовой отсечкой без выдержки времени. Все автоматические выключатели ГРЩ имеют возможность передачи в диспетчерскую систему объекта информации о состоянии и положении выключателей, а так же возможность дистанционного управления. В распределительных щитах предусматривается резерв до 20% для установки дополнительной аппаратуры без расширения щита.

Распределительная сеть

Распределительные сети выполнены шинопроводами и кабелями с медными жилами. Кабельные линии электроприемников выполнены кабелями не распространяющими горение с низким дымо-газовыделением (нг-HF), кабельные линии систем противопожарной защиты выполнены огнестойкими кабелями с медными жилами (нг-HFFR). Электроснабжение распределительных щитов, предназначенных для питания машзалов, подаётся от лучей А и Б при помощи шинопроводов расчетным номиналом или кабельными линиями. Распределительные этажные щиты находятся в этажных щитовых – в выделенных помещениях около стояков. Питание рядов IT стоек предполагается осуществлять шинопроводами с пропускной способностью обеспечивающей работу IT стоек. На стойки электроэнергия будет подаваться с помощью блоков отбора мощности оснащенными автоматическими выключателями защиты расчетного номинала – в зависимости от мощности стоек. Подключение IT оборудования осуществляется через блоки внутристоечного распределения питания (PDU).

Система гарантированного электроснабжения

Бесперебойное и гарантированное электроснабжение осуществляется с помощью DRUPS. Примененяется распределенно-резервная схема гарантированного электроснабжения. Данная схема является распределенной и независимой системой особенностью данной схемы является модульность каждого машзала. Электроснабжение выполняется с помощью шести взаиморезервируемых машин DRUPS. Выполнение требований по электроснабжению для зон Tier III выполняются с помощью отдельных коммутаций. Достоинством данной схемы является возможность развития ЦОДа  без отключения и любого другого влияния на уже работающие площадки.

Время работы системы гарантированного электроснабжения обеспечивается необходимым запасом топлива. Топливо хранится в подземном топливохранилище в непосредственной близости от здания ЦОД с организованной площадкой для дозаправки. Время автономной работы соответствует требованиям Uptime Institute для уровня надежности Tier III. Надежное питание так же выполняется для механических систем, работоспособность которых критически важна для жизнеспособности ЦОДа в период исчезновения питания от основного питания и до запуска генераторов. С целью сохранить работоспособность этих систем выполняется принцип распеделения нагрузок от разных взаиморезервируемых щитов, от которых при помощи шинопроводов получают электропитание климатические системы. Данные системы располагаются в этажных электрощитовых здания.

Дизель-роторные ИБП состоят из синхронного генератора, накопителя энергии, дизельного двигателя и систем обслуживания и топливообеспечения. Все основные энергетические элементы собраны на одной раме и соединены соосной механической связью. Каждый DRUPS оснащается местными контрольно-измерительными средствами, а также сетевым дистанционным управлением, что позволяет управлять и контролировать состояние системы в целом. Внешний вид дизель-роторного ИБП. Дизельно-роторный ИБП устанавливается в здании энергоцентра на территории объекта. Там же размещаются все необходимые инженерные системы для обеспечения нормальной работы оборудования ДРИБП.

В нормальном режиме работы нагрузка ЦОД питается от сети совместно с синхронным генератором, что позволяет системе работать как активный фильтр с целью повышения качественных характеристик сети. При пропадании напряжения на внешней стороне электроснабжения, автоматически запускается дизельный двигатель соединенный с генератором через муфту сцепления. На время включения и выхода на рабочую мощность двигателя, электроснабжение потребителей осуществляется за счет работы ротора.
Режимы работы DRUPS:

нормальный режим работы DRUPS, питание потребителей осуществляется от внешней сети;

аварийный режим работы, пропадание электропитания здания от внешней сети по обоим вводам, электроснабжение осуществляется от роторного накопителя, запуск дизельного двигателя;

выход дизельного двигателя на рабочий режим;

восстановление электроснабжения от внешней сети.

Алгоритм работы DRUPS.

