通信用 240V 高压直流(HVDC)供电系统
技术应用指导意见
V 2.1
（报批稿）
2010 年 7 月
目录
1概述 (3)
1.1基本概况 (3)
1.2技术特点 (7)
1.3适用范围 (9)
1.4应用目标 (9)
2规范性引用文件 (9)
3术语和定义 (10)
4规划设计要求 (13)
4.1使用环境条件 (13)
4.2系统标准电压 (13)
4.3系统组成 (14)
4.4系统容量配置 (15)
4.5蓄电池组配置 (15)
4.6系统采用悬浮方式供电 (16)
4.7保护接地方式 (17)
4.8直流配电 (17)
4.9末端设备机架配电及控制方式 (19)
5系统设备技术要求 (19)
5.1系统总体技术要求 (19)
5.2保护功能要求 (21)
5.3告警性能要求 (22)
5.4防雷性能要求 (22)
5.5安全性能要求 (22)
5.6系统电磁兼容性要求 (24)
5.7系统音响噪声要求 (24)
5.8可靠性指标要求 (24)
5.9有效使用年限要求 (24)
5.10监控模块功能要求 (25)
5.11整流模块功能要求 (26)
5.12交流配电功能要求 (27)
5.13直流总输出屏要求 (27)
5.14机房直流配电屏要求 (27)
5.15直流电源列柜要求 (28)
5.16设备外观与结构要求 (29)
5.17包装与标志 (29)
6 IT 设备对 HVDC 的适应性要求 (29)
7工程管理及验收、割接要求 (30)
7.1系统设备安装基本原则 (30)
7.2系统设备安装要求 (30)
7.3工程验收测试项目和要求 (30)
8运行维护要求 (31)
8.1IT 设备对直流电源供电适应性的确认 (31)
8.2IT 设备送电应按下列顺序和要求操作 (31)
8.3IT 设备下电应按下列顺序和要求操作 (32)
8.4IT 设备发生故障时应按下列要求操作 (32)
8.5安全操作要求 (32)
8.6绝缘监察装置检查 (33)
8.7日常巡视检查项目 (33)
附录 A：IT 设备对高压直流供电的适应性要求 (34)
附录 B：IT 设备上电前对直流电源供电适应性的测试方法 (35)
附录 C：IT 设备不能正常启动者不能正常工作处理方法 (36)
附录 D：IT 设备和数据设备供电电源的过渡建议 (37)
附录 E：导线颜色及截面积的相关规定 (39)
附录 F：通信用240V（HVDC）适用设备（部分） (41)
通信用 240V 高压直流(HVDC)供电系统技术应用指导意见
1概述
1.1基本概况
1、交流 UPS 供电存在的问题
随着通信网络和业务需求的不断发展，通信设备对电源安全供电要求也越来越高。长期以来，使用交流电源的通信设备均由交流 UPS 供电，但 UPS 电源系统存在着单点故障点的
问题始终没有地得到很好解决，因 UPS 电源系统而造成整局瘫痪的恶性通信事故屡屡发生，
给通信维护部门带来了严峻的考验。
与传统的供电方式比较，在通信网络系统设备中采用交流 UPS 系统供电，主要存在一
下弊端：
（1）可靠性低
UPS 交流电源系统，就单台设备而言，通过冗余技术可以使其UPS 设备本身的可靠性大为提高，但就整个 UPS 供电系统而言，有很多不可备份的系统单点故障点，比如同步并机板、静态开关、输出切换开关等，这些单点故障点，都可能导致整个通信系统“掉电”瘫痪。即使采用相对可靠的串联热备份系统，切换电路的单点故障也容易造成整个通信网络系统“掉电”瘫痪。尤其是瞬间过载的容错能力差，一旦 UPS 主机过载保护切换到备机，备机由于瞬间浪涌也同时过载保护自动切换到旁路。对于过去有人值守的机房可以立即人工处理，但现在普遍采用机房无人值守，一旦发生故障，恢复时间较长，危害很大。
（2）维护、扩容难度大
随着通信技术的不断发展，数据通信逐渐成为主体已经成为不争的事实。在网的程控
交换必然逐步退网，数据业务比重逐步增大。按照现在的设备供电模式，会有大量的新的UPS 系统投入运行，也会有大量的在用UPS 系统扩容改造。由于UPS 扩容涉及到电源
的频率、电压、相序、相位、波形等问题，不像直流电源系统扩容只关注电压一个参数，
所以每一次 UPS 在线扩容都是一次巨大的风险操作，甚至可能因为 UPS 制造商产品更新
换代使得 UPS 扩容不可能，使得 UPS 单台故障时没有设备替换。按照现在的运行状态和
维护模式，发生巨大灾难的“掉电”事件将频频引发。
（3）能耗高
由于 UPS 中采用了逆变器，所以功率因数低，效率低。正常情况下单机效率一般在60～70％。为保证 IT 设备用电的安全可靠性，目前通信用 UPS 电源系统，均配置在线式串联热备份或 N+1 并机冗余模式；在 N+1 并机冗余模式中，由于交流电源振幅、频率、相位等参数严格要求同步，使得并机冗余模式控制系统复杂，随着 N 数值的增大，系统可靠性大大降低，所以最常见的配置为 1+1 并机冗余系统或 2+1 并机冗余系统，这就使得系统效率进一步降低，一般在 40-50%，实际使用中业务的发展是一个渐进的过程，兼顾到建设周期和业务发展规划，使得平均使用效率只有 20－30％。这个能耗指标在过去通信业务以语音业务为主、数据业务比重很小的时代，IT 设备耗能的绝对值很小，UPS 系统效率低下往往被人们忽视。而目前正处在数据业务迅猛发展的形势，数据业务将渐渐变为主流业务，IT 设备的能耗越来越被引起重视，显然，这种低效率是无法忍受的。
2、高压直流(HVDC)替代交流 UPS 给 IT 设备供电的原理和优势
现时 IT 设备（计算机及其外设）机内电源普遍采用高频开关电源技术。在市电的入口处都有一个整流桥。交流电压通过整流桥，变成直流电压。也就是说，IT 设备内部最终提供到元器件级的都是直流电源。图 1-1 是计算机内 ATX 开关电源的原理框图。
图 1-1 计算机内 ATX 开关电源的原理框图
实际上，是可以直接使用直流电源输出的直流电流从原来的交流入口处直接接入用户设
备供电，不必对原设备进行任何改动。如图 2-5 所示。
图 1-2 ATX 中的“市电侧整流滤波”电路可以通过直流电的示意图
从电子电路原理上分析，只要在设备电源的交流输入端没有串联电容或互感式电感线圈的隔离，都可以通过直流电。由此可知，上述 IT 设备中绝大部分是可以采用同电压等级的直流电源替代交流电源供电进行工作的。
图 1-3 交流 UPS 向计算机供电的原理电路框图
传统的交流 UPS 是 AC-DC-AC 模式，它有两个变换环节：一是整流滤波(AC-DC)环节，二是逆变(DC-AC)环节。图 2-6 中的左侧虚线框内所示的电路为传统交流 UPS，它包括整流器、蓄电池和逆变器；图右侧虚线框内所示的电路，为计算机中的 ATX 开关电源，它包括抗干扰电路、市电侧整流滤波电路和 DC/DC 变换电路。图左侧的传统交流 UPS 电路中，市电 220V 交流电压经过无任何升、降压功能的桥式整流器，整流成直流电向蓄电池进行浮充电，蓄电
池上的直流电再经过逆变器逆变成 220V 工频交流电压向计算机供电。图右侧的计算机 ATX
开关电源中，“市电侧整流滤波电路”再将 220V 工频交流电压整流成直流电，而后再由 ATX 中的 DC/DC 变换器将直流电压变换成±12V，±5V 和 3.3V 的直流电压向计算机供电。由图2-6 可以看出，左侧交流UPS 中的整流器输出与右侧ATX 中“市电侧整流滤波电路”的输出都是直流电压。这就说明逆变器将蓄电池的直流电再逆变成220V 交流电是多余的。因此可以将 UPS 中的逆变器去掉，并直接将蓄电池的直流电通过计算机中 ATX 的“市电侧整流滤波电路”向计算机供电，成为直流供电。
图 1-4 交流 UPS 和高压直流(HVDC)结构比较
采用高压直流(HVDC)替代交流 UPS 给 IT 设备供电，有着明显的优势优势，如表 1-1 所列。
表1-1 高压直流(HVDC)与传统交流 UPS 的比较
3、中国电信高压直流供电试验情况
为了从根本上解决通信设备交流供电可用性不高的困局，中国电信江苏省公司大胆地开展了高压直流供电系统应用的尝试，从在网实际试用的规模和广泛性来说，均已经走到业界的前列，达到了国内乃至国外领先的水平。
2007 年 10 月开始，中国电信盐城分公司率先开始高压直流供电试验，从办公 PC 机逐
步扩展到服务器、网络设备（二层交换机、三层交换机、光纤交换机、防火墙等）、磁盘阵列、小型机、营业厅票据打印机等 600 多台，基本覆盖了整个盐城分公司通信网络使用的所有交流用电设备。从 2008 年 6 月份起，盐城分公司逐步使用高压直流供电替代 UPS 系统供电，目前已实现了全本地网不再新建和使用 UPS 系统供电。所用的高压直流系统最长使用时间 2 年多，目前所有系统运行稳定。解决了原来 UPS 系统故障频发、系统阻断问题。
中国电信江苏省公司将高压直流系统的应用列为创新项目，积极鼓励，大力支持。在盐城分公司试点的基础上，认真总结经验。2008 年发布了《通信设备高压直流供电安装设计规范》，2009 年起草了《高压直流维护规范 V1.0》，2010 年 6 月起草《通信用 240V 直流开关电源系统技术规范书（招标）》对高压直流设备进行入围招标。从 2009 年初开始，面向全省扩大试点。扎实稳步地逐步推广。2009 年 9 月，中国电信江苏省公司网运部专门发文明确，“在整治改中积极采用节能高效的电源、空调设备，大力推进各项节能新技术的应用。
