07 数据中心供配电系统架构
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APC by Schneider Electric – 杜浩明/张永萍 – SMDC05 – 2012年5月07日
1. 3各级数据中心的供电系统的要求
●GB 50174-201X 中对各级数据中心供电的要求举例
● A级机房供电系统图，容错系统配置 两路10kV电 源，后备柴 油发电机 N+1配置
APC by Schneider Electric – 杜浩明/张永萍 – SMDC05 – 2012年5月07日
APC by Schneider Electric – 杜浩明/张永萍 – SMDC05 – 2012年5月07日
议程
1 数据中心标准 2 数据中心供配电系统组成和各组件功能 3 选择UPS系统的配置 4 数据中心典型供配电系统比较 5 数据中心电气图纸及图形符号 6 施耐德数据中心供配电系统解决方案
APC by Schneider Electric – 杜浩明/张永萍 – SMDC05 – 2012年5月07日
1. 3各级数据中心的供电系统的要求
●GB 50174-201X 中对各级数据中心供电的要求举例
● B1级机房供电系统图(冗余和同时维护配置)
APC by Schneider Electric – 杜浩明/张永萍 – SMDC05 – 2012年5月07日
APC by Schneider Electric – 杜浩明/张永萍 – SMDC05 – 2012年5月07日
1. 3各级数据中心的供电系统的要求
●GB 50174-201X 中对各级数据中心供电的要求举例
● C级机房供电系统图(基本配置)
APC by Schneider Electric – 杜浩明/张永萍 – SMDC05 – 2012年5月07日
数据中心供配电系统架构
施耐德数据中心ITB
解决方案团队北方区收售前技术经理 刘 勇 189 1002 7395
All content in this presentation is protected – © 2012American Power Conversion Corporation
目录
1 数据中心标准 2 数据中心供配电系统组成和各组件功能 3 选择UPS系统的配置 4 数据中心典型供配电系统比较 5 数据中心电气图纸及图形符号 6 施耐德数据中心供配电系统解决方案
UPTIME
Leabharlann Baidu
DOWNTIME
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1. 2 数据中心的分级
●国家标准对数据中心基础设施的分级
● GB 50174-2008：《电子信息系统机房设计规范》将机房划分为 A 、B、C三级，从可靠性和可用性指标，以及对国名经济和社会的影 响进行排列，三级从高到低的排列顺序为：A、B、C。
• Tier IV：容错数据中心 • Tier III：冗余和同时维护 • Tier II：冗余配置 • Tier I：基本要求
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1. 3各级数据中心的供电系统的要求
●GB 50174-201X 中对各级数据中心的供电的要求
和安全要求》
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1. 1 数据中心标准列表（续）
●美国国家标准协会与行业协会的共同标准
● ANSI/TIA-942-2005 《 Telecommunications Infrastructure Standard for Data Centers 》
1. 3各级数据中心的供电系统的要求
●GB 50174-201X 中对各级数据中心的供电的要求
●C 级
•C级电子信息系统机房内的场地设备应按基本需求配置，在场 地设备正常运行情况下，应保证电子信息系统运行不中断。
●ANSI/TIA–942中对各级数据中心的供电的要求
●Tier I ：基本要求
•一级数据中心易受到一些有意识或无意识行为的影响而中断 。它有计算机配电和冷却系统，但可能没有活地板、UPS或 发电机。如果有UPS或发电机，那只能满足基本需求，没有 冗余，且存在许多单点故障。在进行维护时，系统停止运行 。紧急情况时可能发生中断。操作失误或设备故障将引起数 据中心运行中断。
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1. 2 数据中心的分级
●美国国家标准协会与专业协会合作的标准的分级
