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新型低纹波高压直流电源方案高压直流电源已越来越广泛的应用于工业、医学、核物理、检测等领域。
对于X 光机，粒子加速器，电子束焊机，电子束曝光机等一些应用场合，对电压的水平要求比较高，它们均要求低纹波电压。
文章对几种用于高压直流电源的电路拓扑结构分别进行了介绍，并对它们进行了比较，指出了各自的优缺点。
近年来，随着新的电力电子器件的应用使得高压直流电源出现了频率高，效率高，功率密度高，可靠性高等新特性。
高频化可以提高电源性能，减少变压器的体积和纹波系数，但也带来了新的技术问题。
过高的频率会导致开关管开断频繁，开关损耗增大，影响开关管寿命并使整机效率下降。
鉴于以上问题，本文采用双路电源并联输出的方法得到低纹波直流。
在开关管频率受限的今天，本方法可以在频率较低的情况下得到低纹波直流。
1 主回路工作原理电源的系统框图及主回路原理图别如图1 和图2 所示。
图1 系统框图图2 电源主回路原理图主电路含有两套完全相同的半桥逆变电路，逆变开关元件选用IGBT.每一路均采用独立的三相全控整流桥供电，逆变电路采用PWM 方式，工作频率远高于谐振频率，逆变后的电压波形为方波。
电路的功率调节通过控制全控整流桥的移相角来实现。
IGBT 的触发脉冲参数：0 kHz~20 kHz、占空比45%，-5 V~+15 V，上下桥臂脉冲相差半个周期如图3 所示，两路半桥逆变电路的输出波形如图4 所示。
将两路电压并联，即可得平直电压。
图3 IGBT 触发脉冲波形图4 输出电压波形示意图输出纹波和输出电容的关系为：可见，加大输出电容值也可以减少纹波，或者采用多个电容并联的方式减少ESR 值。
2 电压跟踪电路由于采用两路输出并联来获得平直的直流电压，设备正常工作的关键问题是两路并联电源的电压平衡问题，即要求两路输出的电压幅值时刻保持相同。
为使两路输出保持一致，元器件参数应选取一致，还需要一套输出电压检测、比较及自动调节电路，实际设计的电路工作过程如图5 所示。
直流系统安装改造工程方案随着社会经济的迅速发展，人们对电力能源的需求越来越大，也对电力系统的安全、稳定性和可靠性提出了更高的要求。
而随着科技的发展和技术的进步，越来越多的直流系统正在被应用于电力系统中，以满足用户对电力能源的需求。
因此，对已有的交流系统进行直流系统的安装改造工程已成为当前电力系统改造升级的一个重要方向。
比如，对于特定的电力传输和分配系统，直流系统具有更好的输电效率、更小的功耗损耗、更好的电压稳定性和更大的输电容量，因此要对已有的交流系统进行直流系统的安装改造，不仅可以提高输电效率和电能利用率，还可以提升系统的稳定性和可靠性，减少系统的运行成本。
因此，本次直流系统安装改造工程的实施，将对已有的交流系统进行改造升级，以提高系统的输电效率和稳定性，满足用户对电力能源的需求。
二、项目目的本次直流系统安装改造工程的目的在于对已有的交流系统进行改造升级，实施直流系统的安装改造，以提高系统的输电效率和电能利用率，提升系统的稳定性和可靠性，减少系统的运行成本，满足用户对电力能源的需求，更好地适应社会经济的发展需求。
三、项目范围本次直流系统安装改造工程的范围主要包括以下内容：1. 现场勘察：对已有的交流系统进行勘察，确定改造升级的具体方案和实施方案。
2. 设计方案：编制直流系统安装改造的详细设计方案，包括改造设备的选型、结构设计、技术参数和施工方案等内容。
3. 设备采购：根据设计方案确定的设备清单，进行设备的采购工作，包括直流系统的设备、材料和配件等。
4. 施工实施：根据设计方案和施工方案，进行直流系统的安装改造工程实施，包括设备的安装、接线、调试等工作。
5. 系统调试：对安装改造完成的直流系统进行全面调试，确保系统的正常运行。
6. 系统验收：完成直流系统的安装改造工程后，对系统进行全面的验收，确保系统满足设计要求。
7. 竣工报告：编制直流系统安装改造工程的竣工报告，对改造工程进行总结和评价。
四、项目实施1. 系统勘察与设计对已有的交流系统进行勘察，确定改造升级的具体方案和实施方案。
