高压直流电源远程供电技术课件.ppt
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1、高高压直流直流电源源远程供程供电系系统20122012年年1 1月月1717日日目 录1234概述概述技术内容技术内容工程设计及建设工程设计及建设直流远供项目投资举例直流远供项目投资举例概述远端设备供电问题远端设备供电问题市电停电、市电电网波动大 市电引入难 市电引入费用过高电费结算繁琐、电费结算纠纷、电费过高UPS后备电池供电时间短 室外小型UPS、开关电源容易被盗UPS故障率高更换频繁l运营商重组,运营商重组,3G牌照发放,掀起了新一牌照发放,掀起了新一轮网络建设高潮轮网络建设高潮l3G网络的移动基站建设和光进铜退项目网络的移动基站建设和光进铜退项目的的EPON建设是主角,这两个项目都有海
2、建设是主角,这两个项目都有海量的远端接入设备需要安装,尤其是广大量的远端接入设备需要安装,尤其是广大的乡镇和农村,远端接入设备的的乡镇和农村,远端接入设备的供电问题供电问题甚至制约了项目的进度甚至制约了项目的进度l分布系统已成为了网络覆盖建设的主要分布系统已成为了网络覆盖建设的主要方式,光纤拉远技术得以大量应用,网元方式,光纤拉远技术得以大量应用,网元不断向用户侧延伸,企业接入业务的质量不断向用户侧延伸,企业接入业务的质量保障要求也日益显现保障要求也日益显现这些问题对现有的通信电源保障体系提出了新的要求,传统的电源保障模式需要这些问题对现有的通信电源保障体系提出了新的要求,传统的电源保障模式需
3、要有所突破。有所突破。概述 由于直流远供技术的特点和在特定、特殊场景的应用优势等,现已成为组网建设和安全由于直流远供技术的特点和在特定、特殊场景的应用优势等,现已成为组网建设和安全可靠运行中不可或缺的一种供电方式。可靠运行中不可或缺的一种供电方式。l解决特定、特殊场景,无法获取解决特定、特殊场景,无法获取电源的网、站点设备的供电问题电源的网、站点设备的供电问题:直流远供技术远程、集中分布式的直流远供技术远程、集中分布式的供电方式,较适宜各种低功耗设备、供电方式,较适宜各种低功耗设备、室外型设备的供电室外型设备的供电l移动通信网络:移动通信网络:广泛应用于广泛应用于RRU、室分系统、低功耗基站、
4、室外型基站室分系统、低功耗基站、室外型基站,直放站、山区,直放站、山区/农村地区、风景名农村地区、风景名胜区、高速公路沿线、高铁沿线网络胜区、高速公路沿线、高铁沿线网络覆盖等特殊场景的供电。覆盖等特殊场景的供电。l综合设备接入:综合设备接入:广泛应用于固网广泛应用于固网的综合接入远端设备、的综合接入远端设备、EPON系统系统的的ONU、WLAN等低功耗设备、场等低功耗设备、场景的供电。景的供电。目 录1234概述概述技术内容技术内容工程设计及建设工程设计及建设直流远供项目投资举例直流远供项目投资举例直流远程供电系统原理近端设备远端设备交流开关电源升压设备直流配电通信负载电源适配高压直流高压直流
5、远供示意图高压直流远供示意图l高压直流远程供电系统组成:高压直流远程供电系统组成:由远供电源局端设备、远供电源远端设备及馈由远供电源局端设备、远供电源远端设备及馈电电缆组成电电缆组成l高压直流远供技术高压直流远供技术=HVDC电源电源+远程输电远程输电l工作原理:工作原理:将中心基站内的将中心基站内的-48V直流通信电源系统,经过局端设备进行升压直流通信电源系统,经过局端设备进行升压为为260V/400VDC,由直流分配单元分路输出,以电缆、馈电光缆为传输介质,由直流分配单元分路输出,以电缆、馈电光缆为传输介质传输到远端设备,远端设备将传输到远端设备,远端设备将260V/400VDC变换到远端
