数据中心供配电技术与设计

本书系统地对数据中心供配电系统的相关标准、市电电源引入、负荷统计计算、元器件选择、设备介绍及分析、系统设计、设备选择、机房设备布置、机房土建要求、电源馈线选择及敷设、接地系统、监控系统、抗震设计等内容进行了论述和介绍，从标准规范、基础理论、工程设计实践等方面都进行了详细的讲解与描述，是数据中心工程项目的供配电设计人员和维护人员理想的设计教科书、参考书及工具书，也可作为从事通信电源工程的相关技术人员的参考用书。

前　　言
随着科技进步、社会发展和生活方式的转变，过去的十年和未来的十年都是大型和超大型数据中心建设的黄金时期。如何设计一个科学、合理、高效、实用，并且造价适当的供电系统，是数据中心建设方的期望，也是每一个设计工作者的追求。
本书完整地论述和介绍了从 110kV专用变电站到 ICT（Information Communications Technology, 信息通信技术）设备内 PSU（Power Supply Unit, 供电单元）的供电体系、供电架构和相关设备的应用，完整地给出了各个子系统的相关设计思路和要点。书中有大量翔实的数据、图表，也有编者们几十年工作的心得体会，特别是对一些业界长期争论和困惑的地方也给出了自己的研究心得。
由于通信行业的特点和要求，本书编写团队一直从事着全国通信枢纽的通信电源的设计工作，涵盖了变配电系统、发电机组、直流电源系统、 UPS系统、接地系统和监控系统等设计。近十年来，团队完成了数十个大型、超大型数据中心的设计任务，因此积累了大量实践经验，在实战中解决问题方面有着丰富的对策及方案。
我相信，本书可以成为各行业数据中心设计工作者难得的工具书和解疑释惑的好助手，也可以成为大中院校通信电源工程专业的教学参考书。
由于编者受行业习惯和技术水平的限制，书中难免存在不规范和疏漏之处，敬请各位读者批评指正。
井辉　　
2021.1

目　　录
前言
第 1章　供电设计标准与规范
1.1　数据中心建设
1.1.1　关于数据中心建设布局的指导意见
1.1.2　关于加强绿色数据中心建设的指导意见
1.2　数据中心标准规范
1.2.1　数据中心相关标准规范
1.2.2　相关标准中供配电系统的主要内容
1.2.3　数据中心建设的一般要求
1.3　能效限值概念及计算

第 2章　数据中心设计文件编制
2.1　数据中心供配电系统设计依据
2.2　一般要求
2.3　设计原则
2.4　咨询设计阶段
2.4.1　可行性研究
2.4.2　初步设计文件
2.4.3　施工图设计文件
2.5　供配电系统设计资料
2.5.1　建设单位需要提供的资料
2.5.2　土建设计咨询专业提供的资料
2.5.3　信息通信咨询专业提供的资料
2.5.4　供电部门需要提供的资料
2.5.5　需要向供电部门提供的资料

第 3章　市电电源及引入
3.1　公共电网供电及可靠性
3.1.1　公共电网供电现状
3.1.2　公共电网供电可靠性
3.1.3　数据中心的电压等级
3.1.4　市电电源分类
3.2　电力设施
3.2.1　变电站与开关站
3.2.2　专用变电站
3.2.3　变电站接线方式
3.2.4　变电站设备组成
3.3　市电电源引入
3.3.1　市电引入类别
3.3.2　市电引入等级和容量
3.3.3　市电电源线敷设方案