● ANSI/TIA–942《 数据中心通信设施标准》将数据中心 划分为TierⅠ、TierⅡ 、TierⅢ、TierⅣ 四个等级，从 可靠性和可用性指标排列，四级从高到低的排列顺序为 ： TierⅠ、TierⅡ 、TierⅢ、TierⅣ 。
● A 级：
• A级机房内的场地设备应按容错系统配置，在电子信息系统运 行期间，场地设备不应因操作失误、设备故障、外电源中断 、维护和检修而导致电子信息系统运行中断。
●ANSI/TIA–942中对各级数据中心的供电的要求
●Tier IV：容错结构：
•四级数据中心允许对重要负荷进行任何有计划（不会中断系统 ）的操作。容错功能至少能够顶住一次最严重的意外事故。供 配电方面要求有两套独立的UPS系统，每套为N+1冗余。四级 数据中心需要所有的计算机硬件有双路电源输入。
1. 3各级数据中心的供电系统的要求
●GB 50174-201X 中对各级数据中心供电的要求举例
● B2级机房供电系统图(冗余配置)
B2级机房 供电系统 (两路 0.4kV市电)
B2级机房 供电系统 (一路0.4kV 市电，一 路柴油发 电机组)
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1. 2 数据中心的分级
●可用性 = UPTIME /（UPTIME+DOWNTIME）
● Uptime：正常运行时间 ● Downtime：停止运行时间
UPSTIME+DOWNTIME
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1.1 数据中心标准列表 机房建设标准与规范
●国家标准
● GB50174-2008《电子信息系统机房设计规范》 ● GB50462-2008 《电子信息系统机房施工及验收规范》 ● 国家建筑标准设计图集-09DX009《电子信息系统机房工程设计与安装》 ● JGJ16-2008 《民用建筑电气设计规范》 ● GB50052-2009《供配电系统设计规范》 ● GB50054-2011《低压配电设计规范》 ● GB2887—89《计算站场地技术条件》 ● GB/T9361-2011 《计算站场地安全要求》 ● GB/T2887-2011《电子计算机场地通用规范》 ● GBJ52-83《工业与民用供电系统设计规范》 ● GBJ54-83《低压配电装置及线路设计规范》 ● GB50055-2011《通用用电设备设计规范》
●ANSI/TIA–942中对各级数据中心的供电的要求
●Tier Ⅲ：同时维护结构：
•三级数据中心允许任何有计划行为，而且不会以任何方式影 响计算机的运行。有计划的行为包括维护、更换、增加、切 除和测试设备、元件或系统。例如对于大型数据中心使用的 冷却水系统，应采用两套独立的系统。当对一条线路进行维 护或测试时，另一条线路需要有足够的容量满足负荷需要。 误操作或设备故障仍有可能引起系统中断。
● GB 50174-201x：《数据中心基础设施设计规范》将数据中心划分 为 A、B1、B2、C 四级， 从可靠性和可用性指标，以及对国名经济 和社会的影响进行排列， 四级从高到低的排列顺序为：A、B1、B2 、C。
• A级：容错数据中心 • B1级：冗余和同时维护 • B2级：冗余配置 • C级：基本要求
1. 3各级数据中心的供电系统的要求
● GB 50174-2008《电子信息系统机房设计规范 》对电力的技术要求
项目
技术要求
A级
B级
C级
备注
供电电源
两个电源供电 两个电源不应同时受到损坏
两回线路供电
-
变压器
M (1+1) 冗余 (M=1、2、3……)
用电容量较
N
大时设置专 用电力变压
1. 3各级数据中心的供电系统的要求
●GB 50174-201X 中对各级数据中心的供电的要求
●B1 级
•B1级数据中心应具有冗余和同时维护能力。在电子信息系统 运行期间，基础设施在冗余能力范围内，不应因设备故障而 导致电子信息系统运行中断；在设备检修维护期间，基础设 施应保障电子信息系统正常运行。
1. 3各级数据中心的供电系统的要求
●GB 50174-201X 中对各级数据中心的供电的要求
●B2 级
•B级机房内的场地设备应按冗余要求配置，在系统运行期间 ，场地设备在冗余能力范围内，不应因设备故障而导致电子 信息系统运行中断。
●ANSI/TIA–942中对各级数据中心的供电的要求
●Tier II：冗余结构
●可用性
● “可用性”即电源保持供电并正常运行以支持关键负载的时间百分比 估算值。
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1. 2 数据中心的分级
