数据中心市电引入过程及常见方式

数据中心的电从哪儿来？
常规情况下，数据中心主要采用市电配电，一般可靠性要求数据中心引入两路市电电源，每一路市电电源的供电容量，都需要能完全满足数据中心的全部电力需求，两路电源在负荷设备输入端自动切换，正常时同时供电运行。
一 市电引入过程
发电厂生产的电能通过由变电所和电力线路组成的电力网，经过各级配电系统提供给电力用户，最终由用电设备消耗掉电能。发电厂、电力线路、变电所、电力用户组成了电力系统。数据中心属于电力系统中的电力用户。市电从生产到引入数据中心通常要经历生产、输送、变换和分配等四个环节。

二 市电引入的四个环节
我国发电厂的发电机组输出额定电压为3.15～20kV，由于发电厂多建在一次能源所在地，一般距离数据中心较远。为了减少线路能耗和压降，节约有色金属和降低线路工程造价，必须经发电厂中的升压变电所升压至35～500 kV，再由高压输电线输送到受电区域变电所降压后送到数据中心使用。


三 市电引入的电压等级
数据中心一般根据需用功率来选择市电引入电压，数据中心的高压变配电系统电压主要根据用电容量、用电设备特性、供电距离、供电线路的回路数、当地公共电网现状及其发展现状等因素综合考虑决定。要从供电安全、经济出发，根据电网规划、用电性质、用电容量、用电方式及当地供电条件等因素，进行经济性对比后与电网协商确定供电电压等级。
◆小型数据中心或局站负荷在100kW～8000kW时应采用10kV市电引入。
◆当数据中心或局站负荷超过8000kW时可根据当地电力条件并经综合比较，采用多路10kV市电引入，或采用更高电压等级（如：20kV、35kV、110kV等）市电引入。
◆目前的超大型数据中心用电负荷大、功率密度高，所以往往采用35KV、110KV和220KV市电引入。目的是为了提高配电电压可以提高供电能力、减少土地占用量、减少建设投资、降低损耗和提高电压质量。

配电电压的高低取决于供电电压、用电设备的电压，以及配电范围、负荷大小和分布情况。对数据中心而言，多采用10kV和35kV配电电压。10kV系统是当前数据中心接触到的最多的高压变配电系统，相对而言很少见到6kV系统。
◆10kV系统相比较于6kV系统能够提供更大的负荷容量。
◆在配电线路方面，在同样的输送功率和输送距离条件下，配电电压越高，线路电流越小，因为线路所采用的导线或电缆截面积越小，从而降低线路的初期投资和金属消耗量，且可减少线路的电能损耗和电压损耗。
◆在开关设备的投资方面，实际使用的6kV开关设备的型号和规格与10kV的基本相同，因此在这方面10kV方案不会比6kV方案增加多少。
◆在供电的安全性和可靠性方面，采用6kV系统和10kV系统差别不大。
◆在适应性方面，10kV系统优于6kV系统。
对高压配电电压，全国各个大、中城市根据自身特点选择自己的高压配电电压等级。例如，北京采取在城区逐步取消35kV电压等级，保留110kV电压等级的方案；天津则逐步取消110kV，保留35kV；上海保留了35kV和110kV电压等级，要求不同区域因地制宜选用两个电压等级之一。此外， 在我国，20kV正式列入GB/T156-2017。随着配电电压的提高，势必为数据中心提供更多的容量支持，且更为环保节能。
四 市电引入方式
常见的市电引入方式通常可分为双路引入和单路引入两类。根据引入的局向、路由等，大致可以分为下列方式。
1.双站双路引入：从两个独立变电站经完全不同路由各引入一路专用供电线的方式，两个电源进线从不同路由引入敷设或两个电源进线从同路由引入，不同走线架敷设，根据容量可以选择10KV、35KV或110KV电压供电。
2. 同站双路引入：某一变电站两台主变压器经不同路由分别引入一路专用供电线的方式，两个电源进线同路由，不同走线架敷设，可以采用中压油机或低压油机方案。


3. 同站同变双路引入：从一个变电站的同一台主变压器经不同路由引入两路专用供电线的方式，两个电源进线同路由，不同走线架敷设，这种方式可靠性和经济性较差。

4. 单路引入方式：从一个变电站引入一路专用供电线的方式。


五 市电运行方式
对于双路市电引入的情况，有以下运行和备用方式>
1、分供方式：双路市电同时供电，并分配给不同的负载。一般要求总供电容量不超出单路市电额定容量。
2、主备方式：平时双路市电同时在线，但只允许其中一路供电，另一路空载备用；当需要时可通过配电系统切换操作，备路供电。
以上备用方式通常需根据电力部门要求进行协定，在可能的情况下尽量采用分供方式。
六 市电分类

今天我们了解了数据中心市电引入过程、电压等级及市电引入的几种常用方式，希望对于想快速全面了解数据中心各专业领域的人士有所帮助。