高压直流电源系统解决

高压直流电源系统-解决方案001 1 / 24 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 高压直流电源系统-解决方案001

2 / 24 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 高压直流电源系统-解决方案001 3 / 24 • 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： 高压直流电源系统-解决方案001

4 / 24 高压直流电源系统-解决方案001

5 / 24 系统性能参数表

技术指标名称 技术指标内容 说明 输入指标 线电压(V) 380 电压类型 交流三相三线 频率(Hz) 45-55 功率(KW) 120KW～160KW 单个整流柜 功率因素 0.99 电流THD值 ≤5 % 负载50%以上 输入过压（V） 456±5V +20%

输入欠压（V） 303±5V -20%

输出指标 输出过压（V） 400+10V 输出电流 (A) 0～30A 稳压精度 ≤0.5% 稳流精度 ≤0.5% 纹波RMS系数 ≤+0.2% 输出欠压（V） 285±5V

短路电流(A) ≤30A 回缩点,判断输出电压 整机指标 满载效率 ≥95 % 0Hz～20MHz杂波VP-P 0.2%

不均流度 ≤3 % 50％负责以上 绝缘强度（V） 2000VAC/50Hz 10mA,1min无闪落 绝缘电阻（MΩ） 10 对地 开机浪涌 无 带软启动 模块负载指示 LED显示输出直流电流 LED 10段，+3 LED

输出电流显示精度 ≤±10%

通信接口 CAN2.0A 环境指标 电磁兼容 EN55022 CLASS A (YD/T 983-1998)A级

环境温度 -20℃～45℃ 储藏：-40℃～70℃

环境湿度 ≤90%（40±2℃） 储藏：95%（40±2℃）

海拔高度 1500M 以上时降额使用

机械指标 外形尺寸(W×H×D) 544X88X430 模块（MM） 模块重量 15Kg

震动冲击 承受峰值加速度为150m/s2、持续时间为11ms的冲击； 承受频率为10～55Hz、振幅为0.35mm的正弦波振动 防护等级 IP21 包装形式 木箱包装 其他指标 并联扩展功能 ≤26 模块并联运行数量 散热方式 风冷（带故障检测） 负载、温度共同控制 控制方式 全数字控制 TMS320F2808PBKA 干接点 无干接点 高压直流电源系统-解决方案001 6 / 24 均流方式 数字均流 高压直流电源系统-解决方案001

7 / 24 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 DCB40A 40A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 高压直流电源系统-解决方案001 8 / 24 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-400-300AS 1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-400-300AR 1个系统监控模块CPHV-MS400A+13个整流模块CPHV-400-25A 1 12+1 冗余 高压直流电源系统-解决方案001

9 / 24 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-400-300AS 2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-400-300DS 2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-400-300AR 1个系统监控模块+13个整流模块 1 12+1 冗余

名 称 型 号 说 明 数量 备注