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

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

圖2 型式2

發(fā)電機組為N或N + X配置，每臺發(fā)電機組出口處設(shè)置開關(guān)柜，將發(fā)電機組輸出一分為二，分別在兩段母線上并機運行。如圖2所示。

圖3 型式3

發(fā)電機組2N配置，每個N的發(fā)電機組在一段母線上并機運行。如圖3所示。

18DX009-10 kV發(fā)電機組供電系統(tǒng)方

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

表1 發(fā)電機組供電系統(tǒng)方案

表1中并未體現(xiàn)型式2（圖2）所示的發(fā)電機組N配置、在兩段母線上并機的方案。未體現(xiàn)該方案是因為構(gòu)建一個供電配電系統(tǒng)時，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)濟的供配電系統(tǒng)。該方案中故障率相對較高的發(fā)電機組N配置、故障率相對較低的并機裝置和線路冗余設(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)電機組供電系統(tǒng)方案請輸入文與GB 50174 – 2017各級數(shù)據(jù)中心等級的適用關(guān)

3. 1 GB 50174 – 2017對各級數(shù)據(jù)中心發(fā)電機組供電系統(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，并根據(jù)數(shù)據(jù)中心等級選擇適用的發(fā)電機組供電系統(tǒng)。

國內(nèi)新建、改建和擴建的數(shù)據(jù)中心工程應(yīng)遵照國家標(biāo)準(zhǔn)GB 50174 – 2017《數(shù)據(jù)中心設(shè)計規(guī)范》進(jìn)行設(shè)計和建設(shè)，國家標(biāo)準(zhǔn)GB 50174 – 2017（附錄A）對發(fā)電機系統(tǒng)的要求如表2所示。

表2 各級數(shù)據(jù)中心對發(fā)電機系統(tǒng)的技術(shù)要求

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

根據(jù)GB 50174 – 2017對發(fā)電機系統(tǒng)的要求，表1所示的各發(fā)電機組供電系統(tǒng)方案和GB 50174 – 2017數(shù)據(jù)中心等級的適用關(guān)系見表3。

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

由表3分析如下。

●A級數(shù)據(jù)中心適用發(fā)電機組供電系統(tǒng)方案

方案1A不適用于A級數(shù)據(jù)中心。因為發(fā)電機組為N配置，不滿足A級數(shù)據(jù)中心發(fā)電機系統(tǒng)應(yīng)N + X（X = 1 ~ N）的要求。

方案1B可適用于A級數(shù)據(jù)中心。該方案為N + X配置的發(fā)電機組在一段母線上并機運行。國家標(biāo)準(zhǔn)GB 50174 – 2017認(rèn)可該方案適用于A級數(shù)據(jù)中心，主要有兩個原因。一是市電電源可靠性高：國家標(biāo)準(zhǔn)GB 50174 – 2017要求A級數(shù)據(jù)中心的供電電源應(yīng)按照一級負(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，另一電源不應(yīng)同時受到損壞。二是并機設(shè)備、線路可靠性高。并機設(shè)備、線路的年故障次數(shù)見表4。

表4 并機設(shè)備、線路年故障次數(shù)

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

方案2可適用于A級數(shù)據(jù)中心。該方案為N + X配置的發(fā)電機組在兩段母線上并機運行。該方案在發(fā)電機組、并機設(shè)備和線路都設(shè)置了冗余，使發(fā)電機組供電系統(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)電機組供電系統(tǒng)每年運行時間較長的數(shù)據(jù)中心項目。

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

●B級數(shù)據(jù)中心適用發(fā)電機組供電系統(tǒng)方案

方案1A可適用于B級數(shù)據(jù)中心，但不推薦。因為國家標(biāo)準(zhǔn)要求發(fā)電機組配置為“宜”N+1冗余，“宜”為推薦做法。

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

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

方案3可適用于B級數(shù)據(jù)中心，滿足B級數(shù)據(jù)中心要求，但配置過高，超出B級數(shù)據(jù)中心性能要求過多，出于經(jīng)濟性考慮，不建議采用。

●C級數(shù)據(jù)中心適用發(fā)電機組供電系統(tǒng)方案

C級數(shù)據(jù)中心僅在不間斷電源系統(tǒng)的供電時間不滿足信息存儲要求時，才設(shè)置柴油發(fā)電機。表1中各方案均滿足C級數(shù)據(jù)中心要求，基于C級數(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高，超出C級數(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)工程單獨設(shè)置回流軌。

4、 動力照明供電系統(tǒng)

動力照明供電系統(tǒng)的功能是將交流中壓（35kV或10kV）降壓變成交流220/380V電壓，為運營需要的各種機電設(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外擴散，盡量避免雜散電流對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，并對雜散電流及其腐蝕保護(hù)情況進(jìn)行監(jiān)測。

6、 電力監(jiān)控系統(tǒng)

電力監(jiān)控系統(tǒng)的功能是實時對地鐵變電所、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，通過調(diào)度端、通信通道和變電所綜合自動化系統(tǒng)對主要電氣設(shè)備進(jìn)行四遙控制，實現(xiàn)對整個供電系統(tǒng)的運營調(diào)度和管理。