对于 100KVA 及以下需更换或扩容的 UPS 设备，原则上不再购买新的 UPS 设备，而以高压直流设备替换”。具体措施包括：
原有机房通信设备采用 UPS 系统供电的，仍继续使用，原 UPS 系统原则上不再考虑扩容。如通信系统扩容或设备更新，对新扩容或更新的设备应优先考虑采用高压直流供电；
新建 IDC、IT 主机类机房以及数据设备机房优先考虑采用高压直流供电系统，从 2009 年开始逐步停止采购新的 UPS 设备；
对核心网络、企业信息化平台、重要客户 IT 设备等仍采用 UPS 系统供电的，如现
有UPS 系统存在使用年限长、负荷重、故障率高、供电可靠性差等问题，从保障通信安全、兼顾设备利旧的角度考虑，结合今年的电源安全隐患整治工作及节能减排工作，采用高压直流系统建立可靠的备份供电系统。
目前，中国电信江苏省公司范围内已经有十几个本地网、约计几十套高压直流系统在线运行，取得了良好的成效。
3、高压直流供电的推广应用
由于高压直流系统比UPS系统结构简单，生产技术更成熟，从根本上克服了UPS系统供电存在的单点故障，系统安全性能大大提高，维护操作方法得到简化，倍受电信运营商和设备制造商的高度关注。中国电信正在积极推进用240V高压直流（HVDC）系统代替交流UPS系统为设备供电的新技术，2010年要在全集团范围进一步扩大推广应用。
在推广、实施过程中，运营商以及整个产业链，除了要有传统观念上的改变，还要在操作过程中有较大的变化，并对由此而产生的诸多疑惑。为了避免在全面推进高压直流技术应用过程中出现错漏和偏差，有必要尽快制定一个240V高压直流（HVDC）供电系统技术应用指导意见。
1.2技术特点
1.满足目前使用交流供电的通信网络设备供电保障需求
应用高压直流 HVDC 供电技术，首先以提高通信设备供电的安全可靠性为主要目标，同时兼顾节能高效、降低成本、智能管理、标准化模块化等其它性能的安全性设计。
由于高压直流系统直接将蓄电池接在输出母排上，大大减少了单点故障点，因此采用单套高压直流(HVDC)系统、双路独立物理路由的供电模式，从原理分析和现场试验应用等多方面证明，其可可靠性以等效于完全独立的双系统、双母线（2N）的交流 UPS 系统，能够满足
通信网络系统设备最高等级的供电保障要求。
2.以不对通信网络现用交流供电的设备本身作改动为基础
从国家的供电体制以及IT 设备供电技术发展来看，主要还是以380V /220V、50Hz 的正弦交流电源供电为主。通信网络上使用的IT 设备仅占整个IT 产品市场的很少的份额，若要采用高压直流供电而不能兼容主流的交流供电，通信网络上使用的 IT 产品只能采用定制生产。对于 IT 设备制造商而言，虽然直接制造成本不会大量增加甚至略有下降，但流通成本将大大增加，从而增加电信运营商的设备采购成本。同时，也对电信运营商进行 IT 设备选择受到诸多限制。
目前的通信网络已经非常庞大，网上在用的使用交流供电的 IT 设备数量非常大。如不能兼容这些在用设备，则高压直流供电系统只能用在新建网络上，给新的 IT 设备供电。这将大大限制高压直流供电系统的推广应用，也无法解决当前急需解决的现网在用的交流用电设备供电可用性低，供电保障能力无法提高，影响通信网络畅通的老大难问题。
高压直流电压系统要充分考虑兼容性，充分考虑尽可能减少对产业链现有流程的影响。能够兼容现有的220V 交流用电设备，不对或尽可能少对IT 厂商和用户提出技术性改动要求，是现时采用高压直流供电系统的基础，这对今后通信用高压直流电源系统的顺利迅速推广应用是至关重要的。
3. 重点关注整个高压直流供电系统全过程的供电可靠性和使用安全性
整流模块技术在电力操作电源基础上发展而来，其技术比较成熟，因此需要关注的不仅仅是整流电源本身的性能指标。而是应重点关注整个直流供电系统全过程的供电可靠性和使
用安全性：由于输出电压比较高，不同于传统-48V 直流及 220V 交流系统，需要考虑系统过
流保护器件的选择及人身安全防护等因素。
除此之外，高压直流供电系统既要适应 IT 设备运行又要适应与 IT 设备配套的相关设备的使用。因为 IT 设备要发挥应有的功能，必须有外围的光电转换设备、传输设备、交换设备等数据设备配合工作。如果 IT 设备使用高压直流标准，其他配套设备使用传统的直流 48V
标准或交流 220V 标准，则 IDC 机房的整体协调、安全管理、节能运行、操作维护等都会有
诸多不便。
4. 和原有供电方式相比，可以明显减少投资和降低能耗，达到提高效益和节能减排的效果。
中国电信江苏省公司的试验结果表明，在同等情况下，采用直流240V 供电系统，规划建设中可以明显减少投资，在实际运行中可以减少耗电和运行成本，达到较高的性价比和投
资回报率。而根据在盐城、无锡、徐州等分公司试验机房内经过现场装表测试数据，和传统
1+1 并联冗余的交流 UPS 系统相比，在保证提供同样甚至更高的可靠性下，高压直流系统在
实际运行中节约电能效果均在 20%以上。如果与 2N 模式的独立双系统 UPS 供电，则节能
效果更佳。
1.3适用范围
1.本技术应用指导意见描述了通信用240V 直流供电电源系统(以下简称系统)的组成、系列以及在规划设计、系统设备采购、工程管理及验收和割接、运行维护的各个阶段的技术要求。
2.本技术应用指导意见适用于中国电信通信网络中各种通信局站、业务平台和支撑
系统、数据机房、IDC 机房以及ICT 集成系统、客户解决方案中使用的标称电压为240V
的直流供电系统(HVDC)。
1.4应用目标
本技术应用指导意见所描述的通信用 240V 直流供电电源系统，可以在不改变用电设备
交流供电电压等级的前提下，对现行在通信网络上使用交流 380V/220V 供电的计算机、服
务器、路由器、磁盘阵列等 IT 设备兼容性地提供直流供电。以提高对上述通信网络系统设
备安全供电的保障能力。
2规范性引用文件
GB 191-2000 包装储运图示标志
GB/T 3873-1983 通信设备产品包装通用技术条件
GB 4208-2008 外壳防护等级(IP 代码)
GB 4943 信息技术设备的安全
GB 14048.3-2002 低压开关设备和控制设备第 3 部分：开关、隔离器、隔离开关及熔断
器组合电器
GB/T 18380.1-2001 电缆在火焰条件下的燃烧试验第 1 部分：单根绝缘电线或电缆的垂
直燃烧试验方法
GB/T 19826-2005 电力工程直流电源设备通用技术条件及安全要求
YDB 037-2009 通信用 240V 直流供电系统技术要求
YD 122 -1997 邮电工业产品铭牌
YD/T 939-2005 传输设备用电源分配列柜
YD/T 983-1998 通信电源设备电磁兼容性限值及测量方法
YD/T 1051-2000 通信局(站)电源系统总技术要求
YD/T 1095-2008 通信用不间断电源（UPS）
YD/T 1058-2007 通信用高频开关电源系统
YD/T 5040-2005 通信电源设备工程安装设计规范
YD/T 5079-2005 通信电源设备安装工程验收规范
DL/T 5044-2004 电力工程直流系统设计技术规程
DL/T 724-2000 电力系统用蓄电池直流电源装置运行与维护技术规程
DL/T 459-2000 电力系统直流电源柜订货技术条件
DL/T 856-2004 电力用直流电源监控装置
DL/T 781-2001 电力用高频开关整流模块
中国电信江苏分公司通信设备高压直流供电安装设计规范（试行）_v1
3术语和定义
3.1
直流电源系统 DC power supply system
由交流配电、整流器、蓄电池、直流分配和相关的控制、测量、信号、保护、调节单元等设备组成的，制造厂负责完成所有内部电气和机械的连接，用结构部件完整地组合在一起的连接在一个共同的标称电压下工作的设备和导线（线路）的一种组合体。
3.2
通信用240V直流电源系统240V DC power supply system for telecommunication
标称电压为240V的直流电源系统(以下简称系统)。
3.3
整流器 rectifier
将交流（AC）转化成直流（DC)的一种装置。
3.4
充电 charge
以不同的工作方式对蓄电池补充容量的工作状态。
3.5
恒流充电（稳流充电） constant-current charge
对蓄电池的充电在充电电流维持在恒定值的工作状态。
3.6
恒压充电（稳压充电）constant voltage charge
对蓄电池的充电在充电电压维持在恒定值的充电状态。
3.7
浮充电 floating charge
以浮充电压值对蓄电池进行的恒压充电在正常运行时，整流器承担经常负荷，同时向蓄电池组补充充电，以补充蓄电池的自放电。
3.8
均衡充电 equalizing charge
为补偿蓄电池组在使用过程中产生的电压不均匀现象，使其恢复到规定的范围内而进行的充电，以及大容量放电后的补充充电。
3.9
限流恒压充电 current content voltage charge
采用限制电流，继而维持电压在恒定值的充电状态。
3.10
核对性放电 checking discharge
