國(guó)家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖集18DX009《數(shù)據(jù)中心工程設(shè)計(jì)與安裝》已出版發(fā)行。圖集第31頁(yè)“10 kV發(fā)電機(jī)組供電系統(tǒng)圖”示出了3種10 kV發(fā)電機(jī)組供電系統(tǒng)型式。

圖1 型式1
發(fā)電機(jī)組為N或N + X（X = 1 ~ N，后同）配置，所有發(fā)電機(jī)組在一段母線上并機(jī)運(yùn)行。如圖1所示。

圖2 型式2

發(fā)電機(jī)組為N或N + X配置，每臺(tái)發(fā)電機(jī)組出口處設(shè)置開(kāi)關(guān)柜，將發(fā)電機(jī)組輸出一分為二，分別在兩段母線上并機(jī)運(yùn)行。如圖2所示。

圖3 型式3

發(fā)電機(jī)組2N配置，每個(gè)N的發(fā)電機(jī)組在一段母線上并機(jī)運(yùn)行。如圖3所示。

18DX009-10 kV發(fā)電機(jī)組供電系統(tǒng)方

3種不同型式按發(fā)電機(jī)組配置、并機(jī)方式可歸結(jié)為表1所示的4種發(fā)電機(jī)組供電系統(tǒng)方案。

表1 發(fā)電機(jī)組供電系統(tǒng)方案

表1中并未體現(xiàn)型式2（圖2）所示的發(fā)電機(jī)組N配置、在兩段母線上并機(jī)的方案。未體現(xiàn)該方案是因?yàn)闃?gòu)建一個(gè)供電配電系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)遵循可靠性低的環(huán)節(jié)的冗余度高、可靠性高的環(huán)節(jié)冗余度低的原則。遵循此原則才能構(gòu)建出適用、經(jīng)濟(jì)的供配電系統(tǒng)。該方案中故障率相對(duì)較高的發(fā)電機(jī)組N配置、故障率相對(duì)較低的并機(jī)裝置和線路冗余設(shè)置，不符合上述原則，不建議采用，故未納入本文討論范圍

18DX009發(fā)電機(jī)組供電系統(tǒng)方案請(qǐng)輸入文與GB 50174 – 2017各級(jí)數(shù)據(jù)中心等級(jí)的適用關(guān)

3. 1 GB 50174 – 2017對(duì)各級(jí)數(shù)據(jù)中心發(fā)電機(jī)組供電系統(tǒng)的要求

具體數(shù)據(jù)中心工程中應(yīng)先確定需要建設(shè)數(shù)據(jù)中心的等級(jí)，并根據(jù)數(shù)據(jù)中心等級(jí)選擇適用的發(fā)電機(jī)組供電系統(tǒng)。

國(guó)內(nèi)新建、改建和擴(kuò)建的數(shù)據(jù)中心工程應(yīng)遵照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 50174 – 2017《數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)規(guī)范》進(jìn)行設(shè)計(jì)和建設(shè)，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 50174 – 2017（附錄A）對(duì)發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的要求如表2所示。

表2 各級(jí)數(shù)據(jù)中心對(duì)發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的技術(shù)要求

與18DX009-10 kV發(fā)電機(jī)組供電系統(tǒng)方案的適用關(guān)系

根據(jù)GB 50174 – 2017對(duì)發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的要求，表1所示的各發(fā)電機(jī)組供電系統(tǒng)方案和GB 50174 – 2017數(shù)據(jù)中心等級(jí)的適用關(guān)系見(jiàn)表3。

表3 發(fā)電機(jī)組供電系統(tǒng)方案和GB50174-2017數(shù)據(jù)中心等級(jí)的適用關(guān)系

由表3分析如下。

●A級(jí)數(shù)據(jù)中心適用發(fā)電機(jī)組供電系統(tǒng)方案

方案1A不適用于A級(jí)數(shù)據(jù)中心。因?yàn)榘l(fā)電機(jī)組為N配置，不滿足A級(jí)數(shù)據(jù)中心發(fā)電機(jī)系統(tǒng)應(yīng)N + X（X = 1 ~ N）的要求。

方案1B可適用于A級(jí)數(shù)據(jù)中心。該方案為N + X配置的發(fā)電機(jī)組在一段母線上并機(jī)運(yùn)行。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 50174 – 2017認(rèn)可該方案適用于A級(jí)數(shù)據(jù)中心，主要有兩個(gè)原因。一是市電電源可靠性高：國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 50174 – 2017要求A級(jí)數(shù)據(jù)中心的供電電源應(yīng)按照一級(jí)負(fù)荷中特別重要的負(fù)荷考慮，要求市電電源為“雙重電源”，當(dāng)一電源發(fā)生故障時(shí)，另一電源不應(yīng)同時(shí)受到損壞。二是并機(jī)設(shè)備、線路可靠性高。并機(jī)設(shè)備、線路的年故障次數(shù)見(jiàn)表4。

表4 并機(jī)設(shè)備、線路年故障次數(shù)

