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【案例】弱电机房用电负荷计算意义及计算方法

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每次设计或施工弱电机房时,总要统计配电箱(配电柜)需要甲方或总承包商提供的电力负荷。这是一项非常重要的工作。如何做好这项工作?那么需要计算,怎么计算呢?看完这篇文章你就知道了

机房作为设备高密度存放的地方,用电量很大。据统计,一个数据中心机房建成后维护费用的70%是电费,无非是所有企业都在努力冷却机房。有的建在山上,有的地下,有的建在海里。省电真的不容易!与省电相比,机房用电也是一个大问题。今天我们来介绍一下机房负荷的计算方法。了解这是安全用电的基础,这是一个非常重要的内容。让我们看看。

负荷统计计算是低压供配电系统设计中的重要组成部分。负荷计算结果对供电容量的安装、供配电设备的选择和安全经济的运行起着决定性的作用。负荷计算的目的是:

1. 计算变配电站内变压器的负载电流和视在功率,作为选择变压器容量的依据。

2. 计算流过主要电气设备 (断路器、隔离开关、母线、熔断器等)的负载电流。),作为选择设备的依据。

3. 计算流过各条线路(电源进线、高低压配电线路等)的负载电流,作为选择线路电缆或导线截面的依据。

4. 用于保护电器的整定计算和验证电机的启动条件。

目前,我国一般采用需要系数法和二项系数法来确定电气设备的负荷,其中需要系数法是世界上常用的确定负荷的方法,最简单;二项系数法在确定设备台数少、设备容量差大的分支干线时合理计算负荷;在建筑配电中,负荷密度法和单位指标法也常用于统计负荷。单位指标法可用于方案设计阶段;在初步设计和施工图设计阶段,应采用需要系数法。

设备功率按以下原则计算:

1. 不同工作系统的电气设备的额定功率应转换为统一的设备功率。

2. 整流器的设备功率是指额定交流输入功率。

3. 成组电气设备的设备功率不得包括备用设备。

4. 当消防用电的计算功率大于火灾时,可同时切除一般电源和照明负荷。低压总设备功率和负荷应根据未切除的一般电源、照明负荷和消防负荷计算。否则,在计算低压总负荷时,不应考虑消防负荷。当消防负荷中有与平时相同的负荷时,这部分负荷也应计入一般电力和照明负荷。

5. 单相负荷应均衡分布在三相上。当单相负荷的总计算容量小于计算范围内三相对称负荷总计算容量的15%时,全部按三相对称负荷计算;当超过15%时,单相负荷应转换为等效三相负荷,然后加入三相负荷。

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负荷计算是供配电系统设计的基本计算,数据中心的负荷计算更适合使用所需的系数法。计算需要系数值、负荷选择计入、电池充电和空调照明估算。数据中心的计算仍不同于其他建筑专业。总结如下:

1. 数据中心IT 负荷重要性高,必须使用 UPS根据不同的数据中心建设标准,等设备保证不间断供电,UPS1 1、2 1、2 1N不同的配置。由于供电部门需要统计机房设备的总容量,因此数据中心的IT 设备额定容量应使用 UPS设备的总装机容量。计算IT 设备容量的需求系数是基于 UPS调整设备的配置模式,即需要系数=主 UPS设备数量UPS例如:UPS按照2N 设置,负载计算时,系数取0.5。

2. UPS配置的电池充电容量应计入负荷计算。根据数据中心的不同施工标准,UPS电池应根据不同的备用时间配置,即每台电池UPS电池容量和组数不同。UPS电池充电容量=电流×电压×组数×根据计算可以知道效率,UPS电池充电容量约为UPS配置容量的10%~结论简化计算可直接应用于负载计算的20%。

3. 在数据中心,除了IDC在机架外,空调在总负荷中的比例也相当大。一般来说,备用空调设备将根据数据中心的建设等级进行配置,备用数量将有所不同。计算空调设备容量时,根据空调设备的配置模式调整需求系数,即需求系数=主空调设备/空调配置数量。2007年,绿色网络组织制定了数据中心能效比指标PUE,广泛应用于行业,PUE=数据中心总能耗/=IT设备总能耗。数据中心根据数据分析PUE值一般介于1.6~1.8之间,机房空调和照明负荷约为IT60%的设备负荷~80%,照明负荷与空调相比来说占比相当小,所以可近似认为机房空调负荷约为IT60%的设备负荷~这个 结论可以直接应用于负载计算,简化计算。

4. 根据相关经验,照明负荷一般为30w/m2估算,办公空调负荷一般为50w按2计算/m2,餐厅用电kW按5人估算和使用燃气w/人估算。

5. 根据负荷计算要求,季节性电气设备应选择最大的,并计入总设备容量。数据中心的空调负荷通常远远大于加热负荷,因此只计算空调负荷。

6. 根据负荷计算要求,消防设备容量一般不计入总设备容量,因此消防电梯不计入计算。

7. 根据供电部门的要求,无功补偿后的功率因数需要达到0.95以上,一般按变压器容量的30%进行补偿。

8. 根据相关经验数据,负载计算系数同时取0.9-0.95。

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本文以某运营商新建数据中心为例:建设标准为Toer IV 等 级,IDC 机 房 约1000m2,新建单机功耗5kW的IT设备200架、单机功耗100kW的IT设备50架,IDC机房内空调和照明按配套配置(空调系统暂不考虑由UPS系统供电)。变配电及UPS等设备机房约1000m2、办公区约1000m2。消防电梯2台1用1备,设备容量为50kW/台。办公室设电采暖2台,容量分别约80kW和50kW。要求通过负荷计算确定本数据中心供配电系统设备配置。

根据《通信用不间断电源—UPS》(YD ╱T095-2008)对UPS设备输出有功功率的要求为:≥额定容量×0.7kW/kVA,因 此,配置的UPS容量应为:(200*5+50*10)/0.7kVA=2142.86kVA。IDC机房按 Tier IV 标准机房设置,UPS设备按2N配置考虑,配置的 UPS设备总容量不应小于4285.71kVA。本工程需新建2套“3+3”并机400kVA UPS电源系统。UPS主机配置的蓄电池组按单机满负荷情况下后备时间为15min(2V蓄电池单体的放电终止电压为1.8V)考虑,每台UPS设备配置3组200AH蓄电池组,共计36组。

需进行计算的各要素:UPS、UPS蓄电池充电、机房空调及照明、办公区空调及照明等。并按照供电部门要求进行无功补偿。

根据负荷计算,交流总负荷约为6425.36kVA,需油机保障负荷为6032.88kW。按照Tier IV 等级和电源配置的要求,拟设置2路10kV市电引入,双路市电应满足单路承担全部负荷的能力。安装高压开关柜1套(包含进线隔离柜2台、进线柜2台、计量柜2台、联络柜2台、出线柜 N 台);安装4台2000kVA干式变压器;低压抽屉式开关柜2套(每套包含2台进线柜、2台油机市电转换柜、1 台低压联络柜、N台低压馈电柜、4台低压电容器柜);安装4台1600kW柴油发电机组。

结合以上的实例,相信大家对如何计算机房负荷有了更清晰的认知。机房是个用电“大户”,机房用电的安全不容忽视,保障用电安全才能保障机房的稳定运行。

(本文来源网络,图源图虫创意,如有侵权,请联系删除)

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标签: 有功功率变送器校验

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