机房配电系统设计方案.pptx
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1、配电作为业务运行的基础,其重要性相对于供电负载而言是第一位的。无论哪部分负载出现问题,影响的只是局部,而配电系统出问题,则可能造成所有的设备都不能工作。因此,要求对配电系统的设计有足够的重视。配电系统的设计是否完善是保证系统稳定可靠的前提,设计人员是不是熟悉配电系统相关的技术性能,熟悉各种负载对供电的要求是保证可靠运行的关键。在本文中,全面了解一下机房内的配电柜、UPS电源、防雷及接地等系统设计方法及注意事项。配电柜配电柜的主要作用是将低压配电室(配电柜的主要作用是将低压配电室(220220或或380V380V)送到机房的一路市电,经机房配电柜转换成)送到机房的一路市电,经机房配电柜转换成多路
2、市电,供照明、空调、多路市电,供照明、空调、UPSUPS电源及插座使用。电源及插座使用。此配电柜称为机房输入配电柜,即机房主配电柜。此配电柜称为机房输入配电柜,即机房主配电柜。配电柜内底板上所有器件连接线称为一次回路线,配电柜内底板上所有器件连接线称为一次回路线,底板与配电柜面板上器件(主要包括指示灯、电压底板与配电柜面板上器件(主要包括指示灯、电压及电流表、转换开关等)的连接线称为二次回路线。及电流表、转换开关等)的连接线称为二次回路线。在配电柜内设主开关一个,其上端与低压配电室连在配电柜内设主开关一个,其上端与低压配电室连接,下端与配电柜内各分路开关通过导线或导线排接,下端与配电柜内各分路
3、开关通过导线或导线排相接,主开关在容量超过相接,主开关在容量超过60A60A时最好选用塑壳开关,时最好选用塑壳开关,导线与塑壳开关相连时导线需压接铜鼻,连接处不导线与塑壳开关相连时导线需压接铜鼻,连接处不容易松动,不会发生打火现象。容易松动,不会发生打火现象。所有进出配电柜的导线都要用彩色绝缘胶布做上所有进出配电柜的导线都要用彩色绝缘胶布做上标记,火线用黄色、绿色和红色(对三相而言,如标记,火线用黄色、绿色和红色(对三相而言,如是单相只用红色),零线用兰色、地线用黑色。特是单相只用红色),零线用兰色、地线用黑色。特别是三相市电进入配电柜与空气开关连接时,一定别是三相市电进入配电柜与空气开关连接
4、时,一定要按从左到右,黄、绿、红线顺序连接,一定不要要按从左到右,黄、绿、红线顺序连接,一定不要接错,许多三相负载对输入相序都有严格要求,如接错,许多三相负载对输入相序都有严格要求,如空调设备在相序错时会发生风机倒转、空调设备在相序错时会发生风机倒转、UPSUPS电源相电源相序接错会发生损坏等,因此,在没有把握时,一定序接错会发生损坏等,因此,在没有把握时,一定要用相序表测一下输入电缆,看所标的颜色是否正要用相序表测一下输入电缆,看所标的颜色是否正确。确。对三相电来说,三相负载平衡也同样重要。如果对三相电来说,三相负载平衡也同样重要。如果三相电路中三相电流相差很大,容易使零线中有过三相电路中三
5、相电流相差很大,容易使零线中有过大的电流流过,由于零线线径相对火线细,过大的大的电流流过,由于零线线径相对火线细,过大的电流流过零线会使零线发热。另外,零线电流过大电流流过零线会使零线发热。另外,零线电流过大也是造成零也是造成零-地电压增高的主要原因。三相负载不平地电压增高的主要原因。三相负载不平衡也容易造成空开跳闸。衡也容易造成空开跳闸。配电柜内分路开关容量不宜选取过大,过大会造配电柜内分路开关容量不宜选取过大,过大会造成分路开关没跳,主开关先跳现象,分路开关同相成分路开关没跳,主开关先跳现象,分路开关同相超过三路时其单路容量最大为主开关的一半。分路超过三路时其单路容量最大为主开关的一半。分
