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动力网站-通信用240V高压直流_HVDC_供电系统技术应用V3[1].1

通信用 240V 高压直流(HVDC)供电系统 技术应用指导意见
V 3.1 (报批稿)

中国电信集团公司 2010 年 8 月

目 1



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6

7

概述...........................................................................................................................................3 1.1 基本概况...................................................................................................................3 1.2 技术特点...................................................................................................................7 1.3 适用范围...................................................................................................................9 1.4 应用目标...................................................................................................................9 规范性引用文件.......................................................................................................................9 术语和定义.............................................................................................................................10 规划设计要求.........................................................................................................................13 4.1 使用环境条件.........................................................................................................13 4.2 系统标准电压.........................................................................................................13 4.3 系统组成.................................................................................................................14 4.4 系统容量配置.........................................................................................................15 4.5 蓄电池组配置.........................................................................................................15 4.6 系统采用悬浮方式供电.........................................................................................16 4.7 保护接地方式.........................................................................................................16 4.8 直流配电.................................................................................................................17 4.9 末端设备配电及控制方式.....................................................................................18 系统设备技术要求.................................................................................................................19 5.1 系统总体技术要求.................................................................................................19 5.2 系统保护功能要求.................................................................................................21 5.3 告警性能要求.........................................................................................................22 5.4 防雷性能要求.........................................................................................................22 5.5 安全性能要求.........................................................................................................22 5.6 系统电磁兼容性要求.............................................................................................24 5.7 系统音响噪声要求.................................................................................................24 5.8 可靠性指标要求.....................................................................................................24 5.9 有效使用年限要求.................................................................................................24 5.10 监控模块功能要求.................................................................................................24 5.11 整流模块功能要求.................................................................................................25 5.12 交流配电功能要求.................................................................................................26 5.13 直流总输出屏要求.................................................................................................27 5.14 机房直流配电屏要求.............................................................................................27 5.15 直流电源列柜要求.................................................................................................28 5.16 设备外观与结构要求.............................................................................................28 5.17 包装与标志.............................................................................................................29 IT 设备对 HVDC 的适应性要求...........................................................................................29 6.1 采用单相交流 220V 供电的 IT 设备 ....................................................................29 6.2 采用三相交流 380V 供电的 IT 设备 ....................................................................29 6.3 IT 设备对 HVDC 的适应性的测试和处理方法...................................................29 工程管理及验收、割接要求.................................................................................................30 7.1 系统设备安装基本原则.........................................................................................30 7.2 系统设备安装要求.................................................................................................30 7.3 工程验收测试项目和要求.....................................................................................30
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运行维护要求.........................................................................................................................31 8.1 IT 设备对直流电源供电适应性的确认 ................................................................31 8.2 IT 设备送电应按下列顺序和要求操作 ................................................................32 8.3 IT 设备下电应按下列顺序和要求操作 ................................................................32 8.4 IT 设备发生故障时应按下列要求操作 ................................................................32 8.5 安全操作要求.........................................................................................................33 8.6 绝缘监察装置检查.................................................................................................33 8.7 日常巡视检查项目.................................................................................................33 附录 A:IT 设备对高压直流供电的适应性要求 ........................................................................35 附录 B:IT 设备上电前对直流电源供电适应性的测试方法.....................................................36 附录 C:IT 设备不能正常启动者不能正常工作处理方法.........................................................37 附录 D:IT 设备和数据设备供电电源的过渡建议 ....................................................................38 附录 E:导线颜色及截面积的相关规定 .....................................................................................40 附录 F:通信用 240V(HVDC)适用设备(部分).....................................................................42 8

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通信用 240V 高压直流(HVDC)供电系统技术应用指导意见
1
1.1

概述
基本概况
1、交流 UPS 供电存在的问题 随着通信网络和业务需求的不断发展, 通信设备对电源安全供电要求也越来越高。 长期

以来,使用交流电源的通信设备均由交流 UPS 供电,但 UPS 电源系统存在着单点故障点的 问题始终没有地得到很好解决, UPS 电源系统而造成整局瘫痪的恶性通信事故屡屡发生, 因 使通信网络的供电安全受到了严峻考验。 与传统的供电方式比较,在通信网络系统设备中采用交流 UPS 系统供电,主要存在以 下弊端: (1) 可靠性低 UPS 交流电源系统,就单台设备而言,通过冗余技术可以使其 UPS 设备本身的可靠 性大为提高,但就整个 UPS 供电系统而言,有很多不可备份的系统单点故障点,比如同 步并机板、 静态开关、 输出切换开关等, 这些单点故障点, 都可能导致整个通信系统 “掉 电”瘫痪。即使采用相对可靠的串联热备份系统,切换电路的单点故障也容易造成整个 通信网络系统“掉电”瘫痪。尤其是瞬间过载的容错能力差,一旦 UPS 主机过载保护切 换到备机,备机由于瞬间浪涌也同时过载保护自动切换到旁路。对于过去有人值守的机 房可以立即人工处理,但现在普遍采用机房无人值守,一旦发生故障,恢复时间较长, 危害很大。 (2)维护、扩容难度大 随着通信技术的不断发展,数据通信逐渐成为主体已经成为不争的事实。在网的程 控交换必然逐步退网,数据业务比重逐步增大。按照现在的设备供电模式,会有大量的 新的 UPS 系统投入运行,也会有大量的在用 UPS 系统扩容改造。由于 UPS 扩容涉及到电 源的频率、电压、相序、相位、波形等问题,不像直流电源系统扩容只关注电压一个参 数,所以每一次 UPS 在线扩容都是一次巨大的风险操作,甚至可能因为 UPS 制造商产品 更新换代使得 UPS 扩容不可能,使得 UPS 单台故障时没有设备替换。按照现在的运行状 态和维护模式,发生巨大灾难的“掉电”事件将频频引发。
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(3) 效率低 为保证 IT 设备用电的安全可靠性,目前通信用传统整机式 UPS 系统均配置 N+1 并 机冗余模式或 2N 独立双系统模式。按照中国电信相关设计规范的规定,在正常情况下, 系统负载率一般都限制在 80%以下。 而单机负载率即使以 2+1 并机冗余模式为例, 最高 也不超过 53.3%,如果是 1+1 并机冗余模式或 2N 独立双系统模式,则单机负载率更低。 另一方面,在实际使用中,业务发展是一个渐进的过程,兼顾到建设周期和业务发展规 划,一般供电系统都按终局容量设计,使得单机实际负载率大多数时间只有 20~30%。 如此使用 UPS 系统供电,必然导致效率低下。 2、高压直流(HVDC)替代交流 UPS 给 IT 设备供电的原理和优势 现时 IT 设备(计算机及其外设)机内电源普遍采用高频开关电源技术。在市电的入口 处都有一个整流桥。交流电压通过整流桥,变成直流电压。也就是说,IT 设备内部最终提 供到元器件级的都是直流电源。图 1-1 是计算机内 ATX 开关电源的原理框图。

图 1-1 计算机内 ATX 开关电源的原理框图

实际上, 是可以直接使用直流电源输出的直流电流从原来的交流入口处直接接入用户设 备供电,不必对原设备进行任何改动。如图 1-2 所示。

图 1-2 ATX 中的“市电侧整流滤波”电路可以通过直流电的示意图

从电子电路原理上分析,只要在设备电源的交流输入端没有串联电容或互感式电感线圈 的隔离,都可以通过直流电。由此可知,上述 IT 设备中绝大部分是可以采用同电压等级的 直流电源替代交流电源供电进行工作的。
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图 1-3 交流 UPS 向计算机供电的原理电路框图

传统的交流 UPS 是 AC-DC-AC 模式,它有两个变换环节:一是整流滤波(AC-DC)环节,二 是逆变(DC-AC)环节。图 1-3 中的左侧虚线框内所示的电路为传统交流 UPS,它包括整流器、 蓄电池和逆变器;图右侧虚线框内所示的电路,为计算机中的 ATX 开关电源,它包括抗干扰 电路、市电侧整流滤波电路和 DC/DC 变换电路。图左侧的传统交流 UPS 电路中,市电 220V 交流电压经过无任何升、降压功能的桥式整流器,整流成直流电向蓄电池进行浮充电,蓄电 池上的直流电再经过逆变器逆变成 220V 工频交流电压向计算机供电。图右侧的计算机 ATX 开关电源中, “市电侧整流滤波电路”再将 220V 工频交流电压整流成直流电, 而后再由 ATX 中的 DC/DC 变换器将直流电压变换成±12V, ±5V 和 3.3V 的直流电压向计算机供电。 由图 1-4 可以看出, 左侧交流 UPS 中的整流器输出与右侧 ATX 中“市电侧整流滤波电路”的输出都是 直流电压。这就说明逆变器将蓄电池的直流电再逆变成 220V 交流电是多余的。因此可以将 UPS 中的逆变器去掉,并直接将蓄电池的直流电通过计算机中 ATX 的“市电侧整流滤波电 路”向计算机供电,成为直流供电。

图 1-4 交流 UPS 和高压直流(HVDC)结构比较

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采用高压直流(HVDC)替代交流 UPS 给 IT 设备供电,有着明显的优势,如表 1-1 所列。
表 1-1 高压直流(HVDC)与传统交流 UPS 的比较

