通信用240V直流供电系统
作者：侯福平 主编
出版时间：2014年
内容简介
《通信用240V直流供电系统》系统深入地介绍了通信用240V直流供电系统的应用背景需求、工作原理、可用性分析、总体技术要求和设备技术要求、规划设计、工程调测及验收要点、维护技术要求、投资及效益分析比较等，并介绍了实际应用过程中的注意要点和案例的应用。《通信用240V直流供电系统》内容丰富，适合通信和数据网络机房、IDC机房安全供电保障技术应用的研究、规划设计、工程调测和验收以及运营维护等相关技术人员作为技术参考，也可以提供给关注通信电源技术领域技术演进的热心人士以及相关通信院校的师生阅读和参考。
目 录
第1章 概述 1
第1节 通信网络中交流用电设备使用情况和发展趋势 1
1．1 通信网络演变和交流UPS供电系统 1
1．2 交流UPS供电系统的运行现状 3
第2节 通信电源系统的可用性指标 4
第3节 交流UPS供电系统用于通信设备保障供电存在的问题 4
3．1 交流UPS供电系统存在的问题 4
3．2 交流UPS系统技术演进 6
3．3 交流UPS技术改进后仍存在的问题 6
第4节 通信网络设备的直流供电系统与交流供电系统 7
第5节 通信用直流供电系统的主要特点 7
第6节 提高可用性的技术应用 8
6．1 提高直流供电系统可用性的措施 8
6．2 单系统、双母线供电方式 9
6．3 双系统、双母线供电技术 9
思考题 10
参考资料 10
第2章 交流用电设备使用240V直流供电的原理 11
第1节 IT设备的电源标准 11
1．1 ATX电源标准 11
1．2 SSI电源规范 12
第2节 IT设备使用直流供电的基本原理 13
2．1 IT设备的电源模块 13
2．2 IT设备直流供电原理 15
第3节 交流用电设备使用240V直流供电的适用范围 17
3．1 通信网络中使用交流供电的设备 17
3．2 特殊保护电路影响 18
第4节 计算机服务器使用240V直流供电的测试情况 19
4．1 电源模块的结构 19
4．2 测试内容和项目 21
4．3 测试结果 21
4．4 测试结果分析 24
思考题 25
参考资料 25
第3章 国内外通信用HVDC技术研究和应用发展情况 26
第1节 国外HVDC研究和试验情况 26
1．1 法国电信的研究 26
1．2 日本NTT的应用研究 27
1．3 美国的研究和示范性试验 31
1．4 瑞典350V高压直流供电新系统 32
1．5 韩国KT的应用 33
第2节 国外HVDC应用的发展情况 33
2．1 近年来的应用情况 33
2．2 国外通信用高压直流供电的发展思路 35
第3节 国内通信用240V直流供电技术的应用情况 35
3．1 中国电信直流供电试验研究及发展历程 35
3．2 中国电信直流供电现场实验和大规模应用 36
3．3 国内通信用240V直流供电技术的应用情况 37
第4节 与国外其他通信用高压直流技术的比较 37
4．1 通信用240V直流供电系统的优势 37
4．2 通信用240V直流供电技术与国外其他通信用高压直流技术的比较 42
第5节 天蝎项目计划和服务器定制化 43
5．1 天蝎项目的提出 43
5．2 整机架服务器定制 43
5．3 天蝎项目对供电的要求 44
思考题 45
参考资料 45
第4章 通信用240V直流供电系统可用性分析 46
第1节 通信电源系统的可用性及指标 46
1．1 可靠性和可用性 46
1．2 通信电源系统的可用性 47
第2节 交流UPS供电系统运行现状及存在的问题 47
2．1 交流UPS供电系统运行现状 47
2．2 交流UPS系统供电存在的问题 48
2．3 交流UPS系统供电技术演进 48
2．4 交流UPS供电技术演进后仍存在的问题 49
第3节 直流供电的理论基础 49
3．1 利用直流的特性 49
3．2 解决备用电源可靠性降低问题 49
3．3 可靠性理论与备用能源的配置 49
3．4 对“可预见非突发性故障”和“不可预见突发性故障”可靠性的讨论 50
