數(shù)據(jù)通信電源及高壓直流供電系統(tǒng)的分析

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摘要：數(shù)據(jù)通信是現(xiàn)階段社會(huì)應(yīng)用不可缺少的內(nèi)容，保證其供電的穩(wěn)定性對(duì)于數(shù)據(jù)通信的功能發(fā)揮和價(jià)值提升有著重要的意義，所以研究數(shù)據(jù)通信供電的相關(guān)內(nèi)容有著十分重要的現(xiàn)實(shí)價(jià)值。本文對(duì)數(shù)據(jù)通信供電的基本特點(diǎn)進(jìn)行探討，并就我國(guó)數(shù)據(jù)通信供電的現(xiàn)狀，尤其是對(duì)交流UPS供電系統(tǒng)的可靠性、安全性以及工程設(shè)計(jì)等內(nèi)容展開詳細(xì)的分析。與此同時(shí)，從高效節(jié)能的角度出發(fā)對(duì)直流供電系統(tǒng)以及其實(shí)施進(jìn)行試點(diǎn)跟蹤，可以更好的發(fā)現(xiàn)問題并及時(shí)的解決，從而構(gòu)建起價(jià)值功能更加完善的高壓直流供電新系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)通信；電源線狀；高壓直流供電；新系統(tǒng)

從目前的數(shù)據(jù)通信具體研究來看，各個(gè)國(guó)家的通信事業(yè)都是以電話為中心進(jìn)行發(fā)展的，電話交換機(jī)的供電電源采用的是較為傳統(tǒng)的-48V電壓供電，而各國(guó)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)供電卻都是采用交流供電的體制，這種體制是由交流市電和交流UPS組成的交流系統(tǒng)供電。在進(jìn)入21世紀(jì)之后，通信技術(shù)得到了飛速的發(fā)展，數(shù)據(jù)通信和互聯(lián)網(wǎng)得到了較為普遍的應(yīng)用，在這樣的大背景下電信和信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)了融合，這種融合使得通信機(jī)房?jī)?nèi)需要設(shè)置電信和數(shù)據(jù)通信設(shè)備，基于這樣的設(shè)備配置，通信電源設(shè)備和系統(tǒng)又出現(xiàn)了較為明顯的改變。簡(jiǎn)言之，從目前的應(yīng)用現(xiàn)狀分析來看，通信設(shè)備不僅需要直流供電，其中的服務(wù)器、路由器等計(jì)算機(jī)設(shè)備又需要交流供電，所以對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的供電進(jìn)行分析現(xiàn)實(shí)意義重大。

1數(shù)據(jù)通信設(shè)備供電系統(tǒng)現(xiàn)狀

從目前的數(shù)據(jù)通信設(shè)備供電系統(tǒng)現(xiàn)狀來看，當(dāng)前使用的供電系統(tǒng)主要有兩種方式，一種是利用直流進(jìn)行供電，另一種是使用交流進(jìn)行供電，下文是對(duì)兩種供電的詳細(xì)分析。

1.1采用直流供電

在目前的數(shù)據(jù)通信設(shè)備供電當(dāng)中，采用直流進(jìn)行供電較為普遍。之所以要利用主流供電系統(tǒng)進(jìn)行供電主要是因?yàn)閺囊幌盗械难芯拷Y(jié)果來看，直流系統(tǒng)供電是通信設(shè)備最可靠、最安全和經(jīng)濟(jì)的供電方案。之所以此種供電系統(tǒng)可靠，主要是因?yàn)樵陂L(zhǎng)期的研究和發(fā)展中，-48V直流電源在電信行業(yè)中已經(jīng)得到了規(guī)范化的應(yīng)用。此系統(tǒng)通過一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)接口實(shí)現(xiàn)了對(duì)不間斷電話服務(wù)的提供，可靠性十分的顯著。再者，此系統(tǒng)采用的雙路輸入的供電方法也比較容易實(shí)現(xiàn)，所以其整體應(yīng)用突出了經(jīng)濟(jì)性。從最近的發(fā)展來看，我國(guó)數(shù)據(jù)通信取得了比較明顯的進(jìn)步。在電源利用方面，-48V電源系統(tǒng)雖然還存在著應(yīng)用，但是其效果卻已經(jīng)明顯的弱化。從實(shí)際調(diào)查的結(jié)果來看，目前互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心IDC機(jī)房耗電量高達(dá)幾百至幾千kW的負(fù)載如果仍然是使用-48V電壓，必然會(huì)出現(xiàn)設(shè)備利用效率降低、饋電導(dǎo)線界面加粗等突出的問題，所以在數(shù)據(jù)通信不斷進(jìn)步基礎(chǔ)上，不少國(guó)家都在積極的進(jìn)行300~400V高壓直流供電系統(tǒng)的研究。