●可用性= MTTF /（MTTF+MTTR）= MTTF / MTBF
● MTTF：Mean Time To Failure = 平均无故障时间 ● MTTR：Mean Time To Repair = 平均维修时间 ● MTBF： Mean Time Between Failure = 平均故障间隔时间
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1. 2 数据中心的分级
●分级原则
● 按照基础设施（Infrastructure)的故障导致IT系统运行中断在经济和 社会上造成的损失或影响程度进行分级；
● 可靠性（Reliability）和可用性（Availability）； ● 节能要求。
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●国家标准续
● GB50053-94《10kV及以下变电所设计规范》 ● GB50057-2010《建筑物防雷设计规范》 ● GB50034-2004《建筑照明设计标准 》 ● GB50343-2004《建筑物电子信息系统防雷技术规范》 ● ANSI_TIA-942-2005《数据中心用远程通信基础设施标准》 ● GB 7260.1-2008 IEC62040-1-1 2002《操作人员触及区使用的
UPS的一般规定和安全要求》 ● GB 7260.2-2003 IEC62040-2 1999《UPS电磁兼容性要求》 ● GB 7260.3-2003 IEC62040-3 1999《UPS确定性能的方法和试
验要求》 ● GB 7260.4-2008 第1-2部分《限制触及区使用的UPS的一般规定
● 美国国家标准协会/美国通信行业协会-942-2005：《数据 中心通信设施标准》
● ANSI / BICSI-002-2011 《 Data Center Design and Implementation Best Practices》
● 美国国家标准协会/ 国际建筑业咨询服务协会-002-2011： 《数据中心设计与实施的最佳实践》
•有冗余结构的二级数据中心与一级数据中心相比不易受有意 识或无意识行为的影响而发生中断。二级数据中心有活地板 、UPS和发电机，但各系统仅仅是（N+1）冗余配置,管线为 单一回路。重要线路或超出冗余部份的设备故障或维护时系 统仍需中断。
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1. 3各级数据中心的供电系统的要求
●GB 50174-201X 中对各级数据中心供电的要求举例
● A级机房供电系统图，容错系统配置 两路10kV电 源，后备柴 油发电机 N+1配置
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议程
1 数据中心标准 2 数据中心供配电系统组成和各组件功能 3 选择UPS系统的配置 4 数据中心典型供配电系统比较 5 数据中心电气图纸及图形符号 6 施耐德数据中心供配电系统解决方案
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1. 3各级数据中心的供电系统的要求
●GB 50174-201X 中对各级数据中心供电的要求举例
● B1级机房供电系统图(冗余和同时维护配置)
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1. 3各级数据中心的供电系统的要求
●GB 50174-201X 中对各级数据中心供电的要求举例
● C级机房供电系统图(基本配置)
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数据中心供配电系统架构
施耐德数据中心ITB
解决方案团队北方区收售前技术经理 刘 勇 189 1002 7395
All content in this presentation is protected – © 2012American Power Conversion Corporation
目录
1 数据中心标准 2 数据中心供配电系统组成和各组件功能 3 选择UPS系统的配置 4 数据中心典型供配电系统比较 5 数据中心电气图纸及图形符号 6 施耐德数据中心供配电系统解决方案
UPTIME
Leabharlann Baidu
DOWNTIME
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1. 2 数据中心的分级
●国家标准对数据中心基础设施的分级
