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T∕DZJN 101-2022 数据中心电力模块预制化技术规范.pdf
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1、ICS 29.240.30CCS F 20团体标准T/DZJN 1012022数据中心电力模块预制化技术规范Code for prefabricated power module of data centers2022-08-30 发布2022-09-30 实施中国电子节能技术协会发 布数据中心节能技术分会G D C TT/DZJN 1012022I目次前言.III1 范围.12 规范性引用文件.13 术语和定义.24 分类.45 特性.45.1 使用环境条件.45.2 供配电设备额定值.55.3 电能质量.55.4 电磁兼容.65.5 防雷与接地.65.6 静电防护.75.7 电能效率.76
2、 结构设计要求与性能要求.76.1 预制舱外壳.76.2 爬电距离.86.3 电击防护.86.4 用挡板或隔板实现的内部隔离.86.5 线缆敷设及接口.96.6 环境和设备监控系统.96.7 消防与安全.96.8 给排水.96.9 空气调节.97 使用、安装、运输条件和产品资料.97.1 标志、包装、运输和贮存.97.2 产品样本和说明书的基本内容.108 试验.108.1 一般规定.108.2 结构要求验证.128.3 安规验证.138.4 性能验证.158.5 电能质量验证.198.6 消防检查.19附录A.20附录B.21附录C.23附录D.24数据中心节能技术分会G D C TT/DZ
3、JN 1012022II附录E.26附录F.27数据中心节能技术分会G D C TT/DZJN 1012022III前言本文件按照 GB/T 1.1-2020 标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则的规定起草。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。本文件由中国电子节能技术协会数据中心节能技术委员会提出。本文件由中国电子节能技术协会归口。本文件主要起草单位:上海电器科学研究所(集团)有限公司、华为数字能源技术有限公司、威胜电气有限公司。本文件参与起草单位:中国电子节能技术协会数据中心节能技术委员会、中城建(北京)建筑设计有限公司、北京电信规划
4、设计院有限公司、中国移动通信集团设计院有限公司、中国建筑标准设计研究院有限公司、西门子(中国)有限公司、施耐德电气(中国)有限公司、巨邦集团有限公司、中国工商银行股份有限公司数据中心、华信咨询设计研究院有限公司、中通服咨询设计研究院有限公司、北京世纪互联宽带数据中心有限公司、科华数据股份有限公司、上海天诚通信技术股份有限公司、成方金融信息技术服务有限公司、四川师范大学、广东浩云长盛网络股份有限公司、上海添唯认证技术有限公司、北京领智信通节能技术研究院、福建省邮电规划设计院有限公司。本文件主要起草人:辛皓天、邹汤淳、张敏翔、梁海峰、黄水庚、付凯兴、张宇星、徐靖峰。本文件参与起草人:吕天文、王新芳
5、、郑美英、孙立峰、霍伟亮、白志艳、黄畅、翁岩、洪轩、陈卢明、龚慧钦、夏铭、叶向阳、周丹、李振锋、苏宁焕、黎镜锋、肖鑫、陈孝元、朱红兵、郑团磊、丘华兰、翁伟。数据中心节能技术分会G D C TT/DZJN 10120221数据中心电力模块预制化技术规范1范围本文件规定了数据中心预制化电力模块(以下简称“电力模块”)的分类、特性、结构与性能要求、使用、安装运输条件和产品资料及符合性测试的内容。电力模块的供配电系统组成包括:10kV及以下的中低压变、配电系统、不间断电源系统/高压直流系统、IT/动力配电系统、弱电系统、暖通系统和消防系统等;本文件适用于模块化数据中心建设中电力模块部分的技术应用,包括
6、了全部或部分上述供配电系统模块组合成的电力模块。本文件覆盖了室内及室外使用的电力模块。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。所有引用文件的现行版本适用于本文件。GB/T 191 包装储运图示标志GB/T 1094.10 电力变压器 第 10 部分:声级测定GB 1094.11 电力变压器 第 11部分:干式变压器GB/T 2423.4 电工电子产品环境试验 第 2 部分:试验方法 试验 Db 交变湿热(12h+12h 循环)GB 3906 3.6kV40.5kV 交流金属封闭开关设备和控制设备GB/T 4208 外壳防护等级(IP 代码)GB/T 4798.3 电工电子产品应用
