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高壓中直流屏電源系統供電技術的相關優點性


  高壓直流供電就是直流采用高壓直流電源(區別于常用的-48V)直接對采用220V交流輸入電源的設備供電,采用該技術后,通信電源系統將具有直流電源系統本身的天然優點。

 。1)直流屏可靠性大幅提升
  高壓直流供電技術引入的主要目的就在于提升系統的安全性。在線式UPS系統本身僅并聯主機具有冗余備份,系統組件之間更多地是串聯關系,其可用性是各部分組件可靠性的連乘結果,總體可靠性低于單個組件的可靠性。反觀直流電源系統,系統的并聯整流模塊、蓄電池組均構成了冗余關系,不可靠性是各組件連乘結果,總體可靠性高于單個組件的可靠性。理論計算和運行實踐都表明,直流系統的可靠性要遠遠高于在線式UPS系統,一個例證就是大型直流系統癱瘓的事故基本沒有。

 。2)直流屏大大節約能耗
  目前大量使用的在線式UPS主機均為在線雙變換型,在負載率大于50%時,其轉換效率與開關電源相近。但一個不容忽視的現實是,為了保證在線式UPS系統的可靠性,在線式UPS主機均采用n+1(n=1、2、3)方式運行,加之受后端負載輸入的諧波和波峰因數的影響,在線式UPS主機并不能滿足運行,通常在線式UPS單機的設計最大穩定運行負載率僅為35~53%。而受后端設備虛提功耗和業務發展的影響,很多在線式UPS系統通常在壽命中后期才能達到設計負載率,甚至根本不能達到設計負載率,在線式UPS主機單機長期運行在很低的負載率,其轉換效率通常為80%多,甚至更低。

 。3)直流屏輸入參數大大改善
  現場測試發現,目前常用的12脈沖在線雙變換型在線式UPS主機,加裝11次濾波器后,其輸入功率因數通常在0.8~0.9,最大僅為0.95,輸入電流諧波含量通常在7.5%左右。與此對應,由于PFC電路的應用,額定工況下,開關整流器模塊的輸入功率因數通常都在0.99以上,輸入電流諧波含量通常在5%以下。輸入參數的改善的直接效果是,前端設備的容量可以大大降低,前端低壓配電柜可以不再配置電抗器,從而也可以降低補償電容的耐壓要求。

 。4)直流屏帶載能力大大提高
  在線式UPS電源系統帶載能力受兩個因素的制約,一是負載的功率因數,以國內某大型在線式UPS廠商的某型主機為例,在輸出功率因數為0.5(容性)時,其最大允許負載率僅為50%;二是負載的電流峰值系數,通常在線式UPS主機的設計波峰因數為3,如果負載的電流峰值系數大于3,則UPS主機將降容使用。對于直流系統而言,不存在功率因數的問題;因其并聯了內阻極低的大容量蓄電池組,加之整流器模塊有大量的富余(充電和備用),其負載高電流峰值系數的負荷能力很強,不需專門考慮安全富余容量。

 。5)直流屏割接改造更為方便
  對于采用在線式UPS供電的設備來說,除非其采用雙電源(或四電源、六電源),或專門配置有STS設備,否則通常只能采用停電方式割接。對于重要系統來說,這是難以忍受的,更為麻煩的是,一些沒有廠家支撐的老型設備,很有可能在停機不能重啟的現象。
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