中国联通240V直流供电系统技术规范v1.0.精讲.doc

QB/CUXXX-200X 中国联通公司发布2012-01-06实施2012-01-06发布中国联通通信机房配套设备技术规范第一分册 240V直流供电系统技术规范V1.0China Unicom Telcom Station Ancillary Equipments Technical Specifications Part 1: 240V DC Power Supply System Technical Specification(V1.0)QB/CU 157-2012中国联通公司企业标准中国联通通信机房配套设备技术规范 第一分册 240V直流供电系统技术规范V1.0II目 次目 次I前 言II240V直流供电系统技术规范V1.011 适用范围12 规范性引用文件13 名词和术语14 总则25 环境要求25.1 240V高频开关电源设备25.2 蓄电池组温度范围要求35.3 机房洁净度要求35.4 设备使用地点36 系统组成37 设备配置47.1 设备配置原则47.2 高频整流模块的配置47.3 直流配电设备的配置57.4 各级开关选择及配置58 240V直流设备主要技术要求68.1 交流输入68.2 直流输出68.3 整流模块68.4 蓄电池管理功能88.5 系统总体技术要求88.6 绝缘监察88.7 保护功能98.8 系统电磁兼容性108.9 系统可靠性109 导线的选择和布放109.1 导线的选择109.2 导线的布放1110 监控系统要求1110.1 监控系统要求1110.2 告警系统要求1211 接地与安全要求1211.1 接地要求1211.2 安全要求12前 言本规范为中国联通通信机房配套设备技术规范，共分为八个分册，分别为：第一分册 240V直流供电系统技术规范V1.0第二分册 UPS供电系统技术规范V1.0第三分册 柴油发电机组技术规范V1.0第四分册 燃气轮机发电机组技术规范V1.0第五分册 -48V直流供电系统技术技术规范V1.0第六分册 阀控式密封铅酸蓄电池技术规范V1.0第七分册 局房专用空调设备技术规范V1.0第八分册 高压输电系统对通信系统影响的防护规范V1.0本分册为第一分册 240V直流供电系统技术规范V1.0，适用于中国联通通信用240V直流供电系统的选型、验收和维护管理。240V直流供电系统是近年来出现的一种新型供电系统，可以在不改变用电设备交流供电电压等级等兼容性的前提下，为服务器设备供电。240V直流供电系统相较于传统的为服务器设备供电的交流UPS系统来说，在可靠性、可维护性、节能降耗方面都有较大提升。本规范明确了中国联通通信用240V直流供电系统的组成、设备配置、导线的选择和布放、监控系统要求、接地与安全要求及240V直流设备主要技术要求等。本规范为中国联通内部的技术性、规范性文件。本规范与国家或行业有关标准和规范有矛盾时，应以国家或行业标准规范为准。本规范由中国联通公司运行维护部提出。本规范由中国联通公司技术部归口管理。本规范起草单位：中讯邮电咨询设计院有限公司、集团公司运行维护部本规范主要起草人：王伟 刘宝庆 王路 许伟杰 本规范修改和解释权属中国联合网络通信有限公司。240V直流供电系统技术规范V1.01 适用范围（1）本规范适用于中国联合网络通信集团有限公司（以下简称“中国联通”；中国联通各级机构分别简称为“集团公司”、“省级分公司”、“地市分公司”）运行的240V直流供电系统。本规范适用于240V直流供电系统设备的维护管理，新建、改建、扩建240V直流供电系统工程中设计及设备选型应参照执行。1）通信局房的240V直流供电系统设备的维护和管理适用本规范。2）经主管部门批准同意为其他企业代为维护的240V直流供电系统设备（以下简称“对外代维”），如代维协议无其他特殊规定，其运行维护和管理参照本规范。3）中国联通委托其他企业代为维护的240V直流供电系统设备（以下简称“委外代维” 或“维护外包”），应按照本规范的要求与代维单位签订代维协议。（2）本规范主要从240V直流供电系统的组成、设备配置、导线的选择和布放、监控系统要求、接地与安全要求及240V直流设备主要技术要求等方面进行了规定。