１０８ 应用方法论 ２Ｏ荇１年第７１害 霸铉 期 ２４０Ｖ高压直流电源系统在通信工程中的设计应用 任建满 （广东南方电信规划咨询设计院有限公司肇庆分公司，广东肇庆５２６０６０） 摘要通信用２４０Ｖ高压直流电源系统在可靠性、转换效率等方面较传统的交流ｕＰｓ系统有更大的优势，其经济效益和社会效益显著 虽然 尚未有后端ＩＴ设备厂商宣布支持通信Ｊ￣２４ｏｖ高压直流电源，但高压直流电源技术早已被通信运营商所接受，目前正在广泛推广使用中。ｈ本 文结合工程设计案例，对高压直流供电系统１：程设计中应注意的问题展开探讨。 关键词高压直流；建设；标准；节能减排 中图分类号ＴＭ 文献标识码Ａ 文章编号１６７３—９６７ｌ－（２０１ １ Ｊ０４１—０１０８—０２ ２ＯｌＯ￣底，我院接到某地运营商委托的为某区政府新１个ＩＤＣ机房的 建设任务。根据调研得悉，新ＩＤＣ机房定位为该区政府办公ＯＡ网和教育 网的数据中心，该ＩＤＣ机房作为该区社会信息网络化的坚实后盾，客户 就供电系统的稳定性及可扩展性提出较高的要求。 根据现场勘察及调研，该新ＩＤＣ机房终期规划能安装３０个设备机 架，本期丁程将安装１０个机架及设备。每个设备机架的用电按照电流 １６Ｍ２２０Ｖ（３．５２ＫＶＡ）规划，则本期工程需为该ＩＤＣ机房新建一套电源系 统，在初期提供３．５２ＫＶＡ×１０＝３５．２ＫＶＡ的电源容量，并且该电源系统要 能满足ＩＤＣ远期用电３．５２ＫＶＡ×３０＝－１０５．６ＫＶＡ的需求。 形成回路，将发生电击事故，见图１。 １电源系统建设方案的选择 １）ＵＰＳ电源系统。长久以来，在ＩＤＣ机房的电源系统建设中ＵＰＳ系统 是我们的唯一选择，随着ＩＤＣ业务迅猛的发展，越来越多的ＵＰＳ系统上线 运行，但ＵＰＳ系统存在的弊端却一直无法解决。近年来，ＵＰＳ系统故障造 成的通信阻断事故频繁发生，给客户、运营商甚至社会造成重大的经济 损失和负面影响。ＵＰＳ系统存在的弊端主要如下：系统可靠性差、效率 低、初期建设成本高、维护难度大等。并且现在很多使用ＵＰＳ的机房为 无人值守机房，一但发生故障，恢复时间较长，影响大。 ２）高压直流电源系统。众所周知，高压直流电源系统有着生产技 图１高压直流系统接地。人体触电示意图 因此，《通信用２４０Ｖ直流供电系统技术要求》明确规定：通信用 高压直流供电系统正、负极均不得接地，应采用对地悬浮即不接地的方 式；系统的交流输入应与直流输出电气隔离；系统输出应与地、机架、 外壳电气隔离。 术成熟、可靠性高、维护操作简易、转换效率高、在线扩容简单等优 点，在ＩＤＣ机房供电领域，通信业界一直在探讨采用高 直流系统来代 替ＵＰＳ系统。在国内，电信标准化协会于２００９年通过了ＹＤＢ ０３７—２００９ 《通信用２４ＯＶ直流供电系统技术要求》研究报告。 目前，国内江苏电信已有多个ＩＤＣ机房、多套核一Ｌ，ｒｒ系统和业务平台 改用高压直流系统进行供电。从江苏电信提供的统计数据显示，用高压 直流替代ｕＰｓ供电，在ｕＰＳ整个生命周期内平均节能２０～３０％；从新建系 统统计分析，新建高压直流系统平均节省投资大于４０％。并且高压直流 系统结构简单，生产技术更成熟，其系统安全性相对ｔｉＰＳ有很大提高， 并且维护操作方法得到简化。 在综合对比高压直流电源系统与ｕＰｓ电源系统的优劣及电源设备初 期投资之后，建设单位决定建设一套高压直流电源系统为区政府新ＩＤＣ 机房进行供电，既提高电源系统的稳定性，也积极响应了国家的节能省 排号召，贯彻落实科学发展观精神。 ３）系统应该配置有绝缘监控装置。由于高压直流电源系统不接 地，当高压直流供电系统的负载出现故障时，对高压直流供电系统本身 的保护及维护人员的保护就显得非常重要了。 