服务器的高压直流电源及高压直流系统近年来，随着科技的快速发展，服务器成为了我们日常生活中不可或缺的重要设备。
保证服务器的稳定运行对于各行各业来说都至关重要。
而高压直流电源及高压直流系统在服务器中发挥着重要的作用。
本文将探讨高压直流电源及其系统的原理、优势和应用。
一、高压直流电源原理高压直流电源是一种将交流电转换为直流电的装置。
传统的交流电转换为直流电的方式是通过整流器将交流电压变为直流电压，然后再通过稳压器稳定输出电压。
而高压直流电源则更为高效且稳定，其原理是通过开关电源技术，将交流电变为高压直流电信号。
高压直流电源主要由三部分组成：整流器、逆变器和滤波器。
整流器将交流电转换为直流电，在电源中储存能量；逆变器将储存的直流电转换为高频交流电，在高频开关管的控制下通过变压器将电压升高；滤波器则对高频交流电进行滤波，输出稳定的高压直流电。
二、高压直流电源的优势1. 高效稳定：高压直流电源通过直接转换交流电为直流电，避免了传统整流和稳压两个步骤，提高了能源利用效率。
而且高压直流电源输出的电压稳定，不受电网波动的影响，可以有效保障服务器的稳定运行。
2. 节能环保：相比传统直流电源，高压直流电源具有更低的功耗和更高的转换效率，能够有效减少电能的浪费，降低用电成本。
同时，高压直流电源也具有较低的电磁辐射和噪声，对环境和人体健康更加友好。
3. 安全可靠：高压直流电源通过采用先进的电源管理技术，具有过载保护、过压保护、过流保护等多重安全保护措施，可以有效避免因意外故障导致的设备损坏和安全事故发生。
同时，高压直流电源的工作可靠性也更高，能够提供更加稳定的电源供应。
4. 功能多样性：高压直流电源可以根据实际需求进行个性化定制，可以提供不同电压、输出功率、输入电流范围等多种选择，以满足不同服务器的需求。
同时，高压直流电源还具备远程监控和智能管理等功能，方便用户进行实时监测和控制。
三、高压直流系统的应用高压直流系统在服务器领域的应用日益广泛。
连载20：通信用高压直流(HVDC)供电技术中国电信集团公司电源技术支撑中心【摘要】文章主要介绍了高压直流供电技术的工作原理、主要特点和优势,提出了利用高压直流供电技术节能应用时应注意的事项和适用的条件和场合,并提供了实际使用的案例.【期刊名称】《广东通信技术》【年(卷),期】2010(030)001【总页数】5页(P55-59)【关键词】通信240V高压直流;供电技术【作者】中国电信集团公司电源技术支撑中心【作者单位】【正文语种】中文1 概述目前中国电信及其它运营商IDC的服务器设备都是交流输入电源，即220V，50Hz的单相交流电源。
传统的服务器设备的电源系统是交流UPS系统。
交流UPS系统存在负荷率低、转换效率低及不可维护性的缺点，不仅成为通信电源维护的难点，也同时浪费大量电能。
高压直流供电技术是有效的解决办法。
2 工作原理2.1 传统UPS供电2.1.1 工作原理交流UPS系统一般由整流器、逆变器、蓄电池和静态开关等组成。
市电正常时，市电交流电源经整流器变换为直流电供给逆变器，同时给蓄电池充电，逆变器将直流电变换为交流电供给负载。
在停电的时候，蓄电池放出电能，通过逆变器变换为交流电，供给负载。
为了提高设备供电的可靠性，通常采取了多台UPS冗余并机的方式，如1＋1系统。
根据客户的重要性，一般分为两种供电方式，一种是单套（N+1）UPS系统，如图1，这种供电方式比较普遍，广泛用于各种IDC机房。
图1 单套（N+1）UPS供电系统一种是两套（N＋1）UPS系统并联冗余供电系统，如图2，这种供电方式适用于一些高端客户，但前提是服务器必须具有两个电源，可以两路输入。
图2 两套（N+1）UPS供电系统2.1.2 存在问题众所周知，交流电之所以叫交流电，是因为其电压方向、幅值每时每刻都在变化。
当采用多台UPS并机输出，就必须保证并机的每台机输出的相位、频率、幅值相同。
为了在有需要切旁路的时候能做到不间断供电，就必须保持对市电的相位、频率、幅值的跟踪，市电受大范围的影响，其各种参数总会在一定范围内波动，因此UPS系统也在不断的调整输出参数。
