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1.概述
在當今網絡與信息技術飛速發展的時代，大數據業務的需求持續攀升，驅動著數據存儲與處理規模向超大型、園區級數據中心邁進。為了搶占市場先機并適應未來數據業務的爆發式增長，通信、金融、商業等多個行業紛紛提前布局，構建園區級數據中心。本項目旨在打造一個大型商業化的數據中心，集數據存儲、信息災備及高品質IT外包服務于一體，面向國內外企事業單位提供的數據服務解決方案。
建設內容
本項目核心建設內容包括樓內10kV高壓配電系統、10/0.4kV配電系統以及備用10kV發電機配電系統，旨在構建一個A等級的數據機樓。電源輸入源自城市供電部門的110kV變電所，該部分設計由供電部門負責，不納入本項目范疇。從110kV變電所引出的10kV電力經專線分配至1號樓內的10kV配電系統，再由此系統向各樓層變壓器供電。每套變壓器組均配置雙回路供電，確保電力供應的冗余性與可靠性。
本項目根據負荷重要性將電力需求劃分為三個等級：
一級負荷（含特別重要負荷）：涵蓋機房IT設備、關鍵空調設備、消防系統、生活水泵及電梯等，確保這些關鍵設施在任何情況下都能穩定運行。
二級負荷：包括貨梯、機房保證照明及配套用房照明等，要求在市電故障時，能通過應急措施迅速恢復供電。
三級負荷：非關鍵區域的動力、空調及照明負荷，以及室外景觀照明等。
為確保應急供電能力，項目配備了10臺發電機，分為兩組并機系統，每組5臺，單臺發電機主用功率為2200kW。當市電中斷時，發電機組能迅速自動啟動，通過母聯向整個工程及二級負荷提供電力支持。
2.變配電結構設計
本項目供配電系統嚴格遵循《數據設計規范》GB50174-2017標準，采用A等級機房設計標準。變壓器及供配電系統采用M（1+1）配置模式，重要負荷均實現雙回路供電，由兩獨立變壓器及不同母線段提供電力，確保供電可靠性。變配電所深入負荷中心布局，高低壓配電室、變壓器室及電力電池室均貼近負載區域，有效縮短供電距離，減少電能損耗。
2.1高壓供電系統
高壓供電系統采用真空斷路器，短路電流容量為25kA，并配備氧化鋅避雷器以保護設備免受操作過電壓影響。進線與出線均設置完善的繼電保護措施，包括過流、速斷及零序保護，同時變壓器還增設溫度保護，確保設備安全運行。電能計量方面，采用高壓集中計量方式，每路10kV進線均配置專用計量裝置，并支持低壓電力分表設置，以滿足不同用戶的計量需求。
2.2低壓配電系統
低壓配電系統采用單母線分段運行方式，并設置母聯開關以實現負荷轉移。主進開關與聯絡開關間設有電氣連鎖，確保任何情況下僅有兩個開關處于閉合狀態。系統采用放射式與樹干式相結合的供電方式，對大容量或重要負荷采用放射式供電以確保供電質量；對照明及一般負荷則采用混合供電方式以優化資源配置。低壓保護裝置配置齊全，包括過載長延時、短路短延時及瞬時保護脫扣器等，確保低壓設備的安全運行。
2.3監控系統架構
電力監控系統作為數據中心運行管理的核心，采用先進的計算機技術、電子技術、通信技術及信息處理技術，實現對變電站設備的全面監視、測量與控制。系統架構分為現場設備層、網絡通訊層及平臺管理層三層：
現場設備層：包含微機保護、智能操控、多功能儀表等設備，負責采集電氣運行參數、開關狀態及電氣接點溫度等數據；同時配置直流電源系統以確保現場設備的穩定運行。
網絡通訊層：采用ANet-2E8S智能網關作為數據傳輸核心，負責現場設備層數據的采集、規約轉換及存儲；通過光纖將數據傳輸至消控室電力監控系統平臺。
平臺管理層：包括電力監控系統平臺及數據基礎設施管理系統DCIM，實現對整個電力系統的集中監控、數據分析及運維管理等功能。
圖1 供配電系統架構圖
圖2 監控系統網絡結構圖
3.解決方案
3.1方案綜述
本項目10kV開閉所1座，區域變電所4座，此項目變、配電所布置深入負荷，采取高低壓配電室、變壓器室及電力電池室貼近負荷的布局在各層設置變壓器和低壓配電室、電力電池室，向數據機房設備供電。