3．5 对“可预见非突发性故障”和“不可预见突发性故障”可用性的讨论 51
第4节 直流UPS应用的实践基础 51
4．1 IT设备能采用直流UPS供电的可行性 51
4．2 通信用直流(48V)供电系统的实际应用情况 52
第5节 直流电源供电系统可用性分析与计算 52
5．1 直流电源供电系统 53
5．2 直流电源供电系统可用性模型 54
5．3 直流电源供电系统可用性计算 54
5．4 与交流UPS系统比较 55
第6节 直流UPS系统的主要优势总结 56
思考题 57
参考资料 57
第5章 通信用240V直流供电系统的总体技术要求 58
第1节 概述 58
第2节 基本原则 58
2．1 可用性 58
2．2 兼容性 59
2．3 安全性 59
2．4 效率和节能 59
第3节 系统电压等级和工作电压范围 60
3．1 交流输入电压范围 60
3．2 整流输出电压范围 61
3．3 电气安全要求 67
3．4 系统设备匹配 69
3．5 蓄电池组匹配 69
3．6 兼顾效率和节能 69
3．7 电压等级确定 70
第4节 系统基本使用条件 70
4．1 使用环境条件 70
4．2 系统供电条件 70
第5节 系统组成和基本配置 71
5．1 系统组成 71
5．2 容量配置 71
5．3 蓄电池组配置 71
第6节 系统基本技术要求 72
6．1 监控告警能力要求 72
6．2 整流模块要求 72
第7节 直流配电要求 72
7．1 基本要求 72
7．2 分立系统配电结构 73
第8节 悬浮供电方式 74
8．1 通信用-48V直流系统正极接地方式 74
8．2 通信用240V直流系统对地悬浮 75
8．3 对地悬浮工作方式的技术要求 75
第9节 绝缘监察 76
9．1 绝缘监察的必要性 76
9．2 绝缘监察功能要求 76
9．3 绝缘监察工作原理 77
第10节 安全要求 79
10．1 蓄电池组过流保护 79
10．2 防雷接地条件 79
10．3 电磁兼容要求 79
10．4 安全防护要求 79
第11节 设备控制方式及受电电源连接要求 80
11．1 受电设备控制方式 80
11．2 受电通信设备电源连接方式 81
第12节 受电通信设备电源适应性要求 81
思考题 82
参考资料 82
第6章 通信用240V直流供电系统设备技术要求 83
第1节 系统功能要求 83
1．1 系统总体功能 83
1．2 绝缘监察功能 86
1．3 系统保护功能 86
1．4 系统监控功能 87
1．5 当前告警和历史信息功能要求 88
1．6 安全及防雷性能 89
1．7 系统设备外观与结构 90
1．8 系统可靠性 91
1．9 包装与标志 91
第2节 整流模块 91
2．1 输入功率因数 92
2．2 输入电流谐波 92
2．3 效率 92
2．4 稳压精度 92
2．5 峰-峰值杂音电压 92
2．6 负载效应(负载调整率) 92
2．7 负载效应恢复时间(动态响应) 93
2．8 开关机过冲幅度 93
2．9 启动冲击电流(浪涌电流) 93
2．10 软启动时间 93
第3节 交流配电屏 93
3．1 额定容量 93
3．2 结构尺寸 94
3．3 交流配电设备的使用性能 94
3．4 接地性能 94
3．5 输入输出配电要求 94
3．6 遥测、遥信和监控功能 94
3．7 电气防护性能 94
3．8 连接导线的要求 95
第4节 直流总配电屏 96
4．1 基本要求 96
4．2 额定容量 97
4．3 配电要求 97
4．4 监测与告警 97
4．5 遥测、遥信功能 98
4．6 显示与操作 98
4．7 绝缘监察功能 98
4．8 接地性能 98
4．9 电气防护性能 99
第5节 直流二级配电屏 99
5．1 基本要求 99
5．2 额定容量 100
5．3 配电要求 100
5．4 监测与告警 101
5．5 遥测、遥信功能 101
5．6 显示与操作 101
5．7 接地装置 101
5．8 电气防护性能 102
第6节 直流电源列柜 102
6．1 基本要求 102
6．2 额定容量 103