Предварительные электрические нагрузки

 Предварительные электрические нагрузки ЦОД

Наименование потребителей

Единичная мощность, кВт

Установ-ленная мощность (Р уст.), кВт

Коэф. спроса (Kc)

Расчетная мощность (Р расч.), кВт

Нагрузки 1  категории

1

Серверное и активное оборудование в машзалах 1-8

10,00

3300,00

1,00

3300,00

2

Прецизионные кондиционеры в машзалах 1-8

6,00

336,00

0,89

300,00

3

Насосы системы охлаждения

14,50

101,50

0,71

72,50

4

Насосы системы вентиляции и кондиционирования (офисы)

14,50

29,00

1,00

29,00

5

Холодомашины

256,00

1024,00

0,50

512,00

6

Градирни

38,00

114,00

0,67

76,00

7

Система автоматики управления насосами

10,00

10,00

1,00

10,00

8

Противопожарные системы, СС

2,00

4,00

0,50

2,00

9

Собственные нужды DRUPS

169,50

1017,00

1,00

1017,00

10

Система вентиляции

45,00

45,00

1,00

45,00

11

Процессинговый центр

12,80

12,80

0,60

7,68

12

Резервный расчетный центр

39,80

39,80

0,60

23,88

13

Система освещения

110,00

110,00

1,00

110,00

14

Система аварийного освещения

35,00

35,00

1,00

35,00

15

Розеточная сеть

114,80

114,80

0,60

68,88

16

Лифты

5,00

15,00

0,50

5,00

17

Наружное освещение

17,00

17,00

1,00

17,00

18

Фасадное освещение

40,00

40,00

1,00

40,00

19

КПП №1

4,00

4,00

0,60

2,40

20

КПП №2

5,00

5,00

0,60

3,00

           

 

Итого по нагрузкам здания на стороне 0,4кВ

 

6373,90

0,92

5676,34

Электрическое освещение

На объекте предусматриваются следующие виды искусственного освещения:

  • рабочее;

  • аварийное (эвакуационное и резервное);

  • дежурное;

  • ремонтное.

Рабочее освещение предусмотрено во всех помещениях здания. Расчетом обеспечены нормативные уровни освещенности помещений. Аварийное эвакуационное освещение обеспечивает освещенность на путях эвакуации: в коридорах, холлах, вестибюлях, на лестничных клетках. Оно включает в себя и световые указатели с аккумуляторными батареями на 3 часа. Аварийное резервное освещение предусмотрено в технических помещениях: венткамерах, щитовых, машзалах, насосных и т.д. В качестве дежурного освещения используются светильники аварийного освещения. В технических помещениях для  ремонтного освещения используются ящики с понижающими трансформаторами 220/42 В.

Предусматривается установка на фасаде номерного знака и указателей пожарных гидрантов. Предусмотрено централизованное управление освещением вестибюлей, лифтовых холлов, лестничных клеток в автоматическом режиме  с использованием фотореле, реле времени или в дистанционном ручном режиме из диспетчерской. В качестве осветительных приборов используются, в основном, светильники с ЭПРА с энергоэкономичными люминесцентными лампами и светильники с LED технологией. В помещениях машзалов светильники размещаются в шахматном порядке с учетом размещения стоек, инженерных систем, а также возможности перемещения и добавления оборудования.

Средние проектные уровни освещенности составляют:

  • 500 люкс для машзалов;

  • 300 люкс для вестибюлей, холлов, комнат ожидания;

  • 75-100 люкс для коридоров, проходов, лестниц;

  • 150-200 люкс для помещений персонала, раздевалок, туалетов;

  • 150 люкс для комнат отдыха;

  • 300 люкс для ресторанов, столовых, кафетериев, буфетов;

  • 400 люкс для зоны ресепшн (центральной «входной группы»).

