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电力系统电源应用解决