7、环境条件 第 3 部分:有气候防护场所固定使用GB/T 4798.4 电工电子产品应用环境条件 第 4 部分:无气候防护场所固定使用GB 7251.1 低压成套开关设备和控制设备GB/T 7251.8 低压成套开关设备和控制设备 第 8 部分:智能型成套设备通用技术要求GB 7260.1 不间断电源设备 操作人员触及区使用的 UPS 的一般规定和安全要求GB/T 7260.3 不间断电源设备(UPS)第 3 部分:确定性能的方法和试验要求GB/T 9254 信息技术设备的无线电骚扰限制和测量方法GB/T 9978.1 建筑构件耐火试验方法 第 1 部分:通用要求GB/T 9978.8 建筑构件
8、耐火试验方法 第 8 部分:非承重垂直分隔构件的特殊要求GB/T 11022 高压交流开关设备和控制设备标准的共用技术要求GB/T 12325 电能质量 供电电压偏差GB 12348 工业企业厂界环境噪声排放标准GB/T 14048.2 低压开关设备和控制设备 第 2 部分:断路器GB/T 14549 电能质量 公共电网谐波GB/T 16927.1 高电压试验技术 第一部分:一般试验要求GB/T 16935.1 低压系统内设备的绝缘配合 第 1 部分:原理、要求和试验GB/T 17467 高压/低压预制式模块化变电站GB/T 18481 电能质量 暂时过电压和瞬态过电压GB/T 18859 封
9、闭式低压成套开关设备和控制设备在内部故障引起电弧情况下的试验导则数据中心节能技术分会G D C TT/DZJN 10120222GB 20052 电力变压器能效限定值及能效等级GB 20138 电器设备外壳对外界机械碰撞的防护等级GB/T 20645 特殊环境条件 高原用低压电器技术要求GB/T 32910.2 数据中心 资源利用 第二部分:关键性能指标设置要求GB 38833 信息通信用 240V/336V 直流供电技术要求和试验方法GB 50011 建筑抗震设计规范GB 50052 供配电系统设计规范GB 50054 低压配电设计规范GB 50057 建筑物防雷设计规范GB/T 50065
10、 交流电气装置的接地设计规范GB 50116 火灾自动报警系统设计规范GB 50169 电气装置安装工程 接地装置施工及验收规范GB 50174 数据中心设计规范GB 50217 电力工程电缆设计标准GB 50260 电力设施抗震设计规范GB 50343 建筑物电子信息系统防雷技术规范GB/T 50479 电力系统继电保护及自动化设备柜(屏)工程技术规范GB 50689 通信局(站)防雷与接地工程设计规范GB 51309 消防应急照明和疏散指示系统技术标准GB 51348 民用建筑电气设计标准YD/T 1429 通信局(站)在用防雷系统的技术要求和检测方法YD/T 3894 通信局(站)用电源
11、浪涌保护器专用脱离器T/DZJN 46 数据中心机房基础设施色彩管理标准T/CEEIA 516 塑料外壳式断路器飞弧安全距离测试技术规范ISO 9227 人造环境中的腐蚀试验 盐雾试验3术语和定义3.1预制化电力模块 prefabricated power module由工厂预制,可模块化组合并经过试验的成套组合电气设备。3.2拼接单元 assembled components预制化电力模块的单元组件,可独立运输配送至工程现场,通过拼接组装的方式成为完整的成套组合电气设备。3.3预制舱体 prefabricated enclosure为电气设备提供可靠的运行环境,满足运行、调试等现场作业要求的
12、箱式结构,简称舱体。数据中心节能技术分会G D C TT/DZJN 101202233.4预制电缆 prefabricated cable电缆端头进行处理后,与电连接器进行组合从而达到满足使用要求的一种电缆。3.5布线 wiring能够支持电气、电子设备相连的各种缆线、跳线、接插软线和连接器件组成的系统。3.6电能有效利用率 power usage effectiveness数据中心消耗的所有电能与数据中心信息设备电能消耗之间的比值。3.7可拆卸式电磁屏蔽室 modular electromagnetic shielding enclosure按照设计要求,由预先加工成型的屏蔽壳体模块板、结构