6．3 配电要求 103
第7节 直流网络机柜PDU 104
7．1 总体要求 105
7．2 配电要求 105
7．3 接线规定 106
7．4 安全认证 107
7．5 接地电缆与母线 107
7．6 电量监测与告警装置 107
7．7 电气防护性能 108
第8节 检测项目和指标要求 108
思考题 110
参考资料 110
第7章 通信用240V直流供电系统绝缘监察功能 111
第1节 概述 111
第2节 直流供电系统接地和对地悬浮 111
2．1 正极接地的通信用-48V直流电源系统 111
2．2 对地悬浮的通信用240V直流电源系统 112
第3节 绝缘监察的定义和必要性 112
3．1 绝缘监察的定义 112
3．2 绝缘监察功能的必要性 113
第4节 绝缘监察系统工作原理 114
4．1 电压检测方法 114
4．2 支路漏电流检测法 116
4．3 综合检测方法 117
第5节 绝缘监察系统功能要求 117
第6节 绝缘监察系统逻辑功能 118
第7节 绝缘监察系统应用注意事项 119
第8节 绝缘电阻告警值及其功能检测 119
8．1 绝缘电阻告警值的确定 119
8．2 绝缘监察检测精度 119
8．3 绝缘监察功能检测方法 120
第9节 绝缘监察测试仪的使用方法和功能 120
9．1 工作原理 120
9．2 绝缘监察测试 121
9．3 电源插座极性测试 121
思考题 121
参考资料 121
第8章 通信用240V直流供电系统规划与设计 122
第1节 概述 122
1．1 规划设计原则 122
1．2 规划设计总体要求 123
第2节 使用条件 123
2．1 环境要求 123
2．2 供电条件 125
第3节 系统组成 125
第4节 设备配置 127
4．1 设备容量配置原则 127
4．2 交流输入配置要求 127
4．3 蓄电池配置要求 128
4．4 整流模块配置要求 129
4．5 直流配电设备配置要求 130
4．6 各级开关选择及配置要求 131
第5节 缆线选择和布放 132
5．1 缆线的选择要求 132
5．2 缆线的设计要求 133
第6节 监控系统和告警 133
6．1 监控告警能力要求 133
6．2 监控告警设计要点 133
第7节 系统对地悬浮和绝缘监察要求 134
7．1 系统对地悬浮工作要求 134
7．2 绝缘监察功能要求 134
第8节 防雷、接地与安全要求 134
8．1 防雷要求 134
8．2 接地要求 135
8．3 安全要求 135
第9节 工程安装设计要求 136
9．1 设计基本原则 136
9．2 机房选择要求 136
9．3 设备布置要求 136
9．4 缆线的布放要求 137
思考题 138
参考资料 138
第9章 通信用240V直流供电系统工程调测和测试验收 139
第1节 概述 139
第2节 工程调测要求 139
2．1 基本要求 139
2．2 设备及工程安装检查 139
2．3 蓄电池安装、充电及容量试验 140
2．4 缆线布放要求 141
2．5 试通电前的检验 142
2．6 交流配电设备上电调测 142
2．7 整流设备通电测试检验 142
2．8 直流配电设备通电测试检验 143
第3节 系统验收测试 143
3．1 系统基础测试 143
3．2 系统性能测试 145
3．3 蓄电池管理功能测试 145
3．4 绝缘监察功能测试 146
3．5 监控告警功能测试 146
3．6 整流模块测试 146
3．7 其他检查测试 149
第4节 系统割接 149
4．1 对负载设备的测试 149
4．2 系统割接基本原则 150
4．3 系统割接基本要求 151
4．4 异常情况处理和应急流程 152
思考题 153
参考资料 153
第10章 通信用240V直流供电系统维护技术要求 154
第1节 使用条件与要求 154
1．1 环境条件 154
1．2 交流输入 154
1．3 防雷装置 154
1．4 保护接地 154
1．5 监控要求 154
1．6 整流器冗余备份要求 155
