高工论文 240V高压直流在通信中心机房的运用研究

240V高压直流电源在航天通信系统中的应用探讨航天通信中心的研究人员刘栋梁，在2017年第12期《电气技术》杂志上撰文指出，航天通信系统对电源的安全性、可靠性提出了极高的要求。

近年来240V高压直流供电系统以其安全性、可靠性以及投资和节能方面的巨大优势，已经在国内IT设备供电方面得到广泛推广应用。

本文结合航天通信系统电源的现状，对高压直流供电技术的可行性和应用技术要点进行了分析，并提出了在航天通信系统中推广应用的建议。

航天事业担负着特殊的国家使命。

由于航天通信系统的专用性和保密性特点，特别是较高的时效性要求，通信电源的可靠性是航天通信部门首要考虑的问题，是通信系统安全运行的重要保证。

当前，航天系统各通信局（站）普遍采用UPS系统作为IT设备的主用电源，它克服了因市电中断而导致的系统中断。

但是，UPS自身、甚至并机冗余系统的故障导致网络通信事故也时有发生，已产生较大的社会影响和相当的经济损失（见参考文献①）。

240V高压直流供电系统（HVDC）作为一项简单、可靠的技术，其减少了电力转换环节，供电可靠性和效率大大提高，受到了业界的广泛关注。

航天通信部门应积极跟踪电源科技的发展变化，关注应用实践中的探索成果，将新技术转换为新应用，提升航天通信系统的可靠性水平。

1 UPS系统的不足UPS是IT设备电源保障的主流设备。

有些通信局（站）利用-48V 蓄电池组资源与逆变器组合，来提升IT设备的供电保障等级，为非主流用法，产品较少。

图1为UPS的构成图。

在线式UPS运行的工作过程为整流（AC/DC）—浮充—逆变（DC/AC）—输出；市电中断时360V蓄电池组经逆变电路保障IT设备的电能供给；UPS故障时，将维修开关转入市电旁路维持供电。

图1 UPS的构成图2为逆变电源的构成图。

相对于UPS来说，其特点是利用传统通信局站已有的-48V蓄电池组和整流设备，配置逆变器即可。

该系统适用于小容量不间断交流供电，为减少整流设备的负荷，采取旁路运行模式。

市电与高压直流混合供电技术在通信领域应用与探讨随着人们对通信网络的需求不断增加，通信基础设施建设也在不断升级。

为了保障通信设备的安全稳定运行，市电与高压直流混合供电技术被广泛应用于通信领域，有效地提高了通信系统的可靠性和稳定性。

市电作为通信设备的主要供电来源，具有供电稳定、容易获得、功率大等优点。

但是，市电作为公共能源，系统复杂，供电稳定性和容错能力有限，同时还存在电压波动、高低电压导致的设备故障等问题。

因此，在实际使用中，为了提高系统的稳定性和可靠性，通信设备采用市电与高压直流混合供电技术。

高压直流供电技术是一种新型的电力供电方式。

它采用交流电转化为直流电供电，通过高频变压器进行电气隔离，同时通过滤波电容、电感、继电器等元器件保证直流电质量和稳定性。

相对于市电来说，高压直流供电具有源功率因数高、节能、低噪音、可靠性好、维护成本低等优点，同时能够有效解决市电波动、噪音等问题，提高了设备的稳定性和可靠性，为通信领域提供了一种新型的供电方式。

1. 供电方式切换通信设备采用市电和高压直流混合供电方式，可以充分利用市电稳定性好、供电可靠的优点，同时利用高压直流供电的节能、稳定性好等特点，实现设备的双重供电模式。

