您好,欢迎您来到河南招标网【旗下网站】
当前地区：
400-810-9688
您所在的位置： >
台前公安局政法装备征求意见公告
台前公安局政法装备征求意见公告
时间：地区：河南
河南盛华会计师事务所有限公司
关于“台前公安局政法装备”项目公示
河南盛华会计师事务所有限公司受濮阳市公安局委托，就台前公安局政法装备项目进行代理采购，现将采购项目技术要求进行网上公示，请各潜在供应商对公示的内容提出有关意见和建议。
拟采购项目技术需求：
通信装备：
刑事技术装备：
技术装备：
警用装备：
所有意见应于日17：00时前以书面形式附相关证据（加盖单位公章）递交至河南盛华会计师事务所有限公司，逾期不予受理。
联系人：张斌&&&&&&&&&&&&&&&&&& 电话：
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 河南盛华会计师事务所有限公司
邀请招标推荐权
与您业务匹配的项目，邀请您直接参与，免资格预审
面向业主推荐权
急需采购大批设备或材料的项目，我们优先推荐
项目唯一推荐
对委托采招推荐供应商的项目,仅被推荐会员单位独享
采招网提供项目监测服务，提供给会员单位
采招网不定期组织同城活动，您可以申请主办活动
供应商服务
供应信息发布
采购商服务
手机客户端
微信公众号
，即可查看免费招标信息
法人/总经理
招投标负责人（招投标办）
销售人员（业务部）
后勤人员（行政部）
我同意接受网站《用户服务条款》
服务热线： 400-810-9688
，即可查看免费招标信息
服务热线：400-810-9688
，优先匹配项目，提高中标率！
电子邮箱：
填写您所关注的产品关键词分，以便我们将优质招标、项目及是发送至您的邮箱。您所在位置： &
&nbsp&&nbsp&nbsp&&nbsp
全国物理竞赛试题汇编 电功和电功率.doc 54页
本文档一共被下载：
次 ,您可全文免费在线阅读后下载本文档。
下载提示
1.本站不保证该用户上传的文档完整性，不预览、不比对内容而直接下载产生的反悔问题本站不予受理。
2.该文档所得收入(下载+内容+预览三)归上传者、原创者。
3.登录后可充值，立即自动返金币，充值渠道很便利
需要金币：100 &&
你可能关注的文档：
··········
··········
竞赛试题汇编—电功和电功率一、选择题（92年第二届）3．白炽灯的灯丝断了之后，如果再搭接上，还会发光。这时的耗电功率与原来相比A、增加B．减少C．不变D．耗电功率比原来增加或减少由灯丝搭接的位置决定答案：A（92年第二届）8．图为一个白炽灯泡。正常工作时的电流约是A．0.27毫安 B．270毫安C．0.41安培 D．0.11安培答案：B（93第三届）1．落在高压线上的鸟儿不会触电死亡，这是因为A．鸟爪上的角质层是绝缘的B．鸟儿对电流的承受能力比较强C．鸟儿双脚落在同一条导线上，没有电流流过鸟的身体D．高压线有橡胶外皮答案：C（93第三届）6．家用电熨斗为适应不同衣料的熨烫，设计了调整温度的多挡开关。使用时转动旋钮即可使熨斗加热到所需的温度。图1是电熨斗的电路图。旋转多挡开关可以改变1、2、3、4之间的连接情况。现将开关置于温度最高挡，这时，1、2、3、4之间的连接是图2中的哪一幅？答案：A（93第三届）12．有两个小灯泡，只标有额定电压，都是6.3V。串联起来接到电源上，亮度不同。在回答哪个灯泡的额定功率比较大时要用以下6句话：(1)较亮灯泡的电阻较大；　　　　　　　　　(2)从关系式P=I2R可以知道；(3)串联时流过两个灯炮的电流相同；　　　　(4)从关系式P＝U2/R可以知道；(5)在相同的电压下工作时，灯炮的电功率和它的电阻成反比；(6)所以，串联时较暗灯泡的额定功率大。按照下列哪个顺序排列这6句话可以把问题讲得最清楚？　　　　 []A．(2)(1)(3)(4)(5)(6)B．(2)(3)(l)(4)(5)(6)C．(4)(5)(2)(1)(3)(6)D．(3)(2)(1)(4)(5)(6)答案：D（94第四届）12．电炉通电后，电炉丝热得发红，而跟电炉连接的铜导线却不那么热，这是因为 []A．通过铜导线的电流小，所以它消耗的电能也较少B．电炉丝和铜导线消耗的电能相同，但铜导线散热快，所以就不那么热C．通过电炉丝的电流大，所以它消耗的电能较多D．铜导线电阻较小，所以它消耗的电能较少答案：D（94第四届复）10．一台“220V，60W”的电扇，一只“220V，60W”的白炽灯，一只“220V，60W”的电热器，将它们同时接在220V的电压下，在相同的时间内，它们产生的热量 []A．电扇最多B．白炽灯最多C．电热器最多D．都一样多答案：C（95第五届）5．有二只灯泡，分别标有“220V15W”和“220V100W”的字样。如将它们串联接在电压为380伏的动力电源上，则 []A．15W的灯泡烧坏，100W的灯泡完好B．100W的灯泡烧坏，15W的灯泡完好。C．二只灯泡均被烧坏。D．二只灯泡均完好。答案：A(95第五届)7．李军在检修一只1000瓦的电炉时，发现电炉丝断了一小截，他用一段较细一些但由同种材料制成的电炉丝将残缺部分补接至原长，这样再接入原电路中使用时，其实际发热功率将 []A．大于1000瓦B．等于1000瓦C．小于1000瓦D．无法判断。答案：C（96第六届）11．物理小组的同学们练习安装照明电路，接通电源之前，老师将火线上的保险丝取下，把一个额定电压为220伏的灯泡作为检验灯泡连接在原来安装保险丝的位置，同时要求同学将电路中所有开关都断开。用这种方法可以检查电路中是否有短路，在接通电源后，下列说法中正确的是：[]A．若检验灯泡正常发光，表明电路连接无误。B．若检验灯泡不亮，但将某一个用电器的开关闭合后检验灯泡正常发光，表明这个开关的两端直接连到了火线和零线上。C．检验灯泡不亮，但将某一个电灯的开关闭合后，这个电灯和检验灯泡都能发光，只是亮度都不够，这表明电路中出现了短路现象。D．不论将电路中用电器的开关断开还是闭合，检验灯泡均不发光，这表明电路中有短路。答案：B（97第七届）1．家庭电路中的保险丝烧断了，下列做法中正确的是： []A．用钢丝代换B．为了保险，选择尽量粗的保险丝代换C．选择额定电流稍小于电路中最大正常工作电流的保险丝代换D．选择额定电流等于或稍大于电路中最大正常工作电流的保险丝代换答案：D（97第七届）11．电冰箱起动时，与电冰箱并联的台灯变暗。关于这一现象。下列说法中不正确的是： []A．进户线中电流变大B．线路中电阻变大C．线路中热损耗变大D．灯泡两端电压变小答案：B（97第七届复）3．标有“220V，40W”和“220V，60W”的两只灯泡L1、L2、串联在电路中时，两灯泡均发光，实际消耗的功率分别为W1和W2，则： []A．W1＞W2B．W1＝W2C．W1&W2D．无法确定答案：A（97第七届复）5．某电度表盘上标有“3000R/kWh”，单独开动某一用电器时，电度表的转盘在100秒内转5转，由此可知，该用电器的功率为： []A．40瓦B．60瓦C．20瓦D．100瓦答案：B（97
正在加载中，请稍后...数据中心机房规划与建设关键技术【入门学习材料】--第一部分(P001-P100)_图文
数据中心机房规划与建设关键技术
编写人：Huang Cheng 邮 箱：tele_
2013年4月 说明： 1、本材料只限用于个人学习交流使用，不得用于任何商业用途； 2、数据中心相关技术发展较快，且编写人员水平有限，本材料内容中可能存在错漏，引用参考请慎重； 3、本材料部分内容参考了很多厂商产品和方案资料，以及很多相关专家技术博客内容，请恕未逐一列明参 考出处。
数据中心发展回顾 基础建筑 电源系统 制冷系统 数据中心服务器 网络系统 其它系统 数据中心节能设计
本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途
数据中心历史（1/2）
数据中心的根源来自早期计算机领域巨大的计算机房
早期计算机系统体积非常大，本身占用很大的空间，运行和维护也都很复杂，需要在一个特殊的环 境中运行，因此需要许多电缆连接所有的组件，如标准机架安装设备，高架地板和电缆盘。 过去的计算机也需要大量的电力，会产生大量的热量，通过专用的计算机房和冷却系统可以对散热 效果进行较好的控制。 安全也很重要――那时计算机是很贵的，主要用于军事目的或重要的经济科研领域，因此对计算机 的访问受到了严格的控制，美国为防止早期从美国进口的计算机被用于军事用途，往往派美国人来 管控计算机房，外人上机还需要得到批准才行。 ? 因此，专用的计算机房是必须的，这就是数据中心早期机房的雏形。
微机时代出现设计的“数据中心”
到了上世纪80年代，微机市场一片繁荣，大量计算机被部署到世界各个角落，但很多时候很少有人 关心过对这些计算机的运维要求。 随着IT运维变得越来越复杂，数据丢失现象越来越普遍，所有公司开始意识到需要控制IT资源。 随着90年代客户端/服务器计算模式的普及，微机（服务器）开始在过去的机房中寻找它们的位置 ，使用廉价的网络设备，加上标准的网络布线，人们开始采用分层设计，将服务器单独放在公司的 一间特殊的房间中，于是就使用“数据中心”一词表示特殊设计过的机房，大约就是这个时候“数 据中心”这个词开始流行开来。
本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途 22
数据中心历史（2/2）
互联网泡沫时期出现IDC公司
在互联网泡沫期间，数据中心得到了蓬勃发展，公司需要在互联网上建立可以不间断 访问的网站，而这要求具有快速和可靠的互联网连接。 于是出现了许多互联网数据中心（IDC）公司，这种IDC的建设是非常昂贵的――物理 房屋、设备、训练有素的管理人员使得这些大型的数据中心成本非常高。 IDC采用了大量的新技术和手段为运维提供了可伸缩的能力，这些做法最后成功迁移到 企业的私有数据中心里。
数据中心逐步成熟
截至2007年，数据中心的设计、建造和运维已经形成了非常规范的规程，如电信行业 协会（TIA）等专业机构推出了被行业认可的设计标准。 同时，数据中心的一些运行指标也被开发出来，用于评估中断对业务的影响。 目前，仍然有大量的操作规程正在开发，而且绿色、节能、环保的数据中心也开始受 到大家的广泛关注。。
本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途
机房IT设备的发展决定了数据中心的设计需求（1/2） ? 国内机房的发展历程： ?
