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数据中心供配电设计规程.pdf

上传人:weiwoduzun 文档编号:3578087 上传时间:2018-11-13 格式:PDF 页数:41 大小:1.44MB
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资源描述

1、数据中心供配电设计规程前 言 根据中国工程建设标准化协会2015044 号文的要求,编制组在广泛调 查研究,认真总结实践经验,参考有关国际标准,并广泛征求意见基础上, 编制本规程。 本规程共分 9 章和 1 个附录,主要技术内容有:总则、术语和符号、数 据中心等级与供配电系统基本要求、配变电系统、备用电源系统、不间断电 源系统、防雷与接地、线缆选择与敷设、供配电系统监控。 本规程以数据中心供配电设计思路为出发点, 提出不同等级的数据中心 对应不同等级的供配电系统配置要求。从供电电源至配电末端,围绕数据中 心设备对供电连续性的特殊要求展开编制。 对数据中心供配电系统设计过程 中的各类要点,进行有

2、效规范。 本规程由中国工程建设标准化协会归口管理, 授权由主编单位负责具体 解释。 本规程主编单位:中国数据中心工作组 参编单位: 主要起草人: 主要审查人:数据中心供配电设计规程 1 目 录 1 、 总则 1 2 、 术语和符号 2 3 、 数据中心等级与供配电系统基本要求 4 3.1 一般规定 . 4! 3.2 数据中心供配电系统基本要求 . 4! 4 、 配变电系统 6 4.1 一般规定 . 6! 4.2 配变电所位置选择 . 6! 4.3 主接线及电气选择 . 6! 4.4 配变电所形式和布置 . 7! 4.5 中压配电装置 . 7! 4.6 继电保护 . 8! 4.7 配电变压器 .

3、 9! 4.8 低压配电装置 . 9! 4.9 低压供配电系统保护 . 9! 5 、 备用电源系统 12 5.1 一般规定 . 12! 5.2 低压发电机系统要求 . 12! 5.3 中压发电机系统要求 . 13! 5.4 发电机组容量配置 . 13! 5.5 发电机组安装要求 . 15! 5.6 发电机组接地及保护 . 15! 5.7 发电机电源与市电电源间的切换 . 16! 6 、 不间断电源系统 18 6.1 一般规定 . 18! 6.2 交流不间断电源系统要求 . 18! 6.3 直流不间断电源系统要求 . 18! 6.4 蓄电池技术要求 . 20! 6.5 末端配电系统要求 . 20

4、! 7 、 防雷与接地 22数据中心供配电设计规程 2 7.1 一般规定 . 22! 7.2 共用接地系统 . 22! 7.3 电涌保护器选择 . 22! 7.4 等电位连接及接地的要求 . 23! 8 、 线缆选择与敷设 25 8.1 一般规定 . 25! 8.2 电力电缆的选择与敷设 . 25! 8.3 封闭式母线的选择与敷设 . 26! 9 、 供配电系统监控 28 9.1 一般规定 . 28! 9.2 监控对象 . 28! 9.3 监控内容 . 28! 10、 附录 A 31 11、 附录 B 32数据中心供配电设计规程 1 1 、 总则 1.0.1 为规范数据中心设计,确保数据中心供

5、配电系统安全、稳定、可靠地运行,做 到安全可靠、技术先进、经济合理、节能环保、维护管理方便,制定本规程。 1.0.2 本规程适用与新建、改建、扩建的数据中心供配电系统的设计。 1.0.3本规程适用于数据中心交流电压 20kV及以下的配变电系统设计。 1.0.4 数据中心供配电系统设计采用的技术标准和装备水平,应与数据中心的性质、 规模、功能要求相适应。 1.0.5 数据中心供配电系统设计应采用节能措施,推广应用节能型设备,降低电能消 耗。 1.0.6 数据中心供配电系统的设计除应符合本规程外,尚应符合国家现行有关标准、 规范的规定。数据中心供配电设计规程 2 2 、 术语和符号 2.0.1 数

6、据中心 Data Center 为集中放置的电子信息设备提供运行环境的建筑场所,可以是一幢或几栋建筑物, 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。 2.0.2 冗余 Redundancy 重复配置系统的一些或全部部件,当系统发生故障时, 冗余配置的部件介入并承担故 障部件的工作, 由此延长系统的平均故障间隔时间。 2.0.3 N基本需求 Base Requirement 系统满足基本需求,没有冗余。 2.0.4 N+X冗余 N+X redundancy 系统满足基本需求外,增加了 X 个组件、X 个单元、X 个模块或 X 个路径。任 何 X 个组件、单元、模块或路

