高压直流远程供电技术

1、高压直流远程供电技术项目介绍网络部2010年9月高压直流在通信业内的的应用趋势123高压直流远程供电介绍项目进展情况介绍4下阶段工作安排高压直流标准的制定及推广情况一、中国通信标准化协会（ CCSA ）正在就通信机房用高压直流作相应的标准。2009年制定“240V高压直流供电系统”技术报告，2009年12月发布。 2010年提出“直流UPS”技术报告立项，预计2010年完成。电压等级在300V以上。二、中国移动在制定380V的标准。已经在深圳做了试点，参与厂家有中达、艾默生、奥特迅，服务器为浪潮。8月4、5日在深圳开了第一次试点情况和规范的评审会议。三、各国、各组织都在制定相应标准。中国移动、

2、 欧洲电讯标准化协会（ETSI）、日本NTT、 Legrand（比利时)、 UPN（瑞典）、FT、 DELTA电子（台湾)等在制定380V的标准 。TGG（国际数据中心标准化组织）、EPRI(美国电力研究协会)等在推380400V的标准。韩国KT推300V的标准，富士通, NEC, 日立等推320V 的标准。高压直流在通信业内的应用趋势推广高压直流目的系统安全和节能1、当前UPS供电系统运行中存在的问题高压直流在通信业内的应用趋势系统可靠性问题；系统可靠性问题；系统复杂、单路经故障点多、维护难度大等。系统电流谐波干扰问题；系统电流谐波干扰问题；系统中存在两个谐波源,对电网和系统本身形成干扰、增

3、加滤波设备、降低输入功率因数和能源利用率、对地线系统提出苛刻要求等。系统成本和能源消耗问题；系统成本和能源消耗问题；能源两次转换降低了效率、系统复杂性提高了购置成本和的运行成本、电流谐波存在增加了滤波设备、输入功率因数的低下降低了系统设备容利量用率。系统标准化问题；系统标准化问题；系统复杂为标准化带来困难。 系统的灵活性和可扩展、变更问题；系统的灵活性和可扩展、变更问题；系统组成灵活性、可扩展性差，缩短了生命周期。系统使用维护难度问题。要求较高的维护水平，多供应商和非标准化使故障修复困难。2、直流UPS供电系统的优势（1）备用能源的功能得到充分地发挥 可靠性高；系统构成简单，减少了供电系统中不

4、可预见、突发性的故障对负载的威胁； 电池供电不需经过DC/AC转换，电池能量利用率提高10%；（2）从根本上消除了谐波电流对系统和电网的污染： 最大限度地减少了谐波电流对系统和电网的污染；可去掉各环节滤波设备；（3）简化主机设计、降低成本、提高效率和可靠性：主机（去掉AC/DC）降低30-40%；去掉各级滤波器、负载前端STS、简化线缆等；系统总成本基本结构可降低20-30%，冗余结构可降低30-50%。 工作效率高，降低运行能耗6-7%(在满载情况下比较)； 不再有频率同步问题，不存在环流问题，冗余并机简单可靠，可方便地组 成n+1模块化系统；高压直流在通信业内的应用趋势2、直流UPS供电系

5、统的优势（4）提高系统可用性： 系统结构简化、系统设备和元器件减少，有利于提高可靠性；电池可直接向负载供电，因电池“可预见非突发性故障”的特点，把系统可用性提高到1；（5）提高整个供电系统效率：主机（例如10KVA）提高6-7% (在满载情况下比较)； 去掉各级滤波器损耗3-5%； 与基本传统系统结构比，总效率提高10-12%；与冗余并机传统系统结构比，总效率提高14-17%； 高压直流在通信业内的应用趋势2、新的IDC机房直流UPS供电系统的优势（6）改善系统配置 UPS输入和输出都不再有三相电流不平衡的问题； 不再有负载平衡分配的问题； 负载端没有电流谐波，所以不再有零地电压差的问题； 系

6、统简化，制式规范，对单相输入负载和三相输入负载都可供电；（7） 有利于系统模块化、标准化进程。 主机规格由几十种可减少到几种，可复盖5KW-400KW； 电池组电压规格由十几种减少到1种； 电池配置和结构标准化。高压直流在通信业内的应用趋势现有所有交流受电设备的电源模块功能都是AC/DC再DC/DC，第一级将220V交流直接整流后电压约为300V，第二级将300V再变换成12V、5V和3V的电压（见下图）。第一级变换中交流220V输入整流后为300V的直流,当交流输入在15% 10%范围内变化时（实际设备的适应范围还要大），这个电压约为260V 338V，因此直接将这个范围内的直流电压（如28

7、0V）输入交流输入端，这个电源模块也能正常工作。为什么可以用高压直流对现网的交流受电的设备供电？交流输入单相187V240VAC/DC260V340VDC/DC输出12V5V3V-IT设备计算机服务器存储器-高压直流在通信业内的应用趋势高压直流远程供电介绍213高压直流在通信业内的应用趋势项目进展情况介绍4下阶段工作安排高压直流远供在分布式组网系统上的应用随着移动技术的发展和公司全业务经营展开，分布系统已成为了网络覆盖建设的主要方式，光纤拉远技术得以大量应用，网元不断向用户侧延伸，企业接入业务的质量保障要求也日益显现。由此对现有的通信电源保障体系提出了新的要求，传统的电源保障模式需要有所突破。