（3）本规范适用于中国联通通信局房为服务器设备提供电源的240V直流供电系统设备。2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款：（1）YD/T 5210-2011 240V直流供电系统工程技术规范（2）YD 5098-2005 通信局（站）防雷与接地工程设计规范（3）YD/T 5040-2005 通信电源设备安装工程设计规范（4）YD/T 1821-2008 通信中心机房环境条件要求（5）YD/T 1051-2010 通信局（站）电源系统总技术要求（6）YD/T 983-1998 通信电源设备电磁兼容性限值及测量方法（7）YDB 037-2009 通信用240V直流供电系统技术要求（8）中国联通企业标准 中国联通通信机房配套设备技术规范 第六分册 阀控式密封铅酸蓄电池技术规范V1.0（9）中国联通企业标准 中国联通通信机房动力及环境集中监控管理系统技术规范V1.03 名词和术语（1）240V直流供电系统 240V DC power supply system电压等级为240V以直流方式供电的系统。（2）绝缘监察 Insulation monitoring对直流输出与地的绝缘性能进行检测，判断是否发生接地故障或绝缘性能降低。当发生故障或绝缘性能劣化时发出告警。（3）悬浮方式Suspended mode系统输出的正、负极均不接地的方式。（4）恢复时间 Recovery time恢复时间是指直流输出电压与直流输出整定值之差绝对值超出稳压精度范围处开始，恢复至小于等于并不再超过稳压精度处的这段时间。4 总则（1）中国联通240V直流供电系统的规划及设计应遵循开放性的原则，系统应具有标准化、可在线扩充性。（2）中国联通240V直流供电系统设计总体方案、设备选型等近期建设规模应与远期发展规划相结合，同时还应根据建设和发展情况、经济效果、设备寿命、扩建和改建的可能等因素，进行多方案技术经济比较，提高可靠性，努力降低工程造价和维护成本。（3）设备安装设计必须贯彻国家技术政策，合理利用资源，执行国家防震、消防和环境保护等有关标准规定。在抗震设防烈度7烈度以上（含7烈度）地区使用的系统设备，应取得工业和信息化部（含原信息产业部）电信设备抗地震性能检测合格证，未取得合格证的不得在工程中使用。（4）应采用经国家相关机构认证及通信产品泰尔认证（TLC）的设备和成熟的技术。5 环境要求5.1 240V高频开关电源设备（1）温度范围要求：工作环境温度范围：-5+40；储运环境温度范围：-40+70。（2）相对湿度范围要求：工作相对湿度范围：90（402）；储运相对湿度范围：95（402）。（3）振动：系统应能承受频率为10Hz55Hz、振幅为0.35mm的正弦波振动。（4）设备海拔高度要求：1000m。当海拔高度1000m时，应按GB/T 3859.2-1993半导体变流器 应用导则中5.2节的规定降额使用。5.2 蓄电池组温度范围要求蓄电池组使用温度要求按照中国联通通信机房配套设备技术规范 第六分册 阀控式密封铅酸蓄电池技术规范V1.0中的规定执行。5.3 机房洁净度要求应满足YD/T 1821-2008通信中心机房环境条件要求中5.1、5.2节要求。5.4 设备使用地点不得有爆炸危险介质，周围介质不含腐蚀金属和破坏绝缘的有害气体及导电介质，不允许有霉菌存在。6 系统组成（1）系统主要由交流配电、高频开关整流模块、直流配电、蓄电池组、监控单元、绝缘监察以及接地部分等组成。（2）系统可分为组合式系统和分立式系统。系统容量小于或等于300A宜采用组合式系统；分立式系统应具有较好的扩展性。（3）组合式系统交流配电、高频开关整流模块、直流配电、监控单元、绝缘监察以及接地部分等应同机架设置，蓄电池组可单独安装。组合式供电系统见图1。图1 组合式供电系统（4）分立式系统的交流配电、高频开关整流模块、直流配电可以分别设置在不同的机架内，蓄电池单独安装；监控单元以及绝缘监察可安装在其中某一机架内。分立式供电系统见图2。