● GB 50174-2008：《电子信息系统机房设计规范》将机房划分为 A 、B、C三级，从可靠性和可用性指标，以及对国名经济和社会的影 响进行排列，三级从高到低的排列顺序为：A、B、C。
• Tier IV：容错数据中心 • Tier III：冗余和同时维护 • Tier II：冗余配置 • Tier I：基本要求
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1. 3各级数据中心的供电系统的要求
●GB 50174-201X 中对各级数据中心的供电的要求
和安全要求》
APC by Schneider Electric – 杜浩明/张永萍 – SMDC05 – 2012年5月07日
1. 1 数据中心标准列表（续）
●美国国家标准协会与行业协会的共同标准
● ANSI/TIA-942-2005 《 Telecommunications Infrastructure Standard for Data Centers 》
1. 3各级数据中心的供电系统的要求
●GB 50174-201X 中对各级数据中心的供电的要求
●C 级
•C级电子信息系统机房内的场地设备应按基本需求配置，在场 地设备正常运行情况下，应保证电子信息系统运行不中断。
●ANSI/TIA–942中对各级数据中心的供电的要求
●Tier I ：基本要求
•一级数据中心易受到一些有意识或无意识行为的影响而中断 。它有计算机配电和冷却系统，但可能没有活地板、UPS或 发电机。如果有UPS或发电机，那只能满足基本需求，没有 冗余，且存在许多单点故障。在进行维护时，系统停止运行 。紧急情况时可能发生中断。操作失误或设备故障将引起数 据中心运行中断。
APC by Schneider Electric – 杜浩明/张永萍 – SMDC05 – 2012年5月07日
1. 2 数据中心的分级
●美国国家标准协会与专业协会合作的标准的分级
● ANSI/TIA–942《 数据中心通信设施标准》将数据中心 划分为TierⅠ、TierⅡ 、TierⅢ、TierⅣ 四个等级，从 可靠性和可用性指标排列，四级从高到低的排列顺序为 ： TierⅠ、TierⅡ 、TierⅢ、TierⅣ 。
● A 级：
• A级机房内的场地设备应按容错系统配置，在电子信息系统运 行期间，场地设备不应因操作失误、设备故障、外电源中断 、维护和检修而导致电子信息系统运行中断。
●ANSI/TIA–942中对各级数据中心的供电的要求
●Tier IV：容错结构：
•四级数据中心允许对重要负荷进行任何有计划（不会中断系统 ）的操作。容错功能至少能够顶住一次最严重的意外事故。供 配电方面要求有两套独立的UPS系统，每套为N+1冗余。四级 数据中心需要所有的计算机硬件有双路电源输入。
1. 3各级数据中心的供电系统的要求
●GB 50174-201X 中对各级数据中心供电的要求举例
● B2级机房供电系统图(冗余配置)
B2级机房 供电系统 (两路 0.4kV市电)
B2级机房 供电系统 (一路0.4kV 市电，一 路柴油发 电机组)
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APC by Schneider Electric – 杜浩明/张永萍 – SMDC05 – 2012年5月07日
1. 2 数据中心的分级
●可用性 = UPTIME /（UPTIME+DOWNTIME）
● Uptime：正常运行时间 ● Downtime：停止运行时间
UPSTIME+DOWNTIME
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1.1 数据中心标准列表 机房建设标准与规范
●国家标准
● GB50174-2008《电子信息系统机房设计规范》 ● GB50462-2008 《电子信息系统机房施工及验收规范》 ● 国家建筑标准设计图集-09DX009《电子信息系统机房工程设计与安装》 ● JGJ16-2008 《民用建筑电气设计规范》 ● GB50052-2009《供配电系统设计规范》 ● GB50054-2011《低压配电设计规范》 ● GB2887—89《计算站场地技术条件》 ● GB/T9361-2011 《计算站场地安全要求》 ● GB/T2887-2011《电子计算机场地通用规范》 ● GBJ52-83《工业与民用供电系统设计规范》 ● GBJ54-83《低压配电装置及线路设计规范》 ● GB50055-2011《通用用电设备设计规范》
●ANSI/TIA–942中对各级数据中心的供电的要求
●Tier Ⅲ：同时维护结构：
