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引言：全球進入“互聯(lián)網(wǎng)+”時代，信息化在各行各業(yè)的廣泛滲透，帶動傳統(tǒng)的機房產(chǎn)業(yè)向數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)發(fā)生深刻變革。電子信息技術平均每2.5年發(fā)展一代，每一代IT技術的發(fā)展都意味著其支持技術的發(fā)展，即機房的環(huán)境要求、建筑、結(jié)構(gòu)、空氣調(diào)節(jié)、電氣、電磁屏蔽、綜合布線、監(jiān)控與安全防范、防雷與接地、綜合測試等技術的發(fā)展，這些技術的發(fā)展傳統(tǒng)的機房已經(jīng)不適應對工廠技術的許多新要求，推動數(shù)據(jù)中心革命。

一.數(shù)據(jù)中心概述及發(fā)展背景

1.數(shù)據(jù)中心發(fā)展現(xiàn)狀

我國對數(shù)據(jù)中心建設發(fā)展日益重視，政府部門紛紛作出重要部署，數(shù)據(jù)中心建設發(fā)展的政策環(huán)境日趨明朗優(yōu)化

首先，國務院、工信部、發(fā)改委、國土資源部、電監(jiān)會和能源局等部委都已通過市場準入、布局指導、資金支持、產(chǎn)業(yè)政策等方式穩(wěn)步推進數(shù)據(jù)中心建設發(fā)展。

2013年1月，工信部聯(lián)合國家發(fā)改委、國土資源部、電監(jiān)會、能源局等國家5部委聯(lián)合發(fā)布了《關于數(shù)據(jù)中心建設布局的指導意見》（工信部聯(lián)通[2013]13號）

2015年3月工信部、國家機關事務管理局聯(lián)合制定了《國家綠色數(shù)據(jù)中心試點工作方案》。

這些政策從數(shù)據(jù)中心的選址、規(guī)模規(guī)劃、能效指標，分重點、分領域、分步驟提升了數(shù)據(jù)中心節(jié)能環(huán)保水平、新技術應用等方面，對數(shù)據(jù)中心建設提出了指導性意見，這促進了中國數(shù)據(jù)中心建設的發(fā)展。

2. 存在的現(xiàn)有問題

隨著信息化猛烈的發(fā)展，產(chǎn)業(yè)升級，萬物互聯(lián)互融的信息化發(fā)展，數(shù)據(jù)中心在全球的數(shù)量開始猛增，甚至出現(xiàn)一些超大規(guī)模的數(shù)據(jù)中心。在數(shù)據(jù)中心增長過程中，不斷的暴露出很多問題。

2.1 超大的用電量：

伴隨著數(shù)據(jù)中心建設的快速發(fā)展，數(shù)據(jù)中心耗電問題日益突出。一個上規(guī)模的數(shù)據(jù)中心3年的電能費用，大約相當于該數(shù)據(jù)中心的建設費用，由此可見數(shù)據(jù)中心耗電量之巨大。

（據(jù)預測，數(shù)據(jù)中心的用電量在2020年將加速增長，預計電力需求20.9%）

全球數(shù)據(jù)中心每年使用的電量估計為200太瓦時(TWh)。這個用電量是什么概念呢？它大概相當于伊朗國家的能源總消耗、全球用于運輸電力的一半、同時也是全球電力需求的1％。

數(shù)據(jù)中心對總體碳排放貢獻約0.3％，而信息和通信技術（ICT）生態(tài)系統(tǒng)整體，在包含個人數(shù)字設備，移動電話網(wǎng)絡和電視的全面定義中，占全球的2％以上排放。這使得ICT的碳排量與航空業(yè)的燃料排放量相當。

數(shù)據(jù)中心的海量用電設備和大量的配電設施。

2.2 數(shù)量龐大的原始老舊的機房改造任務艱巨。

       有人預測，當今天出生的孩子長到青少年時，ICT的用電量可能會超過全球總用量的20％，數(shù)據(jù)中心的使用量超過三分之一。如果計算密集的加密貨幣比特幣繼續(xù)增長，這還會導致能源需求的急劇增加。

超大規(guī)模計算中心所節(jié)省的成本可以從他們的電力使用效率（PUE）中看出。PUE定義為數(shù)據(jù)中心所需的總能量，包括燈光和冷卻，除以用于計算的能量（PUE為1.0是完美的分數(shù)）。 傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的PUE通常約為2.0；對于超大規(guī)模計算中心，PUE已經(jīng)削減到大約1.2。

由此可見，數(shù)據(jù)中心需要往超大規(guī)模這個方向發(fā)展，同時世界上還存在大量老舊的機房，和大量的配電系統(tǒng)需要去升級改造。

2.3發(fā)熱和散熱

一旦超大規(guī)模的數(shù)據(jù)中心盡可能多地承擔了負載，進一步提高效率會變得更加艱難，但企業(yè)還在努力。一種新興的管理技術可以確保服務器盡可能多地全速運行，而其它服務器則可以關閉而不是處于閑置狀態(tài)。

超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心削減PUE的一個重要方法是解決冷卻問題。在傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心，空調(diào)制冷所產(chǎn)生的花銷占總共能源賬單的40%。

