弱電(diàn)機(jī)房(fáng)每次設≥×$≈計(jì)或者施工(gōng)的(de)時(shí)候，總是↔€ (shì)要(yào)統計(jì)一(yī♦≈")下(xià)用(yòng)電(diàn)負荷，機(jī)房'☆ ∏(fáng)作(zuò)為(wèi)設備高(gāo)密度≈•↕•存放(fàng)的(de)地(dì)方，用(yò™<ng)電(diàn)量非常大(dà)。據 ↕統計(jì)，一(yī)個(gè)數(shù)據中≤≈✘心機(jī)房(fáng)建成後的(de)維護費(f≈>∑èi)用(yòng)的(de)七成都(dōu)是(shì)電(diàn)費(f∏™αèi)。
一(yī)、負荷計(jì)算(suàn)目的(de≤∏¥γ)和(hé)意義
低(dī)壓供配電(diàn)系統的(de)€≥ 設計(jì)中負荷的(de)統計(jì)計(j$δì)算(suàn)是(shì)一(yī)項重要(yào)內(nèi)容，™¥∑>負荷計(jì)算(suàn)結果對(duì)供電(diàn)容量報(bào)♠ε裝、選擇供配電(diàn)設備及安全經濟運行(xíng)均起決定性的(de)®∏作(zuò)用(yòng)。負荷計(jì)♣γ•算(suàn)的(de)目的(de)是(shì)：
1. 計(jì)算(suàn)變配電(diàn)所內(nè×₹↕i)變壓器(qì)的(de)負荷電(diàn)流及視(shì&)在功率，作(zuò)為(wèi)選擇變壓器(qì)容量的(de)依據。
2. 計(jì)算(suàn)流過各主要(yào)電(diàn)氣設備ε$∏σ （斷路(lù)器(qì)、隔離(lí)開(kāi)關、母線、熔斷器←≤₽♣(qì)等）的(de)負荷電(diàn)↕δ•©流，作(zuò)為(wèi)選擇設備的(de)依據✘π®。
3. 計(jì)算(suàn)流過各條線路(lù)（電(diàn)源進線✘≠Ω"、高(gāo)低(dī)壓配電(diàn)線路(lù)等）的(d₽∏$πe)負荷電(diàn)流，作(zuò)為(wèi)選擇線路(lù)電(™<₹★diàn)纜或導線截面的(de)依據。
4. 計(jì)算(suàn)尖峰負荷，用(yòng)于保護電(di×♦λàn)器(qì)的(de)整定計(jì)算(suàn)和(hé)校(xià>×→φo)驗電(diàn)動機(jī)的(de)啓動條件(jiàn)。
二、負荷計(jì)算(suàn)方法
我國(guó)目前普遍采用(yòng)需Ωσ$γ要(yào)系數(shù)法和(hé)二項式系數(shù)"←€₹法确定用(yòng)電(diàn)設備的(de)負荷，其中需要(yào)系數 ™₹(shù)法是(shì)國(guó)際上(shàng)普遍采♦∑γ 用(yòng)的(de)确定計(jì)算(suàn)負荷的(↕♦¶←de)方法，最為(wèi)簡便；而二項式系數(shù)法γ→≥ε在确定設備台數(shù)較少(shǎo)且各台設備容量差别大(dà)的(de) '分(fēn)支幹線計(jì)算(suàn)負荷¶≈σ®時(shí)比較合理(lǐ)；在建築配電(diàn)中，還(há≠↓☆"i)常用(yòng)負荷密度法和(hé)單αβ↓位指标法統計(jì)計(jì)算(suàn)負荷。在→δ•方案設計(jì)階段可(kě)采用(yòng)單位指标法；在初步←ε₽→設計(jì)及施工(gōng)圖設計(jì)階段，•×α$宜采用(yòng)需要(yào)系數(shù)法。
三、負荷計(jì)算(suàn)原則
進行(xíng)負荷計(jì)算(suàn)時(shí)φ≈，應按下(xià)列原則計(jì)算(suàn)設備功率：₹βε★
1. 對(duì)于不(bù)同工(gōng)作(zuò)制(z♠hì)的(de)用(yòng)電(diàn)設備的(de)£♥✘額定功率應換算(suàn)為(wèi)統φ±✔一(yī)的(de)設備功率。
2. 整流器(qì)的(de)設備功率是(shì)指額定交流輸入功率。
3. 成組用(yòng)電(diàn)設備的(de)設備$" 功率，不(bù)應包括備用(yòng)設備。