7、径的故障或维护不会导致系统运行中断。(X=1N) 2.0.5 容错 Fault Tolerant 具有两套或两套以上的系统,在同一时刻,至少有一套系统在正常工作。按容错系 统配置的基础设施,在经受住一次严重的突发设备故障或人为操作失误后,仍能满足电 子信息设备正常运行的基本需求。 2.0.6 电磁干扰(EMI) Electromagnetic Interference 经辐射或传导的电磁能量对设备或信号传输造成的不良影响。 2.0.7 配电列头柜 Remote Power Panel 为成行排列或按功能区划分的机柜提供配电管理的设备。 2.0.8 电能利用效率(PUE) Power Usage

8、 Effectiveness 表征数据中心电能利用效率的参数,其数值为数据中心内所有用电设备消耗的总电 能与所有电子信息设备消耗的总电能之比。 2.0.9 双重电源 Duplicate Power Supply 一个负荷的电源是由两个电路提供的,这两个电路就安全供电而言被认为是相互独 立的。 2.0.10 电气隔离 Electric Isolatetion 为防电击将一电气器件或电器与另外的电气器件或电路完全断开的安全措施。 2.0.11 照度 Illuminance 表面上一点的照度是入射在包含该点面元上的光通量除以该面元面积之商,该量的 符号为 E,单位为勒克斯(Lx),Lx=1m/m 2

9、 。 2.0.12 防雷装置 Lightning Protection System 接闪器、引下线、接地装置、电涌保护器和其他连接导体的总和。 2.0.13 电涌保护器 Surge Pretective Device(SPD) 数据中心供配电设计规程 3 目的在于限制瞬态过电压和分走电涌电流的器件,它至少含有一非线性元件。 2.0.14专用后备保护装置 Surge Protecter Device Circuit Breaker(SCB) 配电系统电涌保护器前端串联的外置脱离器。 2.0.15 静电泄放 Electrostatic Leakage 带电体上的静电电荷通过带电体内部或其表面等途

10、径,部分或全部消失的现象。 2.0.16 保护性接地 Protective Earthing 以保护人身和设备安全为目的的接地。 2.0.17 接地线 Earthing Conductor 从接地端子或接地汇集排至接地极的连接导体。 2.0.18 等电位联结带 Bonding Bar 将等电位联结网格、设备的金属外壳、金属管道、金属线槽、建筑物金属结构等连 接其上形成等电位联结的金属带。 2.0.19 等电位联结导体 Bonding Conductor 将分开的诸导电性物体连接到接地汇集排、等电位联结带或等电位联结网格的导 体。 2.0.20 有源补偿装置 Active Power Compe

11、nsator 实时监测负载电流中的基波无功电流和谐波电流分量,采用并联方式,实时向低压 电网注入反向的补偿无功电流或谐波电流,以抵消负载所产生的无功电流或谐波电流的 主动型补偿装置。有源补偿装置分为补偿无功的静止无功发生器(static var generator, 简称 SVG),以及兼补无功和谐波的有源电力滤波器(active power filter,简称 APF) 两种类型。 2.0.21自动转换开关 Automatic Transfer Switching Equipment(ATSE) 由一个(或几个)转换开关电器和其它必需的电器组成,用于监测电源电路(失压、 过压、欠压、断相、频

12、率偏差等)、并将一个或几个负载电路从一个电源自动转换到另 一个电源的电器。 2.0.22 模块化 UPS Modular Uninterruptible Power System 由交流输入配电部分、交流输出配电部分、功率模块、监控模块等组成。模块具有 以下属性:机械上具有独立的框架结构、具有完整独立的功能、模块之间应能协同工作。 2.0.23高压直流系统 High Voltage Direct Current Power Supply System 采用 240V 或以上电压等级的直流不间断供电系统,由整流器、蓄电池、直流配电 屏及与之相关的控制、测量、信号保护、监控单位等部分组成。数据中心

