數(shù)據(jù)中心變電站:從頭開始設(shè)計

By Asa Whitfield

為了確保長期的靈活性、可靠性和安全性，數(shù)據(jù)中心運營商越來越多地尋求建造、擁有和運營自己的變電站。

這些可以由專業(yè)企業(yè)提供和建造，這些企業(yè)在與配電網(wǎng)絡(luò)運營商(DNO)的連接方面具有專業(yè)知識，并且了解數(shù)據(jù)中心運營商的特殊需求。

然而，為數(shù)據(jù)中心設(shè)計變電站通常涉及獨特的土木工程挑戰(zhàn)和專業(yè)的電纜布線知識，這就是為什么從項目一開始就必須聘請這些學科的專家。

為什么擁有并運營自己的變電站?

數(shù)據(jù)中心運營商發(fā)現(xiàn)，指定并擁有自己的變電站可能會有優(yōu)勢。這可能比公用事業(yè)建造的更快。也更有可能準確地決定自己想要什么類型的變電站，這有助于影響預(yù)算。運營商將能夠通過構(gòu)建靈活性和可擴展性來適應(yīng)未來，也許還可以替代更環(huán)保/更便宜的發(fā)電來源。也可以決定對一系列威脅的保護級別，如故意破壞行為、極端天氣事件或其他環(huán)境影響。

大多數(shù)數(shù)據(jù)中心運營商將變電站的設(shè)計和建造分包給專業(yè)供應(yīng)企業(yè)，通常還包括變電站的持續(xù)運營和維護。

設(shè)計中包含什么?

設(shè)計變電站涉及一些特殊的挑戰(zhàn)，例如提供電纜拉力計算、評估變電站結(jié)構(gòu)對故障情況事件的爆炸荷抵阻力，以及提供AutoTrack分析和建模，以演示大型設(shè)備（例如變壓器）將如何移動到現(xiàn)場位置。

一些變電站供應(yīng)商可以自己處理這些任務(wù)，因為其擁有所需的內(nèi)部資源。然而，其他人可能傾向于引進設(shè)計專家，以減輕方案和成本的風險。

有什么風險？

通過變電站將數(shù)據(jù)中心連接到電網(wǎng)可能需要數(shù)百米的高壓電纜。這些定制的電纜每米可重達20-30公斤，通常不能直接埋在地下；路線必須預(yù)先確定，并設(shè)計管道和拉坑。通過提供精確的電纜布線設(shè)計和電纜牽拉計算，確保當電纜需要通過彎曲時，牽拉力不會損害電纜或管道側(cè)壁。如果任何元件損壞并需要更換，這兩種情況中的任何一種都可能導致計劃延遲和巨大的計劃外成本。

高壓設(shè)備中的電氣故障雖然罕見，但可能會導致超壓，從而損壞設(shè)備所在的變電站。例如，開關(guān)設(shè)備的電弧故障會導致突然的高溫。這會加熱設(shè)備周圍的空氣，并向室內(nèi)釋放出爆炸。如果房間容量不足，這種快速增加的體積無處可去，可能會損壞建筑物。

好的設(shè)計將評估建筑物的結(jié)構(gòu)是否能承受這種超壓。如果沒有，則可以設(shè)計一個風管，通過百葉窗從房間內(nèi)釋放超壓，將其排放到安全空間。

一般來說，一個變電站將配備一臺或多臺變壓器，每臺變壓器的重量可達80-120噸，甚至更多。當這些設(shè)備到達現(xiàn)場時，重要的是要準確地指定變壓器將如何卸載和放置到位。一個經(jīng)驗豐富的設(shè)計團隊將確保這個復(fù)雜的過程無縫地進行，在交付日之前進行臨時工程設(shè)計和自動跟蹤分析來建模過程。

經(jīng)驗豐富的變電站設(shè)計師可以預(yù)見和克服的其他潛在問題包括防火墻要求、噪音、現(xiàn)場限制和環(huán)境考慮。如果變壓器靠近另一個變壓器或結(jié)構(gòu)，則可能需要防火墻。如果站點靠近居民區(qū)，變壓器的低嗡嗡聲可能會產(chǎn)生干擾。好的設(shè)計可以減少任何潛在的噪音問題。

好的設(shè)計如何降低變電站的整體成本

從一開始就聘請專業(yè)設(shè)計企業(yè)可以減少整個項目的時間和成本。有些人可能會認為花時間進行徹底的設(shè)計過程是對計劃時間表和預(yù)算的風險，但事實上，通常情況恰恰相反。

將設(shè)計牢牢地放在變電站項目的核心位置不僅可以節(jié)省資金——無論是資本支出還是整個生命周期成本——還可以增加價值，降低風險，并有助于創(chuàng)造一種在未來長期按預(yù)期運行的資產(chǎn)。

值得信賴的設(shè)計團隊的價值

一個專業(yè)的設(shè)計團隊將展示一系列旨在提供良好價值的實踐，并防止在項目的采購和運營生命周期內(nèi)為客戶帶來額外的費用。

這些實踐包括早期參與，可以從一開始就設(shè)計出問題。不可避免地，隨著項目的進行，任何重新設(shè)計都會對項目時間和成本產(chǎn)生影響。設(shè)計團隊越早參與項目，簡報過程就可以越徹底，從而減少由于不可預(yù)見因素而導致的成本高昂的重新設(shè)計的可能性。

早期簡報還可以考慮到任何地方當局規(guī)劃方面的考慮。變電站的規(guī)劃許可可根據(jù)“許可開發(fā)”授予，但在其他情況下，可能需要完整的規(guī)劃申請，從一開始就要求更詳細的圖紙。

雇用具有敏捷性和靈活性的設(shè)計團隊是值得的。使用具有這種文化和態(tài)度的企業(yè)意味著他們更有可能參與新的想法，從而在時間、成本和資源方面產(chǎn)生項目效益。

經(jīng)驗表明，實地考察總是會對項目成本產(chǎn)生積極影響。只有這么多設(shè)計工作可以在辦公桌后完成;新的解決方案、替代的工作方式和創(chuàng)新的想法經(jīng)常會在現(xiàn)場的參觀和討論中出現(xiàn)。

設(shè)計技術(shù)可以節(jié)省成本，同時滿足簡報的要求。例如，通過創(chuàng)新的3D和4D建模技術(shù)等技術(shù)來提高效率和精度，為項目帶來效益。

協(xié)作關(guān)系始終對項目效率產(chǎn)生積極影響，并可以通過軟技能幫助客戶實現(xiàn)最佳價值。這包括與其他客戶和項目團隊密切合作，完善簡報以更成功地解決問題:以更低的成本，使用更少的資源或更快地完成。

總結(jié)

對于任何變電站項目而言，重要的是聘請正確的設(shè)計企業(yè)，將經(jīng)驗、專業(yè)技能和不同部門的廣泛工作相結(jié)合。這些項目通常需要復(fù)雜而詳細的土木工程設(shè)計要求，以及對地方當局規(guī)劃法規(guī)的深入了解。

從招標階段到詳細設(shè)計，經(jīng)驗和合作對如何優(yōu)化土木設(shè)計以識別和減輕潛在風險、識別機會并確保項目成功交付產(chǎn)生了巨大影響。

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