数据中心市电直供技术规范(T-DZJN 16—202).pdf
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1、ICS 29.020M 41团体标准T/DZJN 162020数据中心市电直供技术规范Technical Specification For Supply Of Grid Power Of Data Centers2020-11-24 发布2020-12-01 实施中国电子节能技术协会发 布T/DZJN 162020I目次前言.II1 范围.32 规范性引用文件.33 术语和定义.34 总则.55 基本规定.56 市电直供架构及工作模式.56.1 双路供电市电直供架构.56.2 ICT 设备内部 PSU 不同配置的市电直供架构.66.3 市电-不间断电源工作模式.87 市电直供对 ICT 设备
2、的要求.87.1 市电直供对 ICT 设备 PSU 的要求.87.2 ICT 设备 PSU 工作模式.108 市电直供对不间断电源设备的要求.108.1 对交流 UPS 设备的功能要求.108.2 UPS ECO 功能要求.119 市电直供对高压直流设备的要求.119.1 高压直流设备负载响应要求.119.2 休眠功能要求.1210 空调及其他设备市电直供要求.1210.1 空调及其他设备市电直供范围.1210.2 选型和设备配置要求.1311 配电要求.1311.1 对配电系统的要求.1311.2 对设备及元器件的要求.1412 电能质量治理.1412.1 电能质量治理总体要求.1412.2
3、 设备选型要求.1513 绝缘配合.1513.1 绝缘配合原则.1513.2 SPD 的保护水平和选用原则.1613.3 户外场景数据中心浪涌保护的特殊要求。.1613.4 TVSS 的选用原则.17T/DZJN 162020II前言本标准按照GB/T 1.1-2020起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。本标准由中国电子节能技术协会数据中心节能技术委员会提出。本标准由中国电子节能技术协会归口。本标准主要起草单位:中国电子节能技术协会数据中心节能技术委员会、国网思极紫光(青岛)云数科技有限公司、工业和信息化部电子第五研究所计量检测中心、上海东捷建设
4、(集团)有限公司、上海电力大学电气工程学院、广东省电信规划设计院有限公司、中元国际(上海)工程设计研究院有限公司、中国电信股份有限公司研究院、中国建筑技术集团有限公司、中国移动通信集团有限公司总部、中国联合网络通信有限公司研究院、中城建(北京)建筑设计有限公司、中通服咨询设计研究院有限公司、双登集团股份有限公司、北京北元电器有限公司、华信咨询设计研究院有限公司、安士缔(中国)电气设备有限公司、依米康科技集团股份有限公司、威胜电气有限公司、科华恒盛股份有限公司、信息产业电子第十一设计研究院科技工程股份有限公司、胜业电气股份有限公司、浙江佳贝思绿色能源有限公司、浙江南都电源动力股份有限公司、联通云
5、数据有限公司。本标准主要起草人:彭广香、吕天文、张广明、王龙刚、王惠东、王景、王新芳、叶向阳、伍盛达、任凯、刘郑海、杜文忠、杜丽娜、李立忠、李春林、肖波、陈渊、林艺成、林顺富、周丹、闻人红雁、黄水庚、韩冠军、温晓军、楼志强、赖世能、蔡洪波、谭玲。T/DZJN 1620203数据中心市电直供技术规范1范围本标准规定了数据中心的市电直供系统架构,及对ICT设备、不间断电源设备、高压直流设备、空调及其他设备市电直供的要求,以及配电系统及设备、电能质量治理、绝缘配合等的要求。本标准适用于新建数据中心市电直供技术应用,改建和扩建数据中心可参考使用。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡
6、是注日期的引用文件,仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T 11032 交流无间隙金属氧化物避雷器GB/T 14549 电能质量公用电网谐波GB/T 18802.1 低压配电系统的电涌保护器(SPD)第1部分_ 性能要求和试验方法GB/T 18802.21 低压电涌保护器 第21部分_电信和信号网络的电涌保护器(SPD)性能要求和试验方法GB/T 24337 电能质量 公用电网间谐波GB 50052 供配电系统设计规范GB 50174 数据中心设计规范3术语和定义3.1数据中心 data center为集中放置的电子信息设备提