高压直流输电系统故障分析及其线路保护方案摘要：高压直流输电系统拥有输送电流容量大、功率调节容易、电网互联方便、送电距离远、线路走廊窄等优势，因此在远距离电能传输、分布式能源接入电网、非同步电网互联以及大城市中心区域电缆供电等领域拥有明显的优势，我国也已经成为了直流输电大国，高压直流输电系统一旦出现故障，将会造成较大的经济损失与威胁用户的安全。
因此提高高压直流输电系统运行的安全性与可靠性是人们普遍关注的问题，也是急需解决的问题。
文章主要对高压直流输电系统中容易发生的故障进行分析，并提出高压直流输电系统保护方案。
关键词：高压直流输电系统；故障分析；线路保护1、高压直流输电与线路保护要明确高压直流输电系统当中的线路保护技术应用，需要对高压直流输电系统以及线路保护进行全面、细致的分析。
就概念理解来看，所谓的高压直流输电具体指的是利用稳定的直流电进行大功率远距离的直流输电。
就高压直流输电的具体分析来看，其有突出的优势，具体表现为：（1）不增加系统的短路容量，便于实现两大电力系统的非同期联网运行和不同频率的电力系统的联网；（2）利用直流系统的功率调制能提高电力系统的阻尼，抑制低频振荡，提高并列运行的交流输电线的输电能力。
线路保护是目前电力线路安全和元件安全保证中使用的重要手段，其具体指的是对电力系统中发生的故障或异常情况进行检测，从而发出报警信号，或直接将故障部分隔离、切除的一种重要措施。
就应用实践中的线路保护分析来看，其基本的任务是在电力系统出现故障的时候，在可能实现的最短时间和最小区域内自动的进行设备故障的系统切除，或者是进行故障信号的发出，基于故障信号，相关人员可以实现对故障的排除以及工况的调整，这样，设备损坏或者是相邻区域供电影响问题会得到有效的控制。
2、线路保护在高压直流输电系统中应用价值分析研究线路保护在高压直流输电系统中的具体利用，明确线路保护在实践中的应用价值，这对于肯定线路保护和应用线路保护技术有突出的现实意义。
通信数据中心机房直流供电系统解决方案广东志成冠军集团有限公司前言传统的中心服务器机房的供电方式是：（交-直-交）-（交-直）的多级变换结构，交-直-交是UPS 系统。
长期的运行证明本方案有：变换级数多，可靠性低、效率低；设备利用率低、投资大、占地大、运营费用高；部分设备输入功率因数低，谐波污染大等诸多弊端。
为此人们提出降低变换级数的直流直供、电池直挂方案。
即（交-直-）-（直）的变换。
本方案的优点是五级变换减少为三级，大大提高了系统的可靠性，大大提高了系统的效率，大大提高了设备利用率。
带来了投资成本低、占地少、运行费用低、可靠性高、节能环保等诸多好处。
已有的实验局运行表明：该方案可为用户带来：可靠性提高200%，运营费用降低15%，占地面积节省33%，投资成本节省20%，设备利用率由35%提高到90%。
从理论上讲服务器输入交流电和输入直流电是一样的。
对元器件的要求也是一样的。
而且直流输入省去了服务器电源的APFC变换，更是提高效率，提高可靠性，无任何任何不良影响。
只需要人们改变一下使用习惯。
志成冠军集团公司根据多年电源研发经验，针对客户需求，响应国家政策，投入人力、物力为通信系统设计了高压直流供电方案：高压直流供电系统。
该系统有240VDC、400VDC两种电压等级，配合交流配电柜、直流配电柜、交直流配电柜组成多种系统。
针对小功率数据中心设计了融交流配电、直流配电、整流功能为一体的一体化高压直流系统。
高压直流电源系统采用最新电力电子技术成果，最新数字控制技术，最新三电平拓扑结构，最新软开关技术，最新监控技术、网络技术、视频技术、电池管理技术、可靠性技术、智能化管理理念等。
系统效率高、功率因数高、功率密度高、可靠性高、电磁干扰小。
属通信系统的一类设备。
满足节能、环保要求的绿色电源。
高压直流电源系统简介CPHV-400-25A CPHV-240-40A电源系统是志成冠军集团集多年开发和网上运行经验，采用DSP 技术、为满足核心网供电需求而设计的高可靠、高功率密度、高性能全数字化分立式通信电源整流模块，适用于大中小型交换局、数据中心、移动交换局及移动汇接局等场合。
该系统由整流柜、交流配电柜及直流配电柜组成，单柜容量达300A（400VDC），并可通过并机扩容方式实现600A(400VDC)容量。