大型机、小型机时代 ?
服务器时代 ?
机架化时代 ? 2010~ 未来一代
本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途
机房IT设备的发展决定了数据中心的设计需求（1/2）
大型主机时代
科学计算为主 为某台计算机（大、中、 小型机）建设
服务器时代
IT技术应用普及 服务器-客户端的网络模 式
? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
服务器时代
IT设备的进一步小型化 所有IT设备上架 业务对IT系统依赖性急增 可靠性 可用性（连续性） 可扩展性 可管理性 可维护性 部门内的标准化 系统稳定几个月或连续稳 定
无统一建设标准或规范 供电由稳压器到UPS引进 制冷由普通空调到精密空 调
网络通讯设备、数据存 储设备的使用
? ? ? ? ? ?
国家标准的制订 供电系统的完善 空调系统的完善 防雷标准的完善 综合监控系统的出现 专门机房装修设计的出 现
洁净度控制由防尘到新风 除尘
系统稳定工作时间，几个 小时到几周
IT稳定工作时间为几个 月周
本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途
数据中心总体构架
? 数据中心涉及范围很广，包含土建、电气、消防、网络、运营等系统，从IDC的
逻辑功能上来划分，IDC可分为物理层、网络层、资源层、业务层、运维管理层 5大逻辑功能模块。
业务层（主机托管、数据备份等） 运营管理层 资源层（计算、存储、带宽等）
网络管理 资源管理
网络层（路由器、交换机、防火墙等）
物理层（电力、空调、综合布线等）
本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途
数据中心等级与分类
按服务对象分类
企业数据中心 ? ? 企业数据中心指由企业或机构构建并所有，服务于企业或机构自身业务的数据中 心，它为企业、客户及合作伙伴提供数据处理、数据访问等信息服务。 互联网数据中心。 ? 互联网数据中心由服务提供商所有，通过互联网向客户提供有偿信息服务。相对 于企业数据中心来讲，互联网数据中心的服务对象更广，规模更大，设备与管理 更为专业。
按数据中心服务级别分类
单级数据中心 ? ? 单级数据中心即指企业或机构以大集中方式进行数据中心建设，整个企业或机构 只设立一个数据中心。 多级数据中心 ? 企业或机构以多层次、分布式建设的数据中心是多级数据中心，总部级成为一级 数据中心，直接下级单位为二级数据中心，再下级单位为三级数据中心，以此类 推。目前，企业(机构)数据中心部署以单级和两级数据中心为主。
本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途 77
数据中心等级与分类
? 按安全等级分类
? GB 《电子信息系统机房设计规范》 ? GB 《电子信息系统机房设计规范》将机房划分为A、B、C三 个等级，三个等级从高到低的排列顺序为A、B、C ? ? ? ? ? GB《电子信息系统机房施工及验收规范》 《电子信息系统机房环境检测标准》正在编制过程中 09DX009国家标准设计图集《电子信息系统机房工程设计与安装》
TIA-942 《数据中心电信基础设施标准》 由美国电信产业协会和TIA技术工程委员会(TR42)编写、美国国家标准学 会(ANSI)2005年批准颁布的《数据中心电信基础设施标准》(即TIA-942 标准)根据数据中心基础设施的实用性和安全性的不同要求把数据中心分 为Tier 1、Tier 2，Tier 3，Tier 4 四个等级。
本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途
数据中心等级与分类
本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途
几个重要行业组织
? TIA：电信工业协会（Telecommunications Industry Association，TIA）是全 球通讯与信息技术工业中重要的同业协会。TIA是一个全方位的服务性国家贸易 组织，有一个分支机构――多媒体通信协会（MMTA）。TIA也是经过ANSI认可的 指定标准的组织，但其属于行会性质，除了标准工作外，其职责还包括为保护和 促进会员厂家利益而影响政策、促进市场和组织交流。 ? ASHRAE：American Society of Heating, Refrigerating and AirConditioning Engineers, Inc. ，美国采暖、制冷与空调工程师学会。国际性 组织。该学会唯一目的是造福社会公众，通过开展科学研究，提供标准、准则、 继续教育和出版物，促进加热、通风、空调和制冷方面的科学技术的发展。 ? Green Grid：绿色格子联盟成立于2006年，是一个致力于节能、能效事业的非营 利性组织，致力于在规划并推广数据中心在营运、建构以及设计等领域的最佳策 略的同时，还能够有效降低数据中心与IT设施的耗电量。其成员包括AMD、APC、 戴尔、惠普、IBM、英特尔、微软、Sun、VMware等IT巨头。 ? Uptime Institute：国际正常运行时间协会是一家主要着重于信息技术产业研究 （研究对象主要是“数据中心”data center）的会员组织，为企业提供信息环 境的能源效率等相关的业务及技术咨询，成员主要为全球200强企业。 ? LEED：Leadership in Energy and Environmental Design，是一个评价绿色建 筑的工具。宗旨是：在设计中有效地减少环境和住户的负面影响。目的是：规范 一个完整、准确的绿色建筑概念，防止建筑的滥绿色化。LEED由美国绿色建筑协 会建立并于2003年开始推行，在美国部分州和一些国家已被列为法定强制标准。10
本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途 10
数据中心业务等级
? 各等级的划分条件和特点（参考） （1）五星级IDC代表最高服务水平，通过严格的专业标准认证，提供全业务服务，价格及 服务体系在国内处于领先水平。可作为对数据安全有严格要求的政府部门、金融企 业、外资企业等重点客户的数据（灾备）中心。 （2）四星级IDC主要面向政府机关、大型企业、知名ISP/ICP，提供高质量的服务和优先 保证的资源，价格高于市场平均水平。 （3）三星级IDC主要面向中小型企业、ISP/ICP，提供较好的产品服务，价格处于市场平 均水平。 （4）二星级IDC提供基础业务和一般性服务，能够满足客户的一般业务需求，价格可略低 于市场平均水平。 （5）一星级IDC主要面向零散客户，价格较低。
其中，承载全国重点客户的五星级、四星级IDC原则上应位于运营商骨干网或骨干网 省内汇聚节点所在城市。 不同等级的IDC对应相应地区的资费档次标准。
本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途 11 11
数据中心业务发展阶段
数据中心（Data Center）的发展可以粗略划分为三个阶段。每一阶段服务形 态有所不同，但都体现基础设施的特性。
第一阶段主要是场地、电源、网络线路、通信设备等基础电信资源和设施的托管和线 路维护服务，多由电信企业提供，客户包括行业、大型企业等。这个阶段被广泛称为 外包业务。 ? 第二阶段是90年代中互联网的高速发展带动了网站数量的激增之后，各种互联网设备 如服务器、主机、出口带宽等设备和资源的集中放置和维护需求提高，主机托管、网 当前数据中心处于从第二阶段向第三 站托管是主要业务类型，这个阶段互联网数据中心（ IDC）被广泛认可，IDC企业围绕 阶段的转型期，传统电信企业和IDC 主机托管服务也提供包括数据存储管理、安全管理、网络互连、出口带宽的网络选择 等服务，IDC成为企业IT基础设施的核心。 企业基于数据中心进行升级。多家领 ? 第三阶段的数据中心概念被扩展，大型化、虚拟化、综合化数据中心服务是主要特征 先互联网企业则采用新技术建设大规 ，尤其是云计算技术引入后，数据中心突破了原有的场地出租、线路带宽共享、主机 模的新型数据中心。 托管维护、应用托管等服务，更注重数据的存储和计算能力的虚拟化、设备维护管理 的综合化。新型数据中心采用高性能基础架构,实现资源按需提供服务，并通过规模运 营降低能耗。云计算数据中心概念被提出，由此我们认为，云计算数据中心本质上还 是在数据中心的物理基础设施上，采用虚拟化等云计算技术，提供传统的数据中心业 务和各种新型网络应用服务。
本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途 12 12
全球IDC市场稳步增长
? ? ? 年，全球IDC市场保持稳步增长，Gartner预计市场规模会从2010年的 20亿美元提高到2015年的44.6亿美元，年复合增长率为14.3%。 另据中国IDC圈估计，2010年全球IDC整体市场规模超过160亿美元，较2009年增 速为18%，亚太地区是增长的主要贡献者。 主机托管等基础IDC业务产品还是主要业务，但网页加速、网站安全管理等新型 业务收入比例在扩大。
200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 2005年 2006年 2007年 2008年 增速 2009年 2010年 (E) 50% 45% 40% 35% 30% 25% 20% 15% 10% 5% 0%
全球（亿美元）
年全球IDC市场规模 本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途
全球数据中心规模情况
? 据Gartner统计，截止2010年底，全球的数据中心总量为339万个，这个数字包括了为第三方服务的IDC 数据中心、行业和企业自建的数据中心，还包括大量企业自用的机房，其中美国和西欧的数量分别达 到了96和68万，占全球总量接近一半。中国约有45.6万个，占全球总量8%。 ? 但从数字结构看，中国和发达国家，尤其是美国和日本有较大的差距。在中国，超过500个机架的大型 数据中心有47个，占中国数据中心总量的万分之一，占全球大型数据中心的4%。低于日本的85个（占 日本总量的万分之2.7），更远低于美国的571个，美国大型数据中心占全球大型数据中心总量的50%。 从服务器数量看，2010年全球数据中心的x86服务器总量达到了3900万台，其中美国占了1560万台，日 本有276万，中国约为316万台。美、日、中三个地区的服务器数量：数据中心的比值分别为：16、8.7 和6.9。
本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途
中国数据中心建设与发展情况