在市电供电稳定时，系统优先采用市电供电，当市电供电不稳定或中断时，系统自动切换到高压直流供电，保证设备的安全稳定运行。

2. 保障通信设备的电源质量市电供电噪音较大，容易对设备造成干扰，并且市电波动能使设备运行不稳定。

采用高压直流供电技术可以有效地避免这些问题，保障通信设备的电源质量。

通过高频变压器进行隔离和平衡，同时利用滤波电容、电感、继电器等元器件净化供电质量，使得设备的供电质量更加稳定可靠。

3. 节能减排高压直流供电技术具有源功率因数高的优点，能够有效地降低能量损耗和功率损失。

采用高压直流供电可以实现节能减排的目的，同时减少环境污染和能源的浪费。

为提高通信系统的稳定性和可靠性，市电与高压直流混合供电技术被广泛应用于通信领域。

240v高压直流直流电压上下限阈值1. 引言1.1 概述本文将讨论240v高压直流以及与之相关的直流电压上下限阈值。

随着科技的不断发展，直流电源在许多领域中得到广泛应用。

与传统的交流电相比，直流电具有稳定性强、能效高等优势。

然而，在实际应用中，240v高压直流的合理使用仍面临一些挑战，其中之一就是控制直流电压在安全范围内的上下限。

1.2 文章结构文章将按照以下结构展开讨论：- 引言：对文章主题进行概述和背景介绍。

- 240v高压直流：重新定义和特点，并探讨其在各个领域中的应用。

- 直流电压上下限阈值：解释这一概念及其影响因素，并分析实际应用场景。

- 历史发展与研究进展：回顾240v高压直流的发展历程，并探讨当前的研究方向和趋势，以及技术挑战与突破点。

- 结论与展望：总结主要观点，提出对未来发展的看法和建议，并展望相关研究的前景。

1.3 目的本文旨在深入探讨240v高压直流以及直流电压上下限阈值的概念和应用，从而增进读者对这一领域的理解。

同时，通过回顾历史发展和研究进展，我们希望能够揭示当前技术面临的挑战，并提出未来发展的展望和建议。

通过详细分析与讨论，我们将为相关领域的专业人士提供有价值的指导和参考，为直流电源技术的进一步发展贡献一份力量。

2. 240v高压直流2.1 定义与特点240v高压直流是指电压为240伏的直流电。

与传统的交流电相比，它具有一些独特的特点。

首先，它是以连续的方式传输电能，而不是像交流电那样周期性地改变方向。

这使得高压直流更加稳定和可靠。

其次，240v高压直流还可以实现远距离输送，减小了输电线路的损耗，提高了能源传输效率。

2.2 应用领域240v高压直流在多个领域有着广泛应用。

首先，在能源领域，它被广泛应用于风力发电场、太阳能发电站以及其他可再生能源发电系统中。

由于其较低的输电损耗和较好的稳定性, 高压直流在输送可再生能源产生的大量电力时起到关键作用。

此外，240v高压直流还广泛用于轨道交通系统，如地铁、有轨电车等。

探讨5G时代广电通信机房240V高压直流供电系统替代UPS的可行性分析发布时间：2023-04-03T03:14:39.292Z 来源：《科技潮》2023年2期作者：吕鹏琳[导读] 广电通信机房中播出系统技术复杂、综合性功能表现强，如果发生电力供应中断事故，数据损失后果将不堪设想，甚至直接导致设备硬件被损坏。

根据统计结果显示，广电通信机房中超过90%的重大安全播出事故都与UPS供电息息相关，所以为保证供电稳定性与不间断性，利用240V高压直流供电系统来替代传统UPS系统是具有一定可行性的[1]。

陕西广电网络（传媒）集团商洛分公司陕西商洛 726000摘要：在当今5G时代，广电通信机房所采用240V高压直流供电系统，它相比于传统UPS系统优势更大，具有一定替代价值。

本文中就探讨了5G新时代广电通信机房240V高压直流供电系统的相关工作原理与替代传统UPS系统的可行性操作，并简单介绍了新系统的性能特征表现。

关键词：广电通信机房；240V高压直流供电系统；替代UPS；可行性；5G时代广电通信机房中播出系统技术复杂、综合性功能表现强，如果发生电力供应中断事故，数据损失后果将不堪设想，甚至直接导致设备硬件被损坏。

根据统计结果显示，广电通信机房中超过90%的重大安全播出事故都与UPS供电息息相关，所以为保证供电稳定性与不间断性，利用240V高压直流供电系统来替代传统UPS系统是具有一定可行性的[1]。

一、广电通信机房240V高压直流供电系统的基本理论概述UPS系统在广播电视机房中应用广泛，属于传统供电系统。

但如前言所述，传统UPS系统存在供电缺陷，在供电稳定性上表现不佳，所以目前广电通信机房采用高压直流供电系统，即HVDC供电系统。

这种供电系统对标低压直流供电系统，它直接解决了低压直流系统中不能供给负载的桎梏问题，标称电压值为240V，是系统直流标准电压[2]。

就240V高压直流供电系统的工作原理而言，它在市电供电正常状态下转化交流电为高压直流电，直接送往直流配电单元中，并最终分配到各个列头柜中，实现通信负载供电供给目标。

240V高压直流供电技术在通信行业的应用摘要：随着近年来大量高压直流供电试验机房的建成以与行业标准规的相继出台，高压直流供电系统的建设正逐步进入高速发展的阶段，其系统容量在不断扩大，机房类型也在由运营商自有机房向大型数据中心机房发展。