图2 分立式供电系统7 设备配置7.1 设备配置原则（1）系统输出容量应根据总负载和蓄电池组均充容量进行合理选择。（2）系统应预留扩展装置以满足远期负荷发展的需要。（3）高频整流设备的容量应按近期负荷配置，远期负荷增加不大时，可按远期配置。（4）系统应采用分散供电方式，单个系统的容量宜在1000A以下，最大不应超过1500A。（5）系统的直流配电装置应按系统最大输出能力配置或预留最大输出能力的扩展端。（6）蓄电池组的配置和容量计算参见中国联通企业标准中国联通通信机房配套设备技术规范 第六分册 阀控式密封铅酸蓄电池技术规范V1.0。容量应按近期负荷配置，依据蓄电池组的寿命，适当考虑远期发展。（7）系统输出必须采用悬浮方式。7.2 高频整流模块的配置（1）高频整流模块应按n1冗余方式配置，其中n只主用，n10时，1只备用；n10时，每10只备用1只。（2）主用整流模块的容量应按近期负荷电流和电池均充电流（按10小时放电率）之和确定。7.3 直流配电设备的配置（1）直流配电设备包括直流配电屏、直流列柜及机架内直流配电单元。配电系统方式见图3。图3 配电系统方式（2）直流配电屏至机架内直流配电单元输出端之间的配电环节不宜超过3级。（3）直流列柜宜设置双路输入结构；双路输入的配电设备应配备可改成单路输入的连接端子。（4）直流列柜的输出分路数和开关容量配置应满足用电设备的需要；输出分路同时带载之和不得超过配电输入的额定容量。（5）架内设备至架内直流配电单元输出端宜采用直接连接方式。（6）严禁机架内直流配电单元一个断路器回路接入多台设备。（7）直流列柜应能加装智能表计，智能表计能对输入输出分路进行能耗测量，并存储数据，同时能将测量数据送至监控系统。7.4 各级开关选择及配置（1）直流配电全程应采用双极过流保护器件；过流保护器件应采用熔断器或直流断路器。（2）采用的熔断器或直流断路器耐压范围应与系统电压相适应。（3）蓄电池组正、负极过流保护装置应设在直流配电屏内，宜采用熔断器作为过流保护。（4）当熔断器或直流断路器串级作为保护时，熔断器宜装设在直流断路器上一级，其额定电流应不小于直流断路器额定电流的2倍。8 240V直流设备主要技术要求8.1 交流输入（1）输入电压额定值及变动范围三相380V：允许变动范围为323V418V。单相220V：允许变动范围为187V242V。注：交流输入电压超出上述范围但不超过额定值的25%时，系统可降容使用。（2）输入频率及变动范围输入频率及变动范围为50Hz2.5Hz。（3）输入电压波形失真度交流输入电压总谐波含量不大于5%时，系统应能正常工作。（4）交流输入端应配置智能表计，智能表计应能测量能耗等相关数据并具备存储功能，同时能将测量数据送出至监控系统。8.2 直流输出（1）直流输出电压直流输出电压标称为240V，其变化范围如1表1 电压变化范围标称电压系统输出电压范围受电端子电压范围全程允许最大压降240V204V288V192V288V12V系统运行时，浮充、均充电压应根据蓄电池的技术参数确定，可在一定范围内调整。系统的直流输出电压值在其可调范围内应能手动或自动连续可调。系统在稳压工作的基础上，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。（2）直流配电部分电压降1）全程允许最大压降：应满足表的要求。2）直流配电屏内电压降：不应超过1.0V。3）蓄电池单体连接条压降：不应超过10mV。8.3 整流模块（1）输入功率因数当输入电压为额定值时，整流模块的输入功率因数应符合表2要求。表2 输入功率因数分级123输入功率因数100%额定负载0.990.960.9250%额定负载0.980.950.9020%额定负载0.970.900.85（2）输入电流谐波成份当输入电压为额定值时，整流模块的输入电流谐波成份应符合Error! Reference source not found.要求。表3 电流谐波成份分级123输入电流谐波成份（3次39次THDI）100%额定负载5%10%28%50%额定负载8%15%30%20%额定负载12%20%35%（3）效率当输入电压为额定值时，整流模块的效率应满足表要求。