13、供配电设计规程 4 3 、 数据中心等级与供配 电系统基本要求 3.1 一般规定 3.1.1 数据中心等级划分应按照 GB-50174数据中心设计规范的规定。应划分为 A、B、C 三级。设计时应根据数据中心的使用性质、管理要求及其在经济和社会中的 重要性确定所属级别。 3.1.2 数据中心供配电系统宜包括:配变电系统、备用电源系统、不间断电源系统 等。 3.2数据中心供配电系统基本要求 3.2.1 A级数据中心供配电系统基本要求: 1 A级数据中心应由电源 1 和电源 2供电,并应配置 10KV或 0.4KV备用电源; 备用电源可采用后备柴油发电机系统,也可采用供电网络中独立于正常电源的专用馈

14、电 线路。 2 A 级数据中心低压配变电系统宜采用 M(1+1)冗余(M=1、2、3)系统 单母线分断运行,中间设母联开关。数据中心内各类设备可合用同一套 0.4kV配变电系 统,当 0.4kV机房空调设备容量大于 1000kVA时,宜独立设置 0.4kV配变电系统。 3 A级数据中心低压配变电系统也可采用 3N、N+1配置系统。 4 A 级数据中心不间断电源系统应按 2N 或 M(N+1)冗余(M=2、3、4) 配置,当满足下列要求时,可采用不间断电源和市电电源相结合的配置方式。 1)设备或线路维护时,应保证电子信息设备正常运行; 2)市电直接供电的电源质量应满足电子信息设备正常运行的要求;

15、 3)柴油发电机系统应能承受容性负载的影响; 4)电子信息设备向电网注入的电流谐波不应超过 10%。 5 A级数据中心不间断电源系统电池备用时间应不小于 15min。 6 A级数据中心机房设备用空调系统配电应采用双路电源。 7 A级数据中心容错配置的配变电系统、不间断电源系统等,应分别布置在不同 的物理隔间内。 8 A级数据中心监控内容应包括:机房环境量监控、机房空调系统、供配电系统、 不间断电源系统、蓄电池、柴油发电机系统、主机集中监控和管理系统。A级数据中心 宜监控每只蓄电池的电压、内阻和故障。 9 A级数据中心供电系统配置要求表: 供电系统 A 级数据中心配置要求 供电电源 应有双路电源

16、供电数据中心供配电设计规程 5 变压器 M(1+1)冗余(M=1、2、3)、3N、N+1 后备电源 发电机 N(或 N+1)配置或独立于双路电源的第三路电源 不间断电源系统 双路 N 不间断电源或一路市电加一路 N+1不间断电源 变配电、电力电池室 容错配置的配变电系统、不间断电源系统等,应在不同的物理间隔内 空调系统配电 应有双路电源供电,蓄冷系统主水泵及末端空调采用 EPS供电 监控系统 包含机房动力环境监控全部内容,宜监控每只蓄电池的电压、内阻和故障 3.2.2 B级数据中心供配电系统基本要求: 1 B级数据中心宜采用双重电源供电,当只有一路电源时,应设置备用电源。 2 B 级数据中心低

17、压配变电系统宜采用 M(1+1)冗余(M=1、2、3)。数 据中心内各类设备可合用同一套 0.4kV 配变电系统,当 0.4kV 机房空调设备容量大于 1000kVA时,宜独立设置 0.4kV配变电系统。 3 B级数据中心不间断电源系统应按 N+1冗余配置, 也可采用 N不间断电源和市 电电源相结合的配置方式。 4 B 级数据中心当柴油发电机组作为后备电源时,不间断电源系统电池备用时间 宜不小于 15min。 5 B级数据中心机房设备用空调系统配电宜采用双路电源。 6 B级数据中心监控内容应包括:机房环境量监控、机房空调系统、供配电系统、 不间断电源系统、蓄电池、柴油发电机系统、主机集中监控和

18、管理系统。B级数据中心 宜监控每组蓄电池的电压、内阻和故障。 7 B级数据中心供电系统配置要求表: 供电系统 B 级数据中心配置要求 供电电源 宜采用双路电源供电,可采用单路电源加后备电源供电 变压器 M(1+1)冗余(M=1、2、3) 后备电源 发电机 N 配置,采用双路电源时可不配置 不间断电源系统 N+1不间断电源,或一路市电加一路 N 不间断电源 空调系统配电 宜采用双路电源供电 监控系统 包含机房动力环境监控全部内容,宜监控每组蓄电池的电压、内阻和故障 3.2.3 C级数据中心供配电系统基本要求: 1 C级数据中心应配置不间断电源系统,电池备用时间根据实际需要确定。 2 C级数据中心

