一、项目需求
本次设计为XX银行机房的电力基础设施解决方案，主要包括数据中心机房（IDC）UPS供配电系统更换改造。UPS配电室在建筑三层，现有115KVA UPS供电设备采用双总线方式的双总线主备架构；单路负载不超过50%，总负载保持80%左右。可以以防止其中一台设备宕机故障后另一台设备满负荷运行，超过设备最大负载标准，造成供配电风险。
根据目前运行要求及设备供配电环境,更换两台160KVA模块化UPS主机供电。市电利用现有配电柜内的UPS主路输入250A断路器，通过铺设的线缆连接至UPS主机;UPS输出利用现有配电柜内的UPS输出250A断路器输送至各路负载；因为业务运转不能停机，采用临时供电结合UPS旁路实现不断电的切割方案。
二、设计原则
机房设备要求全年24小时连续运行、可靠、稳定、高效运行。而机房供配电系统的稳定、可靠运行需要一个良好的环境。为保证各项业务应用，数据中心基础设施必须具有高可靠性，决不能出现单点故障。要对数据中心机房的布局、结构设计、设备选型、日常维护等各个方面进行高可靠性的设计和建设系统建设要充分体现“面向未来”的设计思想，既要立足于现在，又要能适应今后的发展。通过运用现代高科技手段，努力建设一个具有先进水平的数据中心。
三、改造范围
此次更换改造涉及三层UPS配电室、市电电缆布设、UPS主机、电池、UPS输出电缆布设及各个配电柜。
整体关联参考下图：
四、实施原则及内容
总体原则：
1.制定详细的施工步骤，提前与用户沟通确定
2.需要停电的步骤要控制在最短时间内
3制定应急预案，关键步骤要可回溯，目的是尽快恢复供电
内容：
1. 新UPS主机放置在电源室原有UPS的4个柜位最外侧的2个柜位上，利用原有承重支架保持UPS主机底面与防静电地板上平面平齐，空出来的2个柜位恢复为防静电地板，解决电源室空间拥挤的问题。原有安装方式详见下图：
新UPS安装方式见下图：
现场位置情况详见下图：
2. 新UPS主机利用现有市电配电柜中的UPS主路250A断路器取电,电缆规格及敷设方式详见下图：
现有配电柜UPS主路断路器实物详见下图：
3. 新UPS主机利用现有UPS输出配电柜中的UPS输出250A断路器取电,电缆规格及敷设方式详见下图：
现有配电柜UPS输出断路器实物详见下图：
4. 为实现不停电更换UPS主机，现需要利用市电配电柜内的UPS旁路断路器+UPS输出配电柜内的备用断路器进行临时供电。此操作过程需要结合新旧UPS的旁路主路切换功能实现。
不停电切割线路示意图：
现有配电柜内相关断路器详见下图：
上图中电视大屏使用了UPS B的80A/3P输出备用断路器，切割时需要临时将电视大屏的供电改到其他备用断路器供电，腾出80A/3P输出备用断路器进行临时供电。
五、实施步骤
准备工作：
1. UPS电源室铺设电缆以下走线方式在静电地板下线槽中铺设。（来源，微信公众号：通信电源人）
2. 临时供电电缆的铺设，压接
3. 老UPS旁路转换功能测试
4. 系统柴油发电机功能测试
5. 新UPS主机连接电缆准备，完成电缆端子的压接，做好电缆标签
6. 充分准备电池组至UPS主机的连接电缆，压接好接线端子，做好电缆标签
7. 检查负载支路及保留的电缆标签，没有标签的要重新制作
UPS主机切割：
1. 根据现场实际踏勘，结合现场两台APC 模块化 UPS及其输入输出柜的供配电逻辑情况，绘制如下配电逻辑图；
2. 现贵行UPS为2N系统供电架构，但存在部分单电源设备，如按常规割接单电源设备需断电停机，为保证改造期间设备不断电，我司提供如下配电改造方案。根据现场实际情况得知，UPS B输入柜现有一个160A备用断路器，UPS B输出柜上现有一个80A断路器（为电视大屏供电）。
3. 关闭电视大屏系统，断开80A断路器，拆除80A下口线缆及零、地线，并将原有线缆迁移至其他空余空开处，临时为电视大屏供电。如下图所示，将提前敷设完成的临时供电线缆压接好铜鼻子，连接UPSB输入柜备用空开及输出柜80A空开下口。
