最新动态
您所在的位置：
本期微课内容用一个配电系统改造的案例来解析步骤中可能存在的风险。通过对该风险进一步展开讨论，从而引申出相关知识点，达到知识的巩固和拓展。各位同学请耐心读下去吧。
导读
某数据中心新建一套低压配电系统替换原有旧的低压配电系统，新建的配电系统以下简称“新系统”，原有旧配电系统简称“旧系统”。新系统为2N架构，其中A组的已经建好，2台160KVA的UPS并机投入使用，并带有一定负载。此时需要将旧系统中的负载割接至此并机组中使用。旧系统负载双电源都接到同一并机，本次把所有负载切到新建新系统后，拆掉旧系统，在旧系统原址新建新系统的B路，再将现割接至新系统的中的原B路列头柜割接回新系统B路。改造前后系统图如下：
图1：改造前
图2：改造后
现场概况：
1、新系统A组UPS所带负载不大。
2、旧系统所带负载为双电源。
3、旧系统隔离变压器容量120KVA。
4、测得80KVA容量的隔离变压器空载励磁电流330A.
风险评估：
1、割接时须关停一边的电源，服务器由单边电源供电。
2、列头柜割接至新系统后，隔离变压器加电时励磁电流较大，可能导致UPS转旁路。
3、服务器经历两次双电源切换后可能影响部分性能不佳的服务器运行。
对于这种级别的改造属于重大变更，重大变更都需要由施工单位编写方案并组织专家论证。在数据中心运维管理中，这类变更需要提交变更工单，上升到变更委员会进行审批。那么改造方案该写什么内容呢？本微课简单做一次示例。
某数据中心配电系统改造方案
一、工程概况
描述本次改造的项目需求，改造的目的，改造后要达到的标准。主要内容如本文章的导读所写的内容。这里不再赘述。
二、编制依据：
不同施工方案涉及不同专业内容，遵循的规范标准也不尽相同，针对本次施工方案至少应遵循以下几个标准：
GB50052-2009《供配电系统设计规范》
GB 50254-2014《电气装置安装工程低压电器施工及验收规范》
GB 50168-2006《电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范》
GB 50171-2012《电气装置安装工程盘、柜及二次回路施工及验收规范》
GB 50172-2012《电气装置安装工程蓄电池施工及验收规范》
GB 50174-2008《电子信息系统机房设计规范》
GBJ 148-90《电气装置安装工程变压器、油浸电抗器、互感器施工及验收规范》
GB50150-2006《电气装置安装工程电气交接试验标准》
JGJ46-2012《施工现场临时用电安全技术规范》
三、施工程序：
施工程序指施工的主要工作步骤。本方案暂不进行施工步骤的详细描述，下图是本改造施工的基本步骤。仅供参考。
本施工程序中，关键步骤在于将旧列头柜割接至新系统时，列头柜上电过程的风险把控。此步骤改造前后的系统图分别如下：
图3：割接前
图4：割接后
四、施工进度计划：
由于不同的数据中心、不同企业所确定的变更窗口不尽相同，故施工进度计划应该根据变更窗口的时间、施工现场操作难度、工作量和人员、机具等资源投入情况来确定。本案例对实际情况不了解，本示例不进行详述。
五、施工方法和工艺要求
依据以上各规范标准的规定执行。本示例也不进行详述。
六、技术保障措施：
1、应用系统先行备份
2、启动列头柜时应适当延时，加大上级开关整定值。
3、服务器割接宜分批进行，割接成功一批再进行下一批割接。
4、隔离变压器先空载加电，待励磁电流回落到正常状态后再加负载。
5、服务器切换电源后应及时验证其运行状态。
七、安全保障措施：
1、佩带绝缘手套；
2、进行操作的工具进行绝缘处理；
3、停电后，操作前用验电笔进行验电；
4、所有电缆压接前进行绝缘检测；
5、施工过程不允许合闸的开关应及时挂牌。
八、资源配置计划
资源配置是指人、材、机等资源投入。涉及面较广，本示例不在此详述。
九、施工图纸
施工单位应将施工前后的图纸整理成册，用于指导现场施工人员的具体工作。图纸必须提前由变更委员会审核，审核通过方可实施。本示例不详述。