13、件、屏蔽部件等,经过施工现场装配,组建成具有可拆卸结构的电磁屏蔽室。3.8半封闭预制舱式电力模块 semi-enclosed prefabricated cabin power module出厂时因降低运输限制而设计成半封闭预制舱式的电力模块,可应用于室内场景。3.9全封闭预制舱式电力模块 fully enclosed prefabricated cabin power module将所有设备集成在一个全封闭预制舱或集装箱式的电力模块,可应用于室内或室外场景。3.10撬块式电力模块 skid power module将所有设备组装在同一个撬块式底座上的电力模块,可应用于室内场景。3.11典型功
14、能单元 typical functional unit包含10kV及以下的中低压变、配电系统、不间断电源系统/高压直流系统、IT/动力配电系统、弱电系统、暖通系统和消防系统等组合而成的电力模块。数据中心节能技术分会G D C TT/DZJN 101202244分类电力模块根据安装位置分为室内和室外应用场景,且包含多种类型,应符合表1规定。表 1预制化电力模块分类安装位置名称安装方式室内半封闭预制舱式电力模块安装在水泥基座或其它基座上全封闭预制舱式电力模块安装在水泥基座或其它基座上撬块式电力模块直接安装在配电室地面室外全封闭预制舱式电力模块安装在水泥基座或其它基座上5特性电力模块中所有涉及的成套
15、设备及元器件以及母排、电缆、接地线等连接设备的使用条件应符合对应产品/产品组合的国家标准、规范及 GB 50174的要求。5.1使用环境条件电力模块抗震等级应符合国家标准相关文件规定,满足当地的抗震设防要求,同时应满足表2 室内使用环境条件、表3 室内外使用环境条件要求。表 2室内使用环境条件设备特性环境温度相对湿度海拔水气、尘埃、腐蚀性气温()相对湿度(%)绝对湿度(g/m3)常规(等同于GB/T 4798.3中 3K3等级)-5+45上限下限高低高低1000m为常规情况;1000m需按照GB/T7260.3和GB/T 20645要求降容使用防护等级满足IP30(局部设备由于散热要求可降低至
16、IP20)沿海距离3km以上的环境无需腐蚀性气体防护措施+4009020291数据中心节能技术分会G D C TT/DZJN 10120225表 2 室外使用环境条件(续)设备特性环境温度相对湿度海拔水气尘埃腐蚀性气温()相对湿度(%)绝对湿度(g/m3)常规(等同于GB4798.4 4K2等级)-33+40上限下限高低高低1000m为常规情况;1000m需按照GB/T7260.3和GB/T20645要求降容使用淋淋水水IP3轻轻度度尘尘埃埃IP4可可忽忽略略根据设备技术要求采取防腐措施+40-3310015250.26特殊设计的电力模块(等同于GB/T 4798.4中 4K3等级)-50+4
17、0+40-5010015360.03溅溅水水IP4中中度度尘尘埃埃IP5间间歇歇或或偶偶然然根据设备技术要求采取防腐措施专门设计的电力模块(等同于GB/T 4798.4中 4K4 等级)-65+55+55-651004360.03喷喷水水IP5重重度度尘尘埃埃IP6连连续续污污染染根据物质的性质对设备进行特殊设计5.2供配电设备额定值高压开关设备及控制设备、变压器、低压开关设备及控制设备、不间断电源、无功补偿设备、滤波装置、防雷接地设备等应符合其对应产品标准要求。5.2.1额定电压电力模块电压应符合所在回路的标称电压。5.2.2额定频率电力模块额定频率应符合所在回路的标称频率。5.2.3额定电
18、流及温升电力模块中某一回路的额定电流由制造商根据其内装电气设备的额定值及其布置和应用情况来确定。当按照本文件8.4.2进行温升测试时,应通此电流,且主回路在额定电流和额定频率下的温升,应遵守相应的国家标准规定,柜内各组件的温升值不得超过该组件的相应国家标准的规定。5.3电能质量5.3.1电压输入电压应符合现行国家标准GB/T 12325的有关规定,10kV以下的三相输入电压偏差范围为标称电压的7%。稳态输出电压范围:数据中心节能技术分会G D C TT/DZJN 10120226交流电压:+7%-10%,0.5Hz直流电压:可调节范围标称电压的20%。5.3.2谐波畸变率应符合GB/T 145
19、49的有关规定的谐波电压限值,符合表3 谐波电压限值的规定。表 3谐波电压限值电网标称电压kV电压总谐波畸变率%各次谐波电压含有率%奇次偶次0.385.04.02.064.03.21.610输入电压满足5.3.1要求、输出25%-100%负载时,电流总谐波畸变率应不超过5%。5.3.3直流输出电压稳压精度系统直流电压稳压精度应优于1.0。系统运行时,正常工作电压应根据蓄电池浮充、均充电压的技术参数确定,应能与蓄电池并联以浮充或均充工作方式向通信设备供电,可在系统输出电压范围内调整。5.3.4过电压应符合GB/T 18481 中对于工频过电压、谐振过电压、操作过电压、雷电过电压的要求。5.4电磁