4. 断开末端双电源设备中由UPS B供电的电源（避免因上电因负载过多而导致80A临时供电断路器过载保护），此时UPS B负载只有单电源设备。
5. 打开柴油发电机组，此时市电供电更为柴发供电，关闭UPS B（此时UPS为旁路供电模式），测量电流电压情况，并观察负载工作是否正常。测试完成后，依次闭合UPS输入柜中的160A备用断路器、输出柜中的80A断路器（此时UPS电子旁路与外部维修旁路并在一起为负载供电）（来源，微信公众号：通信电源人）如下图所示，负载测试正常后，依次断开UPS输入输出端断路器，此时由临时维修旁路为单电源设备供电。
6. 拆除原APC UPS B设备，安装新维谛160KVA UPS。连接已经敷设完成的4*70+1*35输入输出线缆。连接完成后送电开机调试（此时UPS输出柜总开关为断开状态），新UPS测试正常后，UPS关机（此时新UPS为旁路供电），依次闭合UPS输出空开，UPS输出柜总输入空开（此时UPS电子旁路与外部维修旁路并在一起为负载供电）。负载无异常，断开80A及输入柜160A临时供电空开。并拆除临时线缆，此时负载仅为UPS旁路供电，UPS开逆变，关闭柴油发电机组，闭合所有负载电源。确保单、双电源设备正常工作。恢复原电视大屏供电线缆，UPS B切换完成。如下图所示。
7. UPS B设备割接完成，待系统稳定后开始割接UPS A设备，连接提前敷设完成的临时旁路供电线缆， 压接好铜鼻子，连接UPS A输入柜备用空开及输出柜80A空开下口。
8. 打开柴油发电机组，此时市电供电更为柴发供电，关闭UPSA（此时UPS为旁路供电模式），测量电流电压情况，并观察负载工作是否正常。测试完成后，依次闭合UPS输入柜中的160A备用断路器、输出柜中的80A断路器（此时UPS电子旁路与外部维修旁路并在一起为负载供电）。如下图所示，负载测试正常后，依次断开UPS输入输出端断路器，此时由临时维修旁路为单电源设备供电。
9. 拆除原APC UPSA设备，安装新维谛160KVA UPS。连接已经敷设完成的4*70+1*35输入输出线缆。连接完成后送电开机调试（此时UPS输出柜总开关为断开状态），新UPS测试正常后，UPS关机（此时新UPS为旁路供电），依次闭合UPS输出空开，UPS输出柜总输入空开（此时UPS电子旁路与外部维修旁路并在一起为负载供电）。负载无异常，断开80A及输入柜160A临时供电空开。并拆除临时线缆，此时负载仅为UPS旁路供电，UPS开逆变，关闭柴油发电机组，闭合所有负载电源。确保单、双电源设备正常工作，UPS A切换完成。如下图所示。
收尾工作
1. 电源室现场清理，静电地板恢复
2. 新铺设电缆固定及电缆路由现场清理
3. 检查完善设备及电缆标签
4. 现场培训
5. 准备验收材料
6. 设备验收
六、施工进度
七、施工质量保证及目标
1. 施工前期准备
北京合力致胜在设备安装前，对设备安装的现场做好施工勘查，保证机房﹑电源﹑地线等满足施工必要条件，对于当时尚不能满足的条件，一定要明确向主管人员提出，并要求给出解决时间安排。
施工技术人员必须对UPS电气原理有基本认识，施工前索取机房设备安装图纸和电气布线图纸，为下一步的安装做准备。
1.1 施工现场检查
1.1.1 机房建筑条件检查
（1）屋顶﹑楼板施工完毕，不渗漏。
（2）门窗安装完毕，场地干净，道路畅通
1.1.2 环境条件检查
照明满足要求﹑存储温度：-40℃~+70℃（不带电池），-20℃~+55℃（带电池）相对湿度：5%~95%，无凝露；海拔高度：〈1500m落尘：周围环境保持清洁，地板上不能有明显灰尘，尤其不能有带导电性质的粉屑，机房空气中不能含有酸雾或其他导电介质，减少有害灰尘对内部线路的腐蚀。机房应配备合格的消防、防雷措施。UPS长配置时，电池较重，应考虑地板承重能力。空间：保证UPS维护时，工程人员有一定的操作空间。
1.1.3 临时供电条件检查