7、供运行环境的建筑场所,可以是一栋或几栋建筑物,也可以是一栋建筑物的一部分,包括主机房、辅助区、支持区和行政管理区等。3.2绿色数据中心 green data center在全生命周期内,最大限度地节约资源、保护环境、减少污染,为电子信息设备运行提供安全、可靠、适用和高效使用空间的数据中心。3.3信息系统 information system由计算机、通信设备、处理设备、控制设备及其相关的配套设施构成,按照一定的应用目的和规则,对信息进行采集、加工、存储、传输、检索等处理的人机系统。3.4信息通信技术 information communications technology(ICT)T/DZJ
8、N 1620204是信息技术与通信技术相融合而形成的一个新的概念和新的技术领域。3.5市电 grid power由公共电网供给的交流电力资源。常用电压等级主要有220kV、110kV、35kV、20kV、10kV、220V/380V,其频率为50Hz。3.6不间断电源 uninterruptible power supply由变流器、开关和储能装置如蓄电池)组合构成的,在输入电源故障时维持负载电力连续性的电源设备,包括UPS和直流电源(本技术规范中UPS特指交流不间断电源设备)。3.7自动转换开关电器 automatic transfer switching equipment(ATSE)常用
9、电源被监测到出现偏差时,能自行动作的转换开关。PC级自动转换开关是指能够接通和承载,但不用于分断短路电流的自动转换开关电器;CB级自动转换开关是指能够接通和承载并分断短路电流的,配备过电流脱扣器的自动转换开关电器。3.8市电直供 commercial power mains supplying数据中心ICT设备和重要辅助设施一般采用单路或双路不间断电源系统供电,市电直供是指在满足供电可用性前提下将为ICT设备和重要辅助设施的不间断电源系统替换为市电(或备用)电源的供电方式。在市电正常时,由市电承担部分或全部负荷。市电直供一般有三种供电状态:a)市电 100%供电,负载由市电供电,不间断电源系统
10、处于备用状态(如有);b)市电和不间断电源混合供电,负载由市电和不间断电源共同供电,各承担一部分负载;c)市电供电质量不满足通信设备供电要求或存在风险时,由不间断电源系统供电(含电池放电状态)。3.9经济运行模式 economic mode(ECO)指当市电质量能满足通信设备供电要求时,UPS由静态旁路直接给通信设备供电,同时主路通过整流器或逆变器为电池充电;当旁路电源不满足通信设备供电要求或存在风险时,UPS自动切换到主路或电池逆变器供电状态;当旁路电源恢复正常后(在允许范围内),UPS自动地恢复到由静态旁路直接给通信设备供电状态。3.10供电电源模块 power supply unit(P
11、SU)是指ICT设备的供电电源模块,将输入电源转换为符合ICT设备供电要求的电源。T/DZJN 16202053.11集中式 PSUICT设备无内置PSU,机柜内安装一套嵌入式变换设备将输入电源转换为机柜内全部ICT设备所需的供电电源,集中式PSU通常由多个PSU并联组成。3.12浪涌保护器 surge protective device(SPD)用于限制瞬态过电压和分泄电涌电流的器件。它至少含有一个非线性元件,又称电涌保护器。3.13瞬态浪涌抑制器 transient voltage surge suppressor(TVSS)通过抑制瞬态电压以及泄放电涌电流来保护设备的一种装置。3.14静
12、止无功发生器 static var generator(SVG)一种基于大功率逆变器的无功补偿装置。4总则4.1为了规范和推广数据中心市电直供技术的应用,提高数据中心能效水平,保证市电直供技术安全可靠、技术合理制定本规范。4.2设计和建设市电直供技术除应符合本技术规范的要求以外,还应符合相关国家标准和行业标准的要求。5基本规定5.1数据中心市电直供技术的设计和应用的建设应遵循国家、行业现行标准。5.2各等级数据中心在满足 GB 50174 中 3.2.2 条的前提下均可以采用市电直供。5.3设备或线路维护时,采用市电直供技术的供电系统应可以保证后端用电设备正常运行要求。5.4市电直供供电架构应
