高压DC供电高压直流输电系统的工作原理主要由交流配电单元、整流模块、蓄电池、DC配电单元、电池管理单元、绝缘监测单元和监控模块组成。在正常工作状态下,整流模块将交流配电电源输出的380V交流电转换成240V高压DC,通过DC配电装置给通信设备供电,同时也给蓄电池充电。当交流输入失效时,DC由电池提供给通信设备。
通信用高压DC电源的特点1、交流配电装置
交流配电单元通过自动或手动切换向每个整流模块分配两路市电;并配有C、D双极防雷系统。
2、整流器模块
整流模块是系统的核心部分,它将交流电转换成直流电(AC/DC),向负载供电,同时给电池充电。
3、电池
电池是保证不间断供电的关键。在交流电源故障的情况下,电池向负载供电。
4、 DC配电装置
DC配电单元通过DC空气开关或熔断器输出到总机柜,再由总机柜输出到各服务器,为服务器提供DC电源。
5、监控模块
监控模块是大脑和眼睛它负责监视和处理各个单元的实时运行情况。
6、电池管理单元
电池管理单元可以实时检测每个电池的端电压、电池组的内阻、电池组的端电压、充放电电流、温度等参数,并发送给监控模块,保证电池组随时处于正常工作状态。
7、绝缘监测装置
绝缘监测单元可以实时监测DC母线的绝缘状态,并输出对地分流,确保运行人员的人身安全。
通信用高压DC电源的优点(1)可靠性大大提高
引入高压DC供电技术的主要目的是提高系统的安全性。UPS系统本身只有并行主机的冗余备份,系统组件更多的是串联。它的可用度是各个部件的可靠度相乘的结果,总体可靠度低于单个部件。另一方面,在DC系统中,系统的并联整流模块和电池组都构成冗余关系,不可靠性是各个元件逐次相乘的结果,整体可靠性高于单个元件。理论和运行实践表明,DC系统的可靠性远远高于UPS系统。一个例子是,几乎没有大型DC系统瘫痪的事故。
(2)效率大大提高
大量UPS主机为在线双转换型,当负载率大于50%时,其转换效率与开关电源相当。然而,现实可以不可忽视的是,为了保证UPS系统的可靠性,UPS主机都采用n ^ 1(n=1、2、3)模式运行。此外,由于后端负载输入的谐波和波峰因数的影响,UPS主机可以不能满足作业要求。通常UPS单机设计最大稳定运行负载率只有35 ~ 53%。但由于后端设备的虚拟功耗和业务发展的影响,很多UPS系统在寿命中后期只能达到设计负载率,甚至不能根本达不到设计负荷率。单台UPS主机长时间在极低负载率下运行,其转换效率通常在80%以上,甚至更低。对于DC供电系统,由于其模块化结构,根据输出负载,监控模块、监控系统或现场人员可以灵活控制模块启动和运行的数量,使整流模块的负载率始终保持在较高水平,从而使系统的转换效率保持在较高水平。
(3)输入参数大大提高。
现场测试表明,常用的12脉波在线双变频UPS主机的输入功率因数通常为0.8 ~ 0.9,最大仅为0.95,输入电流的谐波含量通常为ab
输入参数的改进带来的直接效果是前端设备的容量可以大大降低,前端低压配电柜可以不再装电抗器,从而降低补偿电容器的耐压要求。
(4)运载能力大大提高。
UPS系统的带载能力受两个因素的制约。一个是负载的功率因数。以国内某大型UPS厂商的主机为例,输出功率因数为0.5(容性)时,最大允许负载率仅为50%;第二,负载的峰值电流系数。通常,UPS主机的峰值电流系数为3。如果负载的峰值电流系数大于3,UPS主机将在降低的容量下使用。
对于DC系统,不存在功率因数问题;由于并联了内阻极低的大容量电池组,整流模块有大量富余(充电和待机),其电流峰值系数高的负载能力很强,不需要特别考虑安全富余容量。
(5)切割改造更方便。
对于UPS供电的设备,除非采用双电源(或四电源六电源)或专门配备STS设备,否则只能停电断电。对于重要系统来说,这是无法承受的。什么更麻烦的是,一些没有厂家支持的老设备,关机后可能无法重启。
只要DC电源有相同的输出电压和极性,就可以连在一起,实现不停电的切断,非常容易做到。
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