用户应为机房施工现场提供临时施工用电，临时用电为三相五线制。
1.1.4 地线条件检查
由接地装置引来的接地线铺设到位。为了确保系统稳定可靠地工作，防止寄生电容耦合干扰，保护设备及人身安全，系统必须良好接地。接地系统以接地电阻表示接地的性能，接地电阻一般必须小于5Ω，对于一些精密电子仪器仪表、医疗仪器接地电阻甚至要求小于1Ω。
1.1.5电网情况
电网情况包括电网电压波动范围、停电频率等，确定UPS备用时间配置。如有必要，可以在UPS前级增设其他保护措施，如在雷电多发区选配外接C级防雷箱。
1.1.6配电要求
安装UPS时，必须充分考虑设备的交流输入、输出和电池等因素，选用适当的接线材料和线径。UPS一般装在室内，距离负载较近，一般采用铜心绝缘电缆，导线截面必须符合安全标准，满足电压降和温升等要求。当距离较远时，重点考虑电压降，然后再校验温升，当距离近时，电压降很小，主要考虑温升指标。
1.1.7空开容量的选择
根据设备产品手册选用足容量的电缆及断路器，接线采用端子排型式，需要将UPS交流输入线连接到用户配电盘断路器上，使UPS或负载出现紧急情况时，能够迅速切断电源，防止设备损坏。
1.1.8 UPS电池配置
根据UPS后备时间的不同，长机型需要外配不同容量的蓄电池，
外接电池箱的具体连接如下：*将电池柜就位，先卸上盖板，再卸四周挡板；*将电池线在电池柜空开端接好，另一端在UPS的“＋”、“－”端接好；*先安装最底层电池，再安装上面两层的电池，注意电池串联连接极性，用连接线缆连接电池端子时应用绝缘胶布将另一端子包好，以免造成电池短路，接好后用力抽拉每根电池电缆的端子，检查其是否压紧，要保证可靠连接；*电池串联后接入电池柜空开，检查电池极性是否正确，电压是否正常；*合电池柜空开，由电池向UPS供电，如果系统自检提示故障，检查电池是否接反或接错。
1.1.9 安装注意事项
1、建议将主机安装在水平的地面上。
2、UPS的后面板及侧板应与墙壁或相邻设备间保持50cm以上的距离，勿用物品遮盖前面板进风口，以免阻碍UPS风机排气孔的排气性能，UPS底部也有进风口，同样应保证其通畅。
3、保持UPS安装环境的通风良好，避免安装在过热或湿度过高的环境中，远离水、可燃性气体、腐蚀剂和发热源，避免阳光直射，尽量保持进/出风口无灰尘。
4、避免在有粉尘、挥发性气体、盐份过高，有腐蚀性物质的环境中使用。
5、UPS具有电池接反保护功能，电池接反时UPS会显示电池故障报警。安装时应先断开电池箱开关，再断开交流输入开关。电池接反保护电路在电池接入后起作用，检测到电池接反后关断充电器输出与电池的连接，此时即使充电器工作也不会造成事故，并报电池故障。
1.2 施工资料准备
特殊工种需持有国家颁发的特殊工种操作证上岗，施工过程中如需使用电焊，会提前向用户和业主申请动火操作。施工人员需仔细阅读设备“用户手册”。施工图纸及技术资料齐全。
1.3 材料与工具准备
施工所需物料和施工仪表﹑工具都齐备，使用前必须进行检查。
序号 | 设备名称 | 单位 | 数量 | 备注 |
1 | 绝缘表 | 个 | 1 | |
2 | 万用表 | 个 | 1 | |
3 | 十字螺丝刀 | 把 | 2 | |
4 | 一字螺丝刀 | 把 | 2 | |
5 | 尖嘴钳 | 把 | 1 | |
6 | 液压钳 | 台 | 1 | |
7 | 老虎钳 | 把 | 1 | |
8 | 壁纸刀 | 把 | 1 | |
9 | 线滚子 | 个 | 1 | |
10 | 冲击电钻 | 台 | 1 | |
11 | 液压钳 | 台 | 1 | |
12 | 电缆剪 | 把 | 1 | |
13 | 手电钻 | 把 | 1 |
2. 安全规范
2.1 为了施工安全划定自己的工作面，未经允许不得跨工作面作业，不得操作用户原有设备。
2.2 施工前，首先将施工工具作绝缘处理，如：扳手的把柄、螺丝刀杆等裸露金属的工作部位，都应用绝缘胶带缠裹两层，同时摘除手指和手腕的金属物件。
