我國目前普遍采用需要系數(shù)法和二項(xiàng)式系數(shù)法確定用電設(shè)備的負(fù)荷，其中需要系數(shù)法是國際上普遍采用的確定計(jì)算負(fù)荷的方法，最為簡(jiǎn)便;而二項(xiàng)式系數(shù)法在確定設(shè)備臺(tái)數(shù)較少且各臺(tái)設(shè)備容量差別大的分支干線計(jì)算負(fù)荷時(shí)比較合理。

負(fù)荷計(jì)算目的和意義

　　低壓供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)計(jì)算是一項(xiàng)重要內(nèi)容，負(fù)荷計(jì)算結(jié)果對(duì)供電容量報(bào)裝、選擇供配電設(shè)備及安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行均起決定性的作用。負(fù)荷計(jì)算的目的是：

　　1. 計(jì)算變配電所內(nèi)變壓器的負(fù)荷電流及視在功率，作為選擇變壓器容量的依據(jù)。

　　

2. 計(jì)算流過各主要電氣設(shè)備 (斷路器、隔離開關(guān)、母線、熔斷器等)的負(fù)荷電流，作為選擇設(shè)備的依據(jù)。

　　3. 計(jì)算流過各條線路(電源進(jìn)線、高低壓配電線路等)的負(fù)荷電流，作為選擇線路電纜或?qū)Ь€截面的依據(jù)。

　　4. 計(jì)算尖峰負(fù)荷，用于保護(hù)電器的整定計(jì)算和校驗(yàn)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)條件。

負(fù)荷計(jì)算方法

　　我國目前普遍采用需要系數(shù)法和二項(xiàng)式系數(shù)法確定用電設(shè)備的負(fù)荷，其中需要系數(shù)法是國際上普遍采用的確定計(jì)算負(fù)荷的方法，最為簡(jiǎn)便;而二項(xiàng)式系數(shù)法在確定設(shè)備臺(tái)數(shù)較少且各臺(tái)設(shè)備容量差別大的分支干線計(jì)算負(fù)荷時(shí)比較合理;在建筑配電中，還常用負(fù)荷密度法和單位指標(biāo)法統(tǒng)計(jì)計(jì)算負(fù)荷。在方案設(shè)計(jì)階段可采用單位指標(biāo)法;在初步設(shè)計(jì)及施工圖設(shè)計(jì)階段，宜采用需要系數(shù)法。

負(fù)荷計(jì)算原則

　　進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算時(shí)，應(yīng)按下列原則計(jì)算設(shè)備功率：

　　1. 對(duì)于不同工作制的用電設(shè)備的額定功率應(yīng)換算為統(tǒng)一的設(shè)備功率。

　

? ? ? ?2. 整流器的設(shè)備功率是指額定交流輸入功率。

　　

3. 成組用電設(shè)備的設(shè)備功率，不應(yīng)包括備用設(shè)備。

　　

4. 當(dāng)消防用電的計(jì)算有功功率大于火災(zāi)時(shí)可能同時(shí)切除一般電力、照明負(fù)荷計(jì)算有功功率，應(yīng)按未切除的一般電力、照明負(fù)荷加上消防負(fù)荷計(jì)算低壓總的設(shè)備功率、計(jì)算負(fù)荷。否則計(jì)算低壓總負(fù)荷時(shí)，不應(yīng)考慮消防負(fù)荷。當(dāng)消防負(fù)荷中有與平時(shí)兼用的負(fù)荷時(shí)，該部分負(fù)荷也應(yīng)計(jì)入一般電力、照明負(fù)荷。

　　5. 單相負(fù)荷應(yīng)均衡分配到三相上，當(dāng)單相負(fù)荷的總計(jì)算容量小于計(jì)算范圍內(nèi)三相對(duì)稱負(fù)荷總計(jì)算容量的15%時(shí)，全部按三相對(duì)稱負(fù)荷計(jì)算;當(dāng)超過15%時(shí)，應(yīng)將單相負(fù)荷換算為等效三相負(fù)荷，再與三相負(fù)荷相加。