1.2采用交流供電

交流供電也是通信設(shè)備供電的一種主要方式，為了提升供電的效果，主要采用的是UPS技術(shù)。就此技術(shù)的具體分析來看，其應(yīng)用需要滿足三個(gè)方面的基本條件。第一是要采用冗余的UPS的供電方法。就我國(guó)通信行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定而言，通訊系統(tǒng)的UPS可應(yīng)用度要達(dá)到99�9995%以上，以這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行換算發(fā)現(xiàn)每年的故障時(shí)間只允許有2.6min。根據(jù)這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)使用單機(jī)的UPS不能滿足具體的需要，所以要使用冗余的UPS供電方法。第二是在UPS使用中最好采用并聯(lián)冗余UPS供電的方法。這種方法的利用分為直接并聯(lián)和并機(jī)柜并聯(lián)兩種方式。直接并聯(lián)這種方式在利用的過程中對(duì)于擴(kuò)容有著積極的意義，所以在容量系統(tǒng)擴(kuò)大中可以使用此方式。并機(jī)柜并聯(lián)這種方式主電路較為簡(jiǎn)單，但是擴(kuò)容十分的不方便，所以在主機(jī)臺(tái)數(shù)較小的容量系統(tǒng)中進(jìn)行運(yùn)用比較合適。第三是為了保證負(fù)載輸入端的電源可靠性，需要積極的利用冗余UPS的方案。這種方案主要指的是利用兩臺(tái)獨(dú)立的UPS進(jìn)行工作，從而保證UPS之間存在負(fù)載母線的同步電路，這樣，UPS在全部時(shí)間內(nèi)的同步工作可以實(shí)現(xiàn)，電源穩(wěn)定性明顯的提高。

2互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心和數(shù)據(jù)機(jī)房的供電

在目前的互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心和數(shù)據(jù)機(jī)房的供電當(dāng)中，采用的方式主要有兩個(gè)：第一是以交流供電為主，少量的設(shè)備使用直流，第二種是以直流供電為主，少量的設(shè)備使用交流?？傊?，無論是使用以直流供電為主的方式還是以交流供電為主的方式，一般都是需要二者的共用。簡(jiǎn)言之，目前的互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心和數(shù)據(jù)機(jī)房的供電是由直流供電系統(tǒng)和交流供電系統(tǒng)共同提供的，具體需要哪種系統(tǒng)為主供電系統(tǒng)，需要根據(jù)機(jī)房的具體設(shè)備利用進(jìn)行布置和安排。

3高壓直流供電新系統(tǒng)分析

高壓直流供電新系統(tǒng)是在不斷的分析和研究中構(gòu)建出來的有利于供電高效性和節(jié)能性實(shí)現(xiàn)的供電系統(tǒng)，這種系統(tǒng)目前主要有三種表現(xiàn)方式，下面便是對(duì)其的詳細(xì)介紹。

3.1整流型的AC供電

整流型AC供電是目前存在的一種高壓直流供電新系統(tǒng)。此系統(tǒng)的基本技術(shù)框架有兩部分組成：第一是當(dāng)存在市電的時(shí)候，在設(shè)備的輸入端進(jìn)行整流并直接配給AC/DC變換器，這樣在系統(tǒng)中就可以實(shí)現(xiàn)一級(jí)變換。第二是當(dāng)市電停電的時(shí)候，利用備用電源將高壓蓄電池連接到進(jìn)行集中供電的AC/DC變換器，這樣可以實(shí)現(xiàn)對(duì)模板的供電。在具體的利用中，此系統(tǒng)表現(xiàn)出來四個(gè)方面的突出優(yōu)勢(shì)：首先是在系統(tǒng)中因?yàn)橹挥幸粋€(gè)變換級(jí)，所以效率有了極大的提升。其次是此種技術(shù)形成的新電池充電器和目前使用的充電器相比尺寸大為減少，所以從空間占用上來講，其優(yōu)勢(shì)十分的突出。再次是此種技術(shù)形成的蓄電池其價(jià)格要比傳統(tǒng)蓄電池的價(jià)格更低，所以經(jīng)濟(jì)性更加的突出。最后是利用此技術(shù)形成的供電系統(tǒng)和通信設(shè)備具有比較強(qiáng)的兼容性，所以在模塊方面不需要在進(jìn)行多余的添加。簡(jiǎn)言之，整流型AC供電系統(tǒng)作為一種全新的高壓直流供電系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中表現(xiàn)出了比較強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，其在目前的數(shù)據(jù)通信供電當(dāng)中具有較好的實(shí)用性，應(yīng)用價(jià)值較高。