由表4數(shù)據(jù)可見(jiàn)，并機(jī)設(shè)備、線路年故障次數(shù)很低。

方案2可適用于A級(jí)數(shù)據(jù)中心。該方案為N + X配置的發(fā)電機(jī)組在兩段母線上并機(jī)運(yùn)行。該方案在發(fā)電機(jī)組、并機(jī)設(shè)備和線路都設(shè)置了冗余，使發(fā)電機(jī)組供電系統(tǒng)具備了并行維護(hù)的能力。該方案建議應(yīng)用在因市電電源穩(wěn)定性較差、市電供應(yīng)較為緊張（限電）而需要發(fā)電機(jī)組供電系統(tǒng)每年運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)的數(shù)據(jù)中心項(xiàng)目。

方案3可適用于A級(jí)數(shù)據(jù)中心。該方案為2N配置的發(fā)電機(jī)組分別在兩段母線上并機(jī)運(yùn)行。結(jié)合A級(jí)數(shù)據(jù)中心市電電源可靠性要求、綜合考慮成本因素，不推薦國(guó)內(nèi)建設(shè)的A級(jí)數(shù)據(jù)中心項(xiàng)目采用該方案。

●B級(jí)數(shù)據(jù)中心適用發(fā)電機(jī)組供電系統(tǒng)方案

方案1A可適用于B級(jí)數(shù)據(jù)中心，但不推薦。因?yàn)閲?guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求發(fā)電機(jī)組配置為“宜”N+1冗余，“宜”為推薦做法。

方案1B可適用于B級(jí)數(shù)據(jù)中心，為B級(jí)數(shù)據(jù)中心推薦應(yīng)用的方案，發(fā)電機(jī)組按N + 1冗余配置。

方案2可適用于B級(jí)數(shù)據(jù)中心，滿足B級(jí)數(shù)據(jù)中心要求，但配置偏高，出于經(jīng)濟(jì)性考慮，不推薦采用。

方案3可適用于B級(jí)數(shù)據(jù)中心，滿足B級(jí)數(shù)據(jù)中心要求，但配置過(guò)高，超出B級(jí)數(shù)據(jù)中心性能要求過(guò)多，出于經(jīng)濟(jì)性考慮，不建議采用。

●C級(jí)數(shù)據(jù)中心適用發(fā)電機(jī)組供電系統(tǒng)方案

C級(jí)數(shù)據(jù)中心僅在不間斷電源系統(tǒng)的供電時(shí)間不滿足信息存儲(chǔ)要求時(shí)，才設(shè)置柴油發(fā)電機(jī)。表1中各方案均滿足C級(jí)數(shù)據(jù)中心要求，基于C級(jí)數(shù)據(jù)中心性能要求，推薦采用方案1A即可。其它方案配置偏高或過(guò)高，超出C級(jí)數(shù)據(jù)中心性能要求，不建議采用。

1、 外部電源

地鐵供電系統(tǒng)的外部電源就是地鐵供電系統(tǒng)主變電所供電的外部城市電網(wǎng)電源。外部電源方案的形式有集中式供電、分散式供電、混合式供電。集中式供電通常從城市電網(wǎng)110kV側(cè)引入兩回電源，按照地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范要求，至少有一回電源為專線。

2、 主變電所

主變電所的功能是接受城網(wǎng)高壓電源（通常為110kV），經(jīng)降壓為牽引變電所、降壓變電所提供中壓電源（通常為35kV或10kV），主變電所適用于集中式供電。主變電所接線方式為線變式或橋型接線。

3、 牽引供電系統(tǒng)

牽引供電系統(tǒng)的功能是將交流中壓經(jīng)降壓整流變成直流1500V或直流750V電壓，為地鐵列車(chē)提供牽引供電，系統(tǒng)包括牽引變電所與牽引網(wǎng)，牽引網(wǎng)包括接觸網(wǎng)與回流網(wǎng)。接觸網(wǎng)由架空接觸網(wǎng)（直流1500V）和接觸軌（直流1500V或750V）兩種懸掛方式，大多數(shù)工程利用走行軌兼作回流網(wǎng)；少數(shù)工程單獨(dú)設(shè)置回流軌。

4、 動(dòng)力照明供電系統(tǒng)

動(dòng)力照明供電系統(tǒng)的功能是將交流中壓（35kV或10kV）降壓變成交流220/380V電壓，為運(yùn)營(yíng)需要的各種機(jī)電設(shè)備提供電源。

5、 雜散電流腐蝕防護(hù)系統(tǒng)

雜散電流腐蝕防護(hù)系統(tǒng)的功能是減少因直流牽引供電引起的雜散電流并防止其對(duì)外擴(kuò)散，盡量避免雜散電流對(duì)城市軌道交通主體結(jié)構(gòu)及其附近結(jié)構(gòu)鋼筋、金屬管線的電腐蝕，并對(duì)雜散電流及其腐蝕保護(hù)情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

6、 電力監(jiān)控系統(tǒng)

電力監(jiān)控系統(tǒng)的功能是實(shí)時(shí)對(duì)地鐵變電所、接觸網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控。在城市軌道交通控制中心，通過(guò)調(diào)度端、通信通道和變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)主要電氣設(shè)備進(jìn)行四遙控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)供電系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)調(diào)度和管理。