表4 整流模块效率单个整流模块输出功率W1500分级123效率100%额定负载94%91%89%50%额定负载93%90%88%20%额定负载91%86%83%（4）稳压精度稳压精度应优于0.6%。（5）峰-峰值杂音电压整流模块直流输出端在0MHz20MHz频带内的峰-峰值电压应不大于输出电压标称值的0.5%。（6）负载效应（负载调整率）不同负载情况下的直流输出电压与输出电压整定值的差值应不超过输出电压整定值的0.5%。（7）负载效应恢复时间(动态响应)由于负载的阶跃变化（突变）引起的直流输出电压变化后的恢复时间应不大于200s，其超调量应不超过输出电压整定值的5。（8）开关机过冲幅度由于开关机引起直流输出电压变化的最大峰值应不超过直流输出电压整定值的5。（9）启动冲击电流(浪涌电流)由于启动引起的输入冲击电流应不大于额定输入电压条件下最大稳态输入电流峰值的150。（10）软启动时间软启动时间（从启动至直流输出电压爬升到标称值所用的时间）可根据用户要求确定，一般为3s10s。8.4 蓄电池管理功能（1）系统应具有能接入不少于2组蓄电池的装置。（2）系统应具备对蓄电池均充及浮充状态进行手动和自动转换功能。（3）系统在对蓄电池进行均充时，应具有限流充电功能，并且限流值不受负载变化的影响。（4）系统应能根据蓄电池工作环境温度，对系统的输出电压进行温度补偿（浮充电压应能按1mV5mV/(cell)自动调节，电池温度越高，浮充电压越低，反之亦然）。（5）在蓄电池放电及均充过程中，系统应根据对初始电压、终止电压、充放电的安时数、蓄电池额定容量、放电速率、温度等参数，对蓄电池容量进行估算。（6）系统宜具备蓄电池单体电压管理功能（可选）。8.5 系统总体技术要求（1）均分负载（并机工作）性能系统中整流模块应能并联工作，并且能按比例均分负载(负载为50%100%额定输出电流时)，在监控模块正常工作时，其不平衡度应不大于输出额定电流的5%。当监控模块异常时，系统输出不会中断，其不平衡度应在额定输出电流的10%以内。当单个整流模块出现异常时，应不影响系统的正常工作。在系统不停止工作的状态下，应能更换异常的整流模块。（2）直流输出稳压精度不同交流输入电压与负载进行组合情况下，系统稳压精度应优于1.0。（3）系统音响噪声系统正常工作时，音响噪声应不大于65dB（A）。整流模块音响噪声应不大于55dB（A）。8.6 绝缘监察（1）系统发生接地故障或绝缘电阻低于告警整定值(见表)时，绝缘监察装置应可靠动作。表5 绝缘电阻整定值系统电压（V）绝缘告警整定值范围（k）2401530（2）绝缘监察装置应能测量出直流系统单极或两极绝缘下降和绝缘电阻数值，当低于整定值时应能发出告警信号。（3）绝缘监察装置检测总母排绝缘时，应具有以下功能：1）实时在线检测直流系统的绝缘状况；2）显示并记录接地母排的极性、绝缘电阻值(测量误差不大于整定值的15%)及发生时间；3）具有直流系统绝缘电阻限定值的设定功能；4）具有告警延时、信号解除功能(可选)；5）满足与电源监控系统或监控模块的通信要求，具有标准的通信接口和通信协议。（4）绝缘监察装置检测直流分支路绝缘时，应具有以下功能：1）实时或非实时巡检各直流分支路绝缘状况；2）显示并记录接地分支路编号、极性、绝缘电阻值(测量误差不大于整定值的15%)及发生时间；3）具有告警延时、信号解除功能(可选)；4）满足与电源监控系统或监控模块的通信要求，具有标准的通信接口和通信协议。（5）绝缘监察装置不工作或本身出现异常时，不应影响直流回路正常输出。8.7 保护功能（1）交流输入过、欠电压保护1）系统应能监视输入电压的变化，当交流输入电压值过高或过低，可能会影响系统安全工作时，系统可以自动关机保护；当输入电压正常后，系统应能自动恢复工作。2）过压保护时的电压应不低于本标准中所规定的“交流输入电压变动范围”上限值的105%，欠压保护时的电压应不高于“交流输入电压变动范围”下限值的95%。（2）三相交流输入缺相保护整流模块交流输入为三相时，系统应具有缺相保护功能。（3）直流输出过、欠电压保护系统直流输出电压的过、欠电压值可由制造厂根据用户要求设定。