通信用240V高压直流供电系统_华海力达

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哪些场合可以使用HVDC 哪些场合可以使用HVDC
凡是计算机系统使用LCD 凡是计算机系统使用LCD显示器的地方都可以使 LCD显示器的地方都可以使 用HVDC 目前通信机房中交换机使用的是-48V系统 系统， 目前通信机房中交换机使用的是-48V系统，服务 器使用的是UPS 器使用的是UPS 电厂或变电站中， 电厂或变电站中，二次控制和断路器使用的是 220V直流操作电源 通信使用的是-48V电源 直流操作电源； 电源； 220V直流操作电源；通信使用的是-48V电源；计 算机系统使用的是UPS 算机系统使用的是UPS 银行、保险、 银行、保险、证券公司中通信使用的是 48V通信电源 计算机服务器使用的是UPS 通信电源， UPS。 48V通信电源，计算机服务器使用的是UPS。证券 公司的大显示屏使用的是24VDC 24VDC， 公司的大显示屏使用的是24VDC，这个电源也来之 UPS，同样可以由HVDC直接供电！ HVDC直接供电 于UPS，同样可以由HVDC直接供电！
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UPS的发展历史 UPS的发展历史
UPS产生于上个世纪60年代，1972年 UPS产生于上个世纪60年代，1972年2月21日尼克松访华， 产生于上个世纪60年代 21日尼克松访华， 日尼克松访华 带给我国的礼物之一就是UPS 从此中国开始了UPS的研究。 UPS， UPS的研究 带给我国的礼物之一就是UPS，从此中国开始了UPS的研究。 UPS的出现，是由于一些重要设备，如航天控制、 UPS的出现，是由于一些重要设备，如航天控制、医疗仪 的出现 金融系统、计算机、数据管理系统等， 器、金融系统、计算机、数据管理系统等，不能断电而产 生的。她的诞生，为信息革命产生了十分重大的影响。 生的。她的诞生，为信息革命产生了十分重大的影响。也 是电力电子领域划时代的技术突破！ 是电力电子领域划时代的技术突破！
通信用240V高压直流供电系统
深 圳 市 华 海 力 达 通 讯 技 术 有 限 公 司
SHENZHEN HUAHI RED COMMUNICATIONS TECHNOLOGY CO.,LTD.
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内容提纲
HVDC与UPS的比较及应用环境 HVDC与UPS的比较及应用环境 240V高压直流系统供电方案 240V高压直流系统供电方案 240V高压直流系统主要组成部分 240V高压直流系统主要组成部分 高压直流使用情况
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HVDC与UPS的比较及应用环境 HVDC与UPS的比较及应用环境
UPS的发展历史 UPS的发展历史 UPS工作原理 UPS工作原理 高压直流电源（HVDC）工作原理 高压直流电源（HVDC） HVDC相比UPS存在的问题 相比UPS 与HVDC相比UPS存在的问题 UPS的主要区别 HVDC 与 UPS的主要区别 UPS的比较优势 HVDC 与 UPS的比较优势 HVDC为什么可以替代 为什么可以替代UPS HVDC为什么可以替代UPS 哪些场合可以使用HVDC 哪些场合可以使用HVDC HVDC与电力操作电源系统的区别 HVDC与电力操作电源系统的区别
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HVDC 与 UPS的主要区别 UPS的主要区别
UPS
AC/AC变换器， AC/AC变换器，输出的是交流电压 变换器
HVDC
AC/DC变换器输出的是直流电压 AC/DC变换器输出的是直流电压
电池组在输入端
电池组在输出端与模块并联一起给 负载供电 中间变换环节少
单系统单路供电方案
电池组
整流模块
总配电柜
列头柜
设备机架
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单系统双路供电方案
电池组
整流模块
总配电柜
列头柜
设备机架
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双系统双路供电方案
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高压直流电源（HVDC） 高压直流电源（HVDC）工作原理
AC输入 输入
输入 滤波
工频 整流
DC/DC 变换
LC高频 高频 滤波
DC输出 输出
电 池 组
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与HVDC相比UPS存在的问题 HVDC相比UPS存在的问题 相比UPS
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HVDC与电力操作电源系统的区别 HVDC与电力操作电源系统的区别
电压等级不一样，电力操作电源标称电压是220V 电压等级不一样，电力操作电源标称电压是220V 2V，104节浮充电压234V，均充电压244V 节浮充电压234V 244V， （2V，104节浮充电压234V，均充电压244V，电池 节数可变104 108节 104— 节数可变104—108节） HVDC标称电压是240V（2V，120节浮充电压270V， 标称电压是240V 节浮充电压270V HVDC标称电压是240V（2V，120节浮充电压270V， 均充电压282V 电池节数固定） 282V， 均充电压282V，电池节数固定） 电力操作电源接线方案复杂，HVDC接线方案简单 电力操作电源接线方案复杂，HVDC接线方案简单 只有一种单母线分段） （只有一种单母线分段） 电力操作电源设备种类繁多，HVDC，只有监控， 电力操作电源设备种类繁多，HVDC，只有监控， 模块、电池巡检仪、绝缘监测仪作为可选件； 模块、电池巡检仪、绝缘监测仪作为可选件；
中间变换环节多
工频滤波体积大
高频滤波体积小
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HVDC 与 UPS的比较优势 UPS的比较优势