假如系统负载甲发生设备正极碰地故障，负载乙发生设备负极碰地 故障，此时通过两个故障设备就构成了电源系统的短路故障，如图２。 ＋ 直 一 流 ｌ 一 一 ｌｌ ｌ 屏 熊…・ Ａ设备芷掇碰地故 Ｂ设备负极磋地数障 ２高压直流电源系统工程设计中需注意的问题 对于高压直流供电的可行性，业界已有众多文章证明，本文就不再 做说明。下面本文结合ＹＤＢ ０３７—２００９《通信用２４ＯＶ直流供电系统技术要 求》，对高压直流供电系统在工程设计时应注意的问题展开探讨。 １）系统容量的选择。国内的２４０Ｖ高压直流电源系统制造技术及供 电体制还处在摸索阶段，无论是模块制造技术还是系统结构，或者是维 护方式，都没有丰富的经验可循，因此，在工程设计时宜遵守《通信用 ２４０Ｖ直流供电系统技术要求》的要求：系统供电宜采用分散供电方式， 单个系统容量最大不宜超过６００Ａ。 故本期工程拟采购１套最大整流能力为６００Ａ的高压直流电源设备， 根据前期的凋研，新建的６００Ａ高压直流电源系统完全满足区政府新ＩＤＣ 机房的终期用电需求，并且本期工程只需要配置３００Ａ的整流能力即可满 足初期用电需求，能有效节省Ｉ：程的初期建设投资。 ２）系统应对地悬浮。提到直流电源系统，我们自然会想到的是接 地问题。但如果我们将高压直流电源系统的一极接地，由于系统的电压 远高于人体的安全电压，人触及到未接地的一极时，触电电流通过大地 图２设备碰地导致系统短路示意图 更严重情况是，如果仅在一极发生绝缘靡降低或碰地 由于没有短 路电流流过，断路器不会断开，系统仍能继续运行，若此时有人触摸了 另一极或者电池端子，那将造成电击事故，有可能造成严罩的人身伤亡 事故，该睛况与图１类似。 为了及时发现这种碰地故障，有替要对系统配置绝缘监察装置，用 于监视直流系统对地绝缘状况，便于维护人员对供电回路的绝缘故障进 行判断、查找和处理，保障通信安全及人身安全。 ４）采用直流型断路器及双极开关。在～４８ｖ直流电源暴统中，我们 在Ｉ 程上经常发生使用交流型开关的情况。由：Ｆ４８Ｖ电压比较低，灭弧 相对容易，所以使用交流型开关没有太大问题。但是对于２啐０ｙ的直流系 统而言，其电压高，灭弧会困难很多，因此决不能将交流犁断路器用在 直流电路上，要选用专门针对直流设计的直流型断路器。 另外，２４０Ｖ高压直流系统的输出正负极均未接地，并且直流电压 Ｌ 荇幸崭霸 应用方法论 ｌ０９ 高，单极的断路器往往达不到这个电压等级的要求，因此两极都应安装 开关，通过采用双极开关来分担分断电弧电压。 本期Ｔ程是新建工程，故我们新采购的直流配电柜及设备机架ＰＤＵ 均要求配置双极直流断路器的。在此特别提醒，如果是采用高压直流电 源系统对现有的ＵＰＳ系统进行替换，为了安全起见，我们应将未端设备 机架原有ＰＤＵ的交流单极输人空开更换成与上一级同容量的双极直流断 路器。 ５）统一系统未端负载的接线标准。我们在设计设备机架内部配电 时应考虑高 直流的正负极与ＩＴｉ￣备Ｌ、Ｎ电源线之间的对应关系。虽然 ．从理论 说，直流系统的正负极和ＩＴ设备的Ｌ、Ｎ极无需严格的采用某 种对应关系，但是，从管理的规范、运行的安全及维护的方便等方面考 虑，我们１ 程建设应该统一遵循《通信用２４０Ｖ直流供电系统技术要求》 的建议： 直流输出“正”极，对应于设备输入电源线的…Ｎ’端，直流输出 “负”极对应于设备输入电源线的“Ｌ”端，设备输入电源线的“地” 端与系统保护地可靠连接，如图３所示。 ６）寻求必要的技术支持。高压直流电源系统做为一种前沿的电源 应用新技术，目前尚未在国内广泛建设使用，无论是运营商、设计院还 是施工单位，均对高压直流电源系统缺乏足够的建设经验。