19、供电系统配置要求表: 供电系统 C 级数据中心配置要求 供电电源 可采用单路电源供电 变压器 N 配置 不间断电源系统 N 配置 数据中心供配电设计规程 6 4 、 配 变电系统 4.1一般规定 4.1.1 配变电系统设计应根据数据中心工程的特点、负荷性质、用电容量、供电条 件和节约电能等因素,合理制定设计方案。 4.1.2 抗震设防烈度为 6 度及以上地区,配变电所的设计和电气设备安装应采取必 要的抗震措施,并符合 GB 50981建筑机电工程抗震设计规范的要求。 4.1.3 数据中心配变电系统设计除应符合本规程外,尚应符合 GB5005320kV及以 下变电所设计规范的规定。 4.1.4

20、20kV及以下配电装置的设计应遵循近期建设规模与远期发展规划协调一致的 原则。 4.2配变电所位置选择 4.2.1 数据中心配变电所位置选择,宜根据下列要求确定: 1 靠近负荷中心; 2 便于电源进线; 3 设备运输、安装方便; 4 不应设在经常积水场所的正下方,不宜设在有可能产生事故排水场所的正下 方,且不宜设在上述场所相贴邻的地方,当贴邻时,相邻的隔墙应做无渗漏、无结露的 防水处理; 5 不应设在地势低洼和可能积水的场所。 4.2.2 数据中心的主配变电所不宜设在建筑物的地下层,不应设置在地下层的最底 层,当数据中心的主配变电所只能设在建筑物的地下层且地下只有一层时,应采取预防 洪水、消防

21、水或积水从其他渠道淹渍配变电所的措施。 4.2.3 数据中心分配变电所宜以靠近供电负荷为原则,当供电负荷较大,供电半径 较长时,宜分散设置。 4.2.4 按模块化设计的数据中心的分配变电所宜采用模块化设计。 4.3主接线及电气选择 4.3.1配变电所电压为 20kV及 0.4kV的母线宜采用单母线或单母线分段接线方式。 4.3.2配变电所中压电源进线开关和引出线开关应采用断路器。 4.3.3对于电压为 0.4kV系统,开关设备的选择应符合下列规定: 1 变压器低压侧电源开关应采用断路器; 2 当低压母线分段开关采用自动投切方式时,应采用断路器,且应符合下列要数据中心供配电设计规程 7 求: 1

22、)应具备“自投自复”、“自投手复”、“自投停用”三种状态选择的功能; 2)低压母联断路器自投时应有一定的延时,当电源主断路器因过载或短路故 障分闸时,母联断路器不得自动合闸; 3)电源主断路器与母联断路器之间应有电气连锁。 4.3.4当自备电源接入配变电所相同电压等级的配电系统时,应符合下列规定: 1 接入开关与供电电源网络之间应有电气连锁,为防止并网运行宜具备机械连 锁功能; 2 应避免与供电电源网络的计费混淆; 3 接线应有一定的灵活性,并应满足在特殊情况下,为相对重要负荷供电; 4 与配变电所变压器中性点接地形式不同时,电源接入开关的选择应满足切换 条件。 4.3.5 用电容量 700k

23、W以上的空调冷水机组宜采用 10kV供电。 4.4配变电所形式和布置 4.4.1数据中心宜设室内配变电所。 4.4.2数据中心应采用非充油的高、低压配电装置和非油浸变压器。 4.4.3数据中心配变电所非充油的高、低压配电装置,非油浸变压器和不间断电源设 备等可设置在同一房间内。具有符合 IP2X防护等级外壳的非充油的高、低压配电装置、 和干式变压器,可相互靠近布置。 4.4.4 A级数据中心为同一负载供电的两组变配电装置宜分开布置在不同的配电室。 相邻设置时,其之间的隔墙应采用防火墙。 4.4.5配变电所设备需考虑设置设备搬运通道、平台或孔洞,设备布置应满足操作、 维护的要求,安全净距符合 G

