直流远程供电设备技术交流

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2011-4-12,#,直流远程供电设备介绍,目 录,一、直流远供产品原理与市场需求,二、直流远供产品的基本参数,三、直流远供产品的设计特点,四、直流远供产品的安全性能,五、直流远供产品的应用模式,六、直流远供设备的使用预算,Page,2,一、直流远供产品原理与市场需求,Page,3,机房的直流,-,48V，,经局端升压,到直流,280V,或,380V，,由馈电电缆、馈电光缆输送到远机，再经电源变换后，给受电设备供电。,通过高压输送，减小输送过程的损耗。,通过直流，避免影响通信业务。,1,、直流远供产品的基本原理,2,、通信设备的供电需求,3G,网络建设，小功率基站、分布式基站,RRU,成为主角。这类小型设备难以配备单独的机房，需要解决电信级的供电问题；,EPON ONU,安装在户外机柜或者楼道里，需要给,ONU,提供电信级的供电保证；,随着网络深层次覆盖，直放站设备同样需要,电信级的供电保证；,其他如：宽带接入的网络交换机供电、,WLAN AP,设备供电、视频监控设备供电、铁路或高速公路通信设备供电等,Page,4,3,、通信设备供电遇见的诸多问题,直接接入市电有诸多问题：,市电停电、市电电网波动大、市电引入难、市电引入费用过高、居民偷电、需要向电力局及业主单位申请开户专线专表、电费结算繁琐、电费结算纠纷,增加,UPS,，又添问题：,UPS,供电时间短、,UPS,被盗、,UPS,故障率高更换频繁、安放场地,Page,5,4,、采用直流远供的好处,避免市电供电的影响，使远端设备供电达到电信级的标准,避免就地取电以及电费结算纠纷等问题,与,UPS,供电方式相比，大大节省,UPS,、蓄电池的建设成本、后期运行维护成本,供电安全,便于集中监控、管理和维护,Page,6,二、直流远供产品基本参数,1,、局端设备的基本参数：,1,、机箱结构：,19,英寸机箱，,2U,、,4U,2,、直流输入：,-36,-60VDC,3,、直流输出：,260380VDC,4,、直流输出调整：,10V/,步进,5,、输出功率：,600W/,模块,1200,3000W/,机框,6,、工作效率：,8590,7,、防雷等级：,20KA,、,8/20s,（标准配置）,8,、系统配置,系统机框,1,个,监控模块,1,个,电源模块,2U,：,3,个，,4U,：,6,个模块,Page,7,2,、远端设备的基本参数：,1,、远端结构：室外型防水设计，可壁挂、抱杆安装,室内型,19,英寸机箱,2U,、,4U,2、,远端输入：,140,380VDC,，,90,280VAC,（双输入）,3、,输出电压：,48VDC、240VDC,、,220VAC,4、,输出功率：室外型：,1000W,室内型：,6003000W,5、,工作效率：,90%,6,、防雷等级：,20KA,、,8/20s,（标准配置）,7、,工作温度：,-20,+65,8,、支持网管,Page,8,三、直流远供产品的设计特点,1,、,N,+1,冗余均流式结构,2,、,交错并联技术,3,、,串联推挽式开关电源模块,4,、,软启动功能,5,、,侦测功能,6,、并机功能,7,、系统监控功能,8,、局端与远端通信功能,Page,9,1,、,N,+1,冗余均流式结构,模块化,设计，配置灵活，使用,、维护容易,N+1,冗余设计（,N,个模块工作，,1,个备用），可靠性高,自主均流法，模块均流准确,使用,RS485,进行监测和控制,局端设备,N+1,工作原理,Page,10,2,、交错并联技术,交错并联电源系统适合高可靠、高功率密度和快速瞬态响应的电源技术要求,通过总线,RS485,同步控制的多相位,PWM,信号（集中式控制方法）,交错运行，,可以极大的降低滤波器和磁性元件的要求，从而有效的提高整个交错并联电源系统的功率密度，同时滤波器的容量的减小可以提高系统的瞬态响应特性,减小总的电压、电流纹波,减小电磁干扰，更好的电磁兼容性,局端设备交错并联工作原理,Page,11,3,、串联推挽式开关电源模块,采用推挽式变换电路，在输入回路中仅有一个开关的通态压降（半桥、全桥、双管正激电路需,2,个），通态损耗较小，效率高,采用斜率补偿的电流型控制电路、对称电路设计，有效,抑制变压器偏磁,串联模式，减小变压器的匝数比，提高藕合度，提高效率,串联模式，减低整流二极管、滤波电容的应力，提高可靠性,串联推挽式开关电源工作原理,Page,12,4,、,软启动功能,通过软件，逐步控制设备工作，控制开机的启动浪涌电流,启动浪涌电流,1.3*,最大工作电流,限制启动浪涌电流，避免对机房其他设备的干扰,支持热插拔,电源开机充电控制电路,Page,13,5,、,侦测功能,远程侦测是利用计算远端设备的特征电阻值，判断链路状态,局端设备在供电前，先用,40V,电压侦测线路的状态后再供电,可侦测线路开路、短路、漏电、强电入侵,侦测线路有故障时，停止高压输出，避免造成损害,Page,14,6,、并机功能,两台（可以不同规格）以上局端设备可以并联使用，同母线输出。