? IDC的统计数据显示，目前国内大概有55万个数据中心。其中低于500平米的中小型数据中心占据了超 过80%。面积超过2000平米的大中型数据中心数量占比不足5%。 ? 工信部电信研究院数据显示，当前我国各类数据中心总量约43万个，可容纳服务器共约500万台。其中 经营性数据中心机房921个，面积约88万平米， 机柜数月17.7万个，可容纳服务器约200万台。 ? 由于网络用户主要集中在北京、上海、广东等地，最初大型数据中心主要集中在北、上、广、深。由 于云计算的推进，二线城市青岛、西安、成都、天津、鄂尔多斯等也开始了新一轮的数据中心建设。 ? 截至2012年3月，全国已有13个省市自治区规划了约30个左右的10万台服务器以上规模的大型数据中心 建设项目，项目总投资达2700亿元。建成后可容纳服务器数量超过1000万台，5倍于当前的数据中心总 容量。
本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途
各国政府对数据中心建设的支持情况
? ? 美国 2011年初发布《联邦云计算策略》白皮书,包括云计算定义、云计算转移IT基 本构架、云计算改变公共信息部门等方面内容。在这个策略发布后，美国政府 主导下主要有几个动作。 ? ? ? ? ? ? 一是引导关闭部分低效率的政府数据中心，以提升美国政府IT基础设施的效率 ，并减少开支。 二是鼓励建设新型的政府数据中心。 三是资金的直接支持。 欧盟 欧洲的IDC起步较早，估计2010年市场规模约为33亿欧元。但由于土地租赁费 用等固定成本的昂贵，数据中心进一步扩张的动力不足。 欧盟于2010年正式开始启动下一代IDC研究项目框架租，并积极倡导面向未来 互联网的IDC研究。
本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途 16 16
各国政府对数据中心建设的支持情况
? ? 亚洲 韩国政府于09年12月公布《云计算全面振兴计划》，旨在14年前使韩国成为世界最高水 准的云计算强国。一方面在政务办公方面推进云计算升级，另外一方面避免企业为开发 环境进行投资造成浪费 ? ? 日本经济产业省于2010年8月发布了《云计算与日本竞争力研究》报告，报告称将从完 善基础设施建设、改善制度、鼓励创新这三方面来推进云计算技术的发展。 新加坡没有专门针对云计算的计划，但政府也在推进云计算技术的运用。2011年初，新 加坡制定了一整套绿色数据中心标准，以帮助数据中心制定必要政策、体系和程序，来 提升其能效、降低对环境的影响。 ? ? ? 中国 《国家“十二五”规划纲要》和《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》 均把云计算列为重点发展的战略性新兴产业； 许多省市开展了以云计算产业园区为主要形式的数据中心的建设。据不完全统计，截至 2011 年底全国已有至少13个城市明确提出建设云计算数据中心园区的计划，各地园区 规划总面积超过150 平方公里，其中哈尔滨“中国云谷”规划到50平方公里，重庆云计 算产业基地规划66平方公里，鄂尔多斯“草原硅谷”规划面积 本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途10平方公里。
数据中心建设与发展趋势
? 数据集中 ? ? ? IT成本过高、复杂性过大、资源利用率过低……，IT资源进行整合和集中，集中化的 数据更便于备份、冗余和控制。 安全与可信 ? ? ? 初始阶段就应该构建可靠的灾难恢复方案，或建立异地的灾难备份中心，
计算与存储虚拟化 通过虚拟化进行数据中心资源整合是数据中心的发展趋势，改善IT资源的再利用和提 高灵活性 绿色低碳 ? 在机械、照明、用电和计算机系统等方面的设计为的是最大程度提升能源利用效率和 最小程度造成对环境的污染和影响
流程自动化 ? ? 实现IT管理流程自动化，是降低数据中心IT操作成本和复杂性
快速部署 快速部署应用软件，为业务系统提供支持，提升行业/企业的竞争实力
本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途 18 18
数据中心发展回顾 基础建筑 电源系统 制冷系统 数据中心服务器 网络系统 其它系统 数据中心节能设计
数据中心选址 建筑参数要求
本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途
数据中心的业务与规模
? 数据中心的含义本身是很广义的，从几万几十万平的大型云计算数据中 心，到几十平米的企业数据机房，都属于数据中心的范畴。 ? 不同规模与业务需求的数据中心对于数据中心的建设要求也会有绝大的 差别。 ? 对于企业级的小型数据中心，便于维护管理、安全等方面往往是最多考
虑的因素。
? 对于大型IDC业务公司建设的数据中心，政策支持情况、环境影响、能 源供给、网络接入等方面往往是考虑最多的因素。 ? 因此，在考虑数据中心的基础建筑要求之前，应该合理规划数据中心的 建设规模。
本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途
数据中心选址关键因素
? 过去单位和企业在数据中心选址时，更多的考虑企业自身一些便利条件，往往忽 略了数据中心是一项成本较大、人才密集、技术集中、要求高度可用性的系统工 程。 ? ? ? ? ? ? ? ? 从选址的角度，一般认为数据中心的可用性会受到以下7个方面要素的影响： 社会经济人文环境的优越性(包括：经济发展水平，人文发展水平) 当地的自然地理条件(包括：地震、台风、洪水等自然灾害记录，政治和军事 地域安全性) 高科技人才资源条件(包括：高校数据、IT人员数量，其他科技教育机构数量) 配套设施条件(包括：交通、水电气供应、消防等) 成本因素(包括：人力成本、水电气资源成本、土地成本、各种个人消费成本) 周边环境(包括：粉尘、油烟、有害气体特，有腐蚀性、易燃、易爆物品的工 厂，远离强振源和强噪声源、避开强电磁场干扰) 政策环境(包括：土地政策、人才政策、税收政策)
本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途 21 21
数据中心选址关键因素分析
? 通过结合德尔菲方法，业内专家对数据中心选址的7大要求按重要性排序为：自 然地理条件、配套设施、周边环境、成本因素、政策环境、高科技人才资源环 境、社会经济人文环境。 ?
按照上述7大要素再去评估传统数据中心选址，会发现以下问题：
选择北京、上海会直接导致成本显著提高； 选择成都可能会没有认真评估成都地区的地震断裂带的影响； 一些小型城市，人力资源可能会成为瓶劲。
除这些比较明显的问题，比过这些要素，我们会发现现有数据中心选址中还存在大量
的不足和潜在问题。如：自然地理条件较差、数据中心将面临较高的地震等自然灾害 风险;配套设施条件不足，将导致水电等关联成本的提升;周边环境的恶化有可能导致 高科技设备的可用性降低，以及危及运维人员的安全。
选择成本较高的区域，将导致本来就投资大、效益小的数据中心投入产出予盾更为突 出。从目前国内大多数数据中心的选扯条件看，上述问题都或多或少存在，这对数据 中心而言，蕴藏着巨大的投资风险。
本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途 22 22
相关规范对数据中心选址的要求
? ? ? ? ? ? GB 《电子信息系统机房设计规范》对选址的要求： 1 2 3 4 5 电力供给应稳定可靠，交通通信应便捷，自然环境应清洁； 应远离产生粉尘、油烟、有害气体以及生产或贮存具有腐蚀性、易燃、易爆物品的场所； 远离水灾火灾隐患区域； 远离强振源和强噪声源； 避开强电磁场干扰。
项目 机房位置选择 距离停车场的距离 距离铁路或高速公路的距离 不应小于20m 不应小于800m 不宜小于20m 不宜小于800m 不应小于400m 没有要求 没有要求 技术要求 A级 B级 C级 备注
距离机场、有危险的实验室、化学工 厂中的危险区域、掩埋式垃圾处理场、 不应小于400m 河岸、海岸或水坝的距离 距离军火库 距离核电站的危险区域 有可能发生洪水的地区 地震断层附近或有滑坡危险区域 机场航道 高犯罪率的地区 不应小于1600m 不应小于1600m 不应设置机房 不应设置机房 不应靠近 不应设置机房
不宜小于400m
不包括各场所自身使用的机房
不应小于1600m 不应小于1600m 不应设置机房 不应设置机房 不宜靠近 不应设置机房
不宜小于1600m 不宜小于1600m 不宜设置机房 不宜设置机房 没有要求 没有要求
不包括军火库自身使用的机房 不包括核电站自身使用的机房
本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途
相关规范对数据中心选址的要求
? ? ? ? 国际ANSI/TIA-942-2005标准中关于数据中心选址的有关参考： 1.数据中心不应靠近附近机场的飞行航线 2.与铁路及高速公路距离大于800m，以保证降低化学物质溅落危险 3.与军事基地距离大于800m，与核设施、国际设施大于1600m
序号 1 2 3 4 5 选址注意事项 接近洪水危险区域 接近海岸或者内陆水路 接近主要交通要道 接近机场 接近主要大城市 T3级标准 T4级标准
不在百年一遇的水灾危险区域 离百年一遇的水灾危险区域的 内，或者离五十年一遇的水灾 距离不小于90m 危险区域的距离不小于90m 距离不小于90m 距离不小于90m 距离在1.8km～48km之间。 不超过48km 距离不小于800m 距离不小于800m 距离在1.8km～48km之间。 不超过48km
本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途
Google数据中心选址
? ? ? Google芬兰数据中心2亿7千3百万的数据中心， 将芬兰的一处老旧的造纸厂改造成了一处巨型的 数据处理中心； 坐落于哈米纳(Hamina)，开创了互联网公司因所 在地属高寒地带而建设数据中心的先河，共斥资 2亿欧元（约2.73亿美元）的资料中心已开始启 用。 ? 当地气候寒冷与电价低廉，透过当地天然的低温 与海水以调降资料中心温度，具有环保与节电的 效果，是吸引Google的主要原因。
Google数据中心选址标准：
大量廉价的电力 绿色能源，更注重可再生能源； ? 用地广阔（隐秘、安全）
和其他数据中心的距离
靠近河流或湖泊（设备冷却需大量水）
本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途
Facebook数据中心选址
Facebook瑞典数据中心：
瑞典的吕勒奥(Lulea)，这是一个只有5万名居民 的小城。与其处于同一纬度的城市还有美国阿拉 斯加的费尔班克斯市。这里的常年平均气温仅为 华氏36度(约2摄氏度)。而在过去的50年里，吕勒 奥超过华氏86度(约摄氏30度)的时间总共只有短 短的24个小时。 ? ? 充沛的水力发电资源以及为造纸厂供电的完善的 电网； 政府的大力支持欲吸引更多跨国公司前来。
Facebook选址标准
Facebook的数据中心目前比Google少，但是其选 址同样首先考虑的能源；
有效利用自然冷源为设备散热等。
本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途 26 26
中国目前数据中心选址热点
哈尔滨“中国云谷”