3.2小型數(shù)據(jù)局的高壓直流供電系統(tǒng)

小型數(shù)據(jù)局的高壓直流供電系統(tǒng)是目前應(yīng)用的另一種高壓直流供電新系統(tǒng)，此系統(tǒng)的出現(xiàn)和應(yīng)用開始于美國(guó)。從此系統(tǒng)的具體分析來看，在數(shù)據(jù)的中心局當(dāng)中，傳統(tǒng)的供電系統(tǒng)采用的是交流400V或者是480V進(jìn)行供電，而供電給通信設(shè)備的電源是-48V電源。基于這樣的認(rèn)知，安裝一個(gè)具有示范性的小型數(shù)據(jù)中心局，并在其中進(jìn)行交流UPS供電設(shè)備以及直流380V高壓供電設(shè)備的安裝，并就其各自介入到具有相同功率的服務(wù)器當(dāng)中，這樣就可以獲得二者的效率，進(jìn)而對(duì)高壓直流的節(jié)能數(shù)據(jù)等進(jìn)行獲取。在示范性的小型局交流和直流供電設(shè)備系統(tǒng)當(dāng)中，將交流UPS的功率恒定早75W，因?yàn)闆]有定型的直流UPS，所以在具體利用中將光電逆變器當(dāng)整流器進(jìn)行使用，其容量也會(huì)達(dá)到75kw。在此之外，使用飛輪直流UPS并使用VSS120型的設(shè)備，這樣，定型的交流輸入U(xiǎn)PS改裝就可以完成了。從最終的測(cè)試分析來看，400V的直流供電系統(tǒng)，其和甲流系統(tǒng)相比可以節(jié)省7%的輸入電力，由此說明直流供電系統(tǒng)具有高效和節(jié)能的特點(diǎn)。

3.3270V直流供電系統(tǒng)

270V直流供電系統(tǒng)也是目前使用的一種高壓直流供電新系統(tǒng)，此系統(tǒng)在節(jié)能和高效方面也有著較為顯著的效果。就目前的具體分析來看，此系統(tǒng)具有四個(gè)方面的突出特點(diǎn)：第一是從研究論證的結(jié)果來看，在使用冗余直流變換器的時(shí)候，此系統(tǒng)的可靠性和-48V系統(tǒng)的指標(biāo)具有一致性，和采用冗余并聯(lián)UPS也具有相同性，和沒有冗余的UPS相比較，其供電指標(biāo)要更高。第二是此系統(tǒng)在人生安全方面更加的顯著。從調(diào)查來看，220v、50Hz的交流電源對(duì)人體會(huì)產(chǎn)生比較大的危害，而當(dāng)交流電壓在小于240V的時(shí)候，其對(duì)觸及的人參皮膚傷害在恒定的范圍內(nèi)，超過240V，電流在不斷的增加，危害也在不斷的加大。因?yàn)榇讼到y(tǒng)采用的是直流供電，所以同樣為50Hz所謂電流，其傷害只有交流電的40%，所以說此系統(tǒng)更加的安全。第三是從經(jīng)濟(jì)方面進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)此種系統(tǒng)相比交流供電系統(tǒng)，成本投資增加了59%以上，所以說直流系統(tǒng)更具經(jīng)濟(jì)性。第四是和48V的直流供電系統(tǒng)相比，270V直流供電系統(tǒng)雖然耗損高，但是電纜費(fèi)用降低，綜合成本投入要更小。

4結(jié)束語(yǔ)

數(shù)據(jù)通信電源供電對(duì)于通信功能的發(fā)揮有著重要的影響，在分析供電電源現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上進(jìn)行高效節(jié)能的高壓直流供電新系統(tǒng)進(jìn)行全面性的探討，可以為通信數(shù)據(jù)供電的節(jié)能提供有效的幫助。

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作者:羅成 李燁 單位:廣東南方電信規(guī)劃咨詢?cè)O(shè)計(jì)院有限公司