故在方案编 制阶段，我司派出了电源设计专家对工程进行设计支撑，同时也联系了 参与起草《通信用２４０Ｖ直流供电系统技术要求》的中达电通、爱默生能 源等公司寻求技术支持，并邀请拟采购的高压直流电源系统设备厂商技 术督导一并参与设计方案会审，确保工程建设方案的可行性，为工程的 顺利实施打下坚实的基础。 ３结束语 对于通信高压直流电源系统的应用，通信行业已就高压直流供电电 压、电流等级、关键技术指标、试验方法、检验规则等关键问题达成了 共识，并开始推广使用。我们相信，在解决了后端ＩＴ设备的适应性标准 问题后，高压直流电源技术必将得到更大规模的商用，由运营商应用延 伸至广大的社会客户应用，为国家节能减排做出更大的贡献。 接保护地 参考文献 【Ｉ］ＹＤＢ ０３７—２００９通信用２４０Ｖ直流供电系统技术要求【ｓ】． 【２嚏 长煦．１Ｔ设备高压直流供电热点问题研究与应用［Ｊ１．２００９年通信电源专 刊，２００９，１：１３６—１４４． （３】孙文波，侯福平．通信，ｔ￣２４０ｖ直流供电技术探讨［Ｊ Ｊ＿电信技术，２００９，９：２３—２５． 【４］孙文波，侯福平．高压直流供电几个值得注意的问题［Ｊ１．２００９年通信电源专 干ｌＪ．２００９，１：１３１—１３３． 【５】赵长煦．ＩＴ设备高压直流供电探索与实践［Ｊ】．２００８年通信电源专 刊，２００８，１：１２１—１２７． 接直流 图３设备机架内插座接线路示意图 流负极 作者简介 任建满（１９８４一），男，广东茂名人，本科学历，助理Ｔ程师，就职 于广东南方电信规划咨询设计院有限公司肇庆分公司，从事通信工程设计工 作。 （上接第１４３页） 叠加荷载时方可拆除。 合《钢筋焊接及验收规程》（ＪＧＪＩ８）的规范要求；③表面无锈蚀、污 染。 ５混凝土浇注 采用二次成型法浇注箱梁，先浇注底板和腹板，再浇注顶板。每联 箱梁混凝土分２次浇注：第１次浇注到翼板位置，第２次浇注剩余部份。 浇注时用 昆凝土泵车泵送注混凝土，混凝土的坍落度控制在１４～１６ｃｍ。 浇注顶板要严格控制标高，为防收缩裂缝，可在混凝土表面初凝时进行 ２次抹面。 ３）芯模和预留孑Ｌ道内模板的拆除。应在混凝土表面不发生塌陷和 裂缝现象时拆除。 ４）箱梁底板、翼板、支架拆除。必须在混凝土强度达到设计强度 的ｌｏｏ％￣拆除。 ５）模板拆除顺序。模板拆除应按设计的顺序拆除，或按先支后 拆，后支先拆进行。 ６）满堂式支架拆除。满堂式支架拆除按拟定程序，分几个循环， 采取由小量逐渐增大的方式拆除。 ７结束语 在实际工程中，应该对预应力现浇梁施工工艺细则加以指导，并严 格各道工序的质量监控，保证预应力现浇梁的施工质量，从而取得良好 ６拆除模板和支架 １）不承重端模板的拆除。必须在砼强度达Ｎ２．５ＭＰａ并能保证其表面 及棱角不因拆模而受损伤时拆除。 ２）承载模板的拆除。应在混凝土强度能承受其自重力及其他可能 的社会效益。 表１预应力筋抗拉强度 公称直径／ｍｍ 纲绞线断面面积 钢绞线 外层钢丝 中心钢筋加大范围 ／ｒＭ。 破断拉力／ｋＮ 整根钢绞 全部钢丝拉 线断拉力 力值之和 公称抗拉 强度（不小 于）／ＩⅥＰａ 钢绞线伸长 长度（标距 ２００ｍｍ）／ｍｍ 不小于 ７．５ ２．５ ０．１ １－０－２Ｏ ３８．８５ ５９＿３ ６５－４ １８０ｏ ４ ９．０ １２．０ ３．０ ４．０ ● ０．２１－０３０ ０．２ｌ～０３０ ５１．９８ ９１．８５ ８ｌ３ １３５＿２ ８８＿４ １４７ ｌ７０ｏ ｛ ４ ４ １６００ ｌ５．０ ５．０ ０－２１～Ｏ３Ｏ ｌ４２．９９ １９７．３ ２１４．５ １５００ ４