6、通信设备所需的工作变换到远端通信设备所需的工作电压(电压(-48V),从而完成远程不间断供电和电源集中监控的效果。),从而完成远程不间断供电和电源集中监控的效果。远程供电系统的实现框图直流远程供电系统部件介绍主要功能是将主要功能是将-48/-60Vdc转换为转换为380Vdc给远端电源供电。通常由一个监控单元给远端电源供电。通常由一个监控单元和多个直流变换模块组成,在局端实现和多个直流变换模块组成,在局端实现-72Vdc-40Vdc直流输入,直流输入,380Vdc单单路输出,且输入输出单极分别对地悬浮隔离的设计。路输出,且输入输出单极分别对地悬浮隔离的设计。局端设备具有各种保护(输出过压保护,
7、输入欠压保护,过流保护,短路保护,局端设备具有各种保护(输出过压保护,输入欠压保护,过流保护,短路保护,过温保护、开路保护、漏电保护,电力线搭接保护)功能、告警通讯功能及输过温保护、开路保护、漏电保护,电力线搭接保护)功能、告警通讯功能及输出防雷保护功能且自带监控出防雷保护功能且自带监控LCD显示及键盘操作。显示及键盘操作。局端模块直流远程供电系统部件介绍远端模块远端电源主要实现远端电源主要实现110Vdc400Vdc直流输入(兼容直流输入(兼容90Vac-290Vac交流输入),交流输入),输入单极分别对地悬浮隔离,输出直流输入单极分别对地悬浮隔离,输出直流-48Vdc电压。远端设备具有各种
8、保护电压。远端设备具有各种保护(过压保护,欠压保护,过流保护,短路保护,过温保护)功能、告警功能及(过压保护,欠压保护,过流保护,短路保护,过温保护)功能、告警功能及输入防雷保护功能输入防雷保护功能,通过散热器自然散热通过散热器自然散热主要分室外型和室内型主要分室外型和室内型室外型端远模块直流远程供电系统部件介绍室内型端远模块直流远程供电系统部件介绍直流分配器交直流电源转换器逆变电源DC-DC变换变换远供局端设备-48V输入输入380V输出输出网管网管DC-DC变变换换远供远端设备-48V输入输入远端设备端根据负载设备电源需求的不同分为根据负载设备电源需求的不同分为双端双端供电和供电和单端单端
9、供电供电(1).双端双端远供组网原理-输入为-48VDC的受电设备 双端、远程供电组网示意图远端通信设备 局端设备端 输电线缆直流远程供电组网方式直流远程供电组网方式直流远程供电组网方式DC-DC变换变换远供局端设备远供局端设备-48V 输入远端通远端通信设备信设备 280V/380 输出网管网管(2).单端单端远供组网原理-输入为220VAC的受电设备 单端、远程供电组网示意图交流220V 端口输入 局端设备端远端设备端 输电线缆直流远程供电应用场景直流远程供电应用场景移动通信网络覆盖移动通信网络覆盖单基站、单基站、RRURRU、直放站远程供电、直放站远程供电220VAC220VAC输入的输
10、入的RRURRU、直放站远程供电、直放站远程供电-48VDC-48VDC输入的输入的RRURRU、直放站远程供电、直放站远程供电高铁、高速公路沿线的高铁、高速公路沿线的RRURRU、直放站远程供电、直放站远程供电直流远程供电应用场景综合接入设备综合接入设备光进铜退光进铜退/农村信息化项目综合接入设备农村信息化项目综合接入设备220VAC220VAC输入输入/-48VDC/-48VDC输入输入WLANWLAN蜂窝覆盖蜂窝覆盖高层楼宇高层楼宇EPON ONUEPON ONU覆盖覆盖住宅小区住宅小区EPON ONUEPON ONU覆盖覆盖直流远程供电应用场景直流远程供电应用场景各各应用用场景景组网网