项目 输出波形 输出电压 系统结构 控制 蓄电池供电 并机条件 并机复杂程度 单点故障点 在线更换 可维护性

高压直流电源系统(240V) 直线 240V 模块化程度高 可自主控制输出 直接 极性、电压相同 可在直流侧简单并接 少 可行性大 较高

传统 UPS 系统(220V/380V) 正弦波或方波 220V/380V 模块化程度低 对控制模块依赖性高 经逆变器 极性、电压、相位、频率相同 不可简单并接 多 可行性小 较低

3、中国电信高压直流供电试验情况 为了从根本上解决通信设备交流供电可用性不高的困局, 中国电信江苏省公司大胆地开 展了高压直流供电系统应用的尝试, 从在网实际试用的规模和广泛性来说, 均已经走到业界 的前列,达到了国内乃至国外领先的水平。 2007 年 10 月开始,中国电信盐城分公司率先开始高压直流供电试验,从办公 PC 机逐 步扩展到服务器、网络设备(二层交换机、三层交换机、光纤交换机、防火墙等) 、磁盘阵 列、小型机、营业厅票据打印机等 600 多台,基本覆盖了整个盐城分公司通信网络使用的所 有交流用电设备。从 2008 年 6 月份起,盐城分公司逐步使用高压直流供电替代 UPS 系统供 电, 目前已实现了全本地网不再新建和使用 UPS 系统供电。 所用的高压直流系统最长使用时 间 2 年多,目前所有系统运行稳定。解决了原来 UPS 系统故障频发、系统阻断问题。 中国电信江苏省公司将高压直流系统的应用列为创新项目,积极鼓励,大力支持。在盐 城分公司试点的基础上,认真总结经验。2008 年发布了《通信设备高压直流供电安装设计 规范》 ,2009 年起草了《高压直流维护规范 V1.0》 ,2010 年 6 月起草《通信用 240V 直流开 关电源系统技术规范书(招标) 》对高压直流设备进行入围招标。从 2009 年初开始,面向全 省扩大试点。扎实稳步地逐步推广。2009 年 9 月,中国电信江苏省公司网运部专门发文明 确, “在整治改中积极采用节能高效的电源、空调设备,大力推进各项节能新技术的应用。 对于 100KVA 及以下需更换或扩容的 UPS 设备,原则上不再购买新的 UPS 设备,而以高压直
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流设备替换”。具体措施包括: 原有机房通信设备采用 UPS 系统供电的,仍继续使用,原 UPS 系统原则上不再考 虑扩容。 如通信系统扩容或设备更新, 对新扩容或更新的设备应优先考虑采用高压直流供电; 新建 IDC、IT 主机类机房以及数据设备机房优先考虑采用高压直流供电系统,从 2009 年开始逐步停止采购新的 UPS 设备; 对核心网络、企业信息化平台、重要客户 IT 设备等仍采用 UPS 系统供电的,如现 有 UPS 系统存在使用年限长、负荷重、故障率高、供电可靠性差等问题,从保障通信安全、 兼顾设备利旧的角度考虑, 结合今年的电源安全隐患整治工作及节能减排工作, 采用高压直 流系统建立可靠的备份供电系统。 目前, 中国电信江苏省公司范围内已经有十几个本地网、 约计几十套高压直流系统在线 运行,取得了良好的成效。 4、高压直流供电的推广应用 由于高压直流系统比UPS系统结构简单, 生产技术更成熟, 从根本上克服了UPS系统供电 存在的单点故障,系统安全性能大大提高,维护操作方法得到简化,倍受电信运营商和设备 制造商的高度关注。中国电信正在积极推进用240V高压直流(HVDC)系统代替交流UPS系统 为设备供电的新技术,2010年要在全集团范围进一步扩大推广应用。 在推广、实施过程中,运营商以及整个产业链,除了要有传统观念上的改变,还要在操 作过程中有较大的变化, 并对由此而产生的诸多疑惑。 为了避免在全面推进高压直流技术应 用过程中出现错漏和偏差,有必要尽快制定一个240V高压直流(HVDC)供电系统技术应 用指导意见。

1.2
1.

技术特点
满足目前使用交流供电的通信网络设备供电保障需求

应用高压直流 HVDC 供电技术,首先以提高通信设备供电的安全可靠性为主要目标,同 时兼顾节能高效、降低成本、智能管理、标准化模块化等其它性能的安全性设计。 由于高压直流系统直接将蓄电池接在输出母排上, 大大减少了单点故障点, 因此采用单 套高压直流(HVDC)系统、 双路独立物理路由的供电模式, 从原理分析和现场试验应用等多方 面证明,其可可靠性以等效于完全独立的双系统、双母线(2N)的交流 UPS 系统,能够满足 通信网络系统设备最高等级的供电保障要求。

7

2.

以不对通信网络现用交流供电的设备本身作改动为基础

从国家的供电体制以及 IT 设备供电技术发展来看,主要还是以 380V /220V、 50Hz 的正 弦交流电源供电为主。 通信网络上使用的 IT 设备仅占整个 IT 产品市场的很少的份额, 若采 用的通信用高压直流供电技术不能兼容现有采用交流供电的设备,通信网络上使用的 IT 产 品就只能采用定制生产。对于 IT 设备制造商而言,虽然直接制造成本不会大量增加甚至略 有下降,但流通成本将大大增加,从而增加电信运营商的设备采购成本。同时,也对电信运 营商进行 IT 设备选择受到诸多限制。 目前的通信网络已经非常庞大,网上在用的使用交流供电的 IT 设备数量非常大。如不 能兼容这些在用设备,则高压直流供电系统只能用在新建网络上,给新的 IT 设备供电。这 将大大限制高压直流供电系统的推广应用, 也无法解决当前急需解决的现网在用的交流用电 设备供电可用性低,供电保障能力无法提高,影响通信网络畅通的老大难问题。 高压直流电压系统要充分考虑兼容性,充分考虑尽可能减少对产业链现有流程的影响。 能够兼容现有的 220V 交流用电设备, 不对或尽可能少对 IT 厂商和用户提出技术性改动要求, 是现时采用高压直流供电系统的基础, 这对今后通信用高压直流电源系统的顺利迅速推广应 用是至关重要的。 3. 重点关注整个高压直流供电系统全过程的供电可靠性和使用安全性 整流模块技术在电力操作电源基础上发展而来, 其技术比较成熟, 因此需要关注的不仅 仅是整流电源本身的性能指标。 而是应重点关注整个直流供电系统全过程的供电可靠性和使 用安全性:由于输出电压比较高,不同于传统-48V 直流及 220V 交流系统,需要考虑系统过 流保护器件的选择及人身安全防护等因素。 除此之外, 高压直流供电系统既要适应 IT 设备运行又要适应与 IT 设备配套的相关设备 的使用。因为 IT 设备要发挥应有的功能,必须有外围的光电转换设备、传输设备、交换设 备等数据设备配合工作。 如果 IT 设备使用高压直流标准, 其他配套设备使用传统的直流 48V 标准或交流 220V 标准,则 IDC 机房的整体协调、安全管理、节能运行、操作维护等都会有 诸多不便。 4. 和原有供电方式相比,可以明显减少投资和降低能耗,达到提高效益和节能减排的 效果。 中国电信江苏省公司的试验结果表明,在同等情况下,采用直流 240V 供电系统,规划 建设中可以明显减少投资, 在实际运行中可以减少耗电和运行成本, 达到较高的性价比和投 资回报率。而根据在盐城、无锡、徐州等分公司试验机房内经过现场装表测试数据,和传统
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1+1 并联冗余的交流 UPS 系统相比,在保证提供同样甚至更高的可靠性下,高压直流系统在 实际运行中节约电能效果均在 20%以上。如果与 2N 模式的独立双系统 UPS 供电,则节能 效果更佳。

1.3
1.