2010年11月正式启动，总规划面积50平方公里，计划到2015年，建成百万平方 米规模的云计算中心集群，培育形成产值1000亿元以上的云计算产业形态。 中国移动哈尔滨数据中心：总投资120亿元以上，占地1000亩，预计提供4万个 机架的服务能力，为互联网、物联网、信息化等业务提供云计算支撑平台。 除中国移动全国云计算中心外，国际金融数据中心、互联网数据中心、神码思 特奇信息产业园、曙光哈尔滨云计算中心、Intel宇光信息产业园、苏宁物联 网基地、省移动信息产业园、光明云媒等云计算项目已签约入驻“中国云谷”
发挥得天独厚 的地理位置和 气候特点、电 力和水资源丰 富、科技研发 人才充裕、人 力能源成本
鄂尔多斯：
鄂尔多斯国际绿色IDC基地项目总投资200亿元。根据合作协议，中国电信集团 公司内蒙古分公司与中兴能源有限公司就IDC项目一期业务运营开展合作。 鄂尔多斯市智慧互联科技有限公司投资建设的鄂尔多斯超级云计算数据中心在 迅迈城投公司投资开发的云计算信息产业园区； 国内第三方中立数据中心世纪互联，在全国33个城市运营51个数据中心，鄂尔 多斯大型云计算数据中心将成世纪互联的第52个数据中心。规划30万平方米， 整个项目采用先进的的模块化数据中心技术、大规模Free Cooling技术，总计 12个模块化数据中心运营，可支持超过100万台服务器同时工作。
本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途
鄂尔多斯鲜有洪 灾、地震等严重 自然灾害。当地 电力、风能、太 阳能等能源产业 丰富。低廉的电 价及适宜气候（ 年均平均温度 3.5度）也为数 据中心运营提供 了成本优势。
《云计算白皮书2012》中的选址建议
? ? ? 对于全国云计算数据中心的建设布局，要统筹兼顾多种因素，既要考虑用户体验和产业 支撑要求，也要考虑能源供应和绿色节能要求。 对主要用于在线交互和缓存分发的中小型数据中心，一般应根据市场情况，由企业在带 宽充裕和用户集中的地区分散建设，布局优化主要靠市场调节。 对于大规模云计算数据中心，由于其规模庞大，能源消耗问题非常突出，因此应由国家 统筹规划指导，在布局时应重点考虑在气候适宜和能源富集地区建设。 ? 气候地理条件：全球最大的12 家数据中心中，在北纬35～45 度的有6 家，所处地区 大多平均气温在-5°C～28°C之间。研究显示，一般的数据中心约有30%～40%电能用 于设备和机房散热，如果能够利用当地较低的温度实现自然冷却，可以节省大量能源 。例如对于同样规模和配置的数据中心，在广州比在哈尔滨全年空调制冷耗电量多 79.3%，总能耗多出24%～32%。 ? 能源供应情况：数据中心能源消耗巨大，一个10万台服务器规模的数据中心的功率4.5 万KW，年耗电约4亿度。如此巨大的电力需求，对一些能源短缺省市提出了巨大挑战。 即便能够通过外地送电得以满足，也要消耗10%的长距离电力配送损耗。因此，考虑到 能源供应和减少输电损耗的要求，应尽可能将大型数据中心建设在能源富集地区。
本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途 28 28
数据中心发展回顾 基础建筑 电源系统 制冷系统 数据中心服务器 网络系统 其它系统 数据中心节能设计
数据中心选址 建筑参数要求
本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途
数据中心机房建筑要求
? ? ? ? ? 主机房净高应根据机柜高度及通风要求确定，且不宜小于2.6m 。 主机房宜设置单独出入口，当与其它功能用房共用出入口时，应避免人流、 物流的交叉。 电子信息系统机房内通道的宽度及门的尺寸应满足设备和材料运输要求，建 筑的入口至主机房应设通道，通道净宽不应小于1.5m 。 面积大于100m2的主机房，安全出口应不少于两个，且应分散布置。 主机房内的装修，应选用气密性好、不起尘、易清洁，符合环保要求、在温 、湿度变化作用下变形小、具有表面静电耗散性能的材料。不得使用强吸湿 性材料及未经表面改性处理的高分子绝缘材料作为面层。 ? ? ? 门窗、墙壁、顶棚、地（楼）面的构造和施工缝隙，均应采取密闭措施。 主机房、UPS室荷载：8-10 kN/m2 电池室荷载：16 kN/m2
本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途
机房面积需求（GB）
? 主机房的使用面积应根据设备的数量、外形尺寸和布置方式确定，并预留今后 业务发展需要的使用面积。在设备外形尺寸不完全掌 握的情况下，主机房的 使用面积可按下列方法确定： ? 当电子信息设备已确定规格时，可按下式计算： A = K ∑ S A D 电子信息系统主机房使用面积（O） ; K D 系数，取值为 5 ～ 7 ; S D 电子设备的投影面积（O）。 当电子信息设备尚未确定规格时，可按下式计算： A = KN K D 单台设备占用面积，可取 3.5 － 5.5( O / 台） ; N ― 计算机主机房内所有设备的总台数。
辅助区的面积宜为主机房面积的 0.2~1 倍。 用户工作室可按每人 3.5 － 4 O计算。硬件及软件人员办公室等有人长期工作的房间 ，可按每人 5~7 O计算。
本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途 31 31
设备布置需求（GB）
? ? 当机柜或机架上的设备为前进风 / 后出风方式冷却时，机柜和机架的布置宜 采用面对面和背对背的方式。 主机房内和设备间的的距离应符合下列规定： ? ? ? ? ? 用于搬运设备的通道净宽不应小于 1.5m 。 面对面布置的机柜或机架正面之间的距离不应小于 1.2m ； 背对背布置的机柜或机架背面之间的距离不应小于 lm ； 当需要在机柜侧面维修测试时，机柜与机柜、机柜与墙之间的距离不应 小 于1.2m 。 成行排列的机柜，其长度超过 6m 时，两端应设有出口通道；当两个出口 通道之间的距离超过 15m 时，在两个出口通道之间还应增加出口通道；出 口通 道的宽度不应小于lm ，局部可为0.8m
本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途
建筑设计中需要关注的主要问题
? 设备区层高 ? ? ? ? 数据中心设备区的层高需求主要收机柜高度，走线架规划，是否采用空调 风管，是否采用活动地板等因素的影响。 在机房功率密度较低时层高问题并不是十分突出，但是随着单机架功耗的 不断提升，层高将直接影响通风散热方式的设计。 目前一般建议主设备去层高在4.5m以上；电力、制冷区根据实际的建设方 案确定，一般要求更高。 活动地板的影响 ? ? ? 活动地板高度要求大于400mm，有些设置达到1m，建议地板区的高度预先 设计下沉，避免在机房中修建斜坡通道。 电池室的面积 ? ? 电池室的承重要求更高，因此必须预留充足。
货梯规格 需考虑可能运输的机柜/设备高度和重量，建议门高&2.6m，载重&2T 。
本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途 33 33
关于活动地板的两种观点
? 活动地板是实现数据中心绿色节能的必要手段 ? ? 活动地板形成静压室冷气分配系统 活动地板下送风方式可以灵活的调整送风的具体位置，比风管灵活
如有水管铺设需求，地板下是想对最好的位置
? 活动地板已不适应新时代数据中心需求 地震等重大灾害时，活动地板的破坏性更强 现在的布线经常变换调整，不适合铺设在地板下 增加了楼层净高需求 安全性不好，地板本身质量问题以及可能的藏身问题
成本高、难清洁
? 实践中需根据总体设计，尤其是所选择的制冷方式，来决定是否应该 采用活动地板。
本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途 34 34
防静电地板
CFM (no damper) CFM(w/ damper)* TAC CFM to Rack Kw / Rack
* Damper Closed -Open
Perforated
746 90 C664 50% 45 C332 0 C3
65 50% 126 C933 1 C7
DirectAire
09 93% 292 C
本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途
防静电地板
本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途
? 数据中心选址，由于基础设施的集中化、大型化趋势，数据中心的选 址考虑时，对于能源、气候条件等方面的考虑权重越来越大；同时政 府的政策影响也不看忽视；
? 基础设施的具体规划建设方面，机房建筑的净层高、空调送风方式、 电池室面积等是很重要的因素；其它方面在标准要求的基础上，可根 据具体需求进行规划。
本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途
电源容量规划设计
数据中心发展回顾 基础建筑 电源系统 制冷系统 数据中心服务器 网络系统 其它系统 数据中心节能设计
总体配电方案 传统交流UPS 模块化UPS 飞轮UPS 高压直流 油机
防雷与接地
本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途
电力需求如何提出？
? 数据中心的电是如何消耗的？
在总的电力消耗中，IT设备用电以及制冷散热用电是居于绝对主导； 其它如照明、监控等用电站总体的比例一般不超过2%。
本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途 39 39
IT设备的耗电需求估算（1/2）
? 对于数据中心建成后，所需安装的设备比较明确的情况，可以根据具体设备 的功耗情况，进行IT设备总体功耗需求的测算。
比如Facebook的数据中心，数据中心内需要安装的服务器基本上都是定制的 ，每台服务器哦的平均功耗约300W，每个机架可安装30台服务器，假定一个
新的数据中心的设计规模为5000个机柜容量，则服务器部分的总功耗为
300*30*KW；
除了服务器之外，其它的设备，如组网设备、存储等，在有明确的规划的前 提下，同样可根据具体的设备参数以及数量，经过计算得出其功耗。
各类设备总的功耗之和及为主设备功耗。
本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途
IT设备的耗电需求测算方法（2/2）
? 很多时候在数据中心规划建设初期，并不能准确知道后续里面会安装什么类型 的设备，数量是多少，甚至具体多少个机柜都没有提出，在这种情况下一般根 据总建筑面积-〉机柜数量-〉机柜功率密度估算-〉设备功耗的方法进行测算。
例如一个新建的数据中心，规划的设备区建筑面积为1万平米；
平均每机柜占用约4平米，如果按4平米计算，则总共可安装0个标准机柜； 2500个机柜按高中低功率密度分别为8KW、5KW、3KW，数量比例为20%、30%、50%，则设备 功耗需求为 +