•三级数据中心允许任何有计划行为，而且不会以任何方式影 响计算机的运行。有计划的行为包括维护、更换、增加、切 除和测试设备、元件或系统。例如对于大型数据中心使用的 冷却水系统，应采用两套独立的系统。当对一条线路进行维 护或测试时，另一条线路需要有足够的容量满足负荷需要。 误操作或设备故障仍有可能引起系统中断。
● GB 50174-201x：《数据中心基础设施设计规范》将数据中心划分 为 A、B1、B2、C 四级， 从可靠性和可用性指标，以及对国名经济 和社会的影响进行排列， 四级从高到低的排列顺序为：A、B1、B2 、C。
• A级：容错数据中心 • B1级：冗余和同时维护 • B2级：冗余配置 • C级：基本要求
1. 3各级数据中心的供电系统的要求
● GB 50174-2008《电子信息系统机房设计规范 》对电力的技术要求
项目
技术要求
A级
B级
C级
备注
供电电源
两个电源供电 两个电源不应同时受到损坏
两回线路供电
-
变压器
M (1+1) 冗余 (M=1、2、3……)
用电容量较
N
大时设置专 用电力变压
1. 3各级数据中心的供电系统的要求
●GB 50174-201X 中对各级数据中心的供电的要求
●B1 级
•B1级数据中心应具有冗余和同时维护能力。在电子信息系统 运行期间，基础设施在冗余能力范围内，不应因设备故障而 导致电子信息系统运行中断；在设备检修维护期间，基础设 施应保障电子信息系统正常运行。
1. 3各级数据中心的供电系统的要求
●GB 50174-201X 中对各级数据中心的供电的要求
●B2 级
•B级机房内的场地设备应按冗余要求配置，在系统运行期间 ，场地设备在冗余能力范围内，不应因设备故障而导致电子 信息系统运行中断。
●ANSI/TIA–942中对各级数据中心的供电的要求
●Tier II：冗余结构
●可用性
● “可用性”即电源保持供电并正常运行以支持关键负载的时间百分比 估算值。
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1. 2 数据中心的分级
●可用性= MTTF /（MTTF+MTTR）= MTTF / MTBF
● MTTF：Mean Time To Failure = 平均无故障时间 ● MTTR：Mean Time To Repair = 平均维修时间 ● MTBF： Mean Time Between Failure = 平均故障间隔时间
APC by Schneider Electric – 杜浩明/张永萍 – SMDC05 – 2012年5月07日
1. 2 数据中心的分级
●分级原则
● 按照基础设施（Infrastructure)的故障导致IT系统运行中断在经济和 社会上造成的损失或影响程度进行分级；
● 可靠性（Reliability）和可用性（Availability）； ● 节能要求。
APC by Schneider Electric – 杜浩明/张永萍 – SMDC05 – 2012年5月07日
●国家标准续
● GB50053-94《10kV及以下变电所设计规范》 ● GB50057-2010《建筑物防雷设计规范》 ● GB50034-2004《建筑照明设计标准 》 ● GB50343-2004《建筑物电子信息系统防雷技术规范》 ● ANSI_TIA-942-2005《数据中心用远程通信基础设施标准》 ● GB 7260.1-2008 IEC62040-1-1 2002《操作人员触及区使用的
UPS的一般规定和安全要求》 ● GB 7260.2-2003 IEC62040-2 1999《UPS电磁兼容性要求》 ● GB 7260.3-2003 IEC62040-3 1999《UPS确定性能的方法和试
验要求》 ● GB 7260.4-2008 第1-2部分《限制触及区使用的UPS的一般规定
● 美国国家标准协会/美国通信行业协会-942-2005：《数据 中心通信设施标准》
● ANSI / BICSI-002-2011 《 Data Center Design and Implementation Best Practices》
● 美国国家标准协会/ 国际建筑业咨询服务协会-002-2011： 《数据中心设计与实施的最佳实践》
•有冗余结构的二级数据中心与一级数据中心相比不易受有意 识或无意识行为的影响而发生中断。二级数据中心有活地板 、UPS和发电机，但各系统仅仅是（N+1）冗余配置,管线为 单一回路。重要线路或超出冗余部份的设备故障或维护时系 统仍需中断。
APC by Schneider Electric – 杜浩明/张永萍 – SMDC05 – 2012年5月07日