适用范围
本技术应用指导意见描述了通信用 240V 直流供电电源系统(以下简称系统)的组成、

系列以及在规划设计、系统设备采购、工程管理及验收和割接、运行维护的各个阶段的技术 要求。 2. 本技术应用指导意见适用于中国电信通信网络中各种通信局站、业务平台和支撑系

统、数据机房、IDC 机房以及 ICT 集成系统、客户解决方案中使用的标称电压为 240V 的直 流供电系统(HVDC)。

1.4

应用目标
本技术应用指导意见所描述的通信用 240V 直流供电电源系统,可以在不改变用电设备

交流供电电压等级的前提下,对现行在通信网络上使用交流 220V 供电的计算机、服务器、 路由器、磁盘阵列等 IT 设备兼容性地提供直流供电。以提高对上述通信网络系统设备安全 供电的保障能力。

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规范性引用文件
GB 191-2000 包装储运图示标志 GB/T 3873-1983 通信设备产品包装通用技术条件 GB 4208-2008 外壳防护等级(IP 代码) GB 4943 信息技术设备的安全 GB 14048.3-2002 低压开关设备和控制设备 第 3 部分:开关、隔离器、隔离开关及熔断

器组合电器 GB/T 18380.1-2001 电缆在火焰条件下的燃烧试验 第 1 部分: 单根绝缘电线或电缆的垂 直燃烧试验方法 GB/T 19826-2005 电力工程直流电源设备通用技术条件及安全要求

9

YDB 037-2009 通信用 240V 直流供电系统技术要求 YD 122 -1997 邮电工业产品铭牌 YD/T 939-2005 传输设备用电源分配列柜 YD/T 983-1998 通信电源设备电磁兼容性限值及测量方法 YD/T 1051-2000 通信局(站)电源系统总技术要求 YD/T 1095-2008 通信用不间断电源(UPS) YD/T 1058-2007 通信用高频开关电源系统 YD/T 5040-2005 通信电源设备工程安装设计规范 YD/T 5079-2005 通信电源设备安装工程验收规范 YD 5098-2005 通信局(站)防雷与接地工程设计规范

DL/T 5044-2004 电力工程直流系统设计技术规程 DL/T 724-2000 电力系统用蓄电池直流电源装置运行与维护技术规程 DL/T 459-2000 电力系统直流电源柜订货技术条件 DL/T 856-2004 电力用直流电源监控装置 DL/T 781-2001 电力用高频开关整流模块

中国电信江苏分公司 通信设备高压直流供电安装设计规范(试行)_v1

3
3.1

术语和定义

直流电源系统 DC power supply system 由交流配电、整流器、蓄电池、直流分配和相关的控制、测量、信号、保护、调节单元 等设备组成的, 制造厂负责完成所有内部电气和机械的连接, 用结构部件完整地组合在一起 的连接在一个共同的标称电压下工作的设备和导线(线路)的一种组合体。 3.2 通信用240V直流电源系统 240V DC power supply system for telecommunication 标称电压为240V的直流电源系统(以下简称系统)。 3.3
10

整流器 rectifier 将交流(AC)转化成直流(DC)的一种装置。 3.4 充电 charge 以不同的工作方式对蓄电池补充容量的工作状态。 3.5 恒流充电(稳流充电) constant-current charge 对蓄电池的充电在充电电流维持在恒定值的工作状态。 3.6 恒压充电(稳压充电)constant voltage charge 对蓄电池的充电在充电电压维持在恒定值的充电状态。 3.7 浮充电 floating charge 以浮充电压值对蓄电池进行的恒压充电在正常运行时, 整流器承担经常负荷, 同时向蓄 电池组补充充电,以补充蓄电池的自放电。 3.8 均衡充电 equalizing charge 为补偿蓄电池组在使用过程中产生的电压不均匀现象, 使其恢复到规定的范围内而进行 的充电,以及大容量放电后的补充充电。 3.9 限流恒压充电 current content voltage charge 采用限制电流,继而维持电压在恒定值的充电状态。 3.10 核对性放电 checking discharge 在正常运行的蓄电池组,为了检验其实际容量,以规定的放电电流进行恒流放电,当蓄 电池组放电到规定的容量、时间,或蓄电池达到规定的放电终止电压,即停止放电,然后根 据放电电流和放电时间,计算出蓄电池组的实际容量。 3.11 终止电压 finish voltage 蓄电池组容量选择计算中, 终止电压是指直流系统的一点负荷在指定的放电时间内要求
11

蓄电池必须保持的最低放电电压。 对于蓄电池本身, 终止电压是指蓄电池在不同放电时间内 及不同放电率放电条件下允许的最低放电电压。一般情况下,前者的要求比后者要高。 3.12 纹波系数 ripple factor 纹波有效值系数和纹波峰值系数统称为纹波系数。 3.13 纹波有效值系数 r.m.s-ripple factor 脉动量纹波含量的均方根值与直流分量的绝对值之比。 3.14 纹波峰值系数 peak-ripple factor 脉动量纹波峰谷间差值(包括噪声)与直流分量绝对值之比。 3.15 直流系统标称电压 direct nominal voltage 直流系统被指定的电压。 3.16 直流额定电流 direct rated current 用充电装置直流额定电流表示。 3.17 电磁兼容性 electromagnetic compatibility(EMC) 设备或系统在其电磁环境中能正常工作且不对该环境中任何事物构成不能承受的电磁 骚扰的能力。 3.18 电磁骚扰 electromagnetic disturbance 任何可能引起装置、 设备或系统性能降低或者对有生命或无生命物质产生损害作用的电 磁现象。 3.19 电磁干扰 electromagnetic interference(EMI) 电磁骚扰引起的设备、传输通道或系统性能的下降。 3.20 (电磁)发射(electromagnetic)emission
12

从源向外发出电磁能的现象。 3.21 (对骚扰的)抗扰度 immunity(to a disturbance) 装置、设备或系统面临电磁骚扰不降低运行性能的能力。

4
4.1

规划设计要求
使用环境条件
1. 2. 温度范围要求:工作温度:-5℃~40℃;储运温度:-40℃~70℃ 相对湿度范围要求:工作相对湿度:≤90%(40±2℃时) ;储运相对湿度:≤95

%(40±2℃时) 3. 海拔高度要求:≤1000m

注:当海拔高度>1000m时,应按GB/T 3859.2-1993规定降额使用。

4. 5.

振动性能要求:应能承受频率为 10~55Hz 、振幅为 0.35mm 的正弦波振动。 抗震要求:满足 YD 5096-2005《通信用电源设备抗地震性能检测规范》的要求。

根据当地的抗震要求,最低不得低于 6 级。 6. 使用地点不得有爆炸危险介质, 周围介质不含腐蚀金属和破坏绝缘的有害气体级导

电介质,不允许有霉菌存在。

4.2
1.

系统标准电压
交流输入电压为

系统输入的交流标称电压为 380V/220V。其中: 三相 380V:允许变动范围为(323~418)V。 单相 220V:允许变动范围为(187~242)V。
注: 交流输入电压超出上述范围但不超过额定值的±25%时,系统可降额使用。

输入频率:50Hz±2.5Hz。 输入电压波形失真度:交流输入电压总谐波含量不大于 5%时,系统应能正常工作。 2. 直流输出电压

系统输出的直流标称电压为 240V,电压变化范围如表 4-1。

13

表 4-1 电压变化范围

标称电压 240V

系统输出电压范围 204~285V

受电端子电压范围 192~285V

全程允许最大压降 12V

系统的直流输出电压值在其可调范围内应能手动或自动连续可调。 系统在稳压工作的基 础上,应能与蓄电池并联以浮充工作方式或均充工作方式向通信设备供电。 3. 蓄电池配置

单组电池个数如表 4-2。
表 4-2 蓄电池个数

单体电压(V) 蓄电池个数(只)

2 120

6 40

12 20

4.3
1.

系统组成
系统主要由在一个或多个机架中的交流配电部分、 高频开关整流模块、 直流配电部

分、监控单元以及绝缘监察、接地部分等组成。 2. 系统可分为一体化组合式系统和分立式系统,如图 4-1 所示。一体化组合式系统

容量不应超过 300A;容量在 300A 以上或需要较好的扩充性能的系统应使用分立式系统。

图 4-1 一体化组合式系统和分立式系统

(a)一体化组合式系统 3.

(b) 分立式系统

一体化组合式系统的交流分配部分、高频开关电源整流器、直流分配部分、蓄电池

接入等可以安装在同一机架内,蓄电池单独安装,如图 4-1(a)。 4. 分立式系统的交流分配部分、 高频开关电源整流器、 直流分配部分应分别安装在不

同的机架,蓄电池单独安装。监控单元可安装在某个机架内,如图 4-1(b)。

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4.4
1.

系统容量配置
系统供电宜采用分散供电方式,单个系统容量一般在 1000A 以下,最大不应超过

1500A。 2. 3. 系统总输出容量应根据系统设计总负荷和蓄电池组的均充容量之和进行合理选择。 高频开关电源整流模块的额定输出电流(A):5、10、15、20、30、40、50、80、100。

模块的额定输出容量应根据系统设计容量大小合理选择,根据目前技术发展应用情况和需 求,优先推荐采用:20、40(A) 。 4. 在每个系统中, 高频开关电源整流模块总数不少于 5 只; 并联使用的整流机架不超

过 3 个。在一个整流机架内安装的整流模块不多于 20 只。 5. 系统最大输出电流应按最大负载电流加上蓄电池充电电流计算。充电电流一般按

I10(0.1C10)计算,当蓄电池后备时间配置大于 2 小时且市电中断间隔时间大于 48 小时,充 电电流可以按 I20(0.05C10)计算。 6. 模块配置根据系统最大输出电流采用 N+1 冗余配置。其中 N 个主用,N≤10 个时,

1 个备用;N>10 个时,每 10 个备用一个。

4.5
1.