6、路同相开关所有容量相加最好不要大于主开关的一倍。同相开关所有容量相加最好不要大于主开关的一倍。配电柜都采用上进线方式(有防静电地板时有时配电柜都采用上进线方式(有防静电地板时有时会采用下进线方式),出线可上可下,看怎样走线会采用下进线方式),出线可上可下,看怎样走线方便、美观。方便、美观。配电柜内的空开除照明可用带过流保护的空开外,配电柜内的空开除照明可用带过流保护的空开外,其他都不要使用,如果空调、其他都不要使用,如果空调、UPSUPS电源使用会经常电源使用会经常发生跳闸现象。发生跳闸现象。配电柜内除火线外,零线和地线不用通过空气开配电柜内除火线外,零线和地线不用通过空气开关,特别是地线一定
7、不要通过空开。从低压配电室关,特别是地线一定不要通过空开。从低压配电室来的零线及地线通过铜鼻直接与配电柜下面的零、来的零线及地线通过铜鼻直接与配电柜下面的零、地线排连接,地线排与配电柜外壳用导线接在一起。地线排连接,地线排与配电柜外壳用导线接在一起。空气开关按质量可分为高、中、低三档,高档与空气开关按质量可分为高、中、低三档,高档与低档价格相差三、四倍,而且容量越大、价格相差低档价格相差三、四倍,而且容量越大、价格相差越多。高档空开一般为国内组装,如越多。高档空开一般为国内组装,如ABBABB、梅兰日、梅兰日兰(施耐德)等;中档有上海人民等;低档有正泰、兰(施耐德)等;中档有上海人民等;低档有
8、正泰、德里西、天正等。德里西、天正等。空气开关按其容量可分为:空气开关按其容量可分为:15A15A(16A16A)、)、20A20A、32A32A、40A40A(45A45A)、)、60A60A(63A63A)、)、100A100A等等,等等,括号内为组装容量值。括号内为组装容量值。空气开关主要分断路器及塑壳开关二大类,断路空气开关主要分断路器及塑壳开关二大类,断路器采用簧片压线连线方式,最大压线不超器采用簧片压线连线方式,最大压线不超35mm35mm、最大容量不超过最大容量不超过100A100A,由于采用簧片压线方式,时,由于采用簧片压线方式,时间长容易产生松动现象,需要定期紧固,一般每月间
9、长容易产生松动现象,需要定期紧固,一般每月需将螺丝紧固一次,不然会产生打火现象,烧毁空需将螺丝紧固一次,不然会产生打火现象,烧毁空开。优点是体积小、价格低。塑壳开关容量一般很开。优点是体积小、价格低。塑壳开关容量一般很大,容量越大、体积也就越大。塑壳开关采用铜鼻大,容量越大、体积也就越大。塑壳开关采用铜鼻接线方式,由于有弹簧垫片,紧固后不需做日常维接线方式,由于有弹簧垫片,紧固后不需做日常维护。护。电缆与最大电流换算电缆截面(mm)最大电流A电缆截面(mm)最大电流A2.528436646106216812510535130501607019595235120265150305人身触电及安全用
10、电 所谓触电,就是当人体触及带电体,带电体与人体之间闪击放电或电弧波及人体时,电流通过人体与大地或其他导体,形成闭合回路,我们就把这种情况叫做触电。触电会使人体受到伤害,可分为电击和电灼伤两种:1.电击:人体相当于一个电阻,当电压施加于人体时,形成电流,人体在电流的作用下组织细胞遭到破坏,控制心脏和呼吸器管的中枢神经会麻痹,造成休克或死亡,这就叫做电击。2.电灼伤:电灼伤是指由于电流的热效应、化学反应、机械效应以及在电流作用下,使熔化和蒸发的金属微粒等侵袭人体皮肤,使人体局部发红、起泡烧焦或组织破坏,严重时也可致人于死命,此类情况即为电灼伤。接触电压n n电气设备因绝缘损坏,发生碰壳时,人触及