4. 當消防用(yòng)電(diàn)的(de)計(jì)算(suàn)有π≈(yǒu)功功率大(dà)于火(huǒ)災時(sσ✔hí)可(kě)能(néng)同時(shí)切除一(yī)般電(♦★diàn)力、照(zhào)明(míng)負荷計(jì)算(suàn)有(y♠±€ǒu)功功率，應按未切除的(de)一(yī)般電(di×₩→™àn)力、照(zhào)明(míng)負荷加上(shàng)消"≥≈防負荷計(jì)算(suàn)低(dī)壓總的(de)設備'♦↑功率、計(jì)算(suàn)負荷。否則計(jì)算(suàn)低∞≠(dī)壓總負荷時(shí)，不(bù)應考慮消防負荷。當消防負荷↕♥σδ中有(yǒu)與平時(shí)兼用(yòng)的(de♦↔)負荷時(shí)，該部分(fēn)負荷也(yě)應計(jì)入一(yī)般電✘βφ(diàn)力、照(zhào)明(míng£↑)負荷。
5. 單相(xiàng)負荷應均衡分(fēn)配到(dào)三相(xiàn£g)上(shàng)，當單相(xiàng)負☆★荷的(de)總計(jì)算(suàn)容量♣↓±小(xiǎo)于計(jì)算(suàn)範圍內∏✔δ(nèi)三相(xiàng)對(duì)稱負荷總計(jì₹∞")算(suàn)容量的(de)15%時(shí)，全部按三相( ♠±$xiàng)對(duì)稱負荷計(jì)算(suàn)；當超∞☆♠₹過15%時(shí)，應将單相(xiàng)負荷換算(suàn)'×β為(wèi)等效三相(xiàng)負荷，再與三相(xi"☆"₽àng)負荷相(xiàng)加。
四、數(shù)據中心相(xiàng)關經驗總結
負荷計(jì)算(suàn)是(shì)供配電(diàn)系統設計(j☆≤ ↑ì)的(de)基本計(jì)算(suàn)，數(shù)據中心的(de≥♥)負荷計(jì)算(suàn)更适合使用(yòng)需要(yào)σ♥∞≤系數(shù)法。計(jì)算(suàn)時(shí)需≠πΩ✘要(yào)系數(shù)的(de)取值、負荷取舍計(jì)入、蓄電(™λdiàn)池充電(diàn)和(hé)空♦↔↑φ(kōng)調照(zhào)明(míng)≥λ♠<的(de)估算(suàn)等內(nèi)容，在數(shù)據中心的(↑$de)計(jì)算(suàn)中還(hái)是λ$(shì)有(yǒu)别于其他(tā)建築專業(yè)的(de)計(jì)€≥≥算(suàn)，現(xiàn)總結如(rú)下(xi"✔★♣à)：
1. 數(shù)據中心的(de)ＩＴ 負荷重要(yào)性都'$Ω(dōu)比較高(gāo)，必須使用(yòng) U✘®×εPS等設備來(lái)保證不(bù)間(jiān)斷供電(di<¶•àn)，根據數(shù)據中心的(de)建設标準不(bù)同α≤σ✘，UPS會(huì)采取“1+1”、“2+1”、“2N”等不(קbù)同的(de)配置。由于供電(diàn)部門(mén)需要(yào)統計φ→(jì)機(jī)房(fáng)設備安裝總容量，所以數(shù)據中心的↑(de)ＩＴ 設備額定容量要(yào)用(yòng) UPS設備的♦ε(de)總裝機(jī)容量。計(jì)算(suàn)IT 設備容量時(shíλ♥∞)的(de)需要(yào)系數(shù)根據 UPS設備的(de)配置方式調整$ε，即需要(yào)系數(shù)＝主 用(yòng)UPS設備數(shù)•量UPS配置數(shù)量。例如(rú)：U≥>γPS按照(zhào)2N 設置，進行(xíng)負荷計(jì)算(suàn<☆Ω)時(shí)，需要(yào)系數(shù)取0.5。