24、B 5005320kV及以下变电所设计规范的规定。 4.4.6配变电所内宜留有配电装置的备用位置,低压配电装置,应留有备用回路。 4.5中压配电装置 4.5.1 两路市电引入的中压供电系统中的两个进线断路器和联络断路器应具备联锁 功能。 4.5.2市电电缆接入点及变压器出线柜宜设置零序电流保护装置, 并符合当地供电部 门的要求。 4.5.3当配电变压器容量大于等于 1250kVA时,中压侧应采用中压断路器保护。 4.5.4中压断路器的额定短路开断电流应符合当地供电部门的要求。 中压导体和电器 的动热稳定以及电器开断电流,应进行短路电流校验。数据中心供配电设计规程 8 4.5.5中压供电系统应设

25、置计量柜,并装设供电计费用的专用电压、电流互感器。计 量仪表的规格型号应符合当地供电部门的相关规定。4.5.6当采用中压发电机组,市电与发电机组在中压供电系统进行转换时,在当地供 电部门同意的情况下,其转换宜采用自动转换方式。 4.5.7有中压负载设备时,根据功率因数要求设置中压无功补偿柜。 4.5.8中压供电系统宜采用直流操作电源作为系统控制、保护用供电电源。配变电所 当采用弹簧储能操动机构的断路器时,宜采用 110V 蓄电池组作为合、分闸操作电源; 当采用永磁操动机构或电磁操动机构时,宜采用 220V蓄电池组作为合、分闸操作电源。 4.6继电保护 4.6.1中压供电系统应设置继电保护。 4

26、.6.1 条文说明: 中压供电系统应设置继电保护,应能及时反应设备和线路的故障和异常运行状态, 并快速切除故障和恢复供电。 继电保护和自动装置的设计应以合理的运行方式和可能的故障类型为依据,并应满 足可靠性、选择性、灵敏性和速动性等基本要求。 4.6.2 配电变压器保护 配电变压器保护应装设电流速断保护、过流保护、过负荷保护、零序电流保护、非 电量保护。当电流速断保护不满足灵敏度要求时,宜采用纵联差动保护作为主保护。 4.6.3 线路保护 进线保护:市电和备用发电机进线应装设三段式电流保护以及零序电流保护,发电 机进线电流保护的灵敏度不够时,应装设差动保护。 馈出线保护:应装设三段式电流保护、

27、零序电流保护。 4.6.4 母线分段保护 应装设过电流保护、零序电流和母线充电保护。 4.6.5 母线保护 进线开关应装设速断、过流以及零序电流保护,该保护由各条馈线的保护来闭锁, 构成简易母线保护,快速切除母线故障,同时兼做出线和变压器的后备保护。简易母线 保护动作时间应不大于 200ms。 在下列情况下,宜配置弧光保护:1 未配备中低压母线保护或快速保护时; 2 金属封闭开关设备和控制设备未选用内部电弧型(IAC 级)时; 3 电弧故障电流和电弧故障持续时间超过 GB 39062006 规定的额定电弧故障 电流和额定电弧故障持续时间时。数据中心供配电设计规程 9 4.6.6无功补偿装置保护

28、 应装设电流或电压不平衡保护、两段式过流保护、两段式零序过流保护、过电压保 护、欠电压保护、谐波保护。 4.7配电变压器 4.7.1配电变压器选择应根据建筑物的性质、负荷情况及环境条件确定,并应选用低 损耗、低噪音的节能型变压器。 4.7.2 供电系统中,配电变压器宜选用 D,yn11 接线组别的干式变压器。经计算变 压器不能满足电力系统和用户对电压质量的要求时,应采用有载调压变压器。 4.7.3与其它设备同室安装的变压器应加装保护外壳, 保护外壳的防护等级不应低于 IP2X。 4.8低压配电装置 4.8.2低压配电装置应满足短路条件下的动、热稳定要求。对于要求断开短路电流的 保护电器,其极限

29、通断能力应大于系统预期的最大短路电流。 4.8.3 低压配电装置的电击防护应符合 GB50054低压配电设计规范的要求。低 压配电装置防护等级不应低于现行国家标准 GB4208外壳防护等级(IP 代码)规定 的 IP2XF防护等级要求。 4.8.4 低压配电柜宜选用插入式开关安装于固定柜或采用抽出式方案,其中大于 630A开关宜采用框架式断路器抽出式安装, 小于等于 630A开关宜采用插入式塑壳式断 路器或抽出式安装。 4.8.5 进线单元、馈线单元及配电母线所能承受的额定短时耐受电流不应低于水平 母线的额定短时耐受电流。 “#$#%低压配电系统无功补偿装置可采用电容或有源补偿装置,当存在容性

