高压直流336 V电源系统设计探讨

闫德生

(吉林吉大通信设计院股份有限公司,吉林 长春 130012)

0　引　言

随着我国通信行业的调整发展，数据业务的快速增加，通信局站的UPS使用量大增，系统的可靠性和维护的简便性越来越受到关注。而UPS在这两方面均存在很多问题。尽管出现了双总线UPS供电系统，增加了UPS供电的可靠性，但随之又加大了机房使用面积和投资，以及能源浪费。

336 V直流供电系统的系统效率和可靠性均要大大高于UPS供电系统，336V直流供电系统替代UPS系统已经是大势所趋。

1　高压直流供电系统介绍

1.1　高压直流供电系统组成

高压直流供电系统的组成如图1所示，与传统的-48 V直流供电系统的组成一样，只是整流器的输出电压等级较-48 V高。

系统组成由市电输入、高频开关整流器、配电屏、蓄电池组组成。

相较于交流UPS系统，可以看出系统组成非常简单。

1.2　高压直流供电系统与UPS及低压直流供电系统的比较

传统交流供电方案：电源转换环节较多，供电效率偏低，可靠性低。

高压直流供电方案：减少电源转换级数，电流减小，供电效率高。

低压直流供电方案：电源转换环节少，但电流大，线损较高。

高压直流供电(HVDC)优点：

(1)HVDC供电取代AC UPS供电，可提高供电系统可靠性，减少占地面积，降低成本；

(2)HVDC供电架构可以减少电源转换层级，提高系统供电效率，实现节能减排；

(3)解决低压直流(-48 V DC)给大功率设备供电时的大电流、电缆粗、布线困难等问题。

1.3　高压直流电压240 V与336 V对比

(1)高压 240 V 直流供电

电信240 Vdc标准的电压范围是192～288 V，全程允许最大压降12 V；

现有220 V交流电源模块功能上兼容240 Vdc标准，但存在一定的安规风险。如完全解决安规风险需更改电源；

现有机房支持240 Vdc标准改动小，改造成本低，国内很多客户在试点或者商用；

整体供电转换效率低于336 V标准，主要差距是线损和一级转换效率。

(2)高压336 V 直流供电

实际供电电压380 V，设备输入电压范围260～400 V；

对机房的供电改动大，改造成本高，适用于新建机房。

设备需要定制高压直流模块。

整体供电转换效率高于240 V标准。

2　高压直流336 V供电系统设计原则及注意事项

2.1　产品分类及规格要求

同开关电源类似，336 V电源系统分为组合式和分立式。

组合式：交流单元、整流单元、监控管理单元和直流单元集成在一个机架中的电源系统。

分立式：由独立交流柜、整流柜(含监控管理单元)和直流柜组合形成的电源系统。

产品规格要求如下：

对于分立式：交流配电柜输出容量：400 A，630 A；整流柜系统最大容量360 kW；直流配电柜输出容量：400 A、630 A、1 000 A、1 200 A。

组合式电源系统：最大160 kW。

交流输入为380 V；每个整流器均应具有独立的保护开关；系统应具有双路电源输入，且应具有手动或自动转换装置；直流输出额定值为336 V。

2.2　336 V高压直流列头柜配置原则

选用的设备应具有设备先进、质量可靠、价格合理及维护方便等优点。本项目336V高压直流列头柜为双回路供电系统模式，每台336 V高压直流列头柜配按单机架5 kW、每列按15架标准化机柜配置，最终按每台列头柜75 kW的终期负荷配置。

336 V高压直流列头柜采用悬浮方式供电，正、负极均不得接地。

336 V高压直流列头柜直流配电全程应采用双极保护器件；保护器件应采用熔断器或直流断路器，其工作电压应与系统电压相适应。

336 V高压直流列头柜采用上进上出的进、出线方式。

2.3　336 V高压直流系统设计注意事项

(1)熔断器断路器等器件问题：均需采用高压专用器件；

(2)系统安全防护问题：高压对操作和维护人身的安全存在非常大的隐患，所以系统配电中所有带电部分均要求防护，防止操作人员和维护人员无意识触碰；

(3)系统维护问题：与低压48 V系统的维护完全不同，系统需进行特别的带电维护设计及操作流程；

(4)扩容割接问题：由于系统为高压直流电，无法与低压48 V系统的并机相比，所以在系统的配电设计中需要充分考虑系统的扩容并机问题；

(5)系统绝缘告警问题：须配置绝缘监测仪。

3　结束语

336 V在通信运营商数据中心已经有采用，目前多采用分立式系统，各主要电源设备厂家均有336 V系统的开关电源及列头柜设备，对于主设备、服务器及存储等IT设备均有支持336 V的电源模块，网络设备等支持336 V的制式也在推广中，预计未来336 V高压直流供电系统有较大的发展前景。

参考文献：

[1]YDB 037-2009. 通信用240 V直流供电系统技术要求[S].2009.

[2]QB-H-008-2012. 336 V直流电源系统[S].2012.

[3]吕雷，刘宝昌，王启凡. 336 V高压直流电源系统在通信工程中的应用[J]. 信息通信, 2014, (12) :187-188.