第2节 维护项目与要求 155
2．1 基本项目与要求 155
2．2 整流器 155
2．3 交流配电部分 155
2．4 直流配电部分 156
2．5 蓄电池 156
2．6 熔断器或断路器 156
2．7 绝缘监察 156
2．8 接地性能 156
第3节 运行维护管理要求 156
3．1 通信设备上电前检查要求 156
3．2 通信设备上电操作要求 157
3．3 通信设备正常下电操作要求 157
3．4 受电通信设备发生故障时电源开关操作要求 157
3．5 运行维护安全操作要求 157
3．6 绝缘监察装置检查要求 157
第4节 电源系统设备通电检验 158
4．1 系统设备安装验收 158
4．2 系统设备通电前的检验 158
4．3 交流配电设备通电测试检验 158
4．4 整流设备通电测试检验 159
4．5 直流配电设备通电测试检验 159
第5节 用电设备测试 159
5．1 双电源通信设备接入方式 159
5．2 通信设备电流测试 160
5．3 通信设备电压范围测试 160
5．4 通信设备低电压启动开通处理 160
5．5 插头电源极性测试 161
第6节 维护周期 161
第7节 技术指标要求 162
7．1 基本要求 162
7．2 蓄电池管理功能 162
7．3 峰-峰值杂音电压 162
7．4 系统峰-峰值杂音电压 162
7．5 电压降 162
7．6 工作稳定性 162
7．7 参数测量 162
7．8 温升 162
第8节 检测方法 163
8．1 维护用仪表设备 163
8．2 整流器 164
8．3 交、直流配电部分 164
8．4 蓄电池 164
8．5 防雷接地 164
思考题 164
参考资料 164
第11章 通信用240V直流供电系统与其他系统的对比分析及其效益分析 165
第1节 通信用240V直流供电系统与交流UPS的对比分析 165
1．1 供电可用性 165
1．2 主要功能指标对比 165
1．3 主要性能指标对比 167
1．4 效率指标对比 167
第2节 通信用240V直流供电技术与其他高压直流技术的比较 168
2．1 国外直流供电研究情况和定位 168
2．2 通信用240V直流供电技术与其他通信用高压直流技术的比较 170
第3节 通信用240V直流供电技术效益分析 171
3．1 社会效益分析 171
3．2 经济效益分析 172
第4节 效益分析案例 173
4．1 供电能力评估 173
4．2 设备占地面积 173
4．3 配套高低压系统投资 174
4．4 配套油机投资 174
4．5 电力室空调投资 175
4．6 机房空调投资 175
4．7 电源空调配套工程一次性总投资 176
4．8 电源空调配套工程单机柜年度分摊投资 176
4．9 运行电费成本 177
4．10 分析结论 178
思考题 178
参考资料 178
第12章 通信用240V直流供电系统操作和应用 179
第1节 系统割接方法 179
1．1 割接前的准备 179
1．2 割接工作 180
第2节 IT设备上电前的检测 180
2．1 适应性检测 180
2．2 电源开关和过流保护器件检查 181
第3节 绝缘监察测试 183
3．1 告警功能检测 183
3．2 定位功能检测 183
3．3 电源插座极性测试 183
第4节 设备不能直接使用240V供电的案例分析及应对方法 183
4．1 电源模块有50Hz频率检测 183
4．2 半波整流或单边带频率检测的电源模块 184
4．3 CRT显示器 184
4．4 激光打印机工作 184
4．5 采用380V交流供电的小型机 184
第5节 系统运行常见问题分析 185
5．1 直流输出分路并联给负载供电导致绝缘监察误报 185
5．2 电源模块过压保护点设置不合理 185
5．3 IT设备电源模块不能启动 186
思考题 186
参考资料 186
第13章 通信用240V直流供电系统产品介绍 187
第1节 艾默生网络能源有限公司NetSure HVT C01系列 187