2.3 当设备进行交流接电时，设备的隔离开关﹑断路器，均应调到OFF的断开状态，并在停电设备的隔离开关手柄上悬挂“停电作业，请勿合闸”的警示牌。
2.4 为确保安全，停电后，操作前必须用万用表和试电笔确认无电压存在。
3. UPS设备的安装
根据客户需求确定UPS安装形式,包括：单机系统、并机系统、双母线系统。
3.1设备清点和检查
3.1.1 设备开箱检验，检验结论应有记录，多方签字，保留原件。
3.1.2 注意检验制造厂商的有关技术文件是否齐全，妥善保管。
3.1.3 如果发现设备外包装有严重变形﹑损坏﹑开裂﹑水浸等现象时，要注意保护现场，留取证据。(注意：大中型UPS在运输过程中必须保持竖立)
3.2 机柜基础槽钢或底座
根据图纸及设备安装说明检查引入引出管线﹑机柜基础槽钢或底座﹑接地是否符合要求，重点检查基础槽钢或底座与机柜固定螺栓孔的位置是否正确﹑基础槽钢水平度及不平度是否符合要求。
基础型钢没有接地，不能确保运行中人身和设备安全，所以基础型钢应有可靠接地。
3.3 主回路线缆及控制电缆铺设
UPS进出线都支持下进出线方式，部分UPS兼容多种进出线方式，可以通过地槽铺设电缆，或采用桥架电缆铺设方法，部分﹑类型UPS采用上进线方式时需配置上进线柜。
线缆及控制电缆铺设应符合国家有关现行技术标准。
线缆铺设完毕后应进行绝缘测试，线间及对地绝缘阻值应大于0.5MΩ。
3.4机柜就位及固定
UPS设备机柜就位后，调整设备机柜地脚螺栓的高度，使机柜完全竖直不倾斜。为防止地震时UPS发生前、后、左、右移动而影响供电，在UPS设备定位后，要用螺丝将并排摆放的机柜相互栓住，还要将UPS机柜与地面加固。有的UPS机柜可以直接用膨胀螺栓与地面加固。有的UPS地脚是滚轮的，无法直接与地面加固，对于这样的UPS机柜在定位后可以用角钢在紧靠着UPS地脚前、后处，用直径10毫米以上的膨胀螺栓与地面进行加固。这样安装后的设备比较安全、可靠。
3.5 机柜设备安装接线
3.5.1 一次回路接线
a．一次回路电缆穿越金属框架或构件时，三相电缆均应在一起穿越，防止因交流强电流能量场产生涡流，致使电缆局部发热。
b.一次回路电缆进入设备内应剥离外绝缘层和凯装钢带，以保持美观，同时对剥离出进行绝缘处理。
工作零线（N）应引至设备的中性母线上连接；保护线（PE）为黄绿双色线，应引至设备接地装置或接地母线上。
3.5.2 二次回路接线
a. 所有接线应有明确标记，连接必须紧固。
b. 线束的走向应横平竖直，不得有过多的交叉，尼龙扎带不宜抽拉过紧。
c. 所有分支线束在分支前后都要用扎带捆扎。
d. 连接到端子的每一根线缆均应有一定的防震弯曲，弯曲长度要一致，避免长短不一而造成拉紧现象。
4. 电池组就位及接线的注意事项
a. 旋拧固定端子必须用力矩扳手，遵循厂家规定。
b. 蓄电池出厂时都是100%电量，安装和搬运中应使用绝缘护套工具，摘除戒指和手表。
c. 电池垂直测最少有10mm的间隔，以保持周围空气自由流动。
d. 蓄电池连接线尽可能长度一致，避免不必要的压降。
e. 通常先进行电池间电缆的连接，然后是层之间的，最后进行电池开关电缆的连接。
f. 电池组安装距离墙壁及其它设备，安全距离0.5米以上。
g. 在不具备浮充的条件下，切勿将电池组与充电电源连接，以免电池组对充电电源小电流放电将容量放光。
5. 系统上电前测试检查
1. 对照施工图纸、设备安装说明检查各系统回路的接线。尤其是相线的顺序与色标是否符合规定。
2. 被污染的设备表面是否已经擦拭干净，设备内的余线、料头等杂物是否清理干净。
3. 任何一点与主接地端子之间的直流电阻值应小于或等于10mΩ。在前期一切都按照施工规范进行施工后，在最后检查确认无误后通电测试。
6、UPS调试
对于已经安装好的UPS设备，首先应在空载情况下，按照以下程序进行调试：