本文结合工程实际，分析了高压直流供电系统的在工程应用中需要关注的问题，并给出了相关的建议，希望能够为工程建设人员提供新的思路。

1. 引言随着数据通信和互联网业务的发展，通信设备对电源安全供电的要求也越来越高，而且随着数据机房规模的扩大，其用电量也大大超过了传统的交换、传输等通信业务。

数据机房通常采用UPS系统供电，其可靠性和能源消耗等问题随着UPS设备应用规模的扩大越来越突出。

交流UPS供电存在诸多问题，因此对可替代交流UPS供电的其它系统的研究日益繁荣，业界大力推荐的高压直流供电系统也渐渐形成规模。

高压直流供电技术由于其简单可靠，减少了两次能源转换，日益受到业界的广泛关注。

近几年，伴随着高压直流供电技术行业规的相继出台，国各大运营商也加大了对高压直流供电技术的研究与测试力度，众多实验机房不断建成，为高压直流供电技术的应用提供了良好的平台。

2. 通信行业高压直流应用现状2.1 各运营商应用现状中国电信：2007年开始建设240V高压直流供电试验局，2010 年开始推广扩大试点，在、、、、、、、、、、、、地区，相继进行高压直流试点，截至2010年底已建成110套高压直流系统，特别是电信已有多个IDC机房、多套核心IT系统和业务平台改用高压直流系统进行供电。

中国移动：2009年开始高压直流供电系统试验局建设，先后在、等地进行了高压直流供电的测试，且除240V的试验局建设，还选择另外一类336V的直流电压等级进行试验，目前、、蒙、、也在进行试点。

中国联通：2010年开始建设240V高压直流供电试验局，已在、等多地开展试验测试，并准备扩大高压直流供电系统的应用。

2.2 标准与规出台情况随着众多试验机房的建成，国也加快了有关240V直流供电的标准编制工作，相应出台的标准主要有：1、通信标准类技术报告：通信用240V直流供电系统技术要求（YDB_037-2009）。

IDC机房设备采用高压直流供电可行性探讨摘要：本文叙述了IDC机房设备采用高压直流供电，替代传统UPS供电凸现出来的优势：既提升了供电的可靠性，又能大幅提高供电效率，成本节约明显。

关键词：高压直流、节能、安全、可靠。

引言:随着互联网的大规模普及运用，网络视听、电子商务、电子信息等依托基础网络的业务大力拓展，其市场业务份额大幅提高，而目前网络业务的发展在全球仍然是朝阳产业，未来数年IDC业务还将得到持续高速发展，IT业还将新增大量的服务器投入运行；高压直流供电以其高可靠性，超低运营成本的优势取代传统UPS供电已是不可逆转的趋势。

1、UPS供电现状的弊端1.1工作效率低能耗高目前全国的IDC机房供电基本上均采用UPS供电方式，UPS供电又分为单机供电、1+1并联供电、N+1并联供电以及双母线供电方式；无论供电方式如何变化，它们都是以UPS为基础的组合性变化，UPS供电的本质没有变化；由于UPS自身组成的性质决定：输入级有滤波电感和滤波电容，输出级又有逆变器、输出隔离变压器；电流电压变换要经过交流变直流，直流再变为交流的两级变换过程，因此工作效率非常的低，经实际测试在60%-70%之间；由于IDC中心一般都规模较大，用电量惊人，因而提高供电效率，节省成本支出，也是当前的重要命题。

1.2设备利用率低，资源浪费严重UPS供电设备利用率低，以目前最常用的1+1并联供电方式为例：此种供电方式要求整个供电系统提供的安全供电能力不超过单台UPS额定容量的70%，正常工作时两台UPS负荷均担，即每台UPS 工作在额定容量的35%，如果不出现单台UPS故障或者单台UPS 进行检修，UPS系统在其整个运行寿命中，每台UPS是长期工作在额定容量35%以下的状态，而根据我们调查：实际使用中的UPS大多运行在额定负荷的20%-30%之间，导致花大量资金购买的设备处于闲置状态。

1.3 供电安全存在弊端大型UPS的输入均采用三相交流市电，为了保障供电安全重要场合UPS很少有单机工作方式，并机冗余工作方式最为常见，两台以上UPS并联工作时，既要保证多台UPS都跟踪市电的相位、频率、幅值保持一致，同时还要求多台UPS之间的相位、频率、幅值也相互跟踪、同步，而这些参数是不断变化的，所以UPS只有不断的调整输出参数才能保障同步运行。