11、此电气设备就电气设备因绝缘损坏,发生碰壳时,人触及此电气设备就有遭到电击的危险。为了衡量危险程度,测出离电气设备有遭到电击的危险。为了衡量危险程度,测出离电气设备的水平方向的水平方向0.80.8米(相当跨步距离)的地电位和电气装置米(相当跨步距离)的地电位和电气装置垂直方向垂直方向1.81.8米处(人手触及的部位)的设备发生故障时米处(人手触及的部位)的设备发生故障时所带的电位,两者的电位差称为接触电压。所带的电位,两者的电位差称为接触电压。n n如果设备未接地,如果设备未接地,220V220V的相线碰壳,这时产生的接触电的相线碰壳,这时产生的接触电压可达到相电压大小;如果设备接地,其接触电压
12、的大小压可达到相电压大小;如果设备接地,其接触电压的大小与设备的接地电阻大小有关,当设备的接地电阻与电源的与设备的接地电阻大小有关,当设备的接地电阻与电源的工作接地电阻相等时,接触电压可达到工作接地电阻相等时,接触电压可达到110V110V。n n设备的接地即使非常好,在故障电压未切断前,接触电压设备的接地即使非常好,在故障电压未切断前,接触电压也是存在的。只有故障电压被断路器或熔丝切断后,才解也是存在的。只有故障电压被断路器或熔丝切断后,才解除电击的危险。除电击的危险。跨步电压 当电气装置发生对地短路故障(或高压架空线当电气装置发生对地短路故障(或高压架空线路某根导线断落在地上时),电流进入
13、大地,便路某根导线断落在地上时),电流进入大地,便从故障点的地通过大地接地极回到电源,于是在从故障点的地通过大地接地极回到电源,于是在故障点的地和接地极周围产生一个电场,离故障故障点的地和接地极周围产生一个电场,离故障点的地或接地极的地越近,电位越高,越远则电点的地或接地极的地越近,电位越高,越远则电位越低,离开位越低,离开2020米,则可视为零。人两脚分开相米,则可视为零。人两脚分开相距约为距约为0.80.8米时,站在这个电场内,由于两脚处于米时,站在这个电场内,由于两脚处于不同的电位点,就有一个电位差,此电位差称为不同的电位点,就有一个电位差,此电位差称为跨步电压。当人处于电场内有麻电感觉
14、时,不能跨步电压。当人处于电场内有麻电感觉时,不能奔跑逃离电场,而应该单脚跳或细步离开电场。奔跑逃离电场,而应该单脚跳或细步离开电场。低压配电系统中的接地方式n n低压系统接地制式可分为:TN系统、TT系统、IT系统三种形式,其中TN系统又分为:TN-C、TN-S、TN-C-S。IT系统 ITIT系统是指配电系统电源中性点不接地或经阻系统是指配电系统电源中性点不接地或经阻抗接地,电气设备的外露导电部分可直接接地或抗接地,电气设备的外露导电部分可直接接地或通过保护线接到电源的接地极上。通过保护线接到电源的接地极上。这种系统当出现第一次故障时,故障电流受到限制,电气设备的金属外壳上不会产生危险的接
15、触电压,因此可以不切断电源,电气设备仍能继续运行。所以特别适用要求连续工作的电气设备,由于第一次故障时的故障电流很小,因此,也适用于有爆炸危险的环境,如矿山等。为监视IT系统中带电部分与外露可导电部分或与大地之间是否发生一点单一故障,可装上带有声光指示报警设备,在发生一点单一故障后应及早排除,避免长时间带故障运行。TT系统 TT TT系统是指配电系统有一个直接接地点,一般系统是指配电系统有一个直接接地点,一般是配电变压器或发电机的中性点。电气设备的外是配电变压器或发电机的中性点。电气设备的外露导电部分必须另接在单独的接地极上。露导电部分必须另接在单独的接地极上。在TT系统内,电气设备的金属外壳