8、大量的远端设备有后备电源配置需求；远端设备就近供电存在交流引入、安装及监控困难，维护、抢修难度大等问题；大部分交流供电的通信设备都能接受直流280V的供电；280V的远程供电系统，相比48V远供具有供电距离远、效率高的优点；与交流远供系统相比有安全性高、建设及运行成本低等优点。高压直流远程供电技术介绍高压直流远程供电技术介绍近端设备远端设备交流开关电源升压设备直流配电通信负载电源适配高压直流高压直流远供示意图电压等级：280V直流悬浮供电。远远供场景供场景需求分析：需求分析：根据现有网络结构，梳理需要电源远供的一些场景。远供电源设备远供电源设备研究：研究：确定电源系统的组成方式，确定电源设备的

9、具体要求，并对厂家提供设备作性能测试及试用改进。远供线缆研究远供线缆研究选择：选择：复合电缆的使用研究（规范、安全），专用电缆的选择。远供馈电规范远供馈电规范研究：研究：电压等级确定，走线规范制定，安全防护研究（防雷、人身安全等研究）高压直流远程供电技术介绍高压直流远供项目研究内容高压直流远程供电技术介绍根据现有技术，分布式场景的电源保障模式： 就近安装小电源（安装UPS、开关电源），是目前分布系统的主要保障模式。 48V低压远供，目前TD建设中RRU的拉远应用较多。 交流远供（普通交流电或UPS电拉远）， 高压直流远供（将现有48V电源升压至280V或用280V高压开关电源系统供电） 高压直

10、流远供与传统保障模式的比较高压直流远程供电技术介绍【保障方案一】 网元设备就近安装小电源优势：优势：1. 工程安装方便。2. 设备故障对其他远端的威胁小。存在问题：存在问题：1. 交流引入可靠性差，后备保障困难。2. 电池运行环境差，寿命短，增加投入。3. 电源监控实现较难，影响抢修的时效。4. 日常维护量增加，维护管理难度增加。5. 小电源设备，尤其是小UPS电源设备故障率高，保障效果差。近端设备远端设备开关电源交流引入开关电源交流引入传输线路高压直流远供与传统保障模式的比较高压直流远程供电技术介绍【保障方案二】 48V集中远供优势：优势：1. 系统结构简单；2. 拉线容易；存在问题：存在问

11、题：1. 48V远供压降大，对线径要求高。2. 对距离超过100米的保障，线损较大。近端设备远端设备开关电源交流引入远端设备高压直流远供与传统保障模式的比较高压直流远程供电技术介绍高压直流远供与传统保障模式的比较【保障方案三】 220V交流远供优势：1. 供电距离远。2. 交流受电的设备适应性好。3. 维护工作量小，便于集团监控。存在问题：1. 逆变器成本较高，模块化的成本更高。2. 简单的单机远供安全性差。近端设备远端设备开关电源交流引入远端设备DC/AC48/220高压直流远程供电技术介绍高压直流远供与传统保障模式的比较【保障方案四】 280V直流集中远供优势：优势：1. 供电距离远。2.

12、 可扩展性好，保障灵活。3. 模块化配置，保障安全性高。4. 远端网元设备受电模式不限。5. 集中供电便于监控，维护工作量小。6. 电压稳定，不受停电影响。7. 设备效率高，应顺高压直流供电的发展趋势。存在问题：存在问题：业主协调问题。近端设备远端设备开关电源交流引入远端设备DC/DC48/280交流电对人体的损害作用比直流电大，不同频率的交流电对人体影响也不同。人体对工频交流电要比直流电敏感得多，接触直流电时，其强度达250毫安有时也不引起特殊的损伤，而接触50赫交流电时只要有50毫安的电流通过人体，如持续数十秒，便可引起心脏心室纤维性颤动，击导致死亡。交流电中28-300赫的电流对人体损害

13、最大，极易引起心室纤维性颤动，20000赫以上的交流电对人体影响较小，故可用来作为理疗之用。我国采用的工频交流电源为50赫，对人体损害是较严重的。 国际电工委员会（IEC） 标准规定，在通常状况下，安全电压上限值为交流50 伏或无波纹直流120 伏。在特殊状况下，接触电压上限值为交流25 伏或无波纹直流60 伏。人体通过的安全电流值交流为10mA，直流为50mA。高压直流与交流电的安全性比较高压直流远程供电技术介绍一悬浮供电。正负极均不接地，人触碰任何一极均不会触电。二采用专用电缆。提高电缆的防护等级，如用铠装电缆、屏蔽电缆等；在电缆上打上警示标志等。三漏电、短路、开路保护的应用。四防雷措施。

14、高压直流远程供电技术介绍高压直流远供的安全性考虑项目进展情况介绍312高压直流在通信业内的应用趋势高压直流远程供电技术介绍4下阶段工作安排试点情况 完成了全省11个地市85个点的试点安装，主要用于高铁、校园网、小区宽带、室分等场景。其中杭州、嘉兴的高铁、校园网应用取得了较好的效果，各有特色。宁波的室内分布系统中的应用也较好的效果。 完成了设备技术要求和施工初稿制定立项情况 针对分布系统、高铁、综合接入类分散式组网系统的电源保障难题，省公司网络部于2010年初起启动了高压直流远供技术创新项目研究。 6月，参加集团公司技术部组织的电源类创新项目开题评审。 7月22日，集团技术部下发了关于下达2010年第七、八批（业务支撑、IT云计算和通信电源领域）及总部自行开题的集团重点及联合项目委托任务书的通知（技通2010137号），该项目被列为集团重点联合研究项目，由浙江公司牵头实施，湖南、江西、辽宁公司协助实施。 8月，集团网络部将该项目列为2010年度网络类创新重点关注项目。项目实施情况下阶段工作安排412高压直流在通信业内的应用趋势高压直流远程供电技术介绍3项目进展情况介绍省公司省公司组长：冯剑明成员：毛松苗、陈建平分公司分公司组长：网络部动力专业分管经理成员：动力专