蓄电池组配置
蓄电池组容量配置:蓄电池后备时间应满足系统满载时对通信系统供电保障的需

要。重要通信系统的后备时间宜 120min 以上;一般通信系统的后备时间宜 60min 以上。 2. 量: Q≥ 式中:Q—蓄电池容量(Ah) K—安全系数,取 1.25 I—系统设计负荷电流(A) T—放电小时数(h),根据后备供电保障要求确定 电池的总容量,应按系统设计负荷的工作电流 I,根据下列公式计算出蓄电池的容

KIT η [1 + α (t ? 25)]

η —放电容量系数,见表 4-3
t—实际电池所在地最低环境温度数值。所在地有采暖设备时,按 15℃考虑,
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无采暖设备时,按 5℃考虑;

α —电池温度系数(1/℃),当放电小时率≥10 时,取 α =0.006;当 10>放
电小时率≥1 时,取 α =0.008;当放电小时率<1 时,取 α =0.01
表 4-3 铅酸蓄电池放电容量系数(η )表

电池放电 0.5 小时数(h) 放电终止 1.65 电压(v) 放电容量 系数(η ) 3. 0.48 0.45 0.40 0.58 0.55 0.45 0.61 0.75 0.79 0.88 0.94 1.00 1.00 1.70 1.75 1.70 1.75 1.80 1.80 1.80 1.80 1.80 1.80 1.80 ≥1.85 1 2 3 4 6 8 10 ≥20

蓄电池单体电压和组数确定: 根据系统容量大小和后备时间长短, 蓄电池单体电压

可选 2V、6V、12V,优先选择单体电压为 2V 的蓄电池组。 4. 与-48V 直流系统相比较,240V 直流系统蓄电池组的后备时间较短,放电电流较大

(一般大于 10 小时率放电电流) ,因此宜选用具备短延时大电流特性的蓄电池。 5. 6. 每个系统蓄电池组一般设置两组并联,最多的并联组数不宜超过 4 组。 蓄电池组过流保护器的选择: 宜采用熔断器作为蓄电池组过流保护器, 额定电流按

1.5~2 倍的设计负载电流计算。不得采用带电磁脱扣功能的断路器作为蓄电池组过流保护 器。

4.6
1. 2. 3. 4. 5.

系统采用悬浮方式供电
系统交流输入应与直流输出电气隔离。 系统直流输出应与地、机架、外壳电气隔离。 使用时,正、负极全程均不接地,采用悬浮方式供电。 系统应有明显标识标明该系统直流输出不能接地。 系统应具备绝缘监测功能, 在直流输出总配电屏中, 应对总母排的绝缘状况进行在

线监测,可对每个分路的绝缘状况进行在线或非在线监测。

4.7

保护接地方式
设备外壳、机架、走线架实施保护接地,保护接地要求按照YD/T 1051《通信局站电源

系统总技术要求》及YD/T 5098 《通信局(站)防雷与接地工程设计规范》标准执行。
16

4.8

直流配电
1、 (1) (2) (3) (4) 直流输出配电的基本要求: 输出全程正负极各级都应安装过流保护器件进行保护。 直流输出各级配电(末级除外)应采用熔断器或直流断路器保护。 列柜输出回路应采用断路器保护。 网络机架上直流配电 PDU 应采用断路器保护。 PDU 输入侧应采用双极断路器;

输出侧宜采用双极断路器。为设备接电有接线端子和插座两种方式,宜优先采用接线端子。 (5) (6) (7) 以保留。 2、 分立系统配电结构 对人工座席采用高压直流供电时,宜增加分路绝缘监察装置。 所采用的直流断路器或熔断器都应与系统的直流电压相适应。 改造项目中, 在符合安全使用条件下, 原来的机架内设备输入的交流断路器可

分立系统的直流输出一般采用“直流系统总输出屏+电源列柜”的二级配电结构为设备 机架供电。如图 4-2所示。

图 4-2 二级配电结构示意图

若系统容量较大或供电区域较大、设备较多,也可以采用“直流系统总输出屏+机房直 流分配屏+电源列柜”的三级配电结构为设备机架供电。如图 4-3 所示。

17

图 4-3 三级配电结构示意图

(1)

高频开关电源整流器的输出不设总开关, 通过母排或电缆与直流系统输出配电

屏连接。母排与蓄电池组通过熔断器相连。 (2) (3) 机房直流分配屏、电源列柜设独立的两路总开关和若干分路开关。 机房直流分配屏、 电源列柜的双路输入应配备可改成单路输入的连接端子。 如

图 4-4 所示。

图 4-4 双路改单路示意图

4.9
1.

末端设备配电及控制方式
末端设备配电有插座、接线端子两种方式,推荐选用接线端子方式。

18

2. 3. 器。 4.

禁止一个分路断路器通过多用插座接入、控制多个电源模块。 直流断路器根据设备额定电流大小选取,一般宜选择 10A 或 16A 的双极直流断路

通信设备电源接线推荐标准: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 4-5 所示。

图 4-5 设备配电插座接线示意图

5
5.1

系统设备技术要求
系统总体技术要求
1. 交流输入要求:

电压:三相四线制 380V,允许电压变动范围:323~418V; 频率:50Hz; 允许频率变动范围:50Hz±5%;波形畸变率:交流输入电压总谐波含量不大于 5%时, 系统应能正常工作。 2. 效率要求:在负载率为 100%情况下,系统效率应满足表 5-1 要求。同时,也应该

关注模块在较低负载率情况下的效率,采购时应要求厂家提供相关数据。
表 5-1 系统效率

单个整流模块额定输出电流(A) 系统效率

≥20 ≥92%

<20 ≥90%

19

3.

直流输出要求:系统输出电压在 204V~285V(可调)范围内,应能稳定输出额定

电流。 系统在稳压工作的基础上, 应能与蓄电池并联以浮充工作方式和均充工作方式向通信 设备供电。 4. 直流输出稳压精度要求:不同交流输入电压与负载进行组合情况下,模块直流输出

电压与输出电压整定值的差值应不超过输出电压整定值的±0.5%;系统稳压精度应优于± 1.0%。 5. 均分负载(并机工作)性能要求:系统中整流模块应能并联工作,并且能在自主工

作或受控于系统监控单元状态时按比例均分负载。负载为 50%~100%额定输出电流时,其 不平衡度应优于输出额定电流的±5%。系统在监控模块故障时,整流模块应能自主均流。 当某个整流模块出现异常时,应不影响系统的正常工作。 6. 系统输出要求采用对地悬浮方式: 系统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。 7. 蓄电池管理功能要求:

系统应具有能接入不少于 2 组蓄电池的装置。 系统应具备对蓄电池进行均充充电及浮充充电状态进行手动或自动转换功能(当系统在 断电之后重新启动时, 应按电池的放电容量或放电时间确定进行均充或浮充, 均充结束后自 动转入浮充状态,充电过程自动控制) 。 系统在对蓄电池进行均充充电时,应具有限流充电功能,并且限流值不受负载变化的影 响。 系统应能根据蓄电池工作环境温度,对系统的输出电压进行温度补偿(浮充电压应能按 1~5mV/cell/℃(可调)自动调节,电池温度越高,浮充电压越低,反之亦然) 。 在蓄电池放电及均充过程中,系统应根据对初始电压、终止电压、充放电的安时数、蓄 电池额定容量、放电速率、温度等参数,具备对蓄电池容量进行估算、管理的功能,如在充 电时,显示已充容量;在放电时,显示放电持续时间及已放容量;在每次放电结束时,记录 终止电压等。 系统宜具备蓄电池单体电压管理功能。 8. 过流保护方式:

交流输入:系统总输入过流采用交流断路器保护。每一个整流模块输入应有独立的断路 器。 直流输出:输出全程正负极各级都应安装过流保护器件进行保护。所采用的断路器或熔
20

断器都应与系统的直流电压相适应。 重要位置的断路器、熔断器(如蓄电池组)等,异常时应能发出声光告警。 9. 10. 系统应具备整流模块休眠功能。但缺省时,休眠功能应设置为关闭状态。 系统的杂音指标、监控要求等指标应满足 YDB 037-2009《通信用 240V 直流供电

系统技术要求》的相关要求。

5.2
1.

系统保护功能要求
绝缘监察保护:系统应配置绝缘监察装置,检测正负母线对地绝缘。装置应具备与

监控单元通信功能。 当直流系统发生接地故障或绝缘水平下降到设定值时, 应满足以下要求: (1) (2) (3) 2. 绝缘监察装置应能显示接地极性; 绝缘监察装置应能发出告警。 装置本身出现异常时不得影响直流回路正常输出带载。

交流输入过、欠电压保护:系统应能监视输入电压的变化,当交流输入电压值过高

或过低,可能会影响系统安全工作时,系统可以自动关机保护;当输入电压正常后,系统应 能自动恢复工作。 过压保护时的电压应不低于本指导意见中所规定的“交流输入电压变动范围”上限值的 105%,欠压保护时的电压应不高于“交流输入电压变动范围”下限值的 95%。 3. 4. 三相交流输入缺相保护:整流模块交流输入为三相时,系统应具有缺相保护功能。 直流输出过、欠电压保护:系统直流输出电压的过、欠电压值可由生产厂家根据用

户要求设定。当系统的直流输出电压值达到其设定值时,应能自动告警,过压时应能自动关 机保护。故障排除后,必须手动才能恢复工作。欠压时,系统应能自动保护;故障消除后, 应自动恢复。 5. 式: (1) 系统直流输出电流的限流范围可在其标称值的20%~110%之间调整,当输出电 系统直流输出电流限制或输出功率限制功能: 系统直流输出限流保护功能分二种模

流达到限流值时,系统以限流值输出。 (2) 系统采用恒功率整流模块, 当系统直流输出功率达到恒功率值时, 系统应以限

功率方式输出。 6. 系统直流输出过流及短路保护: 系统应有过流及短路的自动保护功能, 过流或短路

21

故障排除后应能自动或人工恢复正常工作状态。 7. 保护接地要求:系统应具有明显标志的保护地,接地点应用铜螺母(直径≥M8) ,
2

接地线应不小于 16mm 。配电部分外壳、所有可触及的金属零部件与接地螺母间的电阻应不 大于 0.1Ω。 8. 温度过高保护:当模块工作温度超过保护点时,应自动降额输出或退出;当温度下

降到保护点后,模块应能自动恢复正常输出。

5.3
1.