在正常运行的蓄电池组，为了检验其实际容量，以规定的放电电流进行恒流放电，当蓄
电池组放电到规定的容量、时间，或蓄电池达到规定的放电终止电压，即停止放电，然后根据放电电流和放电时间，计算出蓄电池组的实际容量。
3.11
终止电压 finish voltage
蓄电池组容量选择计算中，终止电压是指直流系统的一点负荷在指定的放电时间内要求
蓄电池必须保持的最低放电电压。对于蓄电池本身，终止电压是指蓄电池在不同放电时间内及不同放电率放电条件下允许的最低放电电压。一般情况下，前者的要求比后者要高。
3.12
纹波系数 ripple factor
纹波有效值系数和纹波峰值系数统称为纹波系数。
3.13
纹波有效值系数 r.m.s-ripple factor
脉动量纹波含量的均方根值与直流分量的绝对值之比。
3.14
纹波峰值系数 peak-ripple factor
脉动量纹波峰谷间差值（包括噪声）与直流分量绝对值之比。
3.15
直流系统标称电压 direct nominal voltage
直流系统被指定的电压。
3.16
直流额定电流 direct rated current
用充电装置直流额定电流表示。
3.17
电磁兼容性 electromagnetic compatibility(EMC)
设备或系统在其电磁环境中能正常工作且不对该环境中任何事物构成不能承受的电磁骚扰的能力。
3.18
电磁骚扰 electromagnetic disturbance
任何可能引起装置、设备或系统性能降低或者对有生命或无生命物质产生损害作用的电磁现象。
3.19
电磁干扰 electromagnetic interference(EMI)
电磁骚扰引起的设备、传输通道或系统性能的下降。
3.20
（电磁）发射（electromagnetic)emission
从源向外发出电磁能的现象。
3.21
（对骚扰的）抗扰度 immunity(to a disturbance)
装置、设备或系统面临电磁骚扰不降低运行性能的能力。
3．22
刀熔开关 Fused switch knife
刀熔开关具有刀开关和熔断器的双重功能。负荷开关的主要功能是有效地通断负荷电流，能进行短路
保护。
4规划设计要求
4.1使用环境条件
1.温度范围要求：工作温度：-5℃～40℃；储运温度：-40℃～70℃
2.相对湿度范围要求：工作相对湿度：≤90％（40±2℃时）；储运相对湿度：≤95 ％（40±2℃时）
3.海拔高度要求：≤1000m
注：当海拔高度＞1000m时，应按GB/T 3859.2-1993规定降额使用。
4.振动性能要求：应能承受频率为 10～55Hz 、振幅为 0.35mm 的正弦波振动。
5.抗震要求：满足 YD 5096-2005《通信用电源设备抗地震性能检测规范》的要求。根据当地的抗震要求，最低不得低于 6 级。
6.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级导电介质，不允许有霉菌存在。
4.2系统标准电压
1.交流输入电压为
系统输入的交流标称电压为 380V/220V。其中：三
相 380V：允许变动范围为（323～418）V。单相
220V：允许变动范围为（187～242）V。
注：交流输入电压超出上述范围但不超过额定值的±25%时，系统可降额使用。
输入频率：50Hz±2.5Hz。
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。
2.直流输出电压
系统输出的直流标称电压为 240V，电压变化范围如表 4-1。
表 4-1 电压变化范围
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工作方式或均充工作方式向通信设备供电。
3.蓄电池配置
单组电池个数如表 4-2。
表 4-2蓄电池个数
4.3系统组成
1.系统主要由在一个或多个机架中的交流配电部分、高频开关整流模块、直流配电部分、监控单元以及绝缘监察、接地部分等组成。
2.系统可分为一体化组合式系统和分立式系统，如图 4-1 所示。一体化组合式系统容量不应超过 300A；容量在 300A 以上或需要较好的扩充性能的系统应使用分立式系统。
(a)一体化组合式系统(b) 分立式系统
图 4-1 一体化组合式系统和分立式系统
3.一体化组合式系统的交流分配部分、高频开关电源整流器、直流分配部分、蓄电池接入等可以安装在同一机架内，蓄电池单独安装，如图 4-1(a)。
4.分立式系统的交流分配部分、高频开关电源整流器、直流分配部分应分别安装在不同的机架，蓄电池单独安装。监控单元可安装在某个机架内，如图 4-1(b)。
4.4系统容量配置
1.系统供电宜采用分散供电方式，单个系统容量一般在 1000A 以下，最大不应超过1500A。
2.系统总输出容量应根据系统设计总负荷和蓄电池组的均充容量之和进行合理选择。
3.高频开关电源整流模块的额定输出电流(A)：5、10、15、20、30、40、50、80、100。
模块的额定输出容量应根据系统设计容量大小合理选择，根据目前技术发展应用情况和需求，优先推荐采用：20、40（A）。
4.在每个系统中，高频开关电源整流模块总数不少于 5 只；并联使用的整流机架不超过3 个。在一个整流机架内安装的整流模块不多于 20 只。
5.系统最大输出电流应按最大负载电流加上蓄电池充电电流计算。充电电流一般按
I10（0.1C10）计算，当蓄电池后备时间配置大于2小时且市电中断间隔时间大于48小时，充电电流可以按 I20（0.05C10）计算。
6.模块配置根据系统最大输出电流采用 N+1 冗余配置。其中N个主用，N≤10个时，1 个备用；N>10 个时，每 10 个备用一个。
4.5蓄电池组配置
1.蓄电池组容量配置：蓄电池后备时间应满足系统满载时对通信系统供电保障的需要。重要通信系统的后备时间宜 120min 以上；一般通信系统的后备时间宜 60min 以上。
2.电池的总容量，应按系统设计负荷的工作电流 I，根据下列公式计算出蓄电池的容量：
KIT
Q≥
η[1 +α(t ?25)]
式中：Q—蓄电池容量（Ah）
K—安全系数，取 1.25
I—系统设计负荷电流(A)
T—放电小时数(h),根据后备供电保障要求确定
η—放电容量系数,见表 4-3
t—实际电池所在地最低环境温度数值。所在地有采暖设备时，按 15℃考虑，
无采暖设备时，按 5℃考虑；
α—电池温度系数（1/℃），当放电小时率≥10时，取α=0.006；当10>放电小时率≥1 时,取α =0.008；当放电小时率<1 时,取α =0.01
表 4-3 铅酸蓄电池放电容量系数（η）表
3. 蓄电池单体电压和组数确定：根据系统容量大小和后备时间长短，蓄电池单体电压可选 2V、6V、12V，优先选择单体电压为 2V 的蓄电池组。
4. 与-48V 直流系统相比较，240V 直流系统蓄电池组的后备时间较短，放电电流较大（一般大于 10 小时率放电电流），因此宜选用具备短延时大电流特性的蓄电池。
5. 每个系统蓄电池组一般设置两组并联，最多的并联组数不宜超过 4 组。
6. 蓄电池组过流保护器的选择：一般采用熔断器作为蓄电池组过流保护器，额定电流
按1.5～2 倍的设计负载电流计算。不得采用带电磁脱扣功能的断路器作为蓄电池组过流保护器。
4.6系统采用悬浮方式供电
1. 系统交流输入应与直流输出电气隔离。
2. 系统直流输出应与地、机架、外壳电气隔离。
3. 使用时，正、负极均不得接地，采用悬浮方式供电。
4. 系统应有明显标识标明该系统直流输出不能接地。
5. 系统应具备绝缘监测功能，在直流输出总配电屏中，应对总母排的绝缘状况进行在
线监测，可对每个分路的绝缘状况进行在线或非在线监测。
4.7保护接地方式
设备外壳、机架、走线架实施保护接地，保护接地要求按照YD/T 1051《通信局站电源系统总技术要求》及YD/T 5098 《通信局（站）防雷与接地工程设计规范》标准执行。4.8直流配电
1、直流输出配电的基本要求：
（1）输出全程正负极各级都应安装过流保护器件进行保护。
（2）直流输出各级配电（末级除外）应采用熔断器或直流断路器保护。
（3）列柜输出回路应采用断路器保护。
（4）网络机架上直流配电PDU应采用断路器保护。PDU输入侧应采用双极断路器；输出侧宜采用双极断路器。为设备接电有接线端子和插座两种方式，宜优先采用接线端子。
（5）对人工座席采用高压直流供电时，宜增加漏电保护装置。
（6）所采用的直流断路器或熔断器都应与系统的直流电压相适应。
（7）改造项目中，在符合安全使用条件下，原来的机架内设备输入的交流断路器可
以保留。
2、分立系统配电结构
分立系统的直流输出一般采用“直流系统总输出屏+电源列柜”的二级配电结构为设备机架供电。如错误！未找到引用源。所示。
错误！未找到引用源。二级配电结构示意图
若系统容量较大或供电区域较大、设备较多，也可以采用“直流系统总输出屏+机房直流分配屏+电源列柜”的三级配电结构为设备机架供电。如图 4-3 所示。
图 4-2三级配电结构示意图
（1）直流系统输出配电屏通过母排或电缆与高频开关电源整流器，不设总开关；母排与蓄电池组通过熔丝相连。
（2）机房直流分配屏、电源列柜设独立的两路总开关和若干分路开关。