+ =11500KW； 实际上在以前的机房设备功耗估算中，即直接按每建筑平米功率密度*建筑平米数，如功 率密度根据具体项目情况，一般在300W~1000W之间，比如对于1万平米数据中心，若规划 功率密度为100W/m2，功耗需求为000KW。
以前的功率密度参考值
中国 机房在单层建筑内 290～350w/m2 [250～300kcal/h?m2] 机房在多层建筑内 175～290w/m2 [150～250kcal/h?m2] 前苏联450～565w/m2 [390～485kcal/h?m2] 美国350～405w/m2 [300～350kcal/h?m2] 日本407～525w/m2 [350～450kcal/h?m2] 本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途
空调能耗估算
? ? 空调能效比概念 能效比是在额定工况和规定条件下，空调进行制冷运行时实际制冷量与实际输入 功率之比。这是一个综合性指标，反映了单位输入功率在空调运行过程中转换成 的制冷量。空调能效比越大，在制冷量相等时节省的电能就越多。 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? (1)EER是空调器的制冷性能系数，也称能效比，表示空调器的单位功率制冷量。 (2)COP是空调器的制热性能系数，表示空调器的单位功率制热量。 (3)数学表达式为：EER=制冷量/制冷消耗功率 COP=制热量/制热消耗功率 (4)EER和COP越高，空调器能耗越小，性能比越高。 我国空调能效等级划定 2.6～2.8 五级 2.8～3.0 四级 3.0～3.2 三级 3.2～3.4 二级 3.4及以上 一级
欧洲的能效标准，空调能效水平分为A、B、C、D、E、F、G 共7个级别。其中A级最高，能效比为3.2以上；D级居中，介 于2.8～2.6之间；E级以下属于低能效空调。 目前我国绝大多数空调处于欧洲E级水平。而在日本国内的 空调器的能效比现在一般都在4.0～5.0左右。 而能效比低于2.8,不准在美国市场销售。
本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途 42 42
机房专用空调能效比
? 机房空调，顾名思义其是一种专供机房使用的高精度空调，因其不但可以控制机房温度 ，也可以同时控制湿度，因此也叫恒温恒湿空调机房专用空调机，另因其对温度、湿度 控制的精度很高，亦称机房精密空调。 ? ? ? 风冷型机房精密空调 水冷型机房专用空调
机房精密空调的特点包括：高显热比、高能效比、高可靠性、高精度等。
项目 服务对象 恒温恒湿 显热比 能效比 空气过滤 换气次数 风速 运行费用 自动监控 自动管理 使用寿命 机房空调 计算机 有 0.9-1.0 &3.0 中高效 30次/h 高 低 有 有 10年以上
本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途
舒适性空调 人 无 0.6-0.7 &2.6 低效 5-15次/h 低 高 无 无 3-5年
空调的功耗估算
? IT设备是数据中心的主要热源，而且IT设备的耗能几乎接近100%转换 为热能。其它的环境热源、灯光照明、人的活动等也是热源，但是与 IT设备相比占比很小，在粗略的估算中可忽略或按很小比例估算。
? 按之前的IT设备功耗估算，假定最后计算的结果是IT设备功耗为 10000KW，空调的能效比按3.0，则空调的功耗需求至少为 10000KW/3.0=3333KW。
? 在实际项目中为了保险起见，空调的容量设计一般会考虑一定的冗余 系数。
本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途
其它配套能耗估算
? 办公区： ? ? 按目前的用电习惯，办公区用电需求的可按100W/m2估算；
环境监控、门禁系统： ? 与IT设备功耗相比，占比很小，估算时可忽略；
其它： ? 如餐厅可按70W/m2、厨房设备等可按用电可以取300W/M2 ；
以上只是部分常规通用的估算方法，在有明确的特殊需求时，则需按特定的 需求进行功耗需求计算。比如特定的大功率设备，特定的空调，指定的照明 系统，或者特殊的办公区要求等等。
本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途
电源容量规划设计
数据中心发展回顾 基础建筑 电源系统 制冷系统 数据中心服务器 网络系统 其它系统 数据中心节能设计
总体配电方案 传统交流UPS 模块化UPS 飞轮UPS 高压直流 油机
防雷与接地
本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途
数据中心配电系统总览
交 流 配 电 屏
其他直流供电系统 AC 380 V(b) DC -48 V(a) 整流器 直流配电屏
交 流 配 电 屏
AC 380 V(b)
AC 220 /380 V (b )
通信用空调
直流配电屏
DC -48 V(a)
市 电 油 机 转 换 屏
低 压 配 电 屏
交 流 配 电 屏
AC 220 /380 (b) 通信用空调
AC 380 V(b)
AC 220 /380 V(a) AC 220 /380 V (b)
通信设备 保证建 筑负荷
备用发 电机组 低 移动电站 压 配 电 屏 AC 220 /380 V (c)
一般建 筑负荷
监控 接地 (a) －－ 不间断 (b) －－ 可短时间中断 (c) －－ 允许中断
本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途
市电类别 月停电次数 每次故障时间
供电回路数 独立可靠两路 可靠一路 一路 一路
≤1 ≤3.5 ≤4.5
≤0.5h ≤6h ≤8h
经常昼夜停电、供电无保证
本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途
UPS基础概念 电源容量规划设计 UPS分类 UPS关键器件 UPS工作模式 UPS设计 蓄电池
数据中心发展回顾 基础建筑 电源系统 制冷系统
总体配电方案 传统交流UPS 模块化UPS 飞轮UPS 高压直流 油机
数据中心服务器 网络系统 其它系统 数据中心节能设计
防雷与接地
本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途
（1）定义：UPS是英文Uninterruptable Power Supply 的缩写，中文译为“ 不间断电源”， 它是能够实现两路电源之间不间断地相互切换的电气装 置。它的功能是保证向负载提供持续不间断高质量的交流电源。 （2）原理：AC-DC-AC，输出的交流电更干净； （3）作用：无间断切换、电压变换(稳压)、频率变换(稳频/滤波)、提供一定 后备时间； （4）按工作方式分：在线式和后备式； （5）并机方式一般为双机冗余功率均分热备份；
本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途
电网中存在的干扰分析
1)噪声(Noise)：在正弦电压波形上叠加的一些尖脉冲（毛刺）； 2)电压变化(Voltage Variation)： 正弦电压的幅值过高、过低或波动； 3)频率变化(Frequency Variation) ：正弦波的频率不是标准50Hz，过高、 过 低或波动； 4)瞬间间断(Micro-break)：正弦波的短暂不连续，一般指小于300毫秒的间断； 5)停电(Outage)：正弦波的长时间不连续,一般指大于300毫秒的间断； 6)谐波(Harmonics)：在50Hz电网的标准频率上叠加了50Hz整数倍或非整数倍的 成分，使正弦波形严重失真。
本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途
我国电网和发达国家电网比较
配电网运行、管理 供电可靠度 用户平均年停电时间 配电线路 网络结构 配电设备 自动化程度 故障停电时间 线路损耗 99.96% 9.77h
国际先进水平 东京20min，法国94min，美国58min 纽约10min，荷兰10min， 香港、新加坡20min 城市主要用电缆，低压线路短， 或局限于建筑物内 主干线，自动化环网结构，网络式 结构 “无油化”，全部为真空或SF6 免维护，极少检修 自动、远动，可实现自动故障识别， 隔离，网络重构 &1min 5％～6％
架空线为主，少量电缆，存在大量 的低压配电线路 简单辐射式，少数双回路，缺少 规划 少油，真空，少量SF6 定期维护、检测 手动、自动兼有，手动操作为主 几个小时 8.60%
本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途
对UPS的基本要求（1/2）
1)UPS的容量、规格: a)输出容量宜按实际负荷的1.3～1.5倍配置；
b)规格包括电压、频率、配电需求（单进单出、三进单出、三进三出）；
2)UPS对电网的适应能力：主要指输入电压幅值的变化范围，一般在15％之内 ，但超过10％时不能转旁路，如遇到电压变化较大的区域，可在前端加一 级同容量的稳压器； 3)输入电压频率变化范围和UPS的频率跟踪及同步锁相能力，不仅在电网输入 也在柴油机输入、及前端有频率特性不稳定的稳压设备时发挥作用；
4)不对电网产生污染；
5)UPS的输出性能指标能满足负载的基本要求：应注意不是超出需要的最高要 求。
本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途 53 53
对UPS的基本要求（2/2）
? UPS的输出能力和可靠性指标：
? ? ? 输出功率因素 输出电流的峰值系数 过载能力
工作效率及各种保护功能
UPS的系统配置能力
? ? ? 冗余并机能力 可扩充能力 长延时后备供电能力
UPS对机房物理环境的适应能力
? ? ? 温度 湿度 海拔高度
本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途 54 54
UPS的智能管理和通信能力
UPS的性能指标―输入特性
输入特性（表示UPS对输入电网的具体要求），主要有： ? 输入电压：输入电压指标表示UPS正常运行时所要求的电网电压范围，该指标实际上可分
为保证UPS发挥其最大的效能，UPS输入电压应在额定电压的±10%内。有些产品仅标 输入电压达±20%以上，实际上只是一个不确切的数值。
输入频率：输入频率指标表示UPS正常运行时所要求的电网频率范围，该指标实际上同上 述输入电压一样，同样存在着旁路切换所要求的频率范围，超过该范围，将禁止旁路切 换。因而一般UPS均给出适合旁路切换要求的频率范围(一般为±5%左右)。
输入功率因数和输入电流谐波含量：大的谐波含量和低的功率因数将产生大的无功功率 ，严重的还会影响其它用电设备的正常运行，因而欧洲已于九十年代初，制定了有关电 气设备输入因数和谐波含量的标准，标准要求功率因数在0.95以上才能使用。
输入保护：输入电源发生故障或输入电压、频率超过规定范围，能立即转为蓄电池供电 ，转换时间是：后备式UPS一般必须小于4ms，在线式UPS，在同步情况下不应该出现间断 。