30、负载时, 宜采用有源补偿装置。低压配电系统的功率因数宜补偿至感性 &#(以上。 4.8.6 条文说明: 1 采用电容补偿装置时,电容器应装设单独的控制和保护装置,应在回路中设置 抑制谐波的串联电抗器,串联电抗器也兼作限制合闸涌流的电抗器。 2 采用有源补偿装置时,宜采用模块化 SVG或 APF产品,以提高系统可用性和 扩容性。 “#$#)! 低压配电系统中的谐波电压和在公共连接点注入的谐波电流值应符合 *+,-! .“(“电能质量! 公用电网谐波的规定。! 4.9低压供配电系统保护 数据中心供配电设计规程 10 “#.! 低压供配电系统保护通用要求如下:! .! 应在电源箱的受电端设置具有隔离

31、作用和保护作用的电器; /! 线路应装设短路和过负荷保护; 0! 配电线路上下级保护电器的动作应具有选择性,各级之间应能协调配合。要 求在故障时,靠近故障点的保护电器先动作,断开故障电流; “! 123 输入端和 4-设备输入端不宜选用漏电保护断路器作为线路保护装置;! (! 各级低压配电屏或配电柜宜留有备用回路; %! 低压配电设计除应符合本规范外,应符合现行国家标准低压配电设计规范 *+(&(“的规定。! “#/! 短路保护! .! 短路保护电器分断能应不小于保护电器安装处的预期短路电流。预期短路电 流应通过计算或测量确定。 /! 当利用上级断路器的限流作用,通过后备保护来选择下级保护电器

32、时,其上 下级短路保护电器的动作特性应配合,使该段线路及其短路保护电器能承受通过的短路 能量。 0! 当短路保护电器为断路器时,最小短路电流应不小于断路器瞬时或短延时脱 扣器整定电流的 .#0倍。! “! 断路器的短路整定电流应小于线路的正常工作启动电流。 “#0! 过负荷保护! .! 保护电器应在过负载电流引起的导体温升对导体绝缘,接头,端子或导体周 围物质造成损害之前分断该负载电流。 /! 过负荷保护电器的动作特性应同时满足下列条件: IBInIz I 2 1.45Iz 式中 IB线路的计算负荷电流(A); In熔断器熔体额定电流或断路器额定电流或整定电流(A); Iz导体允许持续载流量(

33、A); I2保证保护电器在约定时间内可靠动作的电流(A)。当保护电器为低压断路 器时,I2为约定时间内的约定动作电流;当为熔断器时,I2为约定时间内的约定熔断电 流。 0! ! 过负荷断电将引起严重后果的线路,如消防水泵等负荷,其过负荷保护应作 用于信号而不应切断负载。 “#“! 接地故障保护! .! ! 应设置剩余电流检测或保护电器,其应作用于信号或切断电源。! /! ! 接地故障保护电器选择应根据配电系统的接地形式及导体截面等确定。对于数据中心供配电设计规程 11 不同接地形式的配电系统,其接地故障保护应符合 5*56.%民用建筑电气设计规范要 求。数据中心供配电设计规程 12 5 、 备

34、用电源系统 5.1一般规定 5.1.1 本设计规程适用于以柴油发电机组作为备用电源的数据中心。 5.1.2 发电机组备用电源的选用,应根据数据中心对供电可靠性的需求配置,满足不 同负载对电能质量的要求,机组的带载特性应不低于 GB/T 2820往复式内燃机驱动的 交流发电组G3等级。 5.1.2 条文说明: GB/T2820.1往复式内燃机驱动的交流发电机组 第 1部分:用途、 定额和性能中指出:为了覆盖各供电系统的不同要求,定义了 4 种性能等级。其中 G3 这一级是适用于数据中心整流器和晶闸管控制的负载,其对发电机组电压波形的影 响需要特殊考虑。G3 级发电机组电压和频率的具体运行限值,在

35、 GB/T2820.5往复式 内燃机驱动的交流发电机组 第 5部分:发电机组中给出了明确值。 5.1.3发电机组的安装工程应满足 GB 12348工业企业厂界环境噪声排放标准和 GB3096声环境质量标准的要求。 5.1.4A级数据中心供油系统应采用双回路供电,供油油泵及主供油管应冗余配置。 5.1.5选用无刷励磁同步发电机, 宜采用永磁励磁方式和数字式电压调节器 (DVR) , 发电机应装全阻尼绕组。 5.1.6低压发电机的绝缘等级不低于 H级,中压发电机的绝缘等级不低于 F级。 5.1.7在发电机选型时应考虑带容性负载及非线性负载的能力。 5.1.7 条文说明 1 发电机带非线性负载能力