告警性能要求
系统在各种保护功能动作的同时,应能自动发出相应的可闻可见告警信号,警铃

(或蜂鸣器)响、灯亮(灯闪烁)等。同时,应能通过通讯接口将告警信号传送到近端、远 端监控设备上, 部分告警可通过干节点将告警信号送至机外告警设备, 所送的告警信号应能 区分故障的类别。 2. 系统应具有告警记录和查询功能,告警显示应可实时刷新;告警信息在系统完全

无电状况下不应丢失。

5.4

防雷性能要求
系统交流输入端应装有浪涌保护装置,至少能承受电压脉冲(10/700us,5kV)和电

流脉冲(8/20us,20kA)的冲击。

5.5
1.

安全性能要求
电气间隙与爬电距离: 柜内两带电导体之间、 带电导体与裸露的不带电导体之间的

最小距离,均应符合表 5-2 的规定的最小电气间隙与爬电距离的要求。 表 5-2 电气间隙与爬电距离 额定绝缘电压 Ui 额定工作电 压交流均方根值或直流 V ≤63 63<Ui≤300 300<Ui≤500 2. 额定电流≤63A 电气间隙 mm 3 5 8 爬电距离 mm 5 6 12 额定电流≥63A 电气间隙 mm 3 6 10 爬电距离 mm 5 8 12

绝缘电阻:用开路电压为表 5-3 规定电压的测试仪器测量有关部位的绝缘电阻,

应符合以下规定: (1)各独立电路与地(即金属框架)之间的绝缘电阻不小于 10MΩ。

22

(2)无电气联系的各电路之间的绝缘电阻不小于 10MΩ。
表 5-3 绝缘试验的试验等级

额定绝缘电压 Ui/V ≤63 63<Ui≤250 250<Ui≤500

绝缘电阻测试仪器的电压等级/V 250 500 1000

抗电实验电压/kV 0.5(0.7) 2.0(2.8) 2.0(2.8)

冲击试验电压/kV 1 5 5

注 1:括号内数据为直流抗电强度试验值; 注 2:出厂试验时,抗电强度试验允许试验电压高于本表中规定值的 10%,试验时间为 1s。 3. 抗电强度:各独立电路与地(即金属框架)之间及无电气联系的各电路之间,应能

承受频率为 50 Hz 士 5Hz 的工频耐压试验,历时 l min,(也可采用直流电压,试验电压为交 流电压有效值的 1.4 倍) ,不应出现击穿或闪络现象,绝缘试验的试验等级见表 5-3。 4. 冲击电压:各电路对地(即金属框架)之间,交流电路与直流电路之间,应能承受

标准雷电波的短时冲击电压试验,冲击试验电压值按表 5-3 选取。承受冲击电压后,产品 的主要功能应符合标准规定。在试验过程中,允许出现不导致损坏绝缘的闪络,如果出现闪 络,则应复查抗电强度,抗电强度试验电压为规定值的 75%。 5. 系统接触电流:系统接触电流应不大于 3.5mA。 (注:当接触电流大于 3.5mA 时,

接触电流不应超过每相输入电流的 5%,如果负载不平衡,则应采用三个相电流的最大值来 进行计算。在大接触电流通路上,内部保护接地导线的截面积不应小于 1.0mm2。在靠近设 备的一次电源连接端处,应设置标有警告语或类似词语的标牌,即“大接触电流,在接通电 源之前必须先接地”) 。 6. 材料阻燃性能:系统所用的 PCB 的阻燃等级应达到 GB 4943 中规定的 V-0 要求,

塑胶导线的阻燃等级应达到 GB/T 18380.1-2001 中规定的要求,其他绝缘材料的阻燃等级应 达到 GB 4943 中规定的 V-1 要求。 7. 定。 8. 直接触电的防护: 系统内交流或直流裸露带电部件, 应设置适当的外壳、 防护挡板、 系统的防护等级: 系统机柜的外壳防护等级应不低于 GB 4208-1999 中的 IP20 的规

防护门、增加绝缘包裹等措施,防止在维护和操作过程中意外触及。用外壳作防护时,防护 等级也应达到 IP20。 9. 系统直流母排裸露处应套上绝缘套管, 并在醒目处加上“高压直流危险! ”的警告

23

提示。

5.6
1. 2. 3.

系统电磁兼容性要求
传导骚扰限值:传导骚扰限值应符合 YD/T 983-1998 中第 5.1 条的要求。 辐射骚扰限值:辐射骚扰限值应符合 YD/T 983-1998 中第 5.2 条要求。 静电放电抗扰性: 系统机柜应能保护产品抵御静电的破坏, 其保护能力应符合 YD/T

983-1998 第 7.3 条表 9 中“静电放电”的要求,应能承受不低于 8kV 静电电压的冲击。

5.7
1. 2.

系统音响噪声要求
系统音响噪声应不大于 60dB(A) 。 整流模块音响噪声应不大于 55dB(A) 。

5.8
1. 2.

可靠性指标要求
整流模块的可靠性 MTBF≥1×105h; 系统的可靠性 MTBF≥5×104h;

5.9

有效使用年限要求
系统有效使用年限应不少于 10 年。

5.10 监控模块功能要求
1. 系统应具有下列主要功能: 系统参数的设置和调整; 实时监视系统工作状态; 采集和存储系统运行数据和设定参数; 设置参数的掉电存储功能; 按照局(站)监控中心的命令对被控设备进行控制,通信协议应符合 YD/T

(1) (2) (3) (4) (5)

1363.3 的要求。 (6) 应能提供 RS232、RS485 或 IP 通讯接口,实现相关遥控、遥信和遥测功能,

并可根据具体要求进行调整或补充。

24

2.

交流配电部分:

遥测:输入电压,输入电流(可选) ,输入频率(可选); 遥信:输入过压/欠压,缺相,输入过流(可选) ,频率过高/过低(可选) ,断路器开关 状态(可选) 。 3. 整流模块:

遥测:整流模块输出电压,每个整流模块输出电流; 遥信:每个整流模块工作状态(开/关机,限流/不限流) ,故障/正常; 遥控:开/关机,均/浮充/测试。 4. 直流配电部分:

遥测:输出电压,总负载电流,主要分路电流(可选) ,蓄电池充、放电电流: 遥信:输出电压过压/欠压,蓄电池熔断器状态,均/浮充/测试,主要分路熔断器/开 关状态(可选) (1) 系统应能通过继电器干接点实现下列遥信功能。 遥信项目:输入电源中断、故障;输出电压过高、过低;整流模块故障;控制模块故障; 熔断器故障。 (2) 监控模块应有整流模块历史告警信息。 (3) 监控模块应具有在线测试蓄电池组容量功能。

5.11 整流模块功能要求
1. 2. 3. 4. 功率因数:当输入额定电压、输出满载时,输入功率因数应不小于 0.92。 谐波要求:当输入额定电压、输出满载时,输入电流谐波成分应≤10%。 整流模块应能显示模块输出电压、电流。电压、电流显示误差≤1.0%。 峰-峰值杂音电压:整流模块直流输出端在 0MHz~20MHz 频带内的峰—峰值电压

应不大于输出电压标称值的 0.5%。 5. 负载效应(负载调整率) :不同负载情况下的直流输出电压与输出电压整定值的差

值应不超过输出电压整定值的±0.5%。 6. 整流模块均流不平衡度:多个整流模块并机工作时,各模块应能按比例均分负载,

当各模块平均输出电流为 50%~100%的额定电流值时,其均流不平衡度应不超过±5%。 7. 负载效应恢复时间(动态响应) :由于负载的阶跃变化(突变)引起的直流输出电

25

压变化后的恢复时间应不大于 200 微秒,其超调量应不超过输出电压整定值的±5%。 8. 开关机过冲幅度:由于开关机引起直流输出电压变化的最大峰值应不超过直流输

出电压整定值的±5%。 9. 启动冲击电流(浪涌电流) :由于启动引起的输入冲击电流应不大于额定输入电压

条件下最大稳态输入电流峰值的 150%。 10. 软启动时间:软启动时间(从启动至直流输出电压爬升到标称值所用的时间)可

根据用户要求确定,一般为 3~10s。 11. 限压特性和限流特性:

(1) 限压特性: 充电装置在恒流充电状态下运行时, 当输出直流电压超过限压整定 值时,应能自动限制其输出电压的增加; (2) 限流特性: 充电装置在稳压状态下运行时, 当对蓄电池的充电电流超过电池的 限流整定值时, 或者当输出直流电流超过充电装置的总限流整定值时, 应能立即进入限流状 态,自动限制其输出电流的增加。 12. 每个整流模块应有独立的交流输入断路器,可以实现在不带负荷的情况下进行在

线并入系统或退出系统(热插拔功能)操作。 13. 监控模块故障或退出服务时,整流模块应恢复至缺省设定值,实现整流模块的自

主均流和输出。

5.12 交流配电功能要求
1. 系统可根据系统容量及整流模块机架数量提供输出开关分路的标准配置。 建议输出

分开关的总容量不大于输入总开关容量的 2.5~3 倍。 2. 交流输入、输出分路所用断路器应符合 GB14048 的相关技术要求。交流输入开关

的容量应与机架容量对应。交流输入应具有电压显示,显示误差不超过±1%。 3. 交流配电屏应具备测量电流、电压的功能,并采用数字显示方式。 4. 交流配电屏可以按照用户要求做到上进上出线或下进下出线。 5. 设备中的断路器分断能力要求不小于 25kA。 6. 交流配电屏的其他技术指标应满足 YD/T 585-1999《通信用配电设备》的要求。

26

5.13 直流总输出屏要求
1. 2. 在正常运行方式、 交流电源中断及蓄电池组充放电的情况下, 直流母线应连续供电。 直流输出分路: 输出分路容量及数量可根据实际要求灵活配置; 采用的熔断器应具

有通用性,必要时可在现场直接更换。 3. 4. 正极、负极的端子不宜并列布放。 直流配电屏内应具有能接入不少于 2 组蓄电池的连接端子, 任一路出现故障都不影

响其它路的正常供电。 5. 6. 7. 直流配电屏电压降在满载时小于 500mV。 直流配电屏应能多台并联工作。 直流配电单元可分别测量总电流、电池充、放电电流和负载总电流,并采用数字显

示方式,显示误差±0.5%以下。240A 以上系统的电流信号采集不宜使用分流器,采用霍尔 装置时必须选择高精度的产品。 。 8. 直流配电屏其他技术指标应满足 YD/T 585《通信用配电设备》的要求。

5.14 机房直流配电屏要求
1. 2. 配置完全独立双回路供电路由。 列柜各分路结构清晰, 方便区分标识以及接线操作。 柜内裸露的汇流母线排需加绝

缘层或外护套(板)进行保护,同时应采用不同颜色区分正负极:正极采用棕色,负极采用 蓝色。 3. 直流输出分路:

(1) 输出分路容量及数量可根据实际要求灵活调整。 (2) 采用的熔断器及断路器部件应具有通用性,必要时可在现场直接更换。 (3) 采用的断路器或熔断器,其电压必须符合高压直流系统的要求。 (4) 如采用熔断器进行过流保护,正极、负极的端子不宜并列布放。宜正负极性上下 分层,如正极一排,负极一排。 4. 5. 直流配电屏电压降在满载时小于 500mV。 应能测量各回路电压、电流,并采用数字显示方式,显示误差±1%以下。电流信

号采集不宜采用分流器。 6. 直流配电屏其他技术指标应满足 YD/T585《通信用配电设备》的要求。
27

5.15 直流电源列柜要求
1. 电源列柜应满足给一列或多列网络机柜提供完全独立双回路供电的要求。 2. 列柜各分路结构清晰, 方便区分标识以及接线操作。 柜内裸露的汇流母线排需加绝 缘层或外护套(板)进行保护,同时应采用不同颜色区分正负极:正极采用棕色,负极采用 蓝色。 3. 电源列柜每路输出分路数量应不少于 20 路。每分路容量不小于 32A,并且可以根 据实际的容量需求进行熔断器规格的选择。 4. 输出宜采用断路器进行保护。 5. 采用的断路器或熔断器,其电压必须符合高压直流系统的要求。 6. 电源列柜内所有电缆均应符合 YD/T 1173 的要求,各连接电缆的线径应满足设计 载流量的要求。 7. 电源列柜应单独设置保护接地排。 8. 保护接地装置与电源列柜的金属柜及内部各金属部件之间应具有可靠的电气连接, 其连接电阻值≤0.1Ω。 9. 应能测量总输入电压、电流,并采用数字显示方式,显示误差±1%以下。电流信 号采集不宜采用分流器。 10. 电力质量管理功能(可选) :总输入及各输出回路的电压、电流、功率的测量及电 量的计量。 11. 直流列柜其他技术指标应满足 YD/T 585《通信用配电设备》的要求。

5.16 设备外观与结构要求
1. 设备机架面板平整,镀层牢固,漆面匀称,所有标记、标牌清晰可辨,无剥落、锈 蚀、裂痕、明显变形等不良现象。机壳应采用冷轧钢板。 2. 抗震性能:电源设备应取得电信设备抗震性能检测合格证,满足 YD 5096-2005《通 信用电源设备抗地震性能检测规范》的要求,并满足设备安装地点的抗震设防要求。 3. 通风散热:电源结构设计应有利于自然通风和散热。 4. 电源设备机架外形尺寸应满足用户的要求,机架宽度不宜大于 800mm、深度不宜大 于 800mm,高度 2000mm~2200mm。电源列柜应便于和主设备同列安装并满足用户的要求。

28

5.17 包装与标志
1. 2. 3. 4. 5. 产品标志:在产品的适当位置必须有标志,其内容应符合有关国标、行标规定: 产品铭牌的内容、外观、性能应符合 YD 122-1997 标准的规定。 安全标识应符合 GB 4943 标准中 1.7 的要求。 包装标志:产品包装上应有标志并符合 GB 191 规定。 产品包装应防潮、防振,并应符合 GB/T 3873 规定。

6
6.1

IT 设备对 HVDC 的适应性要求
采用单相交流 220V 供电的 IT 设备
采用单相交流 220V 供电的 IT 设备使用高压直流供电,应具备如下要求: 1、 IT 设备电源回路上无在直流 280V 电源工作下无法安全灭弧的物理开关。 2、 IT 设备电源回路上无并联对直流电压呈现短路状态的感性电子元器件。 3、 IT 设备电源回路上无串联对直流电压呈现开路状态的容性电子元器件。 4、 IT 设备上无对交流频率监测的要求。 5、 宜采用符合 SSI 和 ATX 规范的电源模块,也可以采用针对 240V 高压直流专门设

计的电源模块。

6.2

采用三相交流 380V 供电的 IT 设备
采用三相交流 380V 供电的 IT 设备使用高压直流供电,除应具备 6.1 的各项要求外,还

须应具备如下要求: 1、 采用三相四线制供电。 2、 无相序要求。 3、 可以采用相线和零线间 220V 交流供电。 4、 零线的载流量应满足三相相线额定电流的总和。

6.3

IT 设备对 HVDC 的适应性的测试和处理方法
1、 IT 设备对 HVDC 的适应性其他要求和相关说明可参考附录 A。

29

2、 IT 设备上电前对直流电源供电适应性的测试方法参考附录 B。 3、 IT 设备不能在 HVDC 不能正常启动或工作的处理方法参考附录 C。 4、 在进行更新改造时,IT 设备和数据设备供电电源的过渡建议参考附录 D。

7
7.1

工程管理及验收、割接要求
系统设备安装基本原则 系统安装位置应靠近负荷中心, 使馈电线路长度尽量缩短, 避免走线架上电源线局

1.

部堆积过多。 2. 设备平面布置时应满足地面的承重能力。 尽量应使机房承重负荷分散, 必要时应核

算机房地面的承重能力。 3. 在充分利用机房空间的前提下,应考虑方便设备安装、维护、扩容、更换,预留合

理的操作空间和设备进出通道。 4. 设备功率负荷均匀分布原则。对于功率密度大、发热量大的整体设备,应靠近走道

安装;防止机房局部高温。

7.2

系统设备安装要求 1. 蓄电池组也应采用对地悬浮方式。 在蓄电池侧正负极均不接地且都要装熔断器作为

蓄电池组过流保护器,额定电流按 1.5~2 倍的设计负载电流计算。不得采用带电磁脱扣功 能的断路器作为蓄电池组过流保护器。 2. 蓄电池侧正负极电缆接头之间宜保留 150mm 以上的安全距离。 3. 电池架周围应有安全防护挡板。 4. 电池架的强度应满足电池承重要求,防止架体变形。 5. 电缆布线应与-48V 直流及 220V 交流电缆分离,并明确标识。

7.3

工程验收测试项目和要求 系统设备安装调测完毕后,应做工程验收测试,使用部门应参加验收测试。验收测

1.

试应达到技术要求后,方能投入试运行。经过 72 小时试运行且一切正常,使用部门方可签 字接收。

30

2.