（3）机房直流分配屏、电源列柜的双路输入应配备可改成单路输入的连接端子。如图 4-3 所示。
图 4-3 双路改单路示意图
4.9末端设备机架配电及控制方式
1. 末端设备机架配电有插座、接线端子两种方式，推荐选用接线端子方式。
2. 禁止一个分路断路器通过多用插座接入、控制多个电源模块。
3. 直流断路器根据设备额定电流大小选取，一般宜选择 10A 或 16A 的双极直流断路器。
4. 通信设备电源接线推荐标准：直流输出“正”极，对应于设备输入电源线的“N”
端，直流输出“负”极对应于设备输入电源线的“L”端，设备输入电源线的“地”端与
系统保护地可靠连接，如图 4-4 所示。
图 4-4 设备机架内插座接线示意图
5系统设备技术要求
5.1系统总体技术要求
1.交流输入要求：
电压：三相四线制 380V，允许电压变动范围：323～418V；
频率：50Hz；
允许频率变动范围：50Hz±5%；波形畸变率：交流输入电压总谐波含量不大于 5%时，
系统应能正常工作。
2.效率要求：在负载率为 100%情况下，系统效率应满足表5-1要求。同时，也应
该关注模块在较低负载率情况下的效率，采购时应要求厂家提供相关数据。
高压供电系统及设备的维护与管理 摘要：动力配电系统是一切生产动力的来源，配电室安全工作千万不要掉以轻心， 为进一步加强配电室设施的安全运行管理，全面掌握设备运行健康状况，及时发现设备存在的问题和消除缺陷；而电机是将电能转换为机械能的动力设备，能带动生产工作，在企业中广泛使用，并且是设备运行的关键．电机的不正当运行将对电动造成不同程度的损坏，但如不及时发现就会造成大的维修费用甚至报废电机；本文简述了炼胶中心配电室的日常检查和注意事项以及大型电机的日常检查、维护保养和故障处理方法，以减少配电系统故障和电动机的大修，确保生产正常进行。 关键词：配电室负荷补偿电容互感器日常检查维护保养电机诊断预知维修节省费用安全生产 1、前言：炼胶中心根据公司设备处要求，结合中心供配电系统及电气设备的实际需求， 专门设立专职巡检人员，主要对中心配电室和大电机进行管理并定期巡视和检查，全面掌握设备运行状况，及时发现设备缺陷和危险点（薄弱点），采取防范措施，保证 中心配电室设备安全稳定运行。 2、设备现状: 在现代企业中，各种类型的生产机械都是按人们所给定的规律运 动通过电机把电能转换成机械能来实现拖动的。电机在生产过程中发 挥着极其重要的作用，但由于大多数电机使用年限较长（有些已属于 高耗能淘汰产品），而且长年累月运行在恶劣的环境中，电机故障和 烧毁现象常有发生，严重影响着生产的安全、可靠、长周期运行。所 以坚持对大型电机的日常检查和维护保养，减少电机故障或及时发现 电机存在的小故障，这样就能预知电机的维修，能很好的安排维修人
员进行处理；如此以来，既避免造成电机大的故障，使维修时间和费用都大大减少，又能合理的安排维修人员检修。 炼胶中心总共有配电、驱动室11间，在每个配电室内均安装有两套监控、烟雾感应报警装置系统，由炼胶中心微机室和设备动力值班室监控；但为了防患于未然，炼胶中心专职巡检人员每天都要对各个配电室进行认真的安全巡视检查。 在炼胶中心（1#、2#、3#车间）大小电机总共约有近1000台电机，其中大型电机有19台（包括240KW的5台、560KW的4台、1000KW的5台、1250KW的1台、1500KW的1台、2300KW 的3台）. 下面分别对配电室和大电机的管理要求详细介绍，并通过实践体现其成效和作用： 3、配电室管理要求： 3、1 配电室的每日巡检要求 3、1、1 在满负荷生产用电高峰期，应增加巡视检查次数。 3、1、2 遇大风、雨、雪、雾、冰雹、洪水等恶劣天气，必须进行特殊巡视。对危及安全的线路和设备应采取暂停供电的应急措施。 3、1、3 在障碍异常或事故停电、配电室漏保器动作后，各级人员按照分工必须立即进行巡视检查，查找故障点，排除故障后方可恢复送电。 3、1、4 巡视人员要做到巡视认真，检查到位，应如实填写巡视记录，对于巡视中发现的缺陷、危险点等应及时登记和上报，并提出处理意见。 3、1、5 对危及电力设施运行安全的要及时发送书面隐患通知书，对限期整改的责任者或单位应及时向公司设备处汇报。 3、1、6 对于未按要求进行巡视检查或巡视工作不到位的人员按照安全生生产相关规定和考核办法或经济责任制考核办法严格考核。
轨道交通直流供电系统的开关设备简述 摘要轨道交通的供电系统包括高、中、低压交流供电系统、直流供电系统以及电力集中监控系统（SCADA）等。直流供电系统中的电器设备包括整流器、直流快速断路器、直流开关柜等。本文简要介绍了直流供电系统的关键性设备——直流开关柜（KMB、MB、NPMPD）以及直流快速断路器（UR、HPB）。 关键词直流供电系统直流快速断路器直流开关柜 一.引言 城市轨道交通是指在轨道上行驶或以导向系统行驶的、服务于城市的交通。一般认为, 城市轨道交通包括轻型轨道、高架铁路和地下铁路等几种形式。其中轻型轨道交通是一种轻型车辆的城市快速轨道交通方式, 国际上通称Light Rail Transit（LRT）, 近年来在国内外发展很快。它以外部电源为动力, 以钢轮、钢轨为导向。其主要设施在地面, 部分路段可能还设置成高架铁路, 有的则进入地下(但通常所占比重不大)。它不与其他地面车辆混杂行驶, 要求线路是全隔离或基本隔离。地下铁路系统则要求更高, 完全隔离, 全部或大部分线路设置在地面以下, 而且对线路、站台、行车控制等都有特殊的要求。 在过去的20年里, 城市轨道交通得到了空前的发展, 许多城市的交通系统趋向成熟, 解决了大量的技术、设备、资金和管理难题。据不完全统计, 现在已有不少于200 座城市正在积极地从事各种轨道交通的规划和修建工作, 规划的线路总长度达7000 km 以上。从目前的态势看, 轨道交通将成为世界城市交通的发展方向。
城市轨道交通之所以为世人所青睐, 是因为它有着其他交通工具所无法比拟的优点: 快捷、准时、安全、舒适、运量大、能耗低且污染轻。 轨道交通的供电系统包括高、中、低压交流供电系统、直流供电系统以及电力集中监控系统(SCADA)等。直流供电系统中的电器设备包括整流器、直流快速断路器、直流开关柜等。本文简要介绍了直流供电系统的关键性设备—直流开关柜（KMB、MB、NPMPD）以及直流快速断路器（UR、HPB）。 二．直流供电原理与要求 轨道交通使用直流供电。多年来，串联绕组整流式电机因其启动转矩大，特别适于牵引，一直作为一种理想的驱动装置。对于直流，供电导体（电感为1～4mH/Km）上的压降仅取决于电阻。现在电力电子技术已得到快速发展，因而我们可以用电压和频率都可变的电源给三相交流电机供电，但电力传输仍以直流形式。目前变频变压(VVVF)交流传动技术在国外已经成熟，并得到普遍应用。 供电导体（架空接触线或接触轨）的额定电压按DIN 57115第一部分的推荐值选取。作为一般原则，有轨电车的电压为690V，中小客运量的地铁电压为750V，客运量的地铁电压为1200V或1500V，也有3000V。电压允许波动范围为+12%～-30%。额定电流下，整流器的额定电压比供电导体的额定电压高5%～10%。刹车时，火车头将能量反馈到DC网络上，从而使电压增高。仅少数情况下，通过转换器将刹车能量反馈至三相交流系统中。
高压直流电源系统介绍 易国华：非常感谢各位利用给我这个汇报的机会，时间关系，我只讲一些重点。简单介绍一下公司，我们公司的产品主要有四大类，一个是通信电源系统，第二在电力系统当中使用的电力操作电源系统，第三是高压直流系统，应急电源。这是我们在电力行业里面使用的电力操作电源系统，主要在变电站、电厂。这是电力操作电源核心，跟我们通信电源相类似，模块等等。这是应急电源，主要是消防上的，一些大的用户电里面实际上是锂电器。这是室内和室外的系统。 今天主要把时间放到高压直流上面，主要是替代UPS的目的。我们数字机房包括一些计算机终端来供电的，既然高压直流是替代UPS的，必须了解这两个之间的区别。高压直流从AC到DC，UPS比高压直流多一个变换。UPS和高压直流相比存在哪些问题呢?第一个主要多了一个变换效率比较低，第二系UPS的输出采用工频滤波损耗大。UPS控制复杂，可靠性降低。UPS的电池在输入端，如果UPS本身出故障，他一定要保证自己不出问题才可以不间断。UPS并机要需要同频、同相、同电位，并机复杂，可靠性低。我说这个东西也简单，它的可靠性越高。高压直流并机是直流并联，只有同电位的问题，控制非常简单。只要电压相同就可以。UPS系统并联数量上受到限制，高压直流是没有这个限制的，我们实际操作当中一般是40台并联。UPS现在机房使用绝大多数都是1+1并联方式，实际负荷单机往往小于40%，这样一来单台机的运行效率很低，70%左右。高压直流现在使用是N+1方式，因此它的符合可以达到70-80%，一般涉及到80%以下。现在的高压直流效率在30%的负载的时候可以做到92%，我们的效率在92%以上。 值得一提是高压直流这种N+1方式维护起来非常的方便，大家知道大型UPS出故障之后大家都傻眼了，没有什么招了。而高压直流由于电池的存在，N+1的系统最大的好处我个人认为实际上是维护，你不太担心他。