Архитектурное освещение фасадов

С целью создания эстетичного и современного вида здания проектом будет предусмотрено освещение фасада. Внешний вид, тип и технические характеристики будут выбраны в соответствии со световым дизайн-проектом. Аппаратуру управления и защиты осветительных сетей фасада предусматривается расположить в отдельном помещении на 1м этаже. Линии питания осветительных приборов будут выполнены кабелями в негорючей оболочке пригодной для наружной эксплуатации. Функции управления и контроля освещения будут выведены в общую систему управления зданием на диспетчерский пункт.

Наружное освещение

Для перемещения людей и автотехники в ночное время проектом будет организована система наружного освещения.

Данное освещение можно разделить на два вида:

  • основное, служащее для освещения транспортных проездов, узлов и основных проходов;

  • дополнительное, служащее для освещения проходов, тротуаров и дорожек.

Основное освещение должно быть выполнено на опорах, количество, тип, высота установки светильников будет зависеть от проекта дорог и тротуаров и транспортной схемы. Дополнительное освещение может быть выполнено декоративными светильниками. Данное освещение должно быть выполнено высокоэффективными газоразрядными лампами или светодиодными светильниками. Управление светильниками данной группы может быть организовано как автоматическое (таймер, фотоэлемент, общая программа управления зданием), так и ручное (местное или дистанционно со щита диспетчера).

Заземление и молниезащита

Молниезащита

В общую систему молниезащиты проектом проведены следующие мероприятия

  • укладка молниезащитной сетки на кровле;

  • соединение всех выступающих металлических частей на кровле (оборудования, труб и т.д.) с контуром молниезащитной сетки;

  • присоединение опусков молниезащиты от более высокого здания к молниезащитной сетке;

  • организация опусков до уровня земли и выполнение молниезащитных заземлений;

  • организация молниезащиты этажерки аналогично вышеперечисленным пунктам.

Защита от прямых ударов молнии выполняется в соответствии с ПУЭ и инструкцией РД 34.21.122-87 путем наложения на кровлю молниеприемной сетки из стальной оцинкованной проволоки ø=8мм, с ячейкой 10х10 м. К молниеприемной сетке при помощи стальной оцинкованной проволоки ø=8мм необходимо присоединить все металлические элементы, выступающие над крышей, а выступающие неметаллические  элементы – оборудовать дополнительными молниеприемниками. В качестве токоотводов используются специально проложенные проводники, проложенные по наружной стене под отделкой фасада, не реже 20м по периметру здания и не ближе чем в 3 м от входов, в местах недоступных для прикосновению людей. Токоотводы соединяются горизонтальными поясами каждые 20м по высоте здания. Токоотводы присоединить к заземлителю. Зазмелитель молниезащиты является общим с заземлителем электроустановки.

Заземление

Систему заземления выполнить в соответствии со схемой TN-С-S.

На вводе в здание проектом предусмотрена система уравнивания потенциалов путем объединения следующих проводящих частей:

  • основной защитный проводник;

  • основной заземляющий проводник или основной заземляющий зажим;

  • стальные трубы коммуникаций здания;

  • металлические части строительных конструкций;

  • проводник молниезащиты;

  • трубы и короба системы центрального отопления, вентиляции и кондиционирования.

Для защиты людей от поражения электрическим током при повреждении изоляции проектом предусмотрено применение следующих защитных мер:

  • заземление;

  • зануление;

  • система дополнительного выравнивания потенциалов путем заземления всех металлических трубопроводов, корпусов ванн, душевых поддонов и другого аналогичного оборудования, которое может оказаться под напряжением при повреждении изоляции электрооборудования;

  • защитное отключение;

  • изолирующие трансформаторы;

  • низкое напряжение, менее 42 вольт.

Для обеспечения заземления стоек с серверным оборудованием, фальшполов, кабельных конструкций и других металлоконструкций в машзалах предусмотрен контур заземления. Контур заземления выполнен в виде стальной полосы 40х4 мм, установленной по периметру помещения машзала. Контур заземления подключен самостоятельной магистралью к главной заземляющей шине (ГЗШ). В качестве ГЗШ конструктивно используется шина PE, которая заземлена на очаг заземления здания. Для заземления IT оборудования используется контур заземления машзала.