第 4章　负荷统计及无功功率补偿
4.1　负荷计算的意义及目的
4.2　设备用电负荷计算
4.2.1　单位指标法
4.2.2　需要系数法
4.2.3　同时系数
4.3　可行性研究报告的项目负荷计算
4.4　初步设计和施工图设计中的负荷计算
4.4.1　变压器负荷计算
4.4.2　无功补偿容量计算
4.4.3　蓄电池组充电功率计算
4.4.4　尖峰电流计算
4.4.5　高压进线端负荷计算
4.4.6　高压用电设备负荷计算 、
4.4.7　变压器负荷计算
4.4.8　变压器功率损耗计算
4.5　无功功率补偿
4.5.1　补偿容量计算
4.5.2　电容器补偿
4.5.3　SVG补偿
4.5.4　SVG+APF补偿
4.6　ICT设备负荷特性
4.6.1　ICT设备电源和设备运行负荷
4.6.2　ICT设备负荷计算
第 5章　短路电流计算及元器件选择与校验
5.1　短路电流及计算
5.1.1　短路的原因及危害
5.1.2　短路计算的目的
5.1.3　短路电流的计算
5.2　主要电气设备选择与校验
5.2.1　电气设备选择与校验的一般原则
5.2.2　按工作电压和工作电流选择
5.2.3　按开断电流选择
5.2.4　断路器的短路热稳定性和短路动稳定性校验
5.2.5　柴油发电机组短路电流计算

第 6章　变配电系统设计
6.1　概述
6.2　相关标准与规范
6.3　变配电设备
6.3.1　高压开关柜
6.3.2　变压器
6.3.3　低压开关柜
6.3.4　预装式变电站
6.3.5　转换开关电器
6.3.6　补偿装置
6.3.7　操作电源
6.4　高低压变配电系统
6.4.1　变配电系统的设计要求及设计原则
6.4.2　高压配电系统
6.4.3　低压配电系统
6.5　变配电设备的选择与计算
6.5.1　高压设备的选择与计算
6.5.2　变压器设备的选择与计算
6.5.3　低压设备的选择与计算
6.5.4　直流操作电源的选择
6.6　继电保护及自动装置
6.6.1　继电保护及自动装置的功能
6.6.2　智能综合保护装置
6.6.3　整定及计算
6.6.4　二次回路
6.6.5　低压断路器的整定
6.6.6　配电系统的运行设置
6.7　节能设计
6.7.1　变配电系统节能设计
6.7.2　变配电设备选择的节能设计

第 7章　备用发电机组系统设计
7.1　备用发电机组
7.1.1　发动机（柴油机）
7.1.2　发电机
7.1.3　冷却系统
7.1.4　控制装置
7.2　发电机组的类型
7.2.1　高压发电机组
7.2.2　低压发电机组
7.2.3　一体式和分体式水冷发电机组
7.2.4　室外型集装箱型发电机组
7.3　发电机组功率
7.3.1　国家标准规定的功率
7.3.2　行业标准规定的功率
7.3.3　机组标牌标定功率
7.4　发电机组的几个关键指标
7.4.1　额定功率
7.4.2　首次突加带载能力
7.4.3　带非线性负载能力
7.4.4　起动及并机
7.5　发电机组供电系统
7.5.1　分段母线备用发电机组容错并机系统
7.5.2　单母线分段备用发电机组并机系统
7.5.3　单母线备用发电机组并机系统
7.5.4　备用发电机组单机运行系统
7.5.5　市电 /发电机组转换
7.6　发电机组接地系统
7.6.1　低压发电机组接地
7.6.2　高压发电机组接地
7.7　备用发电机组供电系统的选择与计算
7.7.1　发电机组的选择
7.7.2　柴油发电机组冷却方式的选择
7.7.3　集装箱型发电机组的选择
7.7.4　发电机组输出电流计算
7.7.5　高压发电机组差动保护的选择
7.7.6　发电机组的功率修正
7.7.7　发电机组用 ATS的选择
7.7.8　备用发电机组储油量计算
7.7.9　极端环境下备用发电机组的选择
7.8　备用发电机组系统设计
7.8.1　发电机组设计资料
7.8.2　发电机组基础设计
7.8.3　机房平面布置及安装
7.8.4　发电机组的起动及投入
7.9　燃油系统
7.9.1　燃油系统的作用及组成
7.9.2　燃油箱的设计及安装
7.9.3　储油罐的设计及安装
7.9.4　其他要求
7.10