11、说明明:p高高压直流直流远供供电源安装在中心机房内;利用机房内的源安装在中心机房内;利用机房内的48V电源系源系统或或AC220V电源源输入,通入,通过高高压直流直流远供供电源源转换为DC280V直流后通直流后通过电力力电缆为各个各个远端提端提供供电源保障;源保障;p高高压直流直流远供供电源源设备采用采用N+1冗余高可靠性冗余高可靠性结构,采用构,采用总线级联的方式的方式为,所有,所有级联在在设备前端的高前端的高压直流微型短路器的上端直流微型短路器的上端头完成;完成;p通过高压直流远供电源设备智能通信接口接入基站动力环境集中监控系统,实现系通过高压直流远供电源设备智能通信接口接入基站动力环境集
12、中监控系统,实现系统集中监控和集中管理;统集中监控和集中管理;p对不同方向不同方向铁路沿路沿线远端端设备采用独立供采用独立供电系系统,进一步提高高一步提高高压直流直流远程供程供电系系统可靠性;可靠性;p对于个于个别不能接受不能接受DC280V直供的直供的设备在前端加装高在前端加装高压直流直流远供供远端端电源适配器源适配器设备进行行电压转换。营业厅远供供电接入营业厅远供供电接入直流远程供电系统技术优势直流远程供电系统技术优势解决市电引入难的问题降低市电引入费用、解决电费结算纠纷解决市电不稳定,建设维护量市电引入油机发电集中分布式供电 减少市电停电后的油机发电站点 降低发电成本 供电效率供电稳定性
13、投资效益供电安全性解决小型UPS效率低、寿命短、故障率高等问题输出效率有明显优势降低室外型基站建设成本远供技术+复合光缆 应用于室外基站、综合设备接入等项目节约管孔资源降低施工费用 不受外电干扰没有输入电压浪涌波没有频繁加断电冲击交流电对人体的损害作用比直流电大 安全电流值交流为10mA,直流为50mA 技术优势直流远供与交流远供的线损测试比较受电类型输出电压输出电流输入电压输入电流压降V损耗W交流2805261.34.7518.7158.825直流2805263.5516.582.5受电类型输出电压输出电流输入电压输入电流压降V损耗W交流2205.282035.0717132.39直流280
14、4.182664.181458.52在远端恒功率的情况下,交流线损是直流在远端恒功率的情况下,交流线损是直流的的2.3倍倍在输出同功率的情况下,交流线损是直流线损的在输出同功率的情况下,交流线损是直流线损的1.9倍倍l相对于交流远供,直流远供的线径损耗仅为前者的二分之一,具有明显更高的供相对于交流远供,直流远供的线径损耗仅为前者的二分之一,具有明显更高的供电效率,在节约网络运营成本方面具有优势。电效率,在节约网络运营成本方面具有优势。远端恒功率的情况下直流与交流远供的线远端恒功率的情况下直流与交流远供的线损测试比较损测试比较输出同功率的情况下直流与交流远供的线损测试输出同功率的情况下直流与交流
15、远供的线损测试比较比较远端同功率比较项目交流输入直流输入近端输入电压220V280.02V近端输入功率884W800.5W线路环阻200M200M远端输出功率730W730W功率损耗184W69.5W对某主流通信电源厂家的逆变器输出与高压直流的测试比较交流线路损耗为直流的2.6倍逆变器的效率明显低于直流升压设备的效率逆变设备与直流远供设备比较项目某主流厂逆变器民用逆变器直流升压设备设备输入电压50.9V51.0V50.9V设备输入电流21.3A10.95A24.55A设备输出电压221.2V216.5V280.1V设备输出电流4.01A2.04A4.00A效率81.80%79.10%89.60