13、满足后端用电设备正常运行的要求。5.5数据中心的接入处功率因数和谐波含量应符合当地供电部门的要求。5.6采用市电直供供电架构的数据中心应采取措施避免容性负载对发电机组供电产生不利影响,必要时可配置 SVG 对容性负载进行补偿。6市电直供架构及工作模式6.1双路供电市电直供架构T/DZJN 16202066.1.1一级负荷中特别重要的用电设备可采用两路市电回路加一路不间断电源供电回路的供电方式,供电架构参见图 1;其他一级负荷可采用一路市电加一路不间断电源供电回路的供电方式,供电架构参见图 2。图 1数据中心一级负荷中特别重要的用电设备供电架构6.1.2二级负荷可采用一路市电加一路不间断电源供电
14、回路的供电方式,供电架构参见图 2。图 2数据中心一级用负荷供电架构图6.2ICT 设备内部 PSU 不同配置的市电直供架构6.2.1ICT 设备 PSU 输入电源为双路交流时,可采用一路市电加一路 UPS 电源供电的方式。UPS 应可以承担后端全部 ICT 设备负荷,模块化 UPS 功率模块宜采用 n+1 备用,当市电停电时,供电架构参见图 3。图 3双路交流 PSU ICT 设备供电架构图6.2.2ICT 设备 PSU 输入电源为一路交流输入加一路直流输入时,直流输入宜选择高压直流供电(240V直流或 336V 直流);一路市电加一路不间断电源供电模式中的不间断电源宜采用高压直流电源。高压
15、直流电源系统整流模块宜采用 n+1 备用,当市电停电时,直流电源应可以承担后端全部 ICT 设备负荷和电池充电负荷,供电架构参见图 4。T/DZJN 1620207图 4交流加直流 240V 直流或 336V 直流 ICT 设备供电架构图6.2.3ICT 设备采用 12V 直流电源供电时,宜在 ICT 设备机架中安装嵌入式电源采用集中式 PSU 供电。集中式 PSU 的交流 220V/12V 电源模块或直流 336V/12V 电源模块(或 240V/12V 电源模块)可均按 n 配置,不配置备用电源模块,供电架构参见图 5。图 512V 供电 ICT 机柜的供电架构图6.2.4单路 PSU 可
16、以采用双输入方式,一路输入市电供电回路,另一路接入直流供电回路,平时由市电供电,市电中断时由高压直流电源系统供电,供电架构参见图 6。T/DZJN 1620208图 6ICT 单 PSU 双输入市电直供架构图6.2.5单路 PSU 也可以采用双路交流供电,通过 STS 切换后给 ICT 设备供电,供电架构参见图 7。图 7ICT 单 PSU 单路输入市电直供架构图6.3市电-不间断电源工作模式6.3.1服务器 PSU 支持市电优先供电时,宜优先采用市电 100%带载的市电直供模式。a)服务器支持双路独立电源输入,在两回路供电电源在正常输入范围时,PSU 可选择其中某一路供电回路承担全部负荷或设
17、定其承担负荷的比例。b)市电供电回路供电异常时,PSU 输出电压质量应满足 IT 设备供电要求。6.3.2不间断电源在市电供电回路中断时,对后端全部用电设备负荷应具备持续带载能力,带载响应能力应满足要求,且由市电供电模式转至不间断电源模式的过程中应保障后端负载正常运行。7市电直供对 ICT 设备的要求7.1市电直供对 ICT 设备 PSU 的要求7.1.1效率PSU 最佳效率区间效率值宜不低于 94%。采用市电和不间断电源共同带载,均分负载工作模式时,PSU 最佳效率区间的负载率宜为 25%40%。7.1.2PSU 工作模式ICT 设备配置两个 PSU 时,宜支持其中一个 PSU 主用,另一个
18、 PSU 备用的工作模式。7.1.3采用市电 100%带载工作模式时,PSU 最佳效率区间的负载率宜为 50%80%。不同负载率时交流PSU 的输入功率因数应满足表 1 的要求。表 1输入功率因数要求表负载率功率因数T/DZJN 1620209表 1 续输入功率因数要求表负载率功率因数100%0.9950%0.9830%0.957.1.4输入电流总谐波失真度不同负载率时输入电流总谐波失真度应满足表2的要求。表 2输入电流总谐波失真度要求表负载率输入电流总谐波失真度 THDi100%550%830%107.1.5电压中断要求当供电系统出现如表3中电压中断时电源模块模块应正常工作。表 3电源模块电
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