1、断开负载，用万用表测量市电是否正常、零火线是否接反，对长机型还要检查外接电池电压是否正常，正负极性是否连接正确。一切正常后，首先合上外接电池空开，再合上输入市电空开，观察面板指示。正常情况下应为旁路工作模式，用万用表测量UPS输出电压应为市电电压
2、按开机键约2-3秒钟，观察面板显示应为市电逆变工作模式，用万用表测量输出电压应为220V稳压稳频交流电
3、断开市电输入开关，此时风鸣器应有嘀嘀声，观察面板显示应为电池逆变状态，用万用表测量输出电压应为220V稳压稳频交流电，此时说明市电掉电后，由电池逆变供电。
4、合上市电开关约五分钟，观察面板显示应为市电逆变供电模式。说明在电池逆变供电情况下，市电恢复正常后负载供电转为市电逆变供电。
5、按关机键，观察面板显示市电旁路供电模式，测量输出电压应为市电电压。
6、断开输入市电，此时UPS没有输出，面板无显示；按开机键，电池逆变供电。表明系统可以实现电池冷启动开机。通过上述空载调试，可以验证UPS冷启动功能及工作模式间的切换，接下来必须进行带载调试。闭合外接电池输入空开，接入市电UPS旁路工作，逐渐切入负载，按开机键使UPS工作于市电逆变状态，向负载供电。
这里必须强调一点，UPS的开机与关机必须符合以下步骤：
（一）开机
（1）检查交流输入的零火线、外接电池的电压大小、方向是否正确；
（2）先合电池输入开关，再合市电输入开关，使UPS工作于旁路供电状态；
（3）在旁路供电情况下逐步切入负载；
（4）按开机键启动逆变器，UPS处于逆变供电状态，UPS启动完毕后，向负载供电。
（二）关机
（1）断开负载，按关机键使UPS处于旁路工作模式；
（2）在旁路工作情况下，切断输入市电关机；
（3）断开外接电池箱输入开关。
八、应急预案
※目的：当出现应急情况时，及时采取相应措施，避免、减少人员伤亡和财产损失。
※适用范围：适用于在施工过程中遇到下列任一应急情况：火灾、触电、高空坠落和打击等。
※职责：
1、人员到达施工现场后，认真学习业主相关规章制度，熟悉应急措施及逃生路线，知道各自的应急部署职责；
2、开工前，我公司成立以现场第一负责人为首的应急小组，建立应急抢险队伍并服从业主制定执行的应急措施，听从业主的应急小组的指挥。
3、施工过程中发生电气火灾时，要迅速切断电源，使用专用灭火器灭火。
4、施工过程中发生触电事故时，要认真组织现场抢救，并及时与医务人员联系，进行抢救。
5、暂停施工
在下列情况应立即下令部分或全部暂停作业：
附近发生火灾或出现可能发生火灾的因素时；维修项目组认为有必要停止作业的情况时；当上述事件处理完毕，接到有关人员指令后方可恢复工作。
6、在施工中发生紧急情况时，各负责人要积极承担起应急指挥责任，组织现场施工人员履行各自职责。
7、启动应急方案时，所有人员要有组织的行动，不可慌乱、盲目行动，要在最短的时间内上报业主。
8、项目经理、领队在施工现场出现应急事件时，为现场（代表公司或本部）的第一负责人。
9、在业主现场执行任务时，发生应急事件，一切听从业主现场指挥和管理，全体作业人员听从业主的调遣，执行业主的应急预案。
※突发事件处理
1、UPS突然发生故障不能供电，例如：新UPS主机无法正常开机为负载设备供电情况？
本次UPS所选新UPS为模块化设计，如果单个模块在开机过程中发生故障，另外一个模块供电，并不会影响UPS主机的加电测试和调试，而且机器本身自带旁路，在机器开机过程中发生问题的话，可以调到旁路状态。
2、施工中电缆和辅料出现问题？
做好充分的施工前期准备，对于所用到的电缆、辅料等多准备一部分带到现场，如果现场施工时发现问题立即使用备用材料进行调换，可以充分保障施工工作的正常进行。
3、断电应急处理原则
电力中断时，以保障数据机房内生产用电设备不中断运行为第一位任务，现场指挥人员要冷静沉着地对事故和周围环境作出判断，并有效地指挥所有人员在第一时间内切换备用电力系统。
发生停电事故后严格按照事故的性质及严重程度，遵循事故报告原则，用快速方法向主管领导报告。
事故发生后要快速地采取一切措施防止事故蔓延和二次事故发生。