本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途 55 55
UPS的性能指标―输出特性（1/2）
? 输出电压：UPS输出电压通常有两个指标，一个表示UPS输出电压的稳定度，一般其变化 范围为220V的±1％～±5％；另外一个表示UPS输出电压的瞬变特性，即负载从0到100％ （或100％到0）阶跃变化时输出电压的变化量以及恢复正常电压所需的时间。 ? ? ? 输出容量：UPS的输出容量指其输出电压有效值U与输出电流有效值I的乘积，称为视在功 率S，即S=UI。 输出频率：UPS的输出频率表示当市电中断时，逆变器由蓄电池提供直流电能工作时的输 出频率，一般后备式UPS的输出频率为50Hz±5％，在线式UPS的输出频率为50Hz±0.5％ 输出波形与波形失真度：UPS的输出波形一般有准方波和正弦波两种，后备式UPS的输出 波形多为准方波，在线式UPS的输出一般为正弦波。失真度表示当负载为线性负载时，输 出波形中谐波含量与正弦波含量之比，由于准方波的谐波含量很大，一般不给出失真度 指标，而正弦波输出的UPS其失真度为3％左右。 ? 额定负载功率因数：功率因数cosφ为UPS输出的有功功率P与其标称功率即视在功率S之 比，表示为cosφ=P/S，cosφ一般为0.8或0.85，以0.8最为普遍。在功率因数为0.8时， 电压与电流之间的夹角为φ=cos－10.8≈36.9°，这时有无功电流在线路中来回流动， 这时无功功率Q=UIsinφ。
本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途 56 56
UPS的性能指标―输出特性（2/2）
? 额定输出功率：UPS输出功率通常以VA数表示，是输出电压和额定输出电流的乘积，称为 视在功率，包含两个部分：在功功率和无功功率。一般在选择UPS的输出功率时，要留一 定的余量，不要使UPS满负荷运行。 ? ? 过载能力：指逆变器承受输出过流的能力，通常有过载125%时的能承受过载的时间和过 载150%左右时的能承受过载的时间。 整机效率：UPS的输出功率（含蓄电池充电功率）与输入功率的比值称为整机效率，效率 是UPS的一个关键指标，尤其是大功率电源设备。若UPS的效率为86％，这意味着14％的 功率转变成热能，提高了机房的环境温度，而且为了将这些持续不断的热量排出去以保 持温度不过限，必须购置足够的空调设备，这就加大了设备的投资和耗能费用。 ? ? 后备时间：后备时间表示交流市电断电后UPS还能继续工作多长时间，是UPS的关键指标 ，一般中小型UPS满载时后备时间为10～15min，半载时后备时间为30min。 工作噪音：它表示UPS在市电正常、负载为线性满载、逆变器工作时，以UPS为中心，以 1m为半径，高度为1.3m处所测量出的噪音分贝数。一般来说，UPS的噪声在55dB左右就可 以直接放在计算机机房内使用 ? 环境条件、辐射干扰
本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途 57 57
UPS基础概念 电源容量规划设计 UPS分类 UPS关键器件 UPS工作模式 UPS设计 蓄电池
数据中心发展回顾 基础建筑 电源系统 制冷系统
总体配电方案 传统交流UPS 模块化UPS 飞轮UPS 高压直流 油机
数据中心服务器 网络系统 其它系统 数据中心节能设计
防雷与接地
本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途
UPS基本构成
．整流器/充电器 ．逆变器 ．电池 ．静态开关
输入配电和 保护开关 市电电网 监控用机
．手动维修旁路开关
．主电源输入开关 ．静态旁路开关 ? 逆变器输出开关 ．电池电路开关 ．旁路输入隔离变压器 ．输出隔离变压器 ．输入谐波滤波器 ．计算机通讯接口 ．调制解调器接口 ．输入配电柜和保护开关 ．输出配电柜和保护开关
滤波器选件 主电源输入 整流器/ 充电器 电池 逆变器
旁路隔离 变压器选件 旁路电源输入 通讯接口板
静 态 开 关
维修 旁路 Modem 板
输出配电和 保护开关
本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途
? ? ? ? ? ? ? ? ?
按动静分类：旋转式(飞轮)、静止型 按功率分类：小功率(&3KW)、中功率、大功率（&10KW） 按输出波形分类：方波、准正弦波、正弦波 按输出电压的相数分类：单相、三相 按不停电时间分类：标准机型（10～15min）、长延时机型 按功率器件分类：可控硅、功率晶体管、MOS场效应管、IGBT（绝 缘栅场效应晶体管） 按逆变器工作频率分类：工频机、高频机 按不停电供电方式分类：在线式、后备式、在线互动式 按输入输出的相数分类：单进单出、三进单出、三进三出
本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途
后备式UPS的性能特点
? ? ? ? ? ? 市电正常时工作效率极高，98% 以上 本身不附加对电网的干扰 输出能力特强 抗高频干扰的能力主要取决于输入输出 端的高频滤波器 输出切换时间取决于继电转换开关的动 作时间，一般4～10ms 由于开关受容量限制和动作时间限制， 一般用于小容量的场合，多在2kVA以下 ； 市电掉电后，逆变器输出多为方波或准 正弦波，对计算机负荷多是可用的； 电路简单，可靠性高，价格低廉 缺点：频率不可调，对市电的要求较高
本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途
负 载 充 电 器 交流输入
逆 变 器 电 池
逆变器 逆变器 工作 不工作
正 常 供 电 方 式 电 池 供 电 方 式
滤波器或 调 节 器
在线互动式UPS的性能特点
市电正常时工作效率极高，98％以上 本身不附加对电网的干扰 输出能力强 输出电压精度和稳定性均差，但满足一 般负荷要求 逆变器直接连接在UPS输出端，处于热 备份状态，对输出电压的尖峰干扰有抑 制作用 电路简单，可靠性高，价格低廉 逆变器是双向的，充电能力强 输出切换时间一般4～6ms 缺点：频率不可调，对市电的要求较高
双向逆变 双向逆变 逆变工作 整流工作
正 常 供 电 方 电 池 供 电 方 式 旁 路 供 电 方
负载 电 池 主 电 源 输 入 也可能只有一路输入 旁 路 电 源 输 入
静 态 开 关
本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途
双变换在线式UPS的性能特点
一般情况下，负荷由逆变器全部 提供，电源输出质量高
主 电 源 输 入 如果只有一路供电 ,则联接主/旁路电
旁 路 电 源 输 入
切换时间为0
输出能力有限制，指对负荷有限 制条件，如负荷电流的峰值因素 、过载能力和输出功率因素 输入功率因素较低，一般为 0.7~0.8 无功损耗大，一般30％以上 整机效率低，一般80％～90％
整流器 /充电器 工作
电 池 静 态 旁 路 手 动 维 修 旁 路 开 关
逆变器 工作
正常供电方式 电池供电方式 旁路供电方式
本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途
DELTA变换在线式UPS的性能特点
? ? ? DELTA变换器等同于双向变换器，工作频率10～15kHZ 主逆变器也是双向的 DELTA变换器和主变换器均对电池充电
? ? ? ? ? ?
切换时间为0
正常情况下只补充输出电压差值和输入电压波形失真，逆变回路只承担20％的有功功率 输出能力强，远优于传统双变换 DELTA变换器等效于一个典型的正弦波源 输入功率因素高，99％ 输入协波成份低，3％ 市电正常时，整机效率高达96％
滤 波 器 AC DC C DC AC
对输入端进行功率因数 补偿，抑制输入电流谐 波；吸收或输出功率补 偿电压；与主变换器一 起电池充电。
C 主变换器整流，监视输 C 出端，并与Dleta变换器 参与主电路电压的调整 ，可向负载提供高质量 的电能；电池充电。 本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途
不同结构UPS比较（1/2）
? 不同结构UPS对电网污染比较
UPS指标 电网要求 （相关标 准） 后备式 等于负荷 功率因数 在线互动式 等于负荷 功率因数 传统双变换式 6脉冲整流 ≤0.8 12脉冲整流 0.95 10% 一般 2~4：1 高频整流 0.99 ＜5％ 高 1.5：1 DELTA 变换式 0.99 ＜5％ 高 1.5：1
输入功率因素 ≥0.95 输入电流谐波 ≤10％ 成份 对电网能量 利用率 与柴油发电机 容量比 无功功率小 则利用率高
等于负荷 等于负荷 ≥30％ 电流谐波成份 电流谐波成份 低 2~4：1 低 2~4：1 低 2~4：1
? 不同结构的UPS的输出能力和可靠性
可靠性及 输出能力指标 整机效率 负荷电流 峰值因素 负荷电流 浪涌系数 允许的负载 功率因素 逆变器长延时 工作能力 过载能力 负荷要求及 相关标准 越高越好 越大越好 越大越好 越宽越好 任意 150％1min 98% 不限制 不限制 不限制 低 2~4：1 后备式 在线互动式 98% 不限制 不限制 不限制 低 2~4：1 中小功率传统 双变换式 80％～85％ 3：1 转旁路启动 -0.7 低 2~4：1 大功率传统双变换式 6脉冲整流 12脉冲整流 90％～92％ 3：1 转旁路启动 -0.7 一般 2~4：1 ＜90％ 3：1 转旁路启动 -0.7 高 1.5：1 DELTA 变换式 ＞95％ ＞5：1 不限制 市电－0.6~+0.9 电池－0.7 高 1.5：1
本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途
不同结构UPS比较（2/2）
? 不同结构UPS输出电性能指标
输出性能指标 电压波形 电压稳定精度 电压波形失真度 瞬态电压动态范围 瞬态响应时间（ms） 负载不平衡度 负载要求及 相应标准 正弦波 准正弦波 ±5％～±10％ ＜5％ ± 5％ 20～60 100% 后备式 方波、准正弦 波、正弦波 ±5％～±10％ 与电网和负荷 有关 ＜±5％ 10～20 在线互动式 正弦波 准正弦波 ±5％～±10％ 与电网和负荷 有关 ＜±5％ 10～20 传统双变换式 正弦波 ±1％ ＜3％线性负载 ＜5％非线性负载 ＜±5％ 20 100% ≤1％线性负载 ≤3％非线性负载 0 ＜2 差 ≤2 差 ≤5 2％～5％ 较强 1～800 DELTA变换式 正弦波 ±1％ ＜3％线性负载 ＜5％非线性负载 ＜±5％ 20 100% ≤1％线性负载 ≤3％非线性负载 0 ＜2 1% 强 10～500
三相电压幅值不平衡度 ≤5％ 市电－电池切换时间 ＜10 （ms) 逆变器旁路切换时间 （ms) ＜5％ 并机负载不平衡度 双向抗干扰能力 输出单台容量（kVA） ≤10 ≤6
本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途
UPS基础概念 电源容量规划设计 UPS分类 UPS关键器件 UPS工作模式 UPS设计 蓄电池