240V高压直流电源系统在通信工程中的设计应用240V高压直流电源系统在通信工程中的设计应用摘要通信用240V高压直流电源系统在可靠性、转换效率等方面较传统的交流UPS系统有更大的优势，其经济效益和社会效益显著，虽然尚未有后端IT设备厂商宣布支持通信用240V高压直流电源，但高压直流电源技术早已被通信运营商所接受，目前正在广泛推广使用中。

本文结合工程设计案例，对高压直流供电系统工程设计中应注意的问题展开探讨。

关键词高压直流；建设；标准；节能减排2010年底，我院接到某地运营商委托的为某区政府新1个IDC机房的建设任务。

根据调研得悉，新IDC机房定位为该区政府办公OA 网和教育网的数据中心，该IDC机房作为该区社会信息网络化的坚实后盾，客户就供电系统的稳定性及可扩展性提出较高的要求。

根据现场勘察及调研，该新IDC机房终期规划能安装30个设备机架，本期工程将安装10个机架及设备。

每个设备机架的用电按照电流16A/220V （3.52KV A）规划，则本期工程需为该IDC机房新建一套电源系统，在初期提供3.52KV A×10=35.2KV A的电源容量，并且该电源系统要能满足IDC远期用电3.52KV A×30=105.6KV A的需求。

1电源系统建设方案的选择1）UPS电源系统。

长久以来，在IDC机房的电源系统建设中UPS 系统是我们的唯一选择，随着IDC业务迅猛的发展，越来越多的UPS 系统上线运行，但UPS系统存在的弊端却一直无法解决。

近年来，UPS系统故障造成的通信阻断事故频繁发生，给客户、运营商甚至社会造成重大的经济损失和负面影响。

UPS系统存在的弊端主要如下：系统可靠性差、效率低、初期建设成本高、维护难度大等。

并且现在很多使用UPS的机房为无人值守机房，一但发生故障，恢复时间较长，影响大。

2）高压直流电源系统。

众所周知，高压直流电源系统有着生产技术成熟、可靠性高、维护操作简易、转换效率高、在线扩容简单等优点，在IDC机房供电领域，通信业界一直在探讨采用高压直流系统来代替UPS系统。

关于240V高压直流电源系统在通信工程中的具体设计应用研究摘要：随着人们对通信系统的质量要求变得越来越高，因此对通信工程中的电源系统的改进是势在必行的。

相比目前数据设备的供电普遍采用交流UPS供电系统，存在着通信电源维护的难点且效率较低。

而通信用240V高压直流电源系统无论在转换效率、稳定性以及可靠性上都有着比较大的优势，尤其在节能减排以及经济效益效果显著。

虽然目前能够支持240V高压直流电源系统的IT设备厂商仍然不多，但是其技术的优越性已被大部分通信运营商视为往后一段时间之内的主要通信工程电源系统。

本文就根据我市某个IDC机房的建设作为实例，对240V高压直流电源系统在通信工程中的具体设计应用展开研究。

关键词：240V；高压直流；电源系统；通信工程；建设；标准；节能减排本文中作为实例的新建IDC机房在建成之后目标是作为集政府办公教育网以及OA网于一身的数据管理中心，从而成为所在区域的社会信息管理网络的重要保证，因此对通信工程的供电系统在可靠性、稳定性以及扩展性等方面的要求都比较高。

本实例主要建设2套容量为400A高压直流供电系统（单套系统含交流屏1台、直流屏1台、整流机柜2台并配置20块20A的整流模块、2组600Ah/240V蓄电池组），。

一、电源系统建设方案的选择（一）UPS电源系统对于过往的IDC机房来说，UPS系统是其电源系统建设的唯一选择，加上随着IDC技术的高速发展，UPS系统与IDC技术的兼容性也变得越来越好，但是UPS电源系统仍存在一些未能解决的问题。

例如由于UPS系统故障而导致的通信网络瘫痪事故时有发生，从而带给通信系统运营商以及各位用户重大的精神影响和经济损失。

目前UPS系统的问题主要有：效率较低、稳定性和可靠性差、维护难度大以及建设成本高等。

另外，现时很多机房都没有专人负责监测设备状况，所以往往设备发生故障，从发生到被发现时间就会比较长。

240V高压直流电源系统240V高压直流电源系统跟其他电源系统相比，可靠性高、技术成熟、转换效率高、维护操作简易以及可扩容能力强等优势，因此目前的IDC机房供电系统发展中，逐渐出现了UPS系统由高压直流电源系统所取代的趋势。