二.系統(tǒng)概括

2.1項目概況

項目名稱：XX云數(shù)據(jù)中心一期工程

項目地點：XX區(qū)

項目規(guī)模：總建筑面積27800m2，建筑層數(shù)地上四層，建筑高度23.95m。一期1F機柜數(shù)量820個（包含164個機柜）。終期整個項目機柜數(shù)量3796個。

IT用電負荷13259.2KW，動力用電負荷5792.5KW，總用電量19051.7KW。

項目定位：本項目按照國標A級，UPTIME T3+建設（重要系統(tǒng)按T4標準建設）。建成后將成為XX地區(qū)具備示范效應的五星機房，吸引高端客戶入駐。因此主要系統(tǒng)建設按照T4和T3+標準.

2.2.系統(tǒng)概括

此系統(tǒng)電壓等級為10KV.

2.3負荷總計:

此數(shù)據(jù)中心項目有1000KVA變壓器3臺，2000KVA變壓器10臺，2500KVA變壓器8臺。每個變壓器容量不大，不需配置帶差動保護的變壓器保護.

三．解決方案

因為數(shù)據(jù)中心的特殊性，供電和通訊不能中斷，所以此方案采用變電站監(jiān)控系統(tǒng)雙機雙網(wǎng)配置。推薦DP-30系列保護，標配雙RS485通訊，且可選兩路以太網(wǎng)。

本方案采用雙網(wǎng)雙機方案，互為熱備用。當其中一路通訊被破壞，或其中一臺主機出現(xiàn)故障，由另一臺主機和另一路通訊線實現(xiàn)電力系統(tǒng)監(jiān)控。

雙網(wǎng)配置要求所有設備都具有兩套獨立的通訊接口，以此為基礎，組成兩個獨立的現(xiàn)場總線網(wǎng)絡，并結(jié)合兩套獨立的計算機設備，組成兩套獨立的系統(tǒng)，即使其中一套系統(tǒng)有故障，另外一套系統(tǒng)也能實現(xiàn)廠站內(nèi)的全面監(jiān)控。對于不具備雙通訊接口的智能設備，可以通過通訊管理機擴展接入。具有可靠性。

3.1配置清單.

3.2 數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡拓撲圖

3.3 產(chǎn)品應用
 

采用全分布開放式的監(jiān)控方案。  分為  站控層，通訊層，間隔層。  

站控層：由兩套擴展型單網(wǎng)系統(tǒng)組成雙機雙網(wǎng)冗余系統(tǒng)。每套擴展型單網(wǎng)系統(tǒng)由一臺前置通訊管理機、一臺工程師工作站、一臺或多臺操作員工作站、相應通訊設備、GPS+北斗對時裝置，打印機、 UPS 等輔助設備組成。

通訊管理層：前置通訊管理機、工程師站及操作員站可集中在同一控制室，也可分別安裝在不同的場地，通訊方式可采用以太網(wǎng)、雙絞線及光纖等介質(zhì)。此項目由于配電室之間距離較遠，采用光纖通訊。光纖通訊具有成本低，傳輸性能好，傳輸頻帶寬、通信容量大；抗干擾性能強，屏蔽性強,傳輸損耗低、中繼距離長、保密性強等優(yōu)點。

間隔層：  采用DP -30B系列微機綜合保護測控裝置+數(shù)顯多功能儀表、 XJ- CK 9000系列開關柜智能操控裝置等設備。

XJ- CK 9000系列智能操控裝置

主要應用在6-35 kV高壓開關柜上(如廠用變10 kV側(cè)，升壓站的10 kV，35 lV 側(cè))，取代現(xiàn)有的一次回路模擬圖、溫濕度控制器、高壓帶電顯示及閉鎖裝置、分合閘及儲能按鈕、遠方/就地轉(zhuǎn)換開關等，并配備全功能語音防誤提示和告警，柜內(nèi)照明開關、 RS 485通信接口、高壓母線測溫系統(tǒng)、溫濕磨數(shù)字實時顯示及自動加熱除濕控制等功能，以一體化布局配套裝備于開關柜，簡化了開關柜的面板結(jié)構(gòu)設計，美化開關柜的面板布局，完善開關狀態(tài)的指示功能和安全性能。

網(wǎng)絡儀表  XJ9200C、PM640

主要用于低壓400 V 進線柜，

電流電壓0.2級，有功0.5級，需要測里電壓、電流、頻率、功率因數(shù)、有功功率、無功功率、電能等電參量,還具有電力品質(zhì)分析功能，為大屏幕液晶顯示， Modbus通訊。

K 系列電流表， XJ 9100電流表

用于一般低壓用于支路饋線柜，

電流0.5級精度，主要是測量三相電流和單相電流；一些保護線路可增加繼電器報警及時切斷故障電路等 K 系列表的開入開出功能，還可以選配變送功能。

計量儀表

主要用于計量電能，0.2級精度。

3.4配置特點

系統(tǒng)容量大，可靠性高，適用于地鐵、鐵路、輕軌醫(yī)院等重要性高的配電自動化系統(tǒng)。