數(shù)據(jù)中心相關(guān)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

　　負(fù)荷計(jì)算是供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本計(jì)算，數(shù)據(jù)中心的負(fù)荷計(jì)算更適合使用需要系數(shù)法。計(jì)算時(shí)需要系數(shù)的取值、負(fù)荷取舍計(jì)入、蓄電池充電和空調(diào)照明的估算等內(nèi)容，在數(shù)據(jù)中心的計(jì)算中還是有別于其他建筑專業(yè)的計(jì)算，現(xiàn)總結(jié)如下：

　　1. 數(shù)據(jù)中心的IT 負(fù)荷重要性都比較高，必須使用 UPS等設(shè)備來保證不間斷供電，根據(jù)數(shù)據(jù)中心的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)不同，UPS會(huì)采取“1+1”、“2+1”、“2N”等不同的配置。由于供電部門需要統(tǒng)計(jì)機(jī)房設(shè)備安裝總?cè)萘?#xff0c;所以數(shù)據(jù)中心的IT 設(shè)備額定容量要用 UPS設(shè)備的總裝機(jī)容量。計(jì)算IT 設(shè)備容量時(shí)的需要系數(shù)根據(jù) UPS設(shè)備的配置方式調(diào)整，即需要系數(shù)=主 用UPS設(shè)備數(shù)量UPS配置數(shù)量。例如：UPS按照2N 設(shè)置，進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算時(shí)，需要系數(shù)取0.5.

　　

2. UPS配置的蓄電池充電容量需計(jì)入負(fù)荷計(jì)算。根據(jù)數(shù)據(jù)中心的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)不同，UPS蓄電池需按照不同后備時(shí)間配置，即每臺(tái)UPS配置的蓄電池容量及組數(shù)不同。UPS蓄電池充電容量=電流×電壓×組數(shù)×效率根據(jù)計(jì)算可知，UPS蓄電池充電容量約為UPS配置容量的10%~20%，做負(fù)荷計(jì)算時(shí)可直接應(yīng)用結(jié)論簡(jiǎn)化計(jì)算。

　　

3. 在數(shù)據(jù)中心中，除了IDC機(jī)架外，空調(diào)在總負(fù)荷中占的比重也相當(dāng)大，一般會(huì)配置備用空調(diào)設(shè)備，根據(jù)數(shù)據(jù)中心的建設(shè)等級(jí)備用數(shù)量會(huì)不同。計(jì)算空調(diào)設(shè)備容量時(shí)的需要系數(shù)根據(jù)空調(diào)設(shè)備的配置方式調(diào)整，即需要系數(shù)=主用空調(diào)設(shè)備數(shù)量/空調(diào)配置數(shù)量。2007年綠色網(wǎng)絡(luò)組織制定了數(shù)據(jù)中心能效比指標(biāo)PUE，目前被行業(yè)廣泛使用，PUE=數(shù)據(jù)中心總能耗/IT設(shè)備總能耗。根據(jù)對(duì)數(shù)據(jù)中心進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，數(shù)據(jù)中心的PUE值一般介于1.6～1.8之間，即機(jī)房空調(diào)和照明負(fù)荷約為IT設(shè)備負(fù)荷的60%~80%，照明負(fù)荷與空調(diào)相比來說占比相當(dāng)小，所以可近似認(rèn)為機(jī)房空調(diào)負(fù)荷約為IT設(shè)備負(fù)荷的60%~80%，此 結(jié)論可以直接在負(fù)荷計(jì)算中應(yīng)用來簡(jiǎn)化計(jì)算。

　　

4. 根據(jù)相關(guān)經(jīng)驗(yàn)據(jù)，照明負(fù)荷一般按照30w/m2估算、辦公空調(diào)負(fù)荷一般按照50w/m2估算、有餐廳用電的情況下按照2kW/人估算、用燃?xì)獾那闆r下按照5w/人估算。

　　5. 根據(jù)負(fù)荷計(jì)算要求，季節(jié)性用電設(shè)備應(yīng)選擇其最大者計(jì)入總設(shè)備容量。數(shù)據(jù)中心空調(diào)負(fù)荷一般會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于采暖負(fù)荷，所以計(jì)算時(shí)只需計(jì)算空調(diào)負(fù)荷即可。

　　6. 根據(jù)負(fù)荷計(jì)算要求，消防設(shè)備容量一般不計(jì)入總設(shè)備容量，所以計(jì)算時(shí)消防電梯不計(jì)入。

　　7. 根據(jù)供電部門要求，進(jìn)行無功補(bǔ)償后的功率因數(shù)需達(dá)到0.95以上，一般按照變壓器容量的30%進(jìn)行補(bǔ)償。

　　8. 根據(jù)相關(guān)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，負(fù)荷計(jì)算中同時(shí)系數(shù)取0.9-0.95.