10kV高压供电系统与低压380V/220V供电系统的不同点： 首先是中性点接地方式，10kV高压供电系统属中性点不接地系统，而低压380V/220V供电系统中性点必须直接接地； 其次是供电方式，10kV高压供电系统采用三相三线制供电，低压380V/220V供电系统则采用三相四线制供电； 另外，10kV高压配电柜中的主进线柜通常采用下进线，俗称倒进火，即“刀带电”。 我国目前大多采用三相四线制低压供电系统，即380V/220V中性点直接接地低压供电系统。该供电系统具有3条火线，即L1、L2、L3（或A、B、C），一条零线。这条零线之所以称为零线，就是因为它是由变压器二次侧中性点引出的，而二次侧中性点又直接接地，与大地零电位连接。在三相四线制低压供电系统中它既是工作地线，又是保护零线，现在称为PEN线，其中PE是保护零线，N是工作零线，合起来就是PEN线，PEN线表示工作零线兼做保护零线，俗称“零地合一”。下图是三相四线制低压380V/220V供电系统图。 从图中可以看出单相负载（灯泡）一端接火线，另一端接在零线上；三相电动机的三相绕组分别接在三条火线上，而电动机的金属外壳则接在零线（地线）上。从而不难看出，这条零线（地线）既是单相负载（灯泡）的电源回路，又是三相电动机保护接零的保护回路。 这里顺便说说中性点直接接地的问题，变压器二次侧中性点直接接地叫工作接地，按照规程要求其接地电阻不得大于4欧。我们知道10kV高压系统是采用中性点不接地的供电系统，那么为什么380V/220V低压供电系统非要中性点直接接地呢？ 在中性点直接接地的380V/220V低压供电系统中，由于中性点直接接地，因此，任何一条火线对地电压都是220V。如果任何一条火线接地的话，都会造成短路，此时会造成开关
DC GENERATION SYSTEM-INTRODUCTION Purpose The DC generation system makes a nominal 28v dc for airplane systems. General The DC generation system has these components: - Battery - Battery charger - Transformer rectifier units (3). DC GENERATION SYSTEM - GENERAL DESCRIPTION General Description The DC generation system supplies a nominal 28v dc to different loads. The power source for the DC system is usually the AC system. The battery supplies power if the AC system is not available. Transformer Rectifier Units To create DC power from the normal AC source, the DC system uses transformer-rectifier units (TRUs). The three TRUs take 115v ac, decrease the voltage (transforms), and rectify it to a nominal 28v dc. Battery Chargers The main battery charger and auxiliary battery charger give a DC voltage output to charge their respective battery. Each charger operates like a TRU after the battery gets to full charge. The main battery charger sends a constant DC voltage to the battery and the hot and switched hot battery buses. The auxiliary battery and auxiliary battery charger power DC buses only during non-normal conditions. See the standby power system section for more information. (AMM PART I 24-34) Batteries Each battery is a 48 ampere-hour, nominal 24v dc power source. The main battery supplies power for APU starting and is a standby power source if all other power supplies do not operate. The auxiliary battery helps the main battery supply standby power only. Control and Protection The standby power control unit (SPCU), the battery switch, and the standby power switch give primary control of the DC system. The battery switch and the standby power switch give manual control of power to some DC buses. The SPCU gives automatic control and protection of DC buses. It uses inputs from the flight compartment and system monitoring to control DC power sources and distribution. Power Distribution The DC power distribution system is in the power distribution panels (PDPs) and in the SPCU.
10KV供电系统在电力系统中的重要位置 电力系统是由发电、变电、输电、配电和用电等五个环节组成的。在电力系统中，各种类型的、大量的电气设备通过电气线路紧密地联结在一起。由于其覆盖的地域极其辽阔、运行环境极其复杂以及各种人为因素的影响，电气故障的发生是不可避免的。由于电力系统的特殊性，上述五个环节应是环环相扣、时时平衡、缺一不可，又几乎是在同一时间内完成的。在电力系统中的任何一处发生事故，都有可能对电力系统的运行产生重大影响。例如，当系统中的某工矿企业的设备发生短路事故时，由于短路电流的热效应和电动力效应，往往造成电气设备或电气线路的致命损坏还有可能严重到使系统的稳定运行遭到破坏；当10KV不接地系统中的某处发生一相接地时，就会造成接地相的电压降低，其他两相的电压升高，常此运行就可能使系统中的绝缘遭受损坏，也有进一步发展为事故的可能。 10KV供电系统是电力系统的一部分。它能否安全、稳定、可靠地运行，不但直接关系到企业用电的畅通，而且涉及到电力系统能否正常的运行。因此要全面地理解和执行地区电业部门的有关标准和规程以及相应的国家标准和规范。 由于10KV 系统中包含着一次系统和二次系统。又由于一次系统比较简单、更为直观，在考虑和设置上较为容易；而二次系统相对较为复杂，并且二次系统包括了大量的继电保护装置、自动装置和二次回路。所谓继电保护装置就是在供电系统中用来对一次系统进行监视、测量、控制和保护，由继电器来组成的一套专门的自动装置。为了确保10KV供电系统的正常运行，必须正确的设置继电保护装置。 2. 10KV系统中应配置的继电保护 按照工厂企业10KV供电系统的设计规范要求，在10KV的供电线路、配电变压器和分段母线上一般应设置以下保护装置： （1）10KV线路应配置的继电保护 10KV线路一般均应装设过电流保护。当过电流保护的时限不大于0.5s～0.7s,并没有保护配合上的要求时，可不装设电流速断保护；自重要的变配电所引出的线路应装设瞬时电流速断保护。当瞬时电流速断保护不能满足选择性动作时，应装设略带时限的电流速断保护。 （2）10KV配电变压器应配置的继电保护 1）当配电变压器容量小于400KVA时：一般采用高压熔断器保护； 2）当配电变压器容量为400～630KVA，高压侧采用断路器时，应装设过电流保护，而当过流保护时限大于0.5s时，还应装设电流速断保护；对于车间内油浸式配电变压器还应装设气体保护；