数据中心发展回顾 基础建筑 电源系统 制冷系统
总体配电方案 传统交流UPS 模块化UPS 飞轮UPS 高压直流 油机
数据中心服务器 网络系统 其它系统 数据中心节能设计
防雷与接地
本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途
UPS主要元器件―整流器
? 半波整流
? 全波整流
本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途
UPS主要元器件―三相整流器
? 三相半波整流
? 三相全波整流
三相半波整流的脉动周期是120°，而三相全波的周期是60° 三相半波输出电压平均值374V，三相全波平均值514V UPS整流电路中都采用三相全波整流。 本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途
UPS主要元器件―6脉冲整流器
? 6脉冲整流电路 ? 采用二极管的三相全波是不稳压的，因此在UPS中都采用晶闸管整流器（可控硅）， 代替二极管整流器。
? 晶闸管的导通是有条件的，只有晶闸管的触发 信号加载才导通； ? 通过每个脉冲周期中导通的时间就能实现稳压 ，就是所谓的相控整流。
本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途
UPS主要元器件―12脉冲整流器
? 12脉冲整流电路 ? 两个整流器结构一样，都是三相6脉冲整流。 ? 整流器的输入变压器结构不同，一个是Y型， 一个Δ型，两者的相位相差30°。 ? 6脉冲的脉动周期是60°，因此12脉冲整流的 脉动周期是30°，18脉冲是20°…… ? 脉动周期越小，输出电压越高，均值越接近峰 值。
本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途
UPS主要元器件―IGBT整流
? 增加整流脉冲数可以减少高次谐波的次数及数值，若采用6脉冲叠加的方式，6脉冲 ? 传统 UPS 的基本结构 (工频机 ) ： 、12 脉冲、 18脉冲、 24脉冲，随着脉冲数增加电源侧输入谐波电流也随之降低，但 会导致整流结构复杂，成本增加，可靠性降低。一般大于 12脉冲的情况很少使用。 ? 可控硅整流 ? ? IGBT 整流电路 电池直接直流母线 ? ? IGBT逆变器 升压变压器
? 全IGBT UPS结构(高频机)： ? 不控整流 ? IGBT整流电路单相波形变化 ? DC/DC倍压环节 ? 独立充电器
? 工频机与高频机的概念主要是对整流部分而言，工频机是可控整流，传统技术最好可做
?在固定（或自由）开关频率的脉宽内控制IGBT的导通和关闭时间 而言都是 IGBT的SPWM高频逆变工作方式。 ? 正弦波覆盖的面积等于方波脉冲的面积 ?开关频率越高拟合的直流波形间断越少，效果越理想
到12拍整流；而高频机的整流是二极管不控整流+IGBT的高频直流升压环节。对逆变器
本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途
三种整流方式比较
? 目前主流厂商都已经有IGBT产品，但是目前采用IGBT整流技术的UPS还存 在着价格高、大功率元件生产困难、成品率低等缺点。 ? 随着生产技术的发展，这种技术先进、环保节能的UPS会越来越普及。
--《UPS的IGBT整流技术》王力坚
本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途
UPS主要元器件―逆变器
? 整流器已将交流输入电压变成直流电压，而 负载所需的是交流电压，就必须有一种电路 再将该直流电压变回交流，执行这个任务的 装置就叫逆变器。 ? 逆变器电路的种类很多，在有推挽变换器、 半桥逆变器、全桥逆变器、双向变换器等。 ? 目前应用最多的是采用IGBT的SPWM逆变器。
三相全桥逆变器
本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途
UPS主要元器件―静态开关
? 为了进一步提高UPS电源的可靠性，UPS上均装有静态开关，将市电作为UPS的 后备电源，在UPS发生故障或维护检修时，无间断地将负载切换到市电上，由 市电直接供电。 ? 静态开关的主电路一般由两只晶闸管开关反并联组成，一只晶闸管用于通过正 半周电流，另一只晶闸管则用于通过负半周电流。
触发电压 触发电压 阻断
阻断 触发电压
? 同步切换：先通后断； 能保证在切换的过程中供电不间断；但在切换的过程 中，逆变器必须跟踪市电的频率、相位和幅值，防止产生环流，烧坏逆变器。 ? 非同步切换：先断后通，会造成负载短时间断电。
本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途 75 75
UPS基础概念 电源容量规划设计 UPS分类 UPS关键器件 UPS工作模式 UPS设计 蓄电池
数据中心发展回顾 基础建筑 电源系统 制冷系统
总体配电方案 传统交流UPS 模块化UPS 飞轮UPS 高压直流 油机
数据中心服务器 网络系统 其它系统 数据中心节能设计
防雷与接地
本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途
UPS并机模式（1/3）
? 主从串联热备份供电模式
? 不存在要求两台UPS均分负荷的问 题。
AC DC DC AC 负载
? 对UPS单机频率同步跟踪特性要求
不高。 ? 主从机之间互换较困难，造成从 机电池长期空载。 ? 从机要有带阶跃性负载的能力， 否则主机切从机，从机切旁路连 续动作，可能造成时间过长。
触发导通 阻断
? 从连接的角度，扩机较为困难。
本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途 77 77
UPS并机模式（2/3）
? 并联热备份供电模式
? 也分主从机，但主从机可互换。 ? 正常情况下，主机带100％负荷，从 机不带负荷。 ? 在极端情况下，可以主机整流，从机 逆变或主机逆变，从机整流，结构较 灵活。 ? 从机要有带阶跃性负载的能力，否则 主机切从机，从机切旁路连续动作， 可能造成时间过长。 ? 具有可扩容能力。
本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途
UPS并机模式（3/3）
? 功率均分供电模式
? 不分主从机。 ? 正常情况下，两台机器各带50％负荷 。 ? 对UPS单机带阶跃性负载的能力要求 远低于前两种。 ? 具有可扩容能力。 ? 过载能力强，但也存在过载较难预知 的危险。 ? 部分厂家要求并机柜，可能会是故障 瓶颈和扩容瓶颈。
本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途
UPS冗余供电模式（1/4）
? 单机满载冗余方式
? UPS接在电网与负载之间对负载进行保护，是最基本、最简单的保护模式。 ? 如果UPS出故障，或者负载过载，UPS就会切换到旁路方式运行。
? 负载就在市电直通方式下运行，为了对UPS进行维修，尽快排除故障，一般
采用外部旁路（维修旁路盘）对UPS进行隔离，以便在负载不断电的方式下 进行UPS的维修。 ? 但是这种方式有其局限性，主要是当负载在UPS工作在旁路方式下时，缺乏 可靠的电源保护。
本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途
UPS冗余供电模式（2/4）
? 隔离冗余方式
? 隔离冗余方式是指一台或者多台UPS作为第一级电源保护设备，另外一台机 器作为二级电源，备用使用。
? 一级电源有各自的负载总线,二级电源为所有一级电源设备提供旁路电源。
? 工作时二级电源空载运行，但是，在一个周波的时间内要求它可以承担从0% 到100%的负载。 ? 当一级电源从市电模式切换到旁路模式时，转换开关会自动将其与二级电源 断开。
? 前面在UPS并机模式中提到的主从串联热备份供电模式、并联热备份供电
模式均属于隔离冗余模式
本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途 81 81
UPS冗余供电模式（3/4）
? 并联冗余方式
? 并联冗余方式一般由2台或者多台相同功率的UPS组成，负载均分，这种方 式也被称为N+1冗余方式，为负载提供的电源总容量是单台电源容量的2倍
? 这种工作方式与单机工作方式及并机满载冗余方式相比更加可靠，如果其 中一台UPS出现故障，它即自动退出并机队列，剩下机器则继续为负载供 电。 ? 前面在UPS并机模式中提到的功率均分供电模式就属于并联冗余方式。
本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途
UPS冗余供电模式（4/4）
? 分布式冗余方式
? 分布式冗余方式是目前业内公认的最可靠及可行的工作方式，整个系统内 部的UPS各自独立，适用的负载例如：机房内的双电源服务器、精密仪器
? 此种冗余方式最基本的配置是2台UPS，独立输入，不共享数据，但是因为 均分负载，因此仍然是并联运行。
? 注意：此冗余方式发挥作用前提是负载设备配备双电源模块，且两 个电源模块式负载分担模式工作。
本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途
UPS基础概念 电源容量规划设计 UPS分类 UPS关键器件 UPS工作模式 UPS设计 蓄电池
数据中心发展回顾 基础建筑 电源系统 制冷系统
总体配电方案 传统交流UPS 模块化UPS 飞轮UPS 高压直流 油机
数据中心服务器 网络系统 其它系统 数据中心节能设计
防雷与接地
本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途
UPS工程设计
? UPS工程设计需要了解那些信息？
? 前端的低压系统的结构 ? 确定本系统输入配电屏是否需引两路低压输入（同时考虑原系统结构 、用电设备要求的可靠性、引入距离等） ? 如是两路输入，是否需装ATS（注意ATS与STS的区别）
? 前端的低压系统的稳定程度
? 考虑是否需加稳压器 ? 前端的柴油发电机系统的容量，UPS系统产生的谐波将对原系统稳定性的 影响 ? 考虑是否加装滤波器 ? 如需加装，用何种滤波器
本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途 85 85
UPS工程设计
? UPS工程设计需要了解那些信息？（续）
? 后端的设备用电量 ? 统计出总的用电容量（一般按中期考虑）
? 统计出总的负荷功率因素
? 后端设备的配电路数要求 ? 需要分楼层、分机房（或区域）统计 ? 哪些是不需要冗余备份的单输入负荷 ? 哪些是需要冗余备份的单输入负荷
? 后端设备需要的冗余时间
本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途
UPS工程设计
? 然后可以开始计算了
? 你需要构造什么样的UPS冗余系统？ ? 1＋1冗余备份（容量不太大的较集中系统）