系统特点：•三相三线制宽交流输入电压工作范围。
•超大系统容量，低输入电流谐波，高功率因数。
•完善的交、直流侧防雷设计。
•整流模块采用全面软开关技术及休眠节能技术，高效节能。
•完善的电磁兼容设计，符合CE、YD/T 983-1998等标准。
•整流模块无损伤插拔技术，即插即用，更换时间小于1min•智能化电池管理，有效提高蓄电池组性能及使用寿命•网络化设计，提供多种通信接口，灵活实现远程监控组网•完备的故障保护、故障告警功能。
•直流配电柜采用模块化设计：配电监控模块化，开关组件模块化。
可以根据需要随时增减直流配电开关模块数量，使用非常方便。
交流配电柜、直流配电柜均配置有独立监控单元，可脱离系统独立使用。
CPHV系列高压直流系统具有：运行节能、环保；操作方便、直观；安装简单、轻便；维护容易、快捷；扩容即插、即用。
系统图片：系统性能参数表系统原理图（两套整流柜）上述原理图是两套整流柜的大容量解决方案。
其中主备整流柜输出可以单独组成母线（双母线），由一组独立的直流配电模块给18路～36负载供电。
也可以将两直流母线连接在一起（单母线），由一组或两组直流配电模块给18路～36路负载供电。
系统配置根据不同客户的要求，高压直流系统的配置方案有，一体化系统，分屏系统1，分屏系统2，分屏系统3，非标系统等。
以下简单介绍。
方案一：400V/200A一体化系统：交流配电、直流配电、整流模块、配电监控模块、系统监控模块均安装在一个柜体中。
整个系统是一个柜体。
适用于小功率系统。
CPHV-400-200A-S 一体化系统标准配置：系统柜采用2000mm*800mm*800mm 服务器标准机柜.名 称 型 号说 明 数量 备注 1 交流配电 S4-250A 四极交流空开+40KA 防雷 1 2 直流开关模块 DCB40A40A 空开+绝缘监测+开关量+指示灯6 电流可选3配电监控模块CPHV-MC400A配电部分电量检测 1 4 系统监控模块 CPHV-MS400A 系统智能控制中心 1 5 整流模块 CPHV-400-25A 8+1冗余整流模块配置 9 最大配置 6 电池组接入空开 S3-250A三极交直流两用空开，带开关量，绝缘监测，电流检测，1电压检测方案二：400V/300A 分屏系统1：由一个整流柜、一个配电柜组成。
适合于中功率系统应用。
CPHV-400-300A-F1分屏系统Ⅰ标准配置：系统柜采用2000mm*800mm*800mm 服务器标准机柜方案三：400V/300A 分屏系统2：由一个交流配电柜、一个直流配电柜、一个整流柜组成。
适用于中功率应用。
单独配置直流配电柜主要是为了增加直流输出支路数量（列头柜）。
CPHV-400-300A-F2分屏系统Ⅱ标准配置：名 称型 号说 明数量 备注 1交、直流配电屏 CPHV-400-300AS1个四极交流空开+40KA 防雷 +3个直流开关模块+1个配电监控模块+2组电池开关+开关量、绝缘监测等1电流检测 直流开关模块电流可选 2 整流屏CPHV-400-300AR1个系统监控模块CPHV-MS400A+13个整流模块CPHV-400-25A112+1 冗余系统柜采用2000mm*800mm*800mm 服务器标准机柜方案四：400V/600A 分屏系统3：由一个交流配电柜，一个直流配电柜，两个整流柜组成。
适用于大功率，多负载的应用。
直流配电部分可以采用单母线方式，也可以采用双母线方式。
也可以再增加一个直流配电柜（做为列头柜）（一个直流配电柜可配置36直流开关模块，带36路直流负载）。
CPHV-400-600A-F3标准配置：名 称 型 号 说 明数量 备注 1交流配电屏CPHV-400-300AS2个四极交流空开+40KA 防雷 +6个二极交流空开+2～4个三极交流空开+1个配电监控模块 +开关量等1交流输入带电压、电流检测 2 直流配电屏CPHV-400-300DS2组电池开关+18～36个直流开关模块+2个配电监控模块+开关量、绝缘监测等1可选增加开关模块数 3 整流屏CPHV-400-300AR1个系统监控模块+13个整流模块112+1 冗余名 称型 号说 明数量备注系统柜采用2000mm*800mm*800mm 服务器标准机柜。