20、兼容应符合 GB 50174的有关规定。电力模块中所涉及的元器件、成套设备的电磁兼容要求都应符合相应国家标准规定。传导骚扰、辐射骚扰限制应符合 GB 9254中对于A、B类ITE的要求。5.5防雷与接地电力模块防雷和接地应符合 GB 50057、GB 50343、GB 50169中有关规定。低压配电部分应采用TN-S系统,每个元件通过单独的连接线与之相连,该连接线应包含在主接地导体中。当外壳的框架、水泥的加强筋由金属材料组成时,金属材料在符合GB 50174接地要求时可作为主接地导体系统使用。所有电气设备的金属壳架和接地母排均应可靠连接在预制舱金属框架或撬块式底座金属部件上,接地线的接线端子与
21、接地导体尺寸都应根据过电流保护设备的规格确定,防雷接地装置的接地体的材料、结构和最小尺寸应符合GB 50057 的有关规定,保护性和功能性接地应符合现行国家标准GB50174、GB 51348的有关规定。数据中心节能技术分会G D C TT/DZJN 10120227主接地系统的导体应设计成能够在系统的中性点接地条件下承受额定短时耐受电流和额定峰值耐受电流。在规定的故障条件下,接地导体的电流密度,如采用铜导体,当额定短路持续时间为1s时不应超过200A/mm2;当额定短路持续时间为3s时不应超过125A/mm2。其横截面积不应小于30mm2。它的端部应有合适的接线端子,以便和装置的接地系统连接
22、。对于非铜接地导体,应满足等效热与机械应力的要求。接地系统在可能要通过的电流产生的热和机械应力作用后,其连续性应得到保证。连接到接地回路的元件应包括:金属预制舱体的外壳撬块式金属结构框架;高压开关设备和控制设备的金属外壳,从其接地端子处连接;高压电缆的金属屏蔽及接地导体;变压器的箱体或干式变压器的金属框架;低压开关设备和控制设备的金属框架或外壳;自控和遥控装置的接地连接;金属 UPS 设备的外壳;室外使用的电力模块应根据GB 50343设置对应的雷电防护等级的有效措施,防止或减少电力模块内部设备受到电涌的影响。设置浪涌保护器时应参照我国国家工程建设标准GB 50689及YD/T 1429、YD
23、/T 3894中对通信行业专用浪涌保护器的要求。5.6静电防护应符合GB 50174 中相关规定要求。5.7电能效率应符合GB/T 32910.2 中相关能效等级指标要求。6结构设计要求与性能要求预制化电力模块应设计成能够安全地进行正常使用、检查和维护。此外,预制化电力模块的设计和制造应能最大程度保证未经授权的人员触及时的人身安全。应注意铰链、通风口的盖板、联锁机构的设计和制造。6.1预制舱外壳全封闭式预制舱电力模块预制舱体的外壳应满足下列条件。防护等级应符合:户外使用时:施加额外防护措施时,整体防护等级不低于 IP43,具备防尘、防潮、防凝露的效果;无额外防护措施时,整个防护等级不低于 IP
24、54,具备防尘、防潮、防凝露的效果。户内使用时:整体防护等级不低于IP30;用非导电材料制作的外壳的部件应满足特定的绝缘要求;耐火等级应符合 GB/T 9978.1 及 GB/T 9978.8 中相关规定。数据中心节能技术分会G D C TT/DZJN 10120228预制舱体应有足够的机械强度,并应耐受以下负荷和撞击:顶部负荷:最小值为 2400N/m2,如果预制舱体将承受更高的负荷,则按照国家或地方相关技术要求确定;面板、门上的耐受机械应力(仅机械撞击)不低于:20J,对应的防护等级为 GB/T20138 的 IK10 要求。预制舱结构应根据承载计算设计足够的支撑结构,宜能提供相应的有限元
25、模型结构强度分析报告。预制舱体内壁设计应采用不易积尘材料、仓体内结构应不易积水,舱体顶盖外应有明显散水坡度或具有拍摄功能的等效设计措施,防止雨水进入舱体内部。预制舱体的隔绝电磁辐射及消音降噪功能设计应符合 GB 12348 中相关规定;预制舱体设计应具备良好的隔热保温性能,应保证舱体内温差不因外界环境温度变化大范围浮动;预制舱应保证良好的防火性能,所有舱体壁板采用不燃性材料。预制舱内部两侧的隔墙需保证耐火最低性能水平为 0.5 小时以上,当有设计疏散走道时,预制舱内部两侧的隔墙需保证耐火最低性能水平为 1 小时以上;预制舱消防供电及应急照明设计应符合 GB 51309 的相关规定;预制舱的接地
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