16、用单独的接地极接地,与电源的接地极无电气联系,所以适用于对电位敏感的数据处理设备和精密电子设备的供电,如计算机房。TT系统之所以能防止触电,是因为接地电阻与触摸带电设备外壳的人体是并联相连的。由于分流作用,使得人体接触到的电流仅为故障电流的一部分,从而减少了触电的危险性。如果接地电阻符合要求,接地电阻值很小,使得流过人体的故障电流在安全值以内,这样触电的人就得到了保护。TN系统 TN电力系统有一点直接接地,装置的外露导电部分用保护线与该点连接。接照中性线与保护线的组合情况,公认的TN系统有以下3种形式:1.TN-C 整个系统的中性线与保护地是合一的,具有简单、经济的优点。当发生接地故障时,故障
17、电流大,可采用一般过电流保护电器切断电源,以保证安全。但对于单相负荷或三相不平衡负荷以及有谐波电流负荷的线路,正常运行时PEN线有电流,其所产生的压降呈现在电气设备的金属外壳上,这对敏感的电子设备不利。另外,PEN线上的微弱电流在爆炸危险环境也能引起爆炸,因此,我国(爆炸危险环境电力设备设计规范)中明确规定爆炸危险环境中不能采用TN-C系统。2.TN-S保护线与中性线分开,具有TN-C系统的优点,但价格较贵。由于正常情况下PE线不通过负荷电流,与PE线相连的电气设备金属外壳不带电位,所以适合于数据处理和精密电子仪器的供电,也可用于爆炸危险的环境中。3.TN-C-S 在TN-C-S系统中,PEN
18、线自A点起分为保护线和中性线。分开后,N线应对地绝缘。为了防止分开后的PE线志N线混淆,按国标规定,给PE线和PEN线涂以黄绿相间的色标,给N线涂以浅蓝色色标。PEN自分开后,PE线与N线不能再合并,否刚将丧失分开后形成的TN-S系统的特点。U P S基础知识RS232PC电源电源随着电子技术的飞速发展,一些重要部门的用电随着电子技术的飞速发展,一些重要部门的用电设备,如计算机、通迅设备等等对供电质量的要求设备,如计算机、通迅设备等等对供电质量的要求越来越高,不仅要求不停电,还要求电压、频率、越来越高,不仅要求不停电,还要求电压、频率、波形准确完好,不能受到电网的任何干扰。而波形准确完好,不能
19、受到电网的任何干扰。而UPSUPS电源能使电网和用电器进行隔离,既避免负载对电电源能使电网和用电器进行隔离,既避免负载对电网产生的干扰,又避免电网中的干扰影响负载,网产生的干扰,又避免电网中的干扰影响负载,UPSUPS电源已成为现在机房必不可少的设备。电源已成为现在机房必不可少的设备。UPS的基本作用的基本作用 什么叫什么叫什么叫什么叫UPS?UPS?UPSUPS是英文是英文Uninterruptable Power Supply Uninterruptable Power Supply 的的缩写,中文译为缩写,中文译为“不间断电源不间断电源”,它是能够实现两路它是能够实现两路它是能够实现两路
20、它是能够实现两路电源之间无间断地相互切换的电气装置电源之间无间断地相互切换的电气装置电源之间无间断地相互切换的电气装置电源之间无间断地相互切换的电气装置。有时人们叫。有时人们叫它它“不停电电源不停电电源”,这种说法从专业上来说是不确切,这种说法从专业上来说是不确切的。因为电源是能够提供电能、实现其他能量转换成的。因为电源是能够提供电能、实现其他能量转换成电能的装置。电能的装置。UPSUPS不能依靠能量的转换来提供电能,不能依靠能量的转换来提供电能,因此从严格意义上讲,因此从严格意义上讲,UPSUPS不是一种电源。它只是提不是一种电源。它只是提供一种两路电源之间无间断转换的机会,这才是供一种两路