高压（240V及以上）直流IDC机房供电方案 高压直流供电系统从提出到实施已有3到5年时间了，其优点在这就不再罗列，相信各位都有了解，比如节能、维护方便等，但也存在一些致命弱点，比如浮地输出绝缘问题、割接安全性问题等，下面我们主要讨论一下直流IDC机房供电方案。 目前IDC机房内服务器基本采用交流输入，主要由UPS通过如并机冗余n+1系统、串并联冗余、双总线、双回路等系统供电方式来提供可靠供电，但往往导致整个系统复杂多变，增加了维护难度和成本。而高频直流模块化开关电源已是成熟产品，供电模式简单、维护方便、成本低、效率高，但与-48伏系统又存在一定差别，主要是一、电压高，操作危险性大； 二、高压直流供电系统输出浮地，对线缆耐压和绝缘程度要求高；三、由于高压直流供电是对现有交流服务器不改造实施，供电安全性可靠性必须有充分认证后再实施，避免引起服务器自带AC-DC变换器高低压保护而停止服务。 至于供电方案仍以分散供电为主，我初步考验以下几种： 一、单系统双路由方式：（目前机房-48V传输供电方式） 该供电方式与目前机房-48V传输供电方式一样，由一套系统提供两路主、备高压 直流电源。 优点：1、采用一套高压直流系统，结构简单，成本低。 2、输出采用双回路，可靠性较高。 3、效率高，但系统负载率可达70%以上。 缺点：仍存在单点故障隐患。
二、双系统双路由供电方案：（类似UPS并机冗余n+1系统） 优点：采用两套系统，可靠性高。 缺点：1、投资大、结构复杂。 2、效率低，但系统负载率必须控制在40%以内。 三、不同系统双路由供电方案：
优点：采用两套不同系统，可靠性高。可在现有系统中实施改造，增加一套高压直流系统，对重要双电源输入服务器实施改造 缺点：1、投资大、结构复杂。 2、效率低，但系统负载率必须控制在40%以内。
240V高压直流系统 说 明 书
1.1 整流模块说明书 RM24020-Ⅲ系列模块简介 RM24020-Ⅲ系列模块是电源最主要的配置模块，广泛应用于通信行业及电力行业10kV到550kV的变电站电力电源中。 RM24020-Ⅲ系列模块采用风冷的散热方式，在轻载时自冷运行，符合电力系统的实际运行情况。 型号说明 RM 240 20 -III 产品版本号 额定输出电流20A 额定电压输出240VDC 整流模块 工作原理概述 以RM24020-Ⅲ模块的工作原理框图如下图所示。 图1 RM240D20-Ⅲ模块原理图 RM24020-Ⅲ模块由三相无源PFC和DC/DC两个功率部分组成。在两功率部分之外还有辅助电源以及输入输出检测保护电路。 前级三相无源PFC电路由输入EMI和三相无源PFC组成，用以实现交流输入的整流滤波和输入电流的校正，使输入电路的功率因素大于0.92，以满足DL/T781-2001中三相谐波标准和GB/T 17794.2.2-2003中相关EMI、EMC标准。
后级的DC/DC变换器由PWM发生器控制前级PFC输出的DC电压、经过高频变压器输出后再整流滤波输出DC电压等电路组成，用以实现将前级整流电压转换成电力操作系统要求的稳定的直流电压输出。 辅助电源在输入三相无源PFC之后，DC/DC变换器之前，利用三相无源PFC的直流输出，产生控制电路所需的各路电源。输入检测电路实现输入过欠压、缺相等检测。DC/DC的检测保护电路包括输出电压电流的检测，散热器温度的检测等，所有这些信号用以DC/DC的控制和保护。结构及接口 1．模块外观 RM24020-Ⅲ模块的外观如下图所示。 图2 RM24020-Ⅲ模块外观 2．前面板 RM24020-Ⅲ模块前面板如下图所示。
高压配电室及供电系统运行维护 甲方： ___________________________________ 乙方： ___________________________________
签订日期： _________ 年_______ 月 ______ 日
甲方：______________________________________ 乙方：______________________________________ 乙方单位作为专业的配电室设施设备的运行维护公司，受聘（委托）于甲方_______ 变配电室设备的运行和保养及维护工作。依据《中华人民共和国合同法》有关规定， 甲乙双方本着平等互利的原则，从事设备运行、维护、巡视、保养工作，一致达成本协议。 第一条运行维护事项 根据《______ 地区电器规程汇编》、《DL408-91电业安全工作规程》、《四川地区用电单 位电气安全工作规程》由乙方从事以下工作： 1、严格执行四川地区电气安全工作规程，电气设备运行管理规程，确保变（配）电系 统的正常运行。 2、乙方按照符合配电室维护资格的要求，定期向变配电室安排工作人员负责项目内变电站的高低压变配电室的设备设施运行管理与设备维护工作，并认真填写日负荷月报表，并严格按甲方规定上报存档。 3、乙方定期做好运行记录和变（配）电设备的巡视工作。如遇紧急情况，乙方值班人员接到通知后应及时赶到现场负责组织处理紧急情况。 4、乙方确保设备运行无安全事故、无人员伤亡事故、无安全隐患（安全隐患包括违反 安全运行操作规程、消防隐患）。乙方应对甲方值班人员定期培训，遵守安全操作规程。 5、乙方及时处理高低压开关柜、变压器、电缆等设备的异常事故，并及时通报甲方负责人。 6、根据成都电业局和甲方对配电工作的要求，有义务配合成都电业局和甲方完成定期性设备和安全用具的预报性实验，并妥善保管相关测试结果。 7、结合季节气候特点，做好季节性预防措施。 8、负责与电业局的职能部门联络，协调日常用电事宜，每月向甲方提交报告，保证项目安
中国联通通信机房配套设备技术规范第五分册 -48V直流供电系统技术规范V1.0 China Unicom Telcom Station Ancillary Equipments Technical Specifications Part 5: -48V DC Power Supply System Technical Specification（V1.0） 中国联通公司发布
目次 目次.............................................................................. I 前言............................................................................. II -48V直流供电系统技术规范v1.0. (1) 1 适用范围 (1) 2 规范性引用文件 (1) 3 名词解释 (1) 4 总则 (2) 5 环境要求 (2) 5.1 -48V高频开关电源设备 (2) 5.2蓄电池组温度范围要求 (2) 5.3机房洁净度要求 (3) 5.4设备使用地点 (3) 6 系统组成 (3) 7 设备配置 (4) 7.1设备配置原则 (4) 7.2高频整流模块的配置 (4) 7.3直流配电设备的配置 (4) 7.4各级开关选择及配置 (5) 8 -48V直流设备主要技术要求 (5) 8.1交流输入 (5) 8.2直流输出 (5) 8.3整流模块 (6) 8.4蓄电池管理功能 (7) 8.5系统总体技术要求 (8) 8.6保护功能 (8) 8.7系统电磁兼容性 (9) 8.8系统可靠性 (10) 9 导线的选择和布放 (10) 9.1导线的选择 (10) 9.2导线的布放 (11) 10 监控系统要求 (11) 11 接地与安全要求 (11) 11.1接地要求 (11) 11.2安全要求 (11)
基于SG3525的3KW逆变电源设计 作者姓名：潘传义电子信息工程一班 指导教师：王生德 本电路利用48V直流蓄电池，可为后端提供3KW，2000V的高压直流电源。本电路设计的初衷是为电子捕鱼器后端产生脉冲波提供2000V直流电压。 本文对开关电源常用的电力电子器件做了简单介绍，重点介绍了 SG3525芯片的内部结构及其特性和工作原理，介绍了开关管MOSFET 的工作原理和开关动态特性等。设计了一款基于SG3525的推挽式DC-DC开关电源，提供高达2000V的直流电压。给出了系统的电路设计方法以及主要电路模块的原理分析和参数计算，特别是对开关电源高频变压器的设计给出了详尽的原理分析和各个参数的详细计算。 本电路采用推挽式开关变换，利用SG3525作为主要的控制芯片，产生两路互补的PWM方波脉冲控制开关管的通断。为提高PWM脉冲的驱动能力，加入桥式功率放大电路。滤波整流电路则采用桥式整流，RC滤波电路。另外，开关管工作频率高达25kHz，为此设计了RCD缓冲电路。考虑到电路环境的复杂性以及元器件的误差，电路在设计时对部分参数留有较大余量。 本电路的不同之处在于：采用两组相同的推挽变换电路且输出串联的设计，对变压器和整流滤波电路进行了有效的分压。产生高电压的同时，并没有大幅提高元器件的耐压要求，从而降低了对各种电力电子器件参数的要求。因而也使得电路的稳定性和可靠性更高。
本电路实现了从直流48V电压逆变到2000V直流电压的DC-DC变换供后续电路使用。本电路技术指标为：1）输入电压：蓄电池提供直流48V；2）输出电压：额定直流2000V；3）输出功率：最大3000W；4）输出波纹：无特殊要求，因此无需稳压电路。该系统工作过程：第一阶段：48V直流输入电压Ui经推挽电路变换成高频交流方波电压； 第二阶段：产生的交流方波电压经整流滤波电路分别产生1000V 直流电压，串联后实现2000V直流输出。 实验结果表明，该电源具有效率高，输出有效电压满足设计要求且运行可靠等优点。