實(shí)例分析

　　本文以某運(yùn)營商新建數(shù)據(jù)中心為例：建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)為Toer IV 等 級(jí)，IDC 機(jī) 房 約1000m2，新建單機(jī)功耗5kW的IT設(shè)備200架、單機(jī)功耗100kW的IT設(shè)備50架，IDC機(jī)房內(nèi)空調(diào)和照明按配套配置(空調(diào)系統(tǒng)暫不考慮由UPS系統(tǒng)供電)。變配電及UPS等設(shè)備機(jī)房約1000m2、辦公區(qū)約1000m2.消防電梯2臺(tái)1用1備，設(shè)備容量為50kW/臺(tái)。辦公室設(shè)電采暖2臺(tái)，容量分別約80kW和50kW.要求通過負(fù)荷計(jì)算確定本數(shù)據(jù)中心供配電系統(tǒng)設(shè)備配置。

　　步驟1：確定為IT 設(shè)備供電的系統(tǒng)配置

　　根據(jù)《通信用不間斷電源—UPS》(YD ╱T095-2008)對(duì)UPS設(shè)備輸出有功功率的要求為：≥額定容量×0.7kW/kVA，因 此，配置的UPS容量應(yīng)為：(200*5+50*10)/0.7kVA=2142.86kVA.IDC機(jī)房按 Tier IV 標(biāo)準(zhǔn)機(jī)房設(shè)置，UPS設(shè)備按2N配置考慮，配置的 UPS設(shè)備總?cè)萘坎粦?yīng)小于4285.71kVA.本工程需新建2套“3+3”并機(jī)400kVA UPS電源系統(tǒng)。UPS主機(jī)配置的蓄電池組按單機(jī)滿負(fù)荷情況下后備時(shí)間為15min(2V蓄電池單體的放電終止電壓為1.8V)考慮，每臺(tái)UPS設(shè)備配置3組200AH蓄電池組，共計(jì)36組。

　　步驟2：進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算

　　

需進(jìn)行計(jì)算的各要素：UPS、UPS蓄電池充電、機(jī)房空調(diào)及照明、辦公區(qū)空調(diào)及照明等。并按照供電部門要求進(jìn)行無功補(bǔ)償。

　　步驟3：根據(jù)負(fù)荷計(jì)算結(jié)果及配置設(shè)備

　　

根據(jù)負(fù)荷計(jì)算，交流總負(fù)荷約為6425.36kVA，需油機(jī)保障負(fù)荷為6032.88kW.按照Tier IV 等級(jí)和電源配置的要求，擬設(shè)置2路10kV市電引入，雙路市電應(yīng)滿足單路承擔(dān)全部負(fù)荷的能力。安裝高壓開關(guān)柜1套(包含進(jìn)線隔離柜2臺(tái)、進(jìn)線柜2臺(tái)、計(jì)量柜2臺(tái)、聯(lián)絡(luò)柜2臺(tái)、出線柜 N 臺(tái));安裝4臺(tái)2000kVA干式變壓器;低壓抽屜式開關(guān)柜2套(每套包含2臺(tái)進(jìn)線柜、2臺(tái)油機(jī)市電轉(zhuǎn)換柜、1 臺(tái)低壓聯(lián)絡(luò)柜、N臺(tái)低壓饋電柜、4臺(tái)低壓電容器柜);安裝4臺(tái)1600kW柴油發(fā)電機(jī)組。

歡迎大家加入“數(shù)據(jù)中心運(yùn)維管理”微信群，加小編微信：wj2017bj或掃描以下二維碼添加小編好友，拉你入群！

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的数据中心供配电系统负荷计算实例分析的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網(wǎng)站內(nèi)容還不錯(cuò)，歡迎將生活随笔推薦給好友。