36、发电机带非线性负载能力由发电机的二次瞬态阻抗 X”d决定, 一般发电机的二次瞬 态阻抗越小发电机带非线性负载能力越大。 详见附录B柴油发电机组带非线性负载能力。 2 发电机带容性负载能力 发电机带容性负载能力由发电机的同步电抗 Xd 决定,一般发电机的同步电抗越大 带容性负载能力越小。 详见附录B柴油发电机组带容性负载能力。 5.1.8数据中心的发电机组应配置加热器。 5.2 低压发电机系统要求 5.2.1 低压发电机组宜靠近负载中心安装。 5.2.2低压发电机组应就近配置输出开关。 5.2.2 条文说明: 数据中心供配电设计规程 13 发电机组一般容量在 1600kW及以下容量时,会随机组主

37、体配置输出开关。当大于 该容量时,受到开关容量和开关形式的影响,往往在机组主体上不宜再集成输出开关。 因此,需要在机组附近配置专用配电柜来安装这一输出开关,目的在于对后级输出的低 压电缆进行保护。 5.2.3低压发电机组宜采用单机工作方式。 5.2.4低压发电机组并机电流总容量不宜大于 6300A。 5.3 中压发电机系统要求 5.3.1 中压发电机组应采用并机方式工作。并机系统的主控制器应能实现对机组轻 载减机运行、重载增机运行的控制。 5.3.2 并机系统的主控制器应具备对油机并联系统中的所有设备在线监测,如有异 常,能自动发出声光报警信号。 5.3.3 当发电机组并机控制由主控制器集中管

38、理时,主控制系统应具备模拟量显示 及手动并机合闸控制功能。 5.3.4 A类机房的油机并机系统控制器宜采用备份冗余配置。 5.3.5 中压发电机组水箱风扇宜采用轴驱方式。 5.3.6 安装于中压发电机房内,且与机组运行可靠性密切相关的低压交流设备,如 进风轴流风机等,宜配置单独变压器为低压交流设备供电。 5.3.7 中压发电机组的并机配电系统应具备扩展性。 5.3.8并机系统宜配置假负载装置,假负载装置宜采用户外集装箱安装方式,假负载 宜配置线性负载。 5.3.9并机系统的发电机组台数,应根据后级系统容量的匹配关系、发电机组远期总 容量、供电可靠性等综合确定。 5.4 发电机组容量配置 5.4

39、.1 发电机组容量的选择应满足数据中心实际使用环境中和极端气候状况下的最 大负载消耗功率,并且宜考虑连续运行的状况。 5.4.2发电机组运行环境条件 1 输出额定功率的条件 机组在下列环境条件下应能输出额定功率并正常地工作: 海拔高度:1000m; 环境温度:-540; 空气相对湿度:60%(25)。 2 输出规定功率的条件 数据中心供配电设计规程 14 机组在下列条件下应能输出规定功率并正常工作。 海拔高度:不超过 4000m。 环境温度: 上限值分别为 40、 45、 50; 下限值分别为-40、 -25、 -15、 -5。 相对湿度、凝露和霉菌综合因素按下表规定。 环境温度上限值( )

40、40 40 45 50 相对湿度 最湿月平均最 高相对湿度 90%(25时) a95%(25时) a最干月平均最 低相对湿度 10%(40时) b凝露 有 霉菌 有 a 指该月的平均最低温度为 25,月平均最低温度是指该月每天最低温度的月平均值。 b 指该月的平均最高温度为 40,月平均最高温度是指该月每天最高温度的月平均值。 机组的电气零部件经长霉试验后,表面长霉等级应不超 GB/T 2423.16电工电 子产品环境试验规定的 2级。 5.4.3 功率修正 当实际工作条件比 5.4.2规定恶劣时,按 GB/T6072.1的规定将柴油发电机额定功率 根据现场环境状况进行修正,具体对四冲程增压中