第一部分强电系统 第1章高压供电系统 1.1 高压供电系统概述 对于物业管理公司来讲，高压供电系统是指从高压进线的产权分界点到变压器之间的线路和设备。 同时使用多台变压器供电的民用建筑物，通常都采用10kV供电。为了提高供电可靠性，建筑物一般都采用双路供电的方式，即电源从两个变电站或者从一个变电站的两个变压器下分别引入。电缆从中心变电站进入建筑物以后，首先进入高压配电室（也称电缆π接室），然后连接到建筑物变电室的高压柜上。 建筑群用来改变电压的场所被称为变电室，用来接收和分配电能而不改变电压的场所称为配电室。在一般情况下变电室和主配电室建在同一个地点，建筑面积比较大的建筑物还会再设置分变（配）电室。 1.1.1 供电设备组成 高压配电设备主要由高压进线隔离柜（图1–1）、高压进线柜、计量柜、变压器柜、母线隔离柜、联络柜、互投柜、PT（电压互感器）柜、直流屏、中央信号屏、电流互感器、防雷设备（避雷器）、接地刀闸、高压母线、变压器、继电保护装置等组成；变电设备主要由不同电压等级及不同容量的电力变压器组成。 图1-1 隔离柜图1-2 隔离手车 1.1.1.1 进线隔离柜 组成：主要采用手车式隔离柜（图1–2），置高压隔离开关。由动触头、静触头、支持瓷瓶或套管瓷瓶、导电铜排、辅助开关、手车机械移动装置等组成，另外可根据用户需要选配带电显示装置。 调度编号：201–2（202–2） 作用：是电气系统中重要的开关电器，其主要功能是：保证高压电器及装置在检修工作时的安全，在高压进线处起隔离电压的作用。在“分”位置时，触头间符合规定要求的绝缘
距离，有明显的断开标志； 在“合”位置时，能承载正常回路条件下的电流及规定时间异常条件（例如短路）下电流的开关设备。 不能用于切断、投入负荷电流和断开短路电流，仅可用于不产生强大电弧的某些切换操作，即它不具有灭弧功能；隔离柜不能单独工作，需与高压断路器配套使用。 1.1.1.2高压进线柜（图1–3） 组成：主要构件是高压断路器（图1–4）。由电流互感器、真空断路器、动力操动机构、车体等组成。其动力操动机构由弹簧储能动力装置及主轴、拐臂、连杆等构成。 调度编号：201（202） 作用：置高压断路器（或称高压开关），是变配电室主要的电力控制设备，具有灭弧特性，当系统正常运行时，它能切断和接通线路及各种电气设备的空载和负载电流；当系统发生故障时，它和继电保护配合，能迅速切断故障电流，以防止扩大事故围。高压断路器种类很多，按其灭弧的不同，可分为：油断路器（多油断路器、少油断路器）、六氟化硫断路器（SF6断路器）、真空断路器、压缩空气断路器等。 1.1.1.3计量柜（图1–5） 组成：柜安装各类计量仪表（图1–6），及电能量采集器、三相三线电子式多功能电能表、高压峰谷表。 调度编号：44（55） 作用：计量实际电能消耗量。
摘要：本文以直流1500V双边供电的牵引变电所为例，介绍了地铁直流牵引变电所内各开关柜的保护配置，并详细阐述了主要保护的原理，如大电流脱扣保护、电流上升率保护、定时限过流保护、低电压保护、双边联跳保护、接触网热过负荷保护、框架保护等。最后，对于目前的保护原理中存在的不足之处，本文也做了分析，如多辆列车短时间内相继启动可能会造成保护误动，小电流（尤其是有电弧的情况）短路故障与正常运行电流的区分，以及框架保护的选择性问题。 关键词：地铁直流保护 0 引言 在我国，地铁是城市公共交通的重点发展方向，设备国产化又是发展的主要原则。在地铁直流供电继电保护领域内，国产保护设备还处于起步阶段，目前，国内主要城市的地铁直流保护设备均来自国外，例如广州地铁二号线选用的是德国Siemens公司的DPU96，武汉轻轨选用的是瑞士sechron公司的SEPCOS。通过对部分国外产品的研究，笔者认为，直流保护设备的原理并不是十分复杂，功能实现在理论上也没有任何障碍，希望通过本文的抛砖引玉，在将来的不久，能够看到国产的直流保护设备在我国甚至国际市场成为主流。 1 一次系统简介 图1显示了一个典型的牵引变电所的电气主接线图，该所将主变电所来的交流高电压（典型值：33kV）经整流机组（包括变压器及整流器）降压、整流为直流1500V，再经直流开关柜向接触网供电。我国上海和广州地铁的直流牵引供电系统均是如此，北京地铁采用的是第三轨受流器（上海和广州地铁则是架空接触网），其馈电电压为750V。由于750V馈电电压供电距离短、杂散电流大，现在多采用1500V。图2显示的是采用双边供电的上行接触网的分区段示意图（下行亦相同），一个供电区由相邻的2个牵引变电所同时供电，这种双边供电的方式提高了供电的可靠性，同时分区段的方式使故障被隔离在某个区段以内，而不致影响其它供电区段，因而被广泛采用。本文中所讨论的保护原理均基于1500V架空接触网双边供电方式。 图1 典型牵引变电所电气主接线参考图
安全管理编号：YTO-FS-PD451 高压直流电源技术的发展现状及应用 通用版 In The Production, The Safety And Health Of Workers, The Production And Labor Process And The Various Measures T aken And All Activities Engaged In The Management, So That The Normal Production Activities. 标准/ 权威/ 规范/ 实用 Authoritative And Practical Standards
高压直流电源技术的发展现状及应 用通用版 使用提示：本安全管理文件可用于在生产中，对保障劳动者的安全健康和生产、劳动过程的正常进行而采取的各种措施和从事的一切活动实施管理，包含对生产、财物、环境的保护，最终使生产活动正常进行。文件下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用。 1 高压直流电源的基本工作原理和应用 高压直流电源是将工频电网电能转变成特种形式的高压电源的一种电子仪器设备，高压直流电源按输出电压极性可分为正极性和负极性两种。高压直流电源已经广泛应用于各行各业，农业领域也有应用，例如农业环境静电除尘，静电喷雾杀虫，农业物料静电喷涂包裹，农产品加工中的静电植绒、农业生物静电效应研究、静电杀菌、农业种子静电处理等等。随着农业科学技术的不断发展进步，农业科学研究和农业工程应用实践对高压静电电源的需求逐年增多，对其精度、性能、规格、品种、类型、体积、智能化操作等方面都提出了许多新的要求，现有的高压直流电源已经不能满足农业领域中的许多需要，研究和开发适合农业领域要求的多种新型直流高压电源已经成为一种客观需求，而且其社会效益和经济效益都比较显著，市场前景比较光明。
§1 恒流高压直流电源 §1.1 恒流源供电的理论基础 对电除尘器采用恒流源供电，是八十年代中期开始的，虽然它采用了大量的无源元件：电抗器、电容组成L－C变换网络，但却改变了一种供电方式，采用电流源供电。 作为一个供电回路，一般由电源和负载组成，其表征参量为三个，电压、电流和阻抗，以电压作为电源的形式供电（电压源），则电流随负载变化；以电流作为电源的形式供电（电流源），则电压随负载变化。无论是较早的磁饱和放大器电源，还是现在的可控硅电源，均是电压源的特性，一种方式是改变回路的阻抗，进行限流，一种是改变输出电压的平均值（波形），虽然均可以做到“恒压” ，“恒流” 运行，但均是通过控制调整电压来达到的，其主变量，即能直接控制、调整的是电压μ，如图一所示：i=f(u)。而恒流源是一种电流源的概念，能直接控制、调整的是电流i，如图二所示：u＝f(i)，通过控制和调整电流i做到“恒压” ，“恒流” 、“最佳火花率”等工作状态下运行。 图1 电压源供电i=f(u) 图2 电流源供电u＝f(i) 除尘器电场某一局部由电晕放电向火花击穿过渡是需要时间和功率，不论哪一种电源供电，电场处在电晕放电状态，电源所提供的电流则电晕电流，当电场处在火花放电状态，则电源所提供的电流为火花电流，因此在用恒流源供电时，由于电晕放电向火花放电过渡时，放电通道的等效电阻R随电离强度的增加而减小，这样注入到放电通道的功率P＝I2（t）R减小，P也减小，抑制了放电的进一步发展，这相当于一个负反馈的物理过程，因此火花击穿的临界电压明显提高，
也就是说使除尘器的伏安特性的正阻区得到了大幅度的延伸，延伸的幅值取决于除尘器的状态和工况条件，一般含尘浓度大、电阻率高的烟尘，除尘器机械缺陷较大的，其伏安特性延伸幅值也大，而且延伸是在r=du/di→0附近，也就是说电压增加几千伏，电流成倍地增加。 从图一、图二的伏安特性可以看出，由于除尘器是具有气体放电特性的一个非线性特性，特别是曲线的后半段具有负阻特性，因此对于同一个电压值，电流可能是多值的，而对同一个电流值来说，电压是单值的，即在某一时刻，除尘器的工作电压是其电流的单值函数，因此，简单地从非线性电路平衡状态的稳定性来考虑，以恒流源来供电时，电压不会发生跳跃，可以稳定工作在r=du/di→0附近，即工作在高的电压和电流下，因为一个电流值，只有一个电压所对应，而电流值是由设备所决定的，因此这种稳定的工作状态不需要反馈控制回路来支撑，而且是本身回路所具有的。所以，用恒流源供电，可以使除尘器工作在较高的功率水平下