系统测试应包括但不限于以下内容: 电源系统绝缘测试: 直流屏和组合电源中的直流模块, 正极母线对地电压与负

(1)

极母线对地电压的绝对值,在系统电压范围内应不大于 10V。 (2) 电源系统综合指标测试:系统的电压调节范围、限流值设定、高低压保护应符 合系统要求, 其它指标应满足 YDB 037-2009 《通信用 240V 直流供电系统技术要求》 的要求。 3. 绝缘监察及信号报警试验应包括但不限于以下内容: 系统设备在空载运行时, 用低于系统设定的绝缘电阻值的电阻分别使直流母线

(1)

接地,应发出声光告警信号。 (2) 直流母线电压低于或高于整定值时,应发出低压或过压信号及声光告警。 (3) 对于有绝缘监察的分路,应能分别检测、显示各被监察分路的绝缘状态。 (4) 对绝缘监察系统进行检测前, 应做好安全措施 (如必要时可将连接绝缘监察装 置的地线断开,测试完后,应将地线恢复连接)。 4. 设备机架上电检查测试

标识核查: 各直流分路的上下级及标识标签应保持统一的对应关系。 电源插头插座极性测试: “N”为正,“L”为负。采用插座连接方式应测试图 4-5 a,c 所示插座的电压和极性,采用接 线端子方式的应测试图 4-5 b 所示电源线输出端的电压和极性。 5. 工程验收的其他要求:参照 YD/T 5079-2005《通信电源设备安装工程验收规范》

的相关要求。

8
8.1

运行维护要求
IT 设备对直流电源供电适应性的确认 IT 设备上电前必须进行直流电源供电适应性的测试及确认。 检查 IT 设备电源模块本身是否自带船型开关。如有,应内部短接或采取措施使之

1. 2.

固定在 ON 位置无法动作。 3. 测试内容应包括是否能使用直流, 正负极性要求, 正常启动电压, 工作电压范围等。

测试方法可参考附 B。 4. 如设备不能启动或正常工作,可按附件 D 提供的方法进行处理。

31

8.2

IT 设备送电应按下列顺序和要求操作 1. 检查确认机架内所有IT设备输入电源线与设备分离。 2. 合上网络机柜总断路器,测量及确认正负极性和电压。 3. 依次合上分路断路器,测量及确认机架插座或IT设备输入电源线正负极性和电压。 4. 断开全部分路断路器,插入电源线连接IT设备。 5. IT设备电源模块本身自带船型开关的, 确认内部已短接或已采取措施使之固定在ON

位置无法动作后方可上电。 6. 逐一合上分路断路器,观察IT设备电源模块正常后,启动IT设备。

8.3

IT 设备下电应按下列顺序和要求操作 1. IT设备正常停机时,应先进行软件操作停机,然后关断分路断路器,拔出电源线。 2. IT设备无法进行软件操作停机时,可直接关断分路断路器,拔出电源线。 3. 紧急情况下需要立即关断IT设备电源,可直接从IT设备上拔下电源线插头。 4. 禁止直接使用IT设备电源上的船型开关进行下电操作。 5. 已关机停用的IT设备,应断开相应的分路断路器,且从IT设备上拔下电源线插头。

8.4

IT 设备发生故障时应按下列要求操作 1. IT设备硬件发生故障但未造成分路断路器跳闸时, 应断开分路断路器, 待负载故障

排除后,按正常送电程序操作。 2. 发生分路断路器跳闸总断路器未跳闸时, 除检查IT设备是否正常外, 还应检查供电 回路是否正常,待故障排除后,再按正常送电程序操作。 3. 发生分路断路器、总断路器都跳闸时,应先断开所有分路断路器,待查明故障原因 并确认供电回路正常后,再合上总断路器,按正常送电程序操作。 4. 禁止直接使用IT设备电源上的船型开关进行下电操作。

32

8.5

安全操作要求 1. 维护操作应按照交流380/220V电压等级的操作要求。 2. 维护通道应铺垫绝缘垫。 3. 对裸露的导体应进行绝缘处理,防止人身直接碰触。

8.6

绝缘监察装置检查 1. 采用低于系统设定值的电阻分别使直流母线接地, 检查是否发出声光告警信号以及

接地情况。 2. 检查测试时, 应确保所接测试回路不会出现短路而影响正常直流输出带载。 所选测 试短路电阻应采用两个串联,且总阻值不得小于 28k?, 。 3. 对绝缘监察系统进行检测前,应做好安全措施,防止出现人身意外和设备故障。必 要时,可将连接绝缘监察装置的地线断开。检测测试完毕后,应将地线恢复连接。

8.7

日常巡视检查项目 1. 检查各种声光告警应处于完好状态。 及时处理各种告警, 对次要告警要确认不影响

安全供电的情况下,做好记录,落实修复计划。 2. 检查供电系统输出电压、均流性能、整定参数、指示仪表准确性。 3. 检查交流输入三相电流平衡情况。 4. 蓄电池室通风、照明及消防设备完好,温度符合要求,无易燃、易爆物品; 蓄电 池组外观清洁,无短路、接地; 连接牢靠无松动,端子无腐蚀。 5. 直流系统的绝缘状况良好。 各支路的运行监视信号完好、指示正常,熔断器无熔 断,空气开关位置正确。 6. 出现自动空气开关脱扣、 熔断器熔断等异常现象后, 应巡视保护范围内各直流回路 元件有无过热、损坏和明显故障现象。 7. 现场应备有各类自动空气开关、熔断器等配件,各种规格的熔断器、空开应标识清 晰,不同规格的配件不得混放;当备品备件被使用后,应及时进行补充。

33

8. 系统运行过程中要保持电源模块工作在节能区(浮充状态下模块工作在50-60%),
系统冗余过大时,宜退出部分模块。

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附录 A:IT 设备对高压直流供电的适应性要求
1、 理论分析和实际试验都证明, 采用 SSI 和 ATX 规范电源模块的 IT 设备均能满足高压 直流供电的要求。 2、IT 设备电源回路上不得有船型开关或纽子开关。否则,在高压直流电源电压工作时, 开关不能安全灭弧。 3、IT 设备电源回路上不得并联电感或串联电容。否则,在直流电源电压工作时,容易 产生正负极之间短路或切断电源。 4、IT 设备上不得有对交流频率检测的装置。否则,在直流电源电压工作时,会发出检 测不到工频频率的告警。 5、 IT 设备不得有必须使用交流电的装置,比如不得含有变压器、交流马达、交流风扇 等。否则,在直流电源电压工作时,会出现电源短路事故。 6、直接以纯电阻作为负载的设备也不宜采用高压直流供电。

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附录 B:IT 设备上电前对直流电源供电适应性的测试方法
(1) 测试前检查: 检查 IT 设备电源模块是否带有船型开关。如有,应内部短接或采取措施使之固定在 ON 位置无法动作。 (2) 加直流电前测试准备: 首先采用万用表欧姆档测量 IT 设备输入 L、N 两极的电阻,检查是否存在短路或者是 电源内部存在绕组变压器。当测量值大于 100k?时,可以进行直流加电。 (3) 加直流电: 上架测试区应安装一台带智能保护功能的直流电源,输出电压调节范围大于 192~ 285V。在测量电阻后,给设备输入直流 270V,输入正负极和 IT 设备的 LN 的对应关系应符 合系统的要求。待正常启动后,慢慢调整电压范围 192~285V,如设备能正常工作,表示该 IT 设备能在 240 直流系统的供电电压范围内工作,确认可以上架。 (4) 半波整流设备: 对少数功率很小的通信设备, 内部电源模块有可能采用的是半波整流, 如输入直流电源 后不能开机,可能是设备制造厂安装时将设备内部“L”与“N”接反,可将测试的直流电源正、 负极对调, 再尝试启动, 如能正常启动, 说明该设备采用的是半波整流方式。 对于此种设备, 可将该分路开关输出线正、负极对调,并作不同颜色的明显标识。

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附录 C:IT 设备不能正常启动者不能正常工作处理方法
当 IT 设备按附件 1 的顺序检查测试后不能启动,均不能正常启动,或者能正常启动, 但不能在 192~285V 电压范围内正常工作,说明该 IT 设备不满足高压直流供电,因此建议 采用以下方法进行处理: (1) 更换处理 对于不能采用直流供电的 IT 设备,优先考虑将整机更换,采用可以用直流供电的设备 进行替代。如果电源模块是独立的,也可以不更换主机,只更换电源模块。 (2) 采用逆变器供电: 如果极个别设备不能更换,又必须在该机房使用,可以采用加装 240V 直流-220V 交流 的逆变器进行供电。

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附录 D:IT 设备和数据设备供电电源的过渡建议
1. 新建 IDC、IT 主机类机房以及数据设备机房应优先考虑采用高压直流供电系统。

2. 原有机房通信设备采用 UPS 系统供电的, 仍可继续使用, UPS 系统原则上不再考 原 虑扩容。 如通信系统扩容或设备更新, 对新扩容或更新的设备应优先考虑采用高压直流供电。 3. 对核心网络、企业信息化平台、重要客户 IT 设备等仍采用 UPS 系统供电的,如现 有 UPS 系统存在使用年限长、负荷重、故障率高、供电可靠性差等问题,从保障通信安全、 兼顾设备利旧的角度考虑, 应采用高压直流系统建立可靠的备份供电系统。 可采用下列方法 之一: (1)按主、备用设备分系统供电 IT类设备、 数据通信系统主用设备由高压直流系统供电,备用设备由原UPS系统供电 (见 图D-1)。

