建筑電氣設計10kV發電機組供電系統的解析
18DX009-10 kV發電機組供電系統型式
國家建筑標準設計圖集18DX009《數據中心工程設計與安裝》已出版發行。圖集第31頁“10 kV發電機組供電系統圖”示出了3種10 kV發電機組供電系統型式。
圖1 型式1
發電機組為N或N + X（X = 1 ~ N，后同）配置，所有發電機組在一段母線上并機運行。如圖1所示。
圖2 型式2
發電機組為N或N + X配置，每臺發電機組出口處設置開關柜，將發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
發電機組2N配置，每個N的發電機組在一段母線上并機運行。如圖3所示。
18DX009-10 kV發電機組供電系統方
3種不同型式按發電機組配置、并機方式可歸結為表1所示的4種發電機組供電系統方案。
表1 發電機組供電系統方案
表1中并未體現型式2（圖2）所示的發電機組N配置、在兩段母線上并機的方案。未體現該方案是因為構建一個供電配電系統時，應遵循可靠性低的環節的冗余度高、可靠性高的環節冗余度低的原則。遵循此原則才能構建出適用、經濟的供配電系統。該方案中故障率相對較高的發電機組N配置、故障率相對較低的并機裝置和線路冗余設置，不符合上述原則，不建議采用，故未納入本文討論范圍
18DX009發電機組供電系統方案請輸入文與GB 50174 – 2017各級數據中心等級的適用關
3. 1 GB 50174 – 2017對各級數據中心發電機組供電系統的要求
具體數據中心工程中應先確定需要建設數據中心的等級，并根據數據中心等級選擇適用的發電機組供電系統。
國內新建、改建和擴建的數據中心工程應遵照國家標準GB 50174 – 2017《數據中心設計規范》進行設計和建設，國家標準GB 50174 – 2017（附錄A）對發電機系統的要求如表2所示。
表2 各級數據中心對發電機系統的技術要求
與18DX009-10 kV發電機組供電系統方案的適用關系
根據GB 50174 – 2017對發電機系統的要求，表1所示的各發電機組供電系統方案和GB 50174 – 2017數據中心等級的適用關系見表3。
表3 發電機組供電系統方案和GB50174-2017數據中心等級的適用關系
由表3分析如下。
●A級數據中心適用發電機組供電系統方案
方案1A不適用于A級數據中心。因為發電機組為N配置，不滿足A級數據中心發電機系統應N + X（X = 1 ~ N）的要求。
方案1B可適用于A級數據中心。該方案為N + X配置的發電機組在一段母線上并機運行。國家標準GB 50174 – 2017認可該方案適用于A級數據中心，主要有兩個原因。一是市電電源可靠性高：國家標準GB 50174 – 2017要求A級數據中心的供電電源應按照一級負荷中特別重要的負荷考慮，要求市電電源為“雙重電源”，當一電源發生故障時，另一電源不應同時受到損壞。二是并機設備、線路可靠性高。并機設備、線路的年故障次數見表4。
表4 并機設備、線路年故障次數
由表4數據可見，并機設備、線路年故障次數很低。
方案2可適用于A級數據中心。該方案為N + X配置的發電機組在兩段母線上并機運行。該方案在發電機組、并機設備和線路都設置了冗余，使發電機組供電系統具備了并行維護的能力。該方案建議應用在因市電電源穩定性較差、市電供應較為緊張（限電）而需要發電機組供電系統每年運行時間較長的數據中心項目。
方案3可適用于A級數據中心。該方案為2N配置的發電機組分別在兩段母線上并機運行。結合A級數據中心市電電源可靠性要求、綜合考慮成本因素，不推薦國內建設的A級數據中心項目采用該方案。
●B級數據中心適用發電機組供電系統方案
方案1A可適用于B級數據中心，但不推薦。因為國家標準要求發電機組配置為“宜”N+1冗余，“宜”為推薦做法。
方案1B可適用于B級數據中心，為B級數據中心推薦應用的方案，發電機組按N + 1冗余配置。
方案2可適用于B級數據中心，滿足B級數據中心要求，但配置偏高，出于經濟性考慮，不推薦采用。
方案3可適用于B級數據中心，滿足B級數據中心要求，但配置過高，超出B級數據中心性能要求過多，出于經濟性考慮，不建議采用。
●C級數據中心適用發電機組供電系統方案
C級數據中心僅在不間斷電源系統的供電時間不滿足信息存儲要求時，才設置柴油發電機。表1中各方案均滿足C級數據中心要求，基于C級數據中心性能要求，推薦采用方案1A即可。其它方案配置偏高或過高，超出C級數據中心性能要求，不建議采用。