,各设备模块之间是均流工作，统一监控。,Page,15,7,、系统监控功能,局端设备提供,RS232/485,通讯接口、无线,Modem、,以太网接口、,E1,接口；,检测参量：输入电压,/,电流、输出电压,/,电流、设备温度,告警功能：过压、欠压、开路、短路、过载、漏电、强电搭接、过温、防雷失效、风扇失效,可配合局方修改通信协议格式,面板功能,数码管显示输入,/,输出的电压,/,电流、故障,每个模块,LED,显示是否工作和告警,调整输出电压（以每步,10V,调整）,Page,16,8,、局端与远端通信功能,（即将推出应用）,局端设备与远端设备通过在传输馈线上调制信号，进而实现彼此之间互相通信功能；,传输的调制方式使用,FSK,调试，调制频率,1MHz,，速率为,1200bps,通过局端设备监控远端设备运行状态，告警信息，实现局端和远端统一监控，统一管理。,局端与远端通信原理图,Page,17,四、直流远供产品的安全性能,1,、输入输出过压、欠压保护，输入过流保护，过温保护,2,、开路、短路、漏电、强电入侵保护,3,、输出对地隔离、悬浮,4,、防雷保护,5,、,绝缘能力,Page,18,1,、输入输出过压、欠压保护，输入过流保护，过温保护,输入输出过压、欠压保护,当输入输出的电压低于或者高于某一设定值时，设备自动保护。输入过压、欠压，输出欠压可自动恢复，输出过压，关断系统输出，重新工作需人工干预。,输入过流保护,电流型控制电路采用直接的输入电流峰值、逐个电流脉冲地控制,PWM,，快速、准确地限制流过开关管和变压器中的最大电流。输出具有限流功能。,过温保护,当设备的温度高于某一设定值时，设备自动保护，设备温度低于某一设定值时，设备自动启动运行。,Page,19,2,、,开路、短路、漏电、强电入侵保护,开路空载保护,当侦测到链路开路时，设备自动保护，保护时间,50ms,短路保护,当侦测到链路短路时，设备自动保护，保护时间,50ms,。,漏电保护,当侦测到链路漏电电流,1.65mA,I,30mA,，设备自动保护，保护时间,50ms,。,强电入侵,当市电搭接在直流线路上，远供系统停止高压输出，发出告警信号，设备无损坏、不起火。入侵去除可自恢复。保护时间,50ms,Page,20,3,、输出对地隔离、悬浮,平衡输出，对地隔离。,悬浮式供电，当人身不慎接触到单极供电线路时，由于对地不构成环路，不会有电流流过人体。,悬浮式供电，增强防雷保护性能。,人体阻抗呈容性，对交流敏感程度大于对直流敏感程度，相比于市电远供直流对人体危害小,。,电源对地隔离,Page,21,4,、防雷保护,防雷保护,局端直流输出、远端直流输入端：能承受模拟雷击,8/20us,电流波形，幅值为,20KA,Page,22,5,、,绝缘能力,绝缘能力,局端设备输入端对地和远端设备输出端对地分别打,1000V,高压，局端设备输出端对地和远端设备输入端对地分别打,1500V,高压，漏电流应不超过,4mA,。,五、直流远供产品的应用模式,应用,模式一,：,输入,为,220VAC,的受电,设备（内置高频开关电源）,Page,23,应用模式二：,输入为,220VAC,的受电设备（内置线性电源或带交流检测高频开关电源）,Page,24,应用模式三：,受电设备主用市电供电、备用直流远供方式供电,Page,25,应用模式四：,输入为,48VDC,的受电设备,Page,26,六、直流远供设备的使用预算,直流远供的供电计算公式,已知：铜线的电阻率,:0.017,欧姆平方毫米米,;,远供线缆长度为,L,米；线缆横截面：,Q,平方毫米；设备功率,P,瓦；远供电源输出电压为,U,伏；远端设备的输入电压为,U1,伏。,则：链路的计算公式为：,U=U1+(0.017,*,2*P*L)/(U1*Q).,注意：由于远端设备的输入电压是有范围的，所以要充分考虑远端设备在不同功耗下的输入电压的范围。,Page,27,直流远供的供电能力,由上述公式：已知局端设备的输出电压为,380VDC,、设备最低工作电压,240VDC,、设备额定功率、设备传输使用的线缆规格。则计算出大约远程供电距离，如下：,常规产品的功耗参考如下：,Page,28,产品,10W GSM,光纤直放站,20W GSM,光纤直放站,20W GSM,数字光纤,RRU,基站,功耗,90W,120W,170W,200500W,1K2KW,设备负载,100W,200W,300W,400W,500W,800W,1000W,1.0mm,9.2Km,4.6Km,3.0Km,2.3Km,1.4Km,1.2Km,0.7Km,1.5mm,13.8Km,6.9Km,4.5Km,3.5Km,2.1Km,1.7Km,1.1Km,2.5mm,23Km,11.5Km,7.5Km,5.5Km,3.5Km,2.7Km,1.7Km,4.0mm,36.8km,18.4Km,12Km,9.2Km,5.6Km,4.6Km,2.8Km,UPS,与,HVDC(,高压直流,),系统的比较,UPS,与,HVDC,机房比较,YDB 037-2009,通信用,240V,直流供电系统技术要求,Page,29,复合光缆,Page,30,