其中一層為10kV開閉所、二層、三層、四層以及地下一層為10kV變壓器及0.4kV開關室。消控室位于一層10kV開閉所內。10kV開閉所一次系統圖如圖1所示，共有48面開關柜，分別為：4面進線隔離柜、4面進線柜、24面出線柜、4面計量柜、4面PT柜、4面母聯柜、4面油機進線柜。
區域變電所10kV采用多回路電源供電，采用10kV變電所內高壓計量。變壓器出線柜裝設定時限過流、速斷、零序、失壓報警，干式變壓器超溫跳閘保護，高溫報警。低壓配電柜采用固定分隔柜，配電柜進出線電纜、插接母線采用上進上出方式，變壓器不允許并列運行，同一套低壓系統市電進線、聯絡采用自動電源轉換系統，三者只能任合其中二個，保證兩路電源進線開關和聯絡開關不能同時投入。變壓器供電采用M（1+1）配置，平時運行時每臺變壓器的負荷率不大于50；當一臺變壓器故障時，另一臺變壓器可帶起全部負荷。（注：負荷計算時按"當一臺變壓器故障時，另一臺變壓器可帶起全部負荷"計算）。
圖4 區域10kV變電所10kV進線部分一次系統圖
圖5 區域10kV變電所低壓配電部分一次系統圖
3.2功能需求
3.2.1本地數據采集與轉發
電力監控系統需采集設備數量共計88臺，同時將采集的數據中每個配電房計量柜的電量數據上傳至數據的DCIM平臺，根據轉發數據類型主要分為遙測、遙信、電能三類數據，部分數據展示如下：
遙測量
遙
3.2.2二次防護需求
為了加強本工程供配電系統，對本項目電氣二次部分加強防護，10kV進線采用過流、速斷、零序保護；出線采用過流、速斷、零序保護；變壓器設置過流、速斷、溫度保護。電能計量設計采用高壓集中計量，在每路10kV電源進線處設置專用計量裝置，并可根據要求設置低壓電力分表。低壓保護裝置采用主進斷路器、聯絡斷路器設過載長延時、短路短延時和瞬時保護脫扣器，其他低壓斷路器設過載長延時、瞬時脫扣器，部分回路設（分勵）脫扣器。
3.2.3系統硬件配置需求
4.系統功能
4.1實時監測
Acrel-2000Z電力監控系統人機界面友好，能夠以配電一次圖的形式直觀顯示配電線路的運行狀態，實時監測各回路電壓、電流、功率、功率因數等電參數信息，動態監視各配電回路斷路器、隔離開關、地刀等合、分閘狀態及有關故障、告警等信號。其中，10kV配電系統中監測的開關量主要有：斷路器分、合閘信號，手車工作、試驗位置信號，遠方/就地切換位置信號、彈簧儲能狀態信號、接地刀合分信號、變壓器超溫跳閘信號、高溫報警信號，保護跳閘信號和事故預告信。
圖6 實時監測主界面圖
4.2電參量查詢
在配電一次圖中，可以直接查看該回路詳細電參量，包括三相電流、三相電壓、三相總有功功率、總無功功率、總功率因數、正向有功電能等，并可以查看24小時相電流趨勢曲線。
圖
7 電參量查詢界面圖
4.3運行報表
能查詢各回路或設備規定時間的運行參數，報表中顯示電參量信息應包括：各相電流、三相電壓、總功率因數、總有功功率、總無功功率、正向有功電能等。
4.4歷史事件查詢
能夠對遙信變位，保護動作、事故跳閘，以及電壓、電流、功率、功率因數越限等事件記錄進行存儲和管理，方便用戶對系統事件和報警進行歷史追溯，查詢統計、事故分析。
4.5 電能統計報表
具備定時抄表匯總統計功能，用戶可以自由查詢自系統正常運行以來任意時間段內各配電節點的用電情況，即該節點進線用電量與各分支回路消耗電量的統計分析報表。
圖8 電運行統計報表界面圖
4.6 網絡拓撲圖
系統支持實時監視接入系統的各設備的通信狀態，能夠完整的顯示整個系統網絡結構；可在線診斷設備通信狀態，發生網絡異常時能自動在界面上顯示故障設備或元件及其故障部位。
圖9 站內設備系統網絡拓撲圖
通過上述設計與實施，本項目將構建成一個高效、可靠、智能的園區級數據中心，為各類企事業單位提供高質量的數據服務與支持。
參考文獻
[1]安科瑞企業微電網設計與應用手冊.2022.05月版
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