1．1 简介 187
1．2 系统构成原理 187
1．3 系统结构 188
1．4 系统配置 188
1．5 技术特点 189
1．6 监控模块M821E 190
1．7 整流模块R240-5800 190
1．8 整流柜 191
1．9 交流柜 192
1．10 直流柜 193
1．11 列头柜 194
1．12 电池控制箱 195
1．13 绝缘监察仪 196
第2节 杭州中恒电气股份有限公司ZHDCS系列 196
2．1 简介 196
2．2 系统组成 197
2．3 系统技术指标 198
2．4 ZHR系列整流模块 198
2．5 监控系统 200
第3节 中达电通股份有限公司HVP-240/20A系列 202
3．1 简介 202
3．2 型号列表 203
3．3 分立电源 203
3．4 一体化电源系统 204
3．5 交流配电屏 205
3．6 整流屏主屏 205
3．7 整流屏副屏 206
3．8 直流配电屏 206
3．9 整流模块 207
3．10 监控模块 207
3．11 智能列头柜 208
3．12 直流配电单元 209
第4节 广州珠江电信设备制造有限公司PRS6024系列 210
4．1 简介 210
4．2 系统主要功能与特点 210
4．3 交流配电屏配置 210
4．4 PRS6024整流机架 211
4．5 直流配电屏配置 211
4．6 CU6024控制模块功能 212
4．7 SMR6024整流模块功能 213
4．8 绝缘检测单元 214
4．9 电池巡检装置(可选配置) 215
4．10 蓄电池开关箱(可选配置) 215
第5节 深圳奥特迅电力设备股份有限公司ATCHD系列 215
5．1 简介 215
5．2 系统的工作原理 216
5．3 系统配置 216
5．4 主要特点 217
5．5 系统的主要功能 217
第6节 志成冠军公司CPHVN240系列 218
6．1 简介 218
6．2 系统的结构及标准配置 218
6．3 系统的主要特点 220
6．4 系统的工作原理 220
6．5 系统的主要功能 222
6．6 系统的技术参数 223
第7节 北京动力源科技股份有限公司DUM-240/40系列 225
7．1 DUM-240/40H10直流电源系统 225
7．2 DUM-240/40H1直流电源系统 226
7．3 DUMC-240/10H 直流电源系统 228
7．4 Smart Power I Series整流器 229
参考资料 231
附录 232
附录1 部分国家和地区交流供电标准电压一览表 232
附录2 部分基础标准和规范清单 234
2．1 系统技术要求 234
2．2 整流设备 235
2．3 配电、开关、电缆 235
2．4 监控系统 235
2．5 电磁兼容、防护 236
2．6 通用、包装、运输 236
附录3 通信行业标准《通信用240V直流供电系统》(摘录) 236
5． 要求 236
附录4 通信行业标准《通信用240V直流电源供电总体技术要求》(摘录) 244
4． 基本原则 244
5． 系统技术要求 245
6． 整流要求 247
7． 监控告警能力要求 247
8． 绝缘监察要求 248
9． 直流配电要求 248
10． 安全要求 250
附录5 通信行业标准《通信用240V直流供电系统工程技术规范》(摘录) 251
3． 环境要求 251
4． 系统组成 251
5． 设备配置 253
6． 导线的选择和布放 255
7． 监控与告警系统要求 256
8． 接地与安全要求 256
9． 工程安装设计要求 257
10． 工程验收要求 258
附录6 通信行业标准《通信用240V直流供电系统配电设备》(摘录) 258
4．组成 258
5．技术要求 258
附录7 IT设备240V直流测试平台使用说明(摘录) 262
1．主要特点及功能简介 262
2．性能指标 263
3．面板介绍与接线方法 264
4．软件使用方法 265
5．日常维护及故障处理 272
6．检测报告单模板 272