21、电源之间无间断转换的机会,这才是UPSUPS设计的主要思想。设计的主要思想。UPSUPS的价格之所以昂贵,就是贵在的价格之所以昂贵,就是贵在这种不间断切换的特点上。这种不间断切换的特点上。UPS的主要作用的主要作用两路电源之间的无间断相互切换;两路电源之间的无间断相互切换;隔离作用隔离作用n n将瞬间间断、谐波、电压波动、频率波动以及电压噪声将瞬间间断、谐波、电压波动、频率波动以及电压噪声等电网干扰阻挡在负载之前,既使负载对电网不产生干等电网干扰阻挡在负载之前,既使负载对电网不产生干扰,又使电网中的干扰不影响载。扰,又使电网中的干扰不影响载。电压变换作用电压变换作用n n输入电压有时不等于输出
22、电压输入电压有时不等于输出电压 频率变换作用频率变换作用n n输入频率有时不等于输出频率输入频率有时不等于输出频率 提供一定的后备时间提供一定的后备时间 UPS UPS带有电池,贮存一定的能量,一方面在电网停带有电池,贮存一定的能量,一方面在电网停电或发生间断时继续供电一段时间来保护负载;另一方电或发生间断时继续供电一段时间来保护负载;另一方面在面在UPSUPS的整流器发生故障时使用户有时间来保护负载。的整流器发生故障时使用户有时间来保护负载。按照用户的要求,后备时间可以是按照用户的要求,后备时间可以是5 5分钟、分钟、1010分钟、分钟、1515分钟、分钟、3030分钟分钟(电池占电池占UP
23、SUPS价格的一半价格的一半)、9090分钟等,分钟等,甚至更长。甚至更长。UPS主要生产厂家主要生产厂家 梅兰日兰(梅兰日兰(梅兰日兰(梅兰日兰(MGEMGE)、爱克赛、艾默生(原力)、爱克赛、艾默生(原力)、爱克赛、艾默生(原力)、爱克赛、艾默生(原力博特)、先控、冠军(博特)、先控、冠军(博特)、先控、冠军(博特)、先控、冠军(CHAMPIONCHAMPION)、)、)、)、APCAPC、科士达(科士达(科士达(科士达(KSTARKSTAR)、山特)、山特)、山特)、山特、科龙等。科龙等。科龙等。科龙等。UPS电源的分类电源的分类 UPSUPS根据设计方式不同可分为在线式、离线式根据设计
24、方式不同可分为在线式、离线式根据设计方式不同可分为在线式、离线式根据设计方式不同可分为在线式、离线式(后备式)和在线互动式三种。(后备式)和在线互动式三种。(后备式)和在线互动式三种。(后备式)和在线互动式三种。A.在线式在线式 在线式在线式UPSUPS的含义是指,即使是在电网电压正的含义是指,即使是在电网电压正常时,市电也是经过常时,市电也是经过 整流滤波整流滤波-逆变器逆变器-输出输出给负载。这种给负载。这种UPSUPS无论在市电正常时将市电隔离,无论在市电正常时将市电隔离,还是供电异常时转由蓄电池供电,逆变器始终处还是供电异常时转由蓄电池供电,逆变器始终处于工作状态,都能供给负载纯净的电
25、源,并保持于工作状态,都能供给负载纯净的电源,并保持0 0中断时间。这样负载即使是实时控制信号,也不中断时间。这样负载即使是实时控制信号,也不会因为市电异常而丢失或差错。会因为市电异常而丢失或差错。B.后备式后备式 后备式后备式UPSUPS的含义是指,在外电电网电压正常的含义是指,在外电电网电压正常时,时,UPSUPS的任务主要对自身蓄电池进行充电,负的任务主要对自身蓄电池进行充电,负载由载由UPSUPS电源旁路供电,其输出电压基本就是输电源旁路供电,其输出电压基本就是输入电网的电压。不能抑制和隔离电网中的各种噪入电网的电压。不能抑制和隔离电网中的各种噪声和干扰,输出的电压不是稳压稳频的,只是
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