16、%总谐波分量4.20%16.90%0%直流远供与交流远供的供电效率测试比较直流远供与交流远供的供电效率测试比较直流远供与直流远供与48V48V远供的比较远供的比较馈电效率馈电效率供电可靠性供电可靠性安全性安全性48V直流系统的工作电压是直流系统的工作电压是54V,不到,不到280V高压直流的高压直流的1/5远端同功率的情况下,远端同功率的情况下,I=P/U,48V直流供电线路电流为直流供电线路电流为280V高压直流供电的高压直流供电的5倍倍线路损耗功率线路损耗功率PIR48V直流供电的损耗将是直流供电的损耗将是280V高压直流远供损耗的高压直流远供损耗的25倍以上倍以上48V远供:远供:根据对
17、根据对RRU远供的远供的测试,线缆长度达到测试,线缆长度达到50米时,米时,压降高达压降高达5V,电压下降将使,电压下降将使压降进一步增加,会使远端压降进一步增加,会使远端的的RRU设备因电压偏低而不设备因电压偏低而不能正常工作。能正常工作。280V供电:供电:因压降小,电压因压降小,电压稳定,设备供电不受停电等稳定,设备供电不受停电等因素影响。因素影响。人身的安全:人身的安全:48V直流电对人直流电对人身几乎无影响;身几乎无影响;280V因采用因采用悬浮供电方式,触碰单根导悬浮供电方式,触碰单根导线对人身无影响,同时用双线对人身无影响,同时用双手分别触碰正负极,会造成手分别触碰正负极,会造成
18、人身伤害。人身伤害。周边环境影响:周边环境影响:48V供电距离供电距离达到达到200米后,存在远端短路米后,存在远端短路近端空开不能瞬间跳闸的隐近端空开不能瞬间跳闸的隐患,有可能因为线路发热而患,有可能因为线路发热而对周边环境造成安全威胁。对周边环境造成安全威胁。280V远供电源因电压高、短远供电源因电压高、短路电流大,能做到有效分断。路电流大,能做到有效分断。l相对于相对于48V远供,高压直流远供具有供电效率高、适用远距离供电、线缆成本低等优势。远供,高压直流远供具有供电效率高、适用远距离供电、线缆成本低等优势。目 录1234概述概述技术内容技术内容工程设计及建设工程设计及建设直流远供项目投
19、资举例直流远供项目投资举例直流远供系统组网要点通信设备负载功耗导线的供电损耗 线缆选择线径导线截面积供电线缆的电阻压降功率损耗线质铜线/铝线供电线缆程式复合光缆/专用电缆负载功耗负载功耗根据负载峰根据负载峰值计算值计算供电线缆程式、线质、线径供电线缆程式、线质、线径线缆直接影响供电效率及安全线缆直接影响供电效率及安全供电距离供电距离局端至远端的供电距离局端至远端的供电距离线缆技术参数(电阻率)应用场景敷设条件(城市、农村/管道、架空)投资效益、运行安全、网络发展等决定要素:决定要素:考虑一定冗余度考虑一定冗余度最大安全工作电流工作电压波动范围防雷接地设计要求-48V输入局端设备复合光缆远端设备
20、末端用电设备远端防雷供电线路供电线路全部采用全部采用地埋敷设地埋敷设设备在同一建筑物内部设备在同一建筑物内部可不安防雷可不安防雷SPD末端设备末端设备防护等级:防护等级:应达到应达到IP55的防护标准的防护标准最大通流量:最大通流量:宜为宜为20KA、8/20s防护等级:防护等级:C防雷箱外壳应与联合地网的接地扁钢切防雷箱外壳应与联合地网的接地扁钢切实有效地电气连接实有效地电气连接供电线路供电线路当杆路至末端通信设备的电缆达不到当杆路至末端通信设备的电缆达不到50米米的埋地长度时的埋地长度时最短埋地长度:最短埋地长度:15m应在末端通信设备前加装防雷设备应在末端通信设备前加装防雷设备户外防雷盒
- 配套讲稿:
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- 高压 直流电源 远程 供电 技术 课件
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