方案说明本文向客户提供了四种解决方案，客户根据自己的负载功率选择整流模块数量（整流柜功率）；根据负载路数选择配电柜是一体化交直流配电柜还是独立的交流配电柜、直流配电柜。
包括直流配电柜中直流开关模块的数量（每个开关模块1路），电池组的组数等。
上述方案中柜体数量、模块数量、开关数量、市电输入路数，电池组数，负载支路数，负载电流检测，母线连接方式等都可以选择。
直1交流配电屏CPHV-400-300AS2个四极交流空开+40KA 防雷+6个二极交流空开+2～4个三极交流空开+1个配电监控模块+若干开关量等1带电流、电压检测，2 直流配电屏CPHV-400-300DS2组电池开关+36个直流开关模块+2个配电监控模块+开关量、绝缘监测等13 整流屏CPHV-400-300AR1个系统监控模块+13个整流模块212+1 冗余流侧需要加防雷器时需要在订货时特别注明。
客户可以参考我司直流产品技术手册、高压直流系统操作手册等，做设计选择、设备选型等。
如有不明白的问题可以直接向公司研发人员咨询。
工程安装高压直流系统所有柜体均为标准网络柜，带滚动轮，带底脚。
用户可以将柜体移动到目标位置，然后调节底脚使其固定即可。
所有柜体均为上出线方式。
配电柜内已标明接线端子。
客户一看就明白接线方式。
所有负载输出已连接到端子排上，客户拿掉前面板，按照丝印接线即可。
柜体内有接地铜排，安装时需要良好接地。
交流配电柜内若需要单相开关时，请按三相四线制的接法引入中线。
可参考高压直流系统操作手册等。
中国电信陕西公司IDC机房动力改造方案根据客户要求：原2400KV A的UPS并联动力系统，其有功功率：2400*0.7=1680KW,再考虑20%的余量，实际负载功率=1680*0.8=1344KW。
所以该系统可以由两组700KW的高压直流电源系统组成的动力系统方案替代。
如下图所示：每组系统由一个交流配电柜，7个整流柜，2个总输出配电柜，5个列头柜、两组电池组成。
总系统图：两组700K直流系统既可以单独带负载工作，也可以做成1+1冗余方式工作。
若果负载时两路输入，建议采用两组共同带载工作。
分系统图（700KW直流系统）：分系统介绍：交流配电柜：标准机柜：800*800*2000，内配双路市电自动切换开关，容量380V，1250A。
可自动、手动切换，切换时间0.08～30S可调。
安装100KA防雷器模块，实现浪涌电压防护。
两路市电接入后再由8路250A-3P空开分8路输出。
给7个整流柜供电，一路留用。
交流配电柜内装一个配电监控模块(CPHV-MC240A)，用于两路市电检测，防雷器空开检测，8路负载（整流柜、其他交流设备）开关状态检测。
通过CAN总线将交流配电柜的监测数据发给总监控模块（在直流总输出配电柜内）。
两路交流输入电流检测可选，用户自定。
机柜防护等级IP20，上进、上出线方式。
其原理图如下：直流总配电柜：标准机柜：800*800*2000。
直流总配电柜分为两个，一个接4个整流柜的输出，一个接3个整流柜的输出。
每个直流总配电柜接入一组电池组。
这样相当于将7个整流柜的输出分为A、B两组，每组根据容量配相应的电池组。
两组可以独立带载工作，也可以并联带载工作。
根据试点技术要求，各整流柜的输出通过熔丝在总配电柜内并联连接。
再与电池组连接汇流。
然后通过熔丝分配给各列头柜（直流配电开关柜）。
总直流配电柜内装配一个系统监控模块，一个配电监控模块。
系统监控模块与电池组、整流柜监控模块之间通过CAN总线通信。
控制各整流柜调压、调流、遥控、遥测、遥信等；控制整流柜完成电池管理（自动充放电），负载分配，各整流柜之间均流，每个整流模块状态检测等；完成数据处理、事件记录、告警、上报后台或远端集中监控平台（以太网）。
配电监控模块完成各熔丝状态检测、各整流柜电流检测、电池组电流检测、各支路绝缘监测。
将这些数据通过CAN总线传给系统监控模块。
直流总配电柜原理图如下：列头柜：标准机柜：800*800*2000。
承接总直流配电柜输出，将其分配给每路实际负载。
本柜主要由直流开关模块，配电监控模块，输入熔丝组成。