2. UPS配置的(de)蓄電(diàn)池充電(diàn)δ÷→∞容量需計(jì)入負荷計(jì)算(suàn)。根據數(∑₩®→shù)據中心的(de)建設标準不(bù)同，UPS蓄電(diàn)池♦♦™需按照(zhào)不(bù)同後備時(shí±∞ )間(jiān)配置，即每台UPS配置的(↓σ§∏de)蓄電(diàn)池容量及組數(shù)不(bù)同。UPS蓄電∞≤(diàn)池充電(diàn)容量＝電(diàβ₽∑n)流×電(diàn)壓×組數(shù)×效率根據計εε(jì)算(suàn)可(kě)知(zhī)，UPS•₽±蓄電(diàn)池充電(diàn)容量約為(wèi)UPS配置容量的(de)γ>π10%~20%，做(zuò)負荷計(jì)算(suàn)時(shí)₹₩>↔可(kě)直接應用(yòng)結論簡化(λ₩φ huà)計(jì)算(suàn)。
3. 在數(shù)據中心中，除了(le)IDC機(jī)架外(wà δ∑i)，空(kōng)調在總負荷中占的(de)比重也(yě✔δ↔ )相(xiàng)當大(dà)，一(yī)般會(huì)配置備用($ ✘εyòng)空(kōng)調設備，根據數(shù)據中心的(de)建設等級備 φλε用(yòng)數(shù)量會(huì)不(bγ∑≈≠ù)同。計(jì)算(suàn)空(kōng)調設備容®&€φ量時(shí)的(de)需要(yào)系數(shù)根據空(kōng)調設備的→¶→♥(de)配置方式調整，即需要(yào)系數(shù)＝主用(yòng)空(α¶₩λkōng)調設備數(shù)量／空(kōng)調配置數(shù)量★↑♦。2007年(nián)綠(lǜ)色網絡組織制(zhì)定了&π(le)數(shù)據中心能(néng)效比指标PUE，目前被行('φxíng)業(yè)廣泛使用(yòng)，PUE＝數(shù)據中心總能(₩₹néng)耗／IT設備總能(néng)耗。根據對(duì)數(shù↑∑)據中心進行(xíng)數(shù)據分(fēn)析，數(§§shù)據中心的(de)PUE值一(yī)般介于1.6～1.8之間 ♥(jiān)，即機(jī)房(fáng)空(kōng)調和(hé)照(>zhào)明(míng)負荷約為(wèi)IT設備負荷的(de)60%~80%☆∑β♠，照(zhào)明(míng)負荷與空(kōng)調相(xià$<βng)比來(lái)說(shuō)占比相(xiàng)當小(δ↓xiǎo)，所以可(kě)近(jìn)似認為(wèi)機(♣<δjī)房(fáng)空(kōng)調負荷約為(w$δèi)ＩＴ設備負荷的(de)60%~80%，此 結論可(k×'ě)以直接在負荷計(jì)算(suàn)↑♥中應用(yòng)來(lái)簡化(huà)計(jì)算(suàn)。♦₩σ↓
4. 根據相(xiàng)關經驗據，照(zhào)明(míng)負÷♦₽荷一(yī)般按照(zhào)30w/ｍ２估算(suàn)、辦公$∏≤空(kōng)調負荷一(yī)般按照(zhào&≥)50w／ｍ２估算(suàn)、有(yǒu)餐廳用(yòng)電(d→π iàn)的(de)情況下(xià)按照(zhào)2kW／人(ré←n)估算(suàn)、用(yòng)燃氣δγ×的(de)情況下(xià)按照(zhào)5w／人(rén)估算(su↑♣àn)。
5. 根據負荷計(jì)算(suàn)要(yào)求，季節性用(yòng)電δ$¥✘(diàn)設備應選擇其最大(dà)者計(jì)入總設備容量。數(shù)據≠≤中心空(kōng)調負荷一(yī)般會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎ♥§n)大(dà)于采暖負荷，所以計(jì)算(suàn<₽§₹)時(shí)隻需計(jì)算(suàn)空(kōng×£↔Ω)調負荷即可(kě)。
6. 根據負荷計(jì)算(suàn)要(yào)求，消防 ♠≤γ設備容量一(yī)般不(bù)計(jì)入總設備容量，所以計(jì)算÷¥γ(suàn)時(shí)消防電(diànε )梯不(bù)計(jì)入。
7. 根據供電(diàn)部門(mén)要(yào)求，進行(x±≠íng)無功補償後的(de)功率因數(shù)需達到(dào)0&®±.95以上(shàng)，一(yī)般按照(zhào)變壓器(qì)容量的(d♣↕e)30%進行(xíng)補償。