当系统的直流输出电压值达到其设定值时，应能自动告警。过压时，应能自动关机保护，故障排除后，必须手动才能恢复工作。欠压时，系统应能自动保护，故障消除后，应自动恢复。（4）直流输出电流限制或输出功率限制功能系统直流输出限流保护功能分两种形式：1）系统直流输出电流的限流范围可在其额定值的20%110%之间调整，当输出电流达到限流值时，系统以限流值输出。2）如系统采用恒功率整流模块，当系统直流输出功率达到恒功率值时，系统应以限功率方式输出。（5）直流输出过流及短路保护系统应有过流及短路的自动保护功能，过流或短路故障排除后应能自动或人工恢复正常工作状态。（6）保护接地要求系统应具有保护接地，且应有明显的标志，接地装置应使用铜制螺母（规格不小于M8），接地线截面积应不小于10mm2。配电部分外壳、所有可触及的金属零部件与接地装置间的电阻应不大于0.1。（7）温度过高保护系统应具有过温保护功能。当系统温度超过过温保护点时，系统应能自动保护；当温度下降到恢复点后，系统应能自动恢复正常输出。（8）告警性能系统在各种保护功能动作的同时，应能自动发出相应的声光告警信号。同时，应能通过通信接口将告警信号传送到近端、远程监控设备上，部分告警可通过干接点（数量不少于4对）将告警信号送至机外告警设备，所送的告警信号应能区分故障的类别。系统应具有告警记录和查询功能，告警记录可随时刷新；告警记录在系统掉电后不得丢失。（9）防雷性能系统交流输入端应装有浪涌保护装置，至少能承受电压脉冲（10/700s、5kV）和电流脉冲（8/20s、20kA）的冲击。（10）其他安全要求系统的其他安全要求按照YDB 037-2009通信用240V直流供电系统技术要求标准相关条文执行。8.8 系统电磁兼容性（1）传导骚扰限值传导骚扰限值应符合YD/T 983-1998通信电源设备电磁兼容性限值及测量方法中5.1节的要求。（2）辐射骚扰限值辐射骚扰限值应符合YD/T 983-1998通信电源设备电磁兼容性限值及测量方法中5.2节要求。（3）静电放电抗扰性系统机柜应能保护产品抵御静电的破坏，其保护能力应符合YD/T 983-1998通信电源设备电磁兼容性限值及测量方法7.3节表9中“静电放电”的要求，应能承受不低于8kV静电电压的冲击。8.9 系统可靠性（1）整流模块的可靠性MTBF1105h；（2）系统的可靠性MTBF5104h。9 导线的选择和布放9.1 导线的选择（1）机房内的导线宜采用铜芯阻燃电缆。（2）最大工作电流作用下的缆芯温度，不得超过按电缆使用寿命确定的允许值。（3）按敷设方式及环境条件确定导体的载流量，同时应满足热稳定及机械强度的要求。（4）高频整流机架的交流引入导线截面积应按照满架容量计算。（5）电缆截面积应按电缆长期允许载流量计算，回路允许电压降校验。选择应按式（9.1.5）计算： 按电缆长期允许载流量：IpcIca 式（9.1.5-1）按回路允许电压降：Scac= 式（9.1.5-2） 式（9.1.5-1）、（9.1.5-2）中： Ipc电缆允许载流量(A)； Ica计算电流(A)； Scac电缆计算截面（mm2）；电阻系数，铜导体0.0184mm2/m；L 电缆长度（m）；Up回路允许的最大电压降。（6）线路的电压损失应满足用电设备正常工作及启动时端电压的要求。设备受电端直流标称电压应在（192285）V范围内，系统输出电压应在（204285）V范围内，系统全程回路允许的最大电压降为12V。（7）240V直流电缆颜色标志：正极：棕色；负极：蓝色；保护接地线：黄绿色。9.2 导线的布放（1）导线路径选择应避免电缆遭受机械性外力、过热、腐蚀等危害，便于敷设、维护、并满足安全要求条件下电缆长度较短的原则。（2）直流导线应与交流电源线、信号线及光缆分开布放，与48V直流电源线同走线架（槽）敷设时应明显区隔，并做好颜色标记。（3）系统供电对象主要是额定电压为交流的用电设备，设备的电源接线应按以下方式：直流输出“正”极设备输入电源线的“N”端；直流输出“负”极设备输入电源线的“L”端；交流保护地线240V直流设备的保护地。在接线时应区分直流正、负极与电源线L、N线