大型云计算中心柴油发电机系统的设计

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大型云计算中心柴油发电机系统的设计

随着云计算业务的高速发展，摘 云计算中心逐渐从中小规模转向 要大规模集中部署，本文以广东某云计算中心柴油发电机系统工程实践为参照，在此探讨大型云计算中心项目中柴油发电机组的设计与实施问题。【关键词】中压配电柜 柴油发电机 云计算

1 项目需求分析

广东某云计算中心项目面积11000平米，部署机柜1216台，平均功率5.5kW的512台，6kW的704台；1216台机柜总功率为7040kW，按照PUE=1.35，总功率为9504 kW，建设标准按国家标准《GB50174-2017 数据中心设计规范 》A级标准。

根据A级标准要求必须配置柴油发电机组作为备用电源，且柴油发电机组必须是N+X（X=1~N）冗余配置。

2 柴油发电机系统设计

A级机房要求油机连续和不限时运行，也即COP功率。本方案油机计算负荷为9504 kW，选用意大利奔马10kV中压柴油发电机组GSW2520P，该油机的发动机规格为帕金斯（Perkins）的4016-61TRG3，发电机规格为利莱森玛（Leroy Somer）的LSA53.1 UL85，自动控制面板采用奔马（PRAMAC）AC03并机控制器。该发电机组的主用功率（PRP）为1804 kW/2255kVA，备用功率（LTP）为2004kW/2505kVA，持续功率（COP）为1603 kW/2004kVA。采用6主1备共7台油机并机，COP总功率为9618 kW，满足负荷需求。

两路10kV市电在正常情况下，同时运行各带一半负载；在一路市电停电或者故障时，母联备自投自动投入，由另外一路市电带起全部负载；当双路市电均失电时，油机在15秒内自动启动，60秒内完成并机，通过自控系统控制，分闸10kV市电电源断路器，闭合油机电源断路器，向负荷供电；当市电恢复正常后，系统继续由油机系统供电，需要手动切换回市电供电；油机系统在任何情况下均不与市电并联运行。

油机检测到启动信号后6台机组同时启动并机输出，运行5分钟后根据后端实际负载率情况进行减机，这样可以确保油机启动初期有足够的抗负载冲击能力。6台油机启动过程中如果有1台无法正常启动，则自动切换到备用油机启动。

文/胡双平

本油机系统共包含有7台油机进线柜，1防护隔离，并配置监控摄像头和探照灯。

台PT柜，2台并机输出柜，1台并机控制柜，采用齿轮油泵输油，油泵按照1+1冗余1台假负载接线柜，1台假负载测试控制柜，1配置。柴油由槽车运来后，储存于室外柴油储套接地电阻柜，1套直流操作电源柜，1台假罐内，经过滤器、油泵加压。日用油箱由自动负载。

液位传送控制系统进行控制。在低液位时，电单台机组最大额定电流137.74A，断路器磁阀打开，启动输油泵。在高液位电磁阀关闭。电流630A，油机控制系统全套中压配电柜柜当日用油箱间发生火灾时，开启紧急排油泵，型选用施耐德原厂PIX-12中压配电柜。

将日用油箱内的柴油排至埋地油罐内。

油机进线柜内断路器选用施耐德HVX-单台机组输入到中压柜的电缆选用ZR-12-25-06真空断路器，配置CT两只，地刀，YJV22-8.7/15kV-3*120电缆，中压柜输出零序CT，避雷器，配微机保护P127，多功能到10KV中压母线的电缆选用ZR-YJV22-表PM2125C。

8.7/15kV-3*400电缆。

PT柜选用PTT-12，PT&避雷器共车方案，整套油机系统运行数据通过RS485智能带PT，避雷器，消谐电阻。

接口接入云计算中心的动环监控系统，通过动并机输出柜内断路器选用HVX12-31-12环监控系统可以远程查看油机的运行状态。

真空断路器，带CT两只，避雷器，零序互感器，配微机保护P127，多功能表PM2125C。

3 油机房的设计

并机控制柜采用IG-NT-MINT系统，除按照环保要求，进、出风口都设置了消了收集控制单机上的AC-03控制器信号外，音措施，噪声控制在65dB以内。

与接地电阻柜、并机输出柜、并机输入柜等设整个油机房四周墙面和棚面均安装了微备的所有控制信号全部由此柜提供接口。

孔吸音板，且内衬50mm厚吸音棉。

假负载接线柜内断路器选用HVX-12-25-单台油机重量为18.5吨，在油机房地面06，带CT两只，下PT，避雷器，熔断器，做了混凝土承重基础，承重基础和全部地面均零序互感器，配微机保护P343，多功能表采用绿色环氧聚氨酯防静电地坪漆处理，既能PM2125C。

够防静电，又可以防止地面起灰尘而影响机组假负载测试控制柜内主要包含控制主机、运行。

显示屏，通过负载柜控制系统软件进行操作控油机房作为独立的防火分区，采用烟感制。

和温感进行消防检测，并配置七氟丙烷气体灭接地电阻柜选用保定天威的10kV发电机火系统。同时，油机配置了手持二氧化碳灭火中性点接地电阻柜。7台油机共用1个接地电器和防毒面具。

阻柜，当油机启动时，该接地电阻柜主要包括电阻器、真空接触器和电流互感器等配套4 结束语

设备。其中电阻器THT-FZG-10/58额定电阻值58Ω，短时通流能力100A，额定通流时间该柴油发电机系统在安装调试完成后，10s，在25℃时的电阻值允许偏差≤±3%，电经过了严格的第三方满载测试和模拟各种场景阻率1.09μΩm。真空接触器选用单极JZC1—的投切运行，各项指标均满足相关规范，符合12/400，额定电压12kV，额定电流400A。

设计要求，能够安全稳定运行。本文理论联系直流操作电源操作电压110V，容量为实践，结合多个柴油发电机组部署过程中发生80AH。

的一些问题，希望给广大云计算中心建设从业假负载为河北凯翔AC10.5kV-2000kW者以参考借鉴，避免类似问题反复出现。

高压智能交流负载柜。该负载柜额定电压AC10.5kV，额定功率2000kW，工作电源为参考文献

AC380V/50HZ，冷却方式为强制风冷。在此[1]GB50174-2017,数据中心设计规范.需要注意的是，外市电配电系统设计中需要为[2]15D202-2,柴油发电机组设计与安装.假负载的强制风冷风扇提供电源，这个是特别[3]钟景华等著.中国数据中心技术指针.

容易遗漏的一点。

根据规范要求，油机系统必须配置12作者简介

小时燃油。油机的满载耗油量是482L/h，按胡双平（1977-），男，湖北省天门市人。大照12小时计算，6台油机的满载总耗油量学本科学历。职务：项目经理，中级职称。主34704L，约34.7m3。由于消防规范限制，室要研究方向为电气技术。

内单个日用油箱不能超过1 m3，7台机组共配置7个1 m3的日用油箱，日用油箱箱底采用作者单位

平衡油管互通，另配置30 m3的卧式柴油储罐深圳中兴金云科技有限公司 广东省深圳市 室外埋地安装。室外油罐池四周采用栅栏进行

518000

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