性能指标 可靠性 可维护性 投资成本 能耗 占地面积 UPS 低 差 高 大 大 HVDC 高 好 低60% 低20% 小50%
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150A 240V电源系统由交直流配电屏+整流配电屏(含15个10A模块)
交直流配电屏
整流配电屏
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300A-600A 240V电源系统由交直流配电屏+整流配电屏(含15-30个20A模块)组成
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HVDC为什么可以替代 HVDC为什么可以替代UPS 为什么可以替代UPS
通信机房数据服务器电源工作原理
●
a
DC输出 输出
b
高频脉冲
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UPS交流电压的供电范围是176—264VAC,对应的整流后的 UPS交流电压的供电范围是176—264VAC,对应的整流后的 交流电压的供电范围是176 最低直流电压Uab=1.25*176V=220V Uab=1.25*176V=220V， 最低直流电压Uab=1.25*176V=220V，最高直流电压 Uab=1.4*264=369.6V,工作效率最高的电压点是220VAC， 工作效率最高的电压点是220VAC Uab=1.4*264=369.6V,工作效率最高的电压点是220VAC， 对应的直流电压是Uab=1.25*220=275V Uab=1.25*220=275V， 对应的直流电压是Uab=1.25*220=275V，显然如果我们直 接将直流电接到计算机服务器也是完全可以工作的， 接将直流电接到计算机服务器也是完全可以工作的，只要 直流电压在220V 369V之间 选取2V一节120节电池， 220V— 之间， 2V一节120节电池 直流电压在220V—369V之间，选取2V一节120节电池，其 均充电压是2.35*120=282VDC 2.35*120=282VDC， 均充电压是2.35*120=282VDC，浮充电压是 2.25*120=270VDC。 2.25*120=270VDC。 如果是加有APFC的服务器电源对UPS APFC的服务器电源对UPS的交流输出可以做到 如果是加有APFC的服务器电源对UPS的交流输出可以做到 更宽，一般可以到110V 270Vac.其对应的直流范围是 110V更宽，一般可以到110V-270Vac.其对应的直流范围是 137V-378V，改为直流供电后APFC就变成了单纯的DC/DC APFC就变成了单纯的 137V-378V，改为直流供电后APFC就变成了单纯的DC/DC Boost电路了 电路了！ Boost电路了！
结论：由于服务器电源是将UPS提供的交流电源先要整流成直流电， UPS提供的交流电源先要整流成直流电 结论：由于服务器电源是将UPS提供的交流电源先要整流成直流电，然 后再将直流再变换成12V 5V或3.3V等低压直流给服务使用 12V、 等低压直流给服务使用， 后再将直流再变换成12V、5V或3.3V等低压直流给服务使用，而全桥 二极管整流电路对直流电可以直接输入，只要直流电压能够达到220V 二极管整流电路对直流电可以直接输入，只要直流电压能够达到220V ห้องสมุดไป่ตู้上就可以使用！ 以上就可以使用！
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UPS（ UPS（Uninterrupted Power Supply )工作原理 )工作原理
静 态 开 关
AC输入 输入
输入 滤波
工频 整流
DC/DC
DC/AC
升压
LC工 工 频滤 波
AC输 输
电 池 组
(on line)
频UPS 频
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UPS 1+1系统只要有一台出问题就等于“病危通 1+1系统只要有一台出问题就等于 系统只要有一台出问题就等于“ 最后通牒” 知”、“最后通牒”！ HVDC，由于电池的存在，N+1或N+X冗余并联， HVDC，由于电池的存在，N+1或N+X冗余并联， 冗余并联 一台模块出故障，只是预警！ 一台模块出故障，只是预警！ 大型UPS维护复杂，耗时长，无法现场在线更换， UPS维护复杂 大型UPS维护复杂，耗时长，无法现场在线更换， HVDC，维护简便，可以在线热插拔。 HVDC，维护简便，可以在线热插拔。 大型1+1 UPS系统投资成本比HVDC高大约 系统投资成本比HVDC高大约60% 大型1+1 UPS系统投资成本比HVDC高大约60%
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240V高压直流系统供电方案 240V高压直流系统供电方案
单系统单路供电方案 单系统双路供电方案 双系统双路供电方案 服务器交、 服务器交、直流供电原理 HVDC分散式供电系统 HVDC分散式供电系统
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UPS多一级变换效率降低； UPS多一级变换效率降低； 多一级变换效率降低 UPS的输出采用工频滤波损耗大 的输出采用工频滤波损耗大； UPS的输出采用工频滤波损耗大； UPS控制复杂 控制复杂， 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， 的电池在输入端， UPS本身出故障 UPS的电池在输入端，如果UPS本身出故障，负载 仍然停电； HVDC的电池在输出端 即使HVDC 的电池在输出端， HVDC本 仍然停电；而HVDC的电池在输出端，即使HVDC本 身出故障，电池仍然可以给负载供电， 身出故障，电池仍然可以给负载供电，保障不间 断供电，所以HVDC是真正的不间断电源； HVDC是真正的不间断电源 断供电，所以HVDC是真正的不间断电源； UPS系统并机是交流并联 需要同频、同相、 系统并机是交流并联， UPS系统并机是交流并联，需要同频、同相、同 电位，并机复杂控制难度大，并机失败率高， 电位，并机复杂控制难度大，并机失败率高，而 一旦并机失败后会导致系统瘫痪！ 且，一旦并机失败后会导致系统瘫痪！