8. 根據相(xiàng)關經驗數(shù)據，負荷計(jì)算(s→∏uàn)中同時(shí)系數(shù)取0.9-0.95。
五、實例分(fēn)析
以某運營商新建數(shù)據中心為(wèi)例：建設标準為(±≠∞wèi)Toer IV 等 級，IDC 機£ (jī) 房(fáng) 約1000ｍ2，新建單機✔₹(jī)功耗5kW的(de)IT設備200架、單機(jī)功耗1Ω00kW的(de)IT設備50架，IDC機(jī)房(fáng)內(₩$π←nèi)空(kōng)調和(hé)照(zhào)明(€γ±♥míng)按配套配置（空(kōng)調系統暫≠€♣不(bù)考慮由UPS系統供電(diàn)）。變配電(diàn)及UPS等設♦"備機(jī)房(fáng)約1000ｍ2、辦公區(qū)約γ δ1000ｍ2。消防電(diàn)梯2台1用π↓₹≠(yòng)1備，設備容量為(wèi)50kW／台。✔↕辦公室設電(diàn)采暖2台，容量分(∞σfēn)别約80kW和(hé)50kW。要(γ↕♠yào)求通(tōng)過負荷計(jì)算λ≥₽(suàn)确定本數(shù)據中心供配電(diàn)系統設備配置Ω 。
步驟1：确定為(wèi)IT 設備供電(diàn)的©"∞(de)系統配置
根據《通(tōng)信用(yòng)不(bù)間(jiān)斷電(diàn)源¥♠↔σ—UPS》（YD ╱T095-2008）對(duì)UPS設備輸出有δ₩•(yǒu)功功率的(de)要(yào)求為(wèi)：≥額定容量×0.7kβ★W／kVA，因 此，配置的(de)UPS容量應為(wèi)：(200*5↔₩★+50*10)/0.7kVA=2142.86kV₹×®↑A。IDC機(jī)房(fáng)按 Tier IV ®≠标準機(jī)房(fáng)設置，UPS設備按2N配置考慮"¥♦←，配置的(de) UPS設備總容量不(bù)應小(♦ ↔xiǎo)于4285.71kVA。本工(gōng)程需新建2套“3+3”并機♠≤±Ω(jī)400kVA UPS電(diàn)源系§δβ統。UPS主機(jī)配置的(de)蓄電(diàn)池組按∑ α單機(jī)滿負荷情況下(xià)後備時(★↑☆shí)間(jiān)為(wèi)15min（2V蓄電(diàn)池單體(≈↔∑tǐ)的(de)放(fàng)電(diàn)終止電(diàn)壓為(wè₽≠★i)1.8V）考慮，每台UPS設備配置3±××組200AH蓄電(diàn)池組，共計(jì)♠≥36組。
步驟2：進行(xíng)負荷計(jì)算(β"suàn)
需進行(xíng)計(jì)算(suàn)的(de)各要(yào)₹∞φ素：UPS、UPS蓄電(diàn)池充電(diàn)、機(jī<¥<)房(fáng)空(kōng)調及照(zhào)明(míng)、ΩΩ>辦公區(qū)空(kōng)調及照(zhào)明(míng)等。并按照(↔φα✘zhào)供電(diàn)部門(mén)要(yàε≥o)求進行(xíng)無功補償。
步驟3：根據負荷計(jì)算(suàn)結果及配置設備
根據負荷計(jì)算(suàn)，交流總負荷約為(wèσε↓×i)6425.36kVA，需油機(jī)保₩♥✔↑障負荷為(wèi)6032.88kW。按照(zhào)≥©₽Tier IV 等級和(hé)電(diàn)源配置的(de)要(yào)'≠¶求，拟設置2路(lù)10kV市(shì)電✘¥β(diàn)引入，雙路(lù)市(shì)電(diàn)應→&滿足單路(lù)承擔全部負荷的(de)能(néng)力。安裝高(gāo)壓♥£開(kāi)關櫃1套（包含進線隔離(lí)櫃2台、進線櫃2台♦♥、計(jì)量櫃2台、聯絡櫃2台、出線櫃 N 台）；安裝4台2000kV↑φ©<A幹式變壓器(qì)；低(dī)壓抽屜式開(kāi)關櫃2¥®套（每套包含2台進線櫃、2台油機(jī)市(shì)電(diàn)轉λα±✘換櫃、1 台低(dī)壓聯絡櫃、N台低(dī)壓饋電(dià$δ©€n)櫃、4台低(dī)壓電(diàn)容器(qì)櫃）£Ω；安裝4台1600kW柴油發電(diàn)機(jī)組。