高压直流设备深入学习心得体会 鉴于交流UPS供电的模式在通信系统中安全性、经济性等方面的问题越来越凸显，主要体现为能耗高、可靠性低、维护扩容难度大及建设成本大。另外由于转型业务、数据通信、各种增值业务平台在电信运营商的比重日趋增大，安全要求、节能要求与电源保障提出了空前高的要求，所以应运而生出现了使用高压直流设备替代传统交流UPS设备的设想及实践实例。 就现在的市场前景及需求，公司组织了一次公司研发的高压直流设备学习，在深入学习的情况下总结一下个人的学习心得体会，探讨一下自己对该类型设备的认知。 一、高压直流设备是什么 随着世界范围内通信行业的高速发展，数据业务的快速增加需求，传统的UPS供电系统的大量应用加剧了通信局站的供电压力，增大了安全隐患，也加大了设备维护工作量。而众所周知直流供电系统的可靠性要远高于UPS供电系统，那么我们能不能找到一种新的供电系统来取代UPS供电系统，消除人们的顾虑呢。因此也就促使产生了一种新型的高压直流供电系统。在国外从上世纪90年代末就已经开始研究，现在因各国的实际供电需求不一也造成此设备输出电压的不一致，譬如我国就采用的是标称为240V的高压直流设备。 高压直流设备系统与传统48V供电系统十分类似，高压直流设备是由多个并联冗余整流器和蓄电池组成的。在正常情况下，整流器将市电交流电源变换为270V、350V或420V 等直流电源，供给受电设备，同时给蓄电池充电。受电设备需要的其它电压等级的直流电源，采用DC/DC变换器变换得到。市电停电时，由蓄电池放电为受电设备供电；长时间市电停电时，由备用发电机组替代市电，提供交流输入电源。与传统的-48V直流电源系统的一样，蓄电池备用时间为1～24h。 二、较UPS的优势 1、能耗低 由于UPS中采用了逆变器，逆变频率为工频50Hz，必须采用工频变压器，所以功率因数低，效率低。正常情况下单机效率一般在60－70％。为保证IT设备用电的安全可靠性，目前通信用UPS电源系统，均配置在线式串联热备份或N+1并机冗余模式；最常见的配置为1+1并机冗余系统或2+1并机冗余系统，这就使得系统效率进一步降低，一般在40-50%，实际使用中业务的发展是一个渐进的过程，兼顾到建设周期和业务发展规划，使得平均使用
高压供电系统应急预案 一、总则 本方案是在电网(大网和公司电网)发生事故或紧急限负荷时，我公司供电电网和电气设备遵循的行动纲领，各单位必须服从指挥、严格执行。电力调度要认真做好详细记录备查，并将处理情况及时向公司生产调度汇报沟通。 二、组织领导 电气总指挥：制造部副总工程师、副部长XXX 副指挥：动力车间主任XXX 指挥机构：动力车间电力调度 三、大网事故状态下限负荷应急方案 目前东北电网比较脆弱，大连地区的供电能力也因负荷增加和设备的原因经常告急，并加大了电网出现事故的可能性，为了保证突发事故状态下整个电网的安全运行，市电业局在6月10日召开了全市用电大户限负荷会议，并给我公司在突发事故状态下5分钟内下调3万kW负荷的硬性指标，为保证公司在限负荷情况下有序工作和合理安排生产，经研究提出如下几个应急方案： （一）、当负荷限定不超10000kW时： 1、停下公司全部电炉和全部生产设备 2、保证影响生产设备安全的一类负荷供电。 （二）、当负荷限定不超20000kW时： 1、停下公司全部电炉设备及棒线材厂、初轧厂主轧机和650轧
机 2、保证全公司动力设备供电 3、初轧修磨可生产 （三）、当负荷限定不超30000kW时： 1、停下公司全部电炉设备，停棒线材厂或初轧厂和中型材650轧机 2、保证其它设备生产 （四）、当负荷限定不超40000kW时： 1、停下公司全部电炉设备 2、保证其它设备生产 （五）、当负荷限定不超50000kW时： 1、停下二炼钢厂电炉设备或二炼钢厂停1台电炉和1台LF炉，一炼钢厂停2台电炉和2台LF炉 2、其它设备生产 （六）、当负荷限定不超60000kW时： 1、停二炼一台电炉和一台LF炉 2、保证其它设备生产 当遇到大调限电指令时，原则上按以上分类限负荷，同时要及时监视负荷情况，当有余量或问题时，可与生产调度沟通适当增减设备运行。 四、突发性停电措施 1、停电期间所有在岗人员要坚守岗位，遵守纪律，做好受电的准备
高压直流电源系统产品 产品介绍 CP DUM27—240/400型通信用高压直流开关电源系统概述 DUM27—240/400型通信用高压直流供电系统包含交流配电部分、高频开关整流模块、直流配电部分和监控单元组成的柜式直流电源系统。是集有源功率因数校正技术、高频脉宽调制技术、软开关技术、单片机控制技术于一体的高新技术产品。可广泛适用于原交流UPS的所有应用环境，且具有更可靠，更省电，更节省投资的优势。 性能特点 ●高功率密度，单供电柜容量可达120KW ●输入高功率因数，低谐波电流 ●优秀的环境适应能力，宽的电压适应范围 ●完善的监控功能及成熟的电池管理功能 ●扩容灵活，维护方便，模块可热插拔 系统组成 ● CP DPJ05-380/630型交流配电屏 ● CP DUM27-240/400 型高压直流开关电源系统 ● CP DPZ03-240/1000 型高压直流配电屏
● CP DMA10-240/40型高频开关整流器（安装入模块架） ● CP DKD12型监控器（安装入模块架） 主要技术指标 CP DMA10-240/40型高频开关整流器?? 工作环境温度?-5℃～+50℃???????????????????? 交流输入参数 电压：三相三线制?380V±20％ 频率：45～65Hz 功率因数：≥0.93 开机浪涌电流：≤20A 输入电流谐波THD：≤9% 电磁干扰：符合GB 9254-1988 直流输出参数???????????? 额定电压：220V 电压范围：190V-286V 输出电流：额定值40A(输出电压286V时) 额定功率：10,000W (AC≥323V) 效率（满载测试）：≥93％ 限流选择范围：3－42A 均分负载不平衡度：≤±2.5％ 电网调整率：≤±0.1％ 负载调整率：≤±0.5％ 稳压精度：≤±0.6％ 温度系数：≤0.02％/℃ 纹波系数: ≤±0.2％ 峰—峰杂音电压：≤200mV； 可闻噪声：≤50dB（A）。
基于51单片机的数控直流电源设计 学号：XXXXXXXXXX 姓名：XXX 日期：2013年12月
目录 第1章绪论 (1) 1.1 课题的背景及意义 (1) 1.2 课程设计的主要内容 (1) 第2章系统总体设计 (3) 2.1 方案设计与论证 (3) 2.2 系统总框图 (4) 第3章硬件设计 (6) 3.1 硬件选型 (6) 3.1.1 系统供电部分 (6) 3.1.2 控制器部分 (6) 3.1.3 显示部分 (6) 3.1.4 键盘部分 (6) 3.1.5 数模/模数转换部分 (7) 3.1.6 掉电记忆部分 (7) 3.2 硬件电路设计 (7) 3.2.1 电源模块 (7) 3.2.2 DA转换模块 (8) 3.2.3 电压调整模块 (9) 3.2.4 键盘模块 (10) 3.2.5 EEPROM拓展模块 (11) 3.2.6 显示模块 (12) 第4章软件设计 (13) 4.1主程序流程 (13) 4.2 键盘程序流程图 (14) 4.3 EEPROM读写程序流程 (15) 4.4 DAC0832程序流程 (16) 4.5 TLC1543程序流程 (17) 第5章系统测试及误差分析 (18) 5.1 系统测试 (18) 5.1.1 软件测试 (18) 5.1.2 硬件测试 (18)
5.1.3 系统整体测试 (18) 5.2 误差分析 (19) 结论（心得体会） (21) 参考文献 (22) 附录一 (23) 附录二 (24)
第1章绪论 1.1 课题的背景及意义 电源技术尤其是数控电源技术是一门实践性很强的工程技术，服务于各行各业。当今电源技术融合了电气、电子、系统集成、控制理论、材料等诸多学科领域。直流稳压电源是电子技术常用的仪器设备之一，广泛的应用于教学、科研等领域，是电子实验员、电子设计人员及电路开发部门进行实验操作和研究不可缺少的电子仪器。在电子电路中，通常都需要电压稳定的直流电源来供电。而整个稳压过程是由电源变压器、整流、滤波、稳压等四部分组成。然而这种传统的直流稳压电源功能简单、不好控制、可靠性低、干扰大、精度低且体积大、复杂度高。普通的直流稳压电源品种有很多，但均存在以下两个问题：输出电压是通过粗调（波段开关）及细调（电位器）来调节。这样，当输出电压需要精确输出，或需要在一个小范围内改变时，困难就较大。另外，随着使用时间的增加，波段开关及电位器难免接触不良，对输出会有影响。稳压方式均是采用串联型稳压电路，对过载进行限流或截流型保护，电路构成复杂，稳压精度也不高。在家用电器和其他各类电子设备中，通常都需要电压稳定的直流电源供电。但在实际生活中，都是由220V的交流电网供电。这就需要通过变压、整流、滤波、稳压电路将交流电转换成稳定的直流电。滤波器用于滤去整流输出电压中的纹波，一般传统电路由滤波扼流圈和电容器组成，若由晶体管滤波器来替代，则可缩小直流电源的体积，减轻其重量，且晶体管滤波直流电源不需直流稳压器就能用作家用电器的电源，这既降低了家用电器的成本，又缩小了其体积，使家用电器小型化。传统的直流稳压电源通常采用电位器和波段开关来实现电压的调节，并有电压表指示电压值的大小。因此，电压的调整精度不高，读数欠直观，电位器也易磨损。而基于单片机控制的直流稳压电源能较好地解决以上传统稳压电源的不足。 随着科学技术的不断发展，特别是计算机技术的突飞猛进，现代工业应用的工控产品均需要有低纹波、宽调整范围的高压电源，而在一些高能物理领域，更是急需电脑或单片机控制的低纹波、宽调整范围的电源。 1.2 课程设计的主要内容