41、冷柴油发电机修正如下: 7! 829! ! “ .9 “& / 0 “ ( % ) *+,-%&)/#. 5.4.4 按额定工况的运行 机组在 5.4.2 规定条件下并按使用说明书规定进行保养的条件下,其持续功率数据中心供配电设计规程 15 (COP)、基本功率(PRP)、限时运行功率(LTP)、应急备用功率(ESP)应符合 GB/T2820.1-2009中第 13章的规定。 A级数据中心宜采用 COP或 70%的 PRP , B级采 用 LTP。 5.4.5 启动性能 机组在常温(非增压机组不低于 5、增压机组不低于 10)下三次之内应成功启 动,两次启动的时间间隔为 20s,启动成功率应大

42、于 99。启动成功后应能在 3min 内 带额定负载运行。 机组的启动电池需配置在线浮充充电整流器。 5.5发电机组安装要求 5.5.1 发电机房宜单独设置。当发电机房设置在地下室时,不应设置在地下室的最 底层。 5.5.2 发电机组应设置减震装置,减震基础宜避开地面以下建筑的结构梁。 5.5.3进、排风口不宜设置在同一侧。机房内进、排风方向宜与机身方向一致。 5.5.4柴油发电机组安装间距应满足 JGJ16民用建筑电气设计规范的相关要求。 5.5.5发电机组噪音应满足 GB3096声环境质量标准的要求,当不满足时,实施 降噪工程应满足 YD5167通信用柴油发电机组消噪音工程设计暂行规定的相

43、关要求。 5.5.6发电机房宜采用自然进风,当进风面积不足时,应采用强制进风。风机配置数 量应有冗余。 5.5.7发电机组排烟应高点排放,排烟系统应满足机组允许背压要求。 5.5.8 发电机组应设置日用油箱,油箱容积应满足 GB50016建筑设计防火规范 的要求。发电机组持续运行的储油应采用地下储油罐的方式。储油容量应满足不同等级 机房的时间要求。 5.6 发电机组接地及保护 5.6.1 发电机外壳应保持两处可靠接地。 5.6.2 低压发电机组接地 低压发电机组单机运行时,发电机中性点应直接采用接地方式,机组的接地形式宜 与低压配电系统接地形式一致。 当多台发电机组并机运行时,只允许保持一台发

44、电机组的中性线接地。 5.6.3 中压发电机组中性点接地 1 中压发电机中性点宜接地 条文说明:为防止中压发电机组单相接地故障造成的弧光暂态过电压对系统绝缘 造成的危害,中压发电机组中性点一般采用接地装置,用以钳制中性点电压,使故障时数据中心供配电设计规程 16 系统电压小于 2.5倍相电压,以确保系统安全。 2 发电机中性点接地分类 中压发电机中性点接地装置一般分为低电阻接地,高电阻接地,消弧线圈接地, 中性点直接接地, 中心点不接地。 数据中心宜采用中性点低电阻接地和高电阻接地系统。 3 中性点低电阻接地 接地电阻有功电流 I a =100A 接地电阻 R N =60 4 中性点高电阻接地

45、 接地电阻有功电流 I a =5A 接地电阻 R N =1212 详见附录B数据中心中压发电机中性点接地选择 5.6.4 发电机组系统的所有开关要正确进行短路和接地保护的设计, 确保发生故障的 区域能够及时得到隔离,防止局部事故引起整个系统的断电。 5.3.5 中压发电机组应配置差动保护,应采用保护用电流互感器,发电机中性点侧及 靠近发电机的出口断路器侧应配置相同型号规格的电流互感器。 5.3.5 条文说明 中压发电机组应配置差动保护,以便隔离区域性的故障,保证整个系统的供电可靠 性。(引用 GB2820.4-2009 往复式内燃机驱动的交流发电机组,第四部分 控制装置和 开关装置)。 5.7 发电机电源与市电电源间的切换 5.7.1 中压发电机电源与市电电源间的切换 1 中压发电机电源与市电电源的切换,可根据中压配电系统的设计方案,在电 源进线处切换或在出线处切换。 2 中压发电机电源与市电电源的切换应采用可选的自动或手动切换方式。电源 转换装置应具有可靠的电气联锁,为防止发电机和市电并列运行宜具备机械连锁功能。 3 电源转换装置的总动作时间应满足负荷最大允许断电时间的要求。 4 电源转换装置应具有标准通讯接口,便于远程集中监控。 5 电源转换控制系统应具备逐步投切功能。 5.7.2 低压发电机电源与市电电源间的切换 1 低压发电机电源应与市电电源切换后接入低压配电母线。 2

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