早在上世纪七十年代就用于电子计算机机房的配电系统，那时隔离变压器的应用与电源供电制式有关。当初计算机的耗电都非常大，属于高能耗的设备。使用隔离变压器的原因有二：一是企业电网结构是TN-C，其二是当初计算机供电系统要有独立的N零钱，没法与企业的电网零钱合并，而当时的标准是“在地表上不能有金属物（线）相连”。隔离变压器的出现，很好的解决这个问题。到了2008年至2011年由于工厂信息化管理的发展，工厂开始采购UPS。UPS的应用也遇到了同样的问题。工厂供电系统还是TN-C，N、PE合用，从UPS应用角度看还是没零线！怎么办？隔离变压器又一次站在了潮流的前线。很好的解决这个问题。我们都知道UPS有主源、旁源之分。主源是整流器，三相三线需求，不需要零钱。旁源倒是三相四线，有零线需求，那么好，为解决电网不能并用的问题，在旁路上加装一个隔离变压器，这就是最早UPS隔离变压器的应用。
当时为什么不把隔离变压器设计在UPS的输出？
一是因为旁路的输入不满足UPS的要求，二是因为UPS主回路已经有了内置的隔离变压器了。因此只需要在旁路输入端加一个隔离变压器。
那现在怎么把隔离变压器设计在UPS输出了呢？
其实是误解了UPS内部有隔离变压器，话又说回到UPS的电路结构：什么UPS没有“内部隔离变压器”？那归根到底还是零地的问题。一个新技术的诞生，你要兼顾以前的陈旧技术，如不能兼顾，就会有“疑虑”。万一出现问题谁来“负责”。解决办法就是在输出装个隔离变压器！
自从引入了TIA942，发布了GB50174，以及高频UPS的推广，就开始大量使用UPS输出的隔离变压器了。
隔离变压器有没有应用上的好处？
那肯定是有的，就拿投资来说，应用隔离变压器可以节约投资！
因为你的供配电系统完全改变了，就这一块就能节约不少钱呢！还能把动力系统的配电与机房内的配电完全隔离开，系统更加安全。还能解决最大的三次谐波问题，只要选好合适的高频机，供电系统的功率因数几乎能接近于1。
隔离变压器最大的问题就是励磁涌流。
励磁涌流是由于变压器铁芯磁通饱和所引起的冲击电流，其大小与变压器等值阻抗、合闸初相角有关，当变压器空载投入。由于磁链不能突变，会产一个电流分量，经过一段时间后变压器铁芯磁通饱和，变压器励磁绕组电感降低，就会出现数值很大的励磁电流。
涌流什么时候最大?
在切入时（上电）正好是刚过零，饱和最大，浪涌也就最大，可达空载的数几十倍。涌流含有数值很大的高次谐波分量主要是二次和三次谐波。
涌流大小与什么有关？
一般情况下，变压器容量越大，涌流也越大，衰减的持续时间也就越长。
如何避开涌流高峰？
设计时列头柜加装时序启动装置，让列头柜启动时应适当延时或加大上级开关整定值。如系统没有时序启动装置，暂时无法规避的，也就是在过零后90度相角切投，涌流可以接近于零。在UPS应用中，由于隔离变压器是装在UPS的输出，涌流是通过旁路STS转到旁源上的。
采用副边短接方法隔离变压励磁涌流会减小吗？
操作方法:隔离变压器副边先暂时短接一次（去除剩磁），隔离变压器再接上电源。
实际通电后隔离变压器涌流是不会减小的。变压器涌流大小于剩磁无关（硅钢片是不会有剩磁），与施加电压和变压器铁芯的磁饱和度有关。如变压器副边带有一定的负载，涌流的持续时间是会减小的。
在实际操作过程中，有时涌流非常大，上游保护MCCB会动作分离，为什么有时涌流又会比较小，变压器能正常上电，上游保护MCCB不会动作？
因为在交流电路中，涌流产生的主要原因是变压器铁心的磁化曲线非线性化，磁通永远是落后于电压90度相位角，如果合闸时电压正好达到电压最大值，则磁通瞬间值为零，在这种情况下变压器就不会产生涌流。
合闸瞬间过零点会产生较大涌流.若在波峰合闸涌流会显得平缓.与电压变化率大小成正比例涌流可以通过上游MCCB的延时设定来解决。
小编
本期微课感谢各位老师，同学们热烈的讨论！让我们学到了不少以前没有听说过的知识！本期微课到此结束，期待下一期的知识分享！