? 2＋1或3＋1冗余备份（容量较大的负荷分布较集中系统）
? 分布式系统（容量大，负荷分散，扩容可能性大的系统，如IDC）
? 如何计算UPS系统的容量？ ? 假设UPS输出功率因素为0.8，负荷中期的耗电量为800kW，负荷中期 的功率因素为0.6，不考虑预留，2＋1冗余备份的最小单机容量是多 少？
本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途
UPS工程设计
? 然后可以开始计算了
UPS输出的有功功率和无功功率均要满足负荷的要求。
设UPS的输出视在功率为P视在UPS、输出有功功率为P有功UPS、输出无功功率为P无功UPS 设负载的视在功率为P视在负载、有功功率为P有功负载、无功功率为P无功负载 P有功UPS≥ P有功负载＝800kW， 此时P视在UPS ＝ P有功UPS÷COSφUPS ≥ 800÷0.8=1000(kVA) 同时要求 P无功UPS≥ P无功负载＝（ P有功负载÷COSφ负载）?SINφ负载 P无功UPS≥（800 ÷0.6） ?0.8=1066.67(kVar) P视在UPS ＝ P无功UPS÷SINφUPS ≥ 1066.67 ÷0.6=1777.78(kVA) 比较两次计算的P视在UPS，取较大的数值 即：UPS输出的视在功率不应小于1777.78kVA 按2＋1冗余备份，UPS单机的视在功率不小于1777.78 ÷2=888.89(kVA)
本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途 88 88
UPS基础概念 电源容量规划设计 UPS分类 UPS关键器件 UPS工作模式 UPS设计 蓄电池
数据中心发展回顾 基础建筑 电源系统 制冷系统
总体配电方案 传统交流UPS 模块化UPS 飞轮UPS 高压直流 油机
数据中心服务器 网络系统 其它系统 数据中心节能设计
防雷与接地
本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途
蓄电池基础
? 在配置蓄电池之前先了解一下蓄电池
? ? ? ①电池槽、盖――选用超强阻燃ABS塑料； ②提手――便于搬运； ③正负极群――板栅采用特殊的铅钙锡铝四元合金， 抗伸延，耐腐蚀，析氢过电位高； ? ? ? ④微细玻璃纤维隔板――优选美国AGM隔板； ⑤汇流排――耐大电流冲击； ⑥端子――内嵌铜芯，使其电阻最小化，极柱密封采 用瑞士专利技术； ? ⑦安全阀――采用欧洲进口阀帽，具有耐酸和良好的 弹性恢复能力。 ? 通信行业用蓄电池常用的电压等级有2V 和12V，与直流开关电源系统配套使用的蓄电池组电压 等级为24V、48V，与UPS交流电源系统配套使用的蓄电池组电压等级为24V、36V、48V、96V、 240V、384V等。 ? 常用的蓄电池组容量等级从25Ah、65Ah、100Ah、150Ah、200Ah、500Ah、1000Ah不等。
本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途 90 90
蓄电池的化学原理
? 阀控式密封铅酸蓄电池在充放电过程中的化学反应如下
(二氧化铅) 正极活物质
(硫酸) 电解液
(硫酸铅) 正极活物质
(水) 电解液
硫酸铅) 负极活物质
(海绵状铅) 负极活物质
? 放电时：正极板的二氧化铅和负极板的海绵状铅与电解液中的硫酸反应，
生成硫酸铅，电解液中的硫酸浓度降低；
? 放电时：硫酸铅通过氧化还原反应分别恢复成二氧化铅和海绵状铅，电解 液中的硫酸浓度增大。 ? 防止因过充电导致水分解而引起电解液的减少，要实现电池的密封。电池 密闭设计的关键解决问题是实现充电过程产生的氧气能够迅速与负极板上 充电状态下的活物质发生反应变成水，结果基本没有水份的损失。
本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途 91 91
磷酸铁锂电池
? 通信用磷酸铁锂电池
? 对于通信电源行业节能减排来说，要求蓄电池体积更小、重量更轻、寿命更长、更耐高温、维护更 容易、性能更稳定、更环保等，因此为了顺应这些需求，锂离子电池也正逐渐向大容量电池方向转 变，通信用磷酸铁锂电池应运而生。 ? 通信用磷酸铁锂电池与传统的铅酸蓄电池相比，具有以下优点： ? 能量密度高：能量密度是铅酸电池的4倍左右，体积小、重量轻； ? 安全性强：磷酸铁锂正极材料具有良好的电化学性能，充放电平台十分平稳，充放电过程中 结构稳定，电池不燃烧、不爆炸、安全性好； ? 高温性能好：外部温度55℃时电池正常工作； ? 高功率输出：标准放电为0.2C、可3C充放； ? 长循环寿命：常温1C充放电，单体经2000次循环后容量仍大于80%； ? 环保：整个生产过程清洁无毒，所有原料都无毒。 ? 通信用磷酸铁锂电池应用相比传统的铅酸蓄电池更能体现 “节能”、“节材”、“节地”等节能减 排工作的需求。但缺点是目前单价相对偏高，实际应用验证较少。 ? 磷酸铁锂电池产品形式主要有12V、48V模块两种类型，容量等级为10Ah、20Ah、50Ah、150Ah、 200Ah等，电池模组通过串并联，可以行成多种电压等级、多种容量的电池组，满足开关电源和UPS 备电的各种需求
本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途 92 92
蓄电池的放电特性
铅酸电池放电特性： 对于同样的完全充电的铅酸电池，在相同的 温度下，采用不同倍率的放电电流，其放电 输出特性有很大的差别。
磷酸铁锂电池放电特性：
对于同样的完全充电的磷酸铁 锂电池，在相同的温度下，采 用不同倍率的放电电流，其放 电输出特性非常稳定。
本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途
蓄电池配置
? 蓄电池配置计算
? 电池容量：按电池直流放电功率计算，不同放电时间放电功率不同，一般为
15/30/60分钟，设计时由UPS厂家按放电时间要求配置。（注意计算机房与
通信机房与对于电池放电时间要求的不同） ? 如何计算需要配置的蓄电池？ ? 还是举个例子吧 ? DC电压：384V ? 额定输出功率：100KVA ? 功率因素：0.8
? 效率：92%
? 备用时间：60分钟 ? 设定电池终压：1.75V ? 需要配置多大容量的电池？？
本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途 94 94
蓄电池容量计算公式
? 蓄电池总容量计算公式
计算公式如下：
其中： Q：蓄电池容量（Ah）； K：安全系数，取1.25； I：负荷电流（A）； T：放电小时数（h）； η ：放电容量系数（根据设计规范取值）； t：实际电池所在地的环境温度数值（当地无采暖设备时，按5℃考虑）； α ：电池温度系数（1/℃），当10&放电小时率≥1时，取α ＝0.008；当放电小时率≥10时 ，取α ＝0.006。
KIT ?[1 ? ? (t ? 25)]
电池放电容量系数(η)表
电池放电小时数(h) 放电终止电压(V) 放电容量系数(η) 0.5 1.70 0.45 1.75 0.40 1 1.75 0.55 1.80 0.45 2 1.80 0.61 3 1.80 0.75 4 1.80 0.79 6 1.80 0.88 8 1.80 0.94 10 1.80 1.00 ≥20 ≥1.85 1.00 95 95
本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途
蓄电池配置计算
? 蓄电池总容量计算公式
电池组输出功率 = 额定输出功率 * 功率因素 / 效率 = 100*0.8/0.92=86.96kW 电池组放电电流I = 86.96KW/384V = 226.45A 放电时间 T = 1 小时
放电容量系数 η= 0.55 温度 t = 25℃
电池温度系数 α= 0.008 将以上参数代入公式 得到
简化公式Q(Ah) ＝ C?I Q ?
?[1 ? ? (t ? 25)]
KIT （北京地区）
Q = 1.25*226.45/0.55(1+0.008*(25-25)) = 514 AH
蓄电池组的电压对Ah估算无影响。 可选的电池组形式： 192节2V电池，每节电池的容量规格为2V 600AH； 32节12V电池，每节电池的容量规格为12V 600AH；
本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途
? 单电池由阳极、阴极和质子交换膜组成，阳极为氢燃料发生氧化的场所，阴极为氧化 剂还原的场所，两极都含有加速电极电化学反应的催化剂，质子交换膜作为电解质。 工作时相当于一直流电源，其阳极即电源负极，阴极为电源正极。 ? 把氢和氧分别供给阴极和阳极，氢通过阴极向外扩散和电解质发生反应后，放出电子 通过外部的负载到达阳极。原料氢气在核心组件中游离出氢离子通过与质子交换膜及 催化剂的电化反应，产生出电能。反应生成副产品为纯净水被排出。
本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途
燃料电池的优势
(1)无污染。燃料电池对环境无污染。它是通过电化学反应, 而不是采用燃烧(汽、柴油)或储能(蓄电池)方式――最典型 的传统后备电源方案。燃烧会释放象COx、NOx、SOx气体和粉 尘等污染物。如上所述,燃料电池只会产生水和热。如果氢是 通过可再生能源产生的(光伏电池板、风能发电等),整个循环 就是彻底的不产生有害物质排放的过程。 ? (2)无噪声。燃料电池运行安静,噪声大约只有55dB,相当于人 们正常交谈的水平。这使得燃料电池适合于室内安装,或是在 室外对噪声有限制的地方。 ? (3)高效率。燃料电池的发电效率可以达到50%以上,这是由燃 料电池的转换性质决定的,直接将化学能转换为电能,不需要 经过热能和机械能(发电机)的中间变换。
燃料电池的缺点
目前价格较高；大范围的燃料补充难度大；燃料本身的存储 存在安全问题等。
本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途 98 98
? 总体的电源供电系统结构，市电（主备）、油机、UPS、配电系统
…… ? UPS的种类：后备式、在线互动式、双变换在现式、Delta变换式； ? UPS的并机与冗余工作模式； ? UPS的关键部件：整流器、逆变器、静态开关； ? UPS的容量设计；
? 蓄电池组的容量设计；
本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途
电源容量规划设计
数据中心发展回顾 基础建筑 电源系统 制冷系统 数据中心服务器 网络系统 其它系统 数据中心节能设计
总体配电方案 传统交流UPS 模块化UPS 飞轮UPS 高压直流 油机
防雷与接地
本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途
文档资料库一直致力于帮助更多的人得到更多更有价值的学习资料。如果您有关于本站的任何意见，欢迎可随时与我们的客户服务人员取得联系。
赞助商广告