图D-1 按主、备用设备分开供电示意图 (2)按主、备用电源模块分系统供电 主用模块由高压直流系统供电,备用模块由原UPS系统供电(见图D-2)。

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图D-2 系统按主、备用模块分开供电示意图 4. UPS 供电系统的替换 对于 UPS 供电系统负荷白昼变化较大的场所,如号百中心、10000 号、城市营业厅等, 从节能的角度应优先考虑由高压直流供电取代 UPS 供电。 在取得经验后, 再逐步推广到其它 使用场景。 5. 通信设备不断电割接 由 UPS 供电过渡到高压直流供电时,通信设备的各个电源模块均须断电进行割接。当 通信设备为单电源模块供电时, 该设备需断电割接; 当通信设备为双 (多) 电源模块供电时, 可采取电源模块逐个断电,以实现通信设备不断电割接。

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附录 E:导线颜色及截面积的相关规定
导线颜色及截面积的相关规定 (资料性附录)

E1 母线、汇流排、主电路导线相序及颜色应符合表E-1规定。

表E-1 母线汇流排主电路导线相序 涂漆颜色或色标 符号 (或绝缘导线颜色) A相 B相 C相 正极 负极 中性极 安全用 接地线 U V W L+ LN 保护接地PE 黄绿双色 E — — — 黄 绿 红 棕 蓝 淡蓝 垂直布置 上 中 下 上 下 最下 前后布置 后 中 前 后 前 最前 水平布置 左 中 右 左 右 最右 母线安装相互位置

注:安装位置按屏、柜的正视方向。正、负母排安装时,其间距不宜小于60mm。 E.2 产品选用的连接导线应采用铜导线,且其截面积不应小于表E-2的规定。 表E-2 导线截面积的规定 电压特征 交流电压控制电路 直流电压控制电路 交、直流电流电路 100V~380V ≤220V 1A~5A 10A 25A 40A 绝缘导线截面/mm 1.5 1.5 2.5 4.0 6.0 10.0
2

矩形母线推荐值/mm — — — 30×4 30×4 30×4

2

40

50A 63A 80A 100A 140A 200A 300A 400A 630A 1000A 1500A

10.0 16.0 25.0 35.0 50.0 95.0 120.0 150.0 2×120 2×150 2×185
2 2

30×4 50×4 50×4 50×4 50×4 60×6 60×6 60×6 60×6 80×8 80×10

注:对于 48V 及以下的控制电路允许采用标称截面积 0.5mm ~1mm 的导线。

41

附录 F:通信用 240V(HVDC)适用设备(部分)
表F-1 通信用240V(HVDC)适用设备(部分) (资料性附录) 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 设备厂商或供应商 830 830 Brocade COLLAPSAR COLLAPSAR DELL DELL DELL DELL DELL DELL DELL DELL DELL DELL DELL DELL DELL DELL DELL DELL DELL 设备名称 服务器 服务器 光交换机 防火墙 防火墙 磁盘阵列 磁盘阵列 磁盘阵列 磁盘阵列 磁盘阵列 服务器 服务器 服务器 服务器 服务器 服务器 服务器 服务器 服务器 服务器 服务器 服务器 设备规格型号 COMPAQ DL320 COMPAQ ES40 Brocade 5000 COLLAPSAR 2000 COLLAPSAR 600 DELL 2650 DELL CX300 DELL EMC DELL EMC CX300 MA01772 DELL 1750 DELL 1800 DELL 1850 DELL 1950 DELL 2600 DELL 2850 DELL 2950 DELL 330 DELL 360 G5 DELL 620 DELL 6800 DELL 6850

42

序号 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49

设备厂商或供应商 DELL DELL DELL DELL DELL DELL DELL DELL DELL DELL DELL DELL DELL D-LINK D-LINK D-LINK H3C HITACHI HP HP HP HP HP HP HP HP HP

设备名称 服务器 服务器 服务器 服务器 服务器 服务器 服务器 服务器 服务器 服务器 服务器 服务器 服务器 HUB HUB HUB 交换机 服务器 磁盘阵列 磁盘阵列 磁盘阵列 磁盘阵列 服务器 服务器 服务器 服务器 服务器 DELL 840 DELL 860 DELL 960

设备规格型号

DELL GX240 DELL GX260 DELL GX270 DELL GX520 DELL GX620 DELL ML370 DELL R900 DELL SC1420 DELL XL1420 联想万全 R510 D-LINK DE-816TP D-LINK DES-1016R D-LINK DES-1024R+ H3C S1016 日立 9500V HP 360 华为 S3100 惠普 MSA 500 G2 惠普 MSA A 200 HP 180 HP 180G5 HP 2405 HP 360 HP 360 G5

43

序号 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76

设备厂商或供应商 HP HP HP HP HP HP HP HP HP HP HP HP HP HP HP HP HP HP HP HP HP HP HP HP HP HP HP

设备名称 服务器 服务器 服务器 服务器 服务器 服务器 服务器 服务器 服务器 服务器 服务器 服务器 服务器 服务器 服务器 服务器 服务器 服务器 服务器 服务器 服务器 小型机 小型机 小型机 小型机 小型机 小型机

设备规格型号 HP 380 G4 HP 380 G4 HP 380 G5 HP 5300 HP 5300 HP 5700 HP 580 G4 HP 580 G5 HP 7410 HP 9000 HP 9000 RP3440 HP DL180 HP DL380 HP E55 HP E800 HP HSU 200-A HP ML150 HP ML320 HP ML370 HP ML370 HP V3 HP 9000 RP3410 HP 9000 RP440 HP LH3 HP RP4440 HP 4/256 HP 9000 RP8420

44

序号 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103

设备厂商或供应商 HP HP HP HP HP IBM IBM IBM IBM IBM IBM IBM IBM IBM IBM IBM Netscreen O-RIC-E1、10BASET Rady SUN SUN SUN SUN SUN SUN SUN SUN

设备名称 小型机 小型机 小型机 小型机 小型机 磁盘阵列 磁盘阵列 磁盘阵列 服务器 服务器 服务器 服务器 服务器 服务器 服务器

设备规格型号 HP hsu100 HP RP5470 HP RP7410 HP RP8440 HP xp 10000 IBM 3650 IBM 8685 IBM EXP 400 IBM 235 IBM 346 IBM 5500 IBM 5600 IBM 8183-ICT IBM X232 IBM X3650 IBM 335

网络设备 网络设备 光猫 服务器 服务器 服务器 服务器 服务器 服务器 服务器 服务器

Netscreen 防火墙 O-RIC-E1/10BASET Rady RC-203AIV+ SUN SUN SUN SUN SUN SUN SUN 240 3300 480 890 T3 v210 v880

SUN 1405

45

序号 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130

设备厂商或供应商 SUN SUN SUN SUN SUN SUN SUN SUN 烽火 富土通 华为 华为 华为 华为 华为 华为 华为 华为 华为 华为 华为 康柏 康柏 浪潮 联想 联想 思科

设备名称 服务器 服务器 服务器 服务器 服务器 服务器 服务器 服务器 传输 磁盘阵列 磁盘阵列 磁盘阵列 磁盘阵列 交换机 交换机 交换机 交换机 交换机 路由器 网络设备 网络设备 服务器 服务器 服务器 服务器 普通 PC 交换机 SUN 2000 SUN 2500 SUN 3300

设备规格型号

SUN Netra20 SUN V240 SUN V480 SUN V880 SUN V890 IBA/110A HP MSA2000 华为 华为 D 160 S 3100

华为 D160 HUAWEI 2300 HUAWEI 2403 HUAWEI 3000 HUAWEI 3026 HUAWEI S2008 HUAWEI AR 28-11 华为 3900 华为 S2000 康柏 3000 康柏 ES40 浪潮 NF 280 G2 联想万全 R510 联想 SY2 思科 2960G

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序号 131 132 133 134 135

设备厂商或供应商 思科 思科 思科 以色列 中兴

设备名称 交换机 路由器 网络设备 网络加速及优化  IPTV

设备规格型号 中兴 ZXR 10 2826S CISCO PIX 515E 思科 515E CN-7740 中兴 ZXR10 T46G

47

序号 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151

设备厂商或供应商 中兴 中兴 中兴 中兴 中兴 中兴 中兴 中兴 中兴 中兴

设备名称 磁盘阵列 磁盘阵列 磁盘阵列 交换机 交换机 交换机 流媒体刀片服务器 万兆路由交换机 万兆路由交换机 网络设备 防火墙 光猫 交换机 交换机 网络设备 网络设备 富土通

设备规格型号 2000

中兴 S510 中兴 ZXF20 S260 DES-1024R ZTE R10 2826E 中兴 ZXR 10 2626 中兴 VS8000 中兴 T64G 中兴 ZXR 10 8905 中兴 2826E NET Screen-50 OVIENT O-RIC-E1/10 BASET F-engine S2000 Silkworm 4100 AT-8724XL BIT-E10

注:以上资料仅供参考。同一型号而不同批次的设备,仍存在采用不同类型电源模块的 可能性。故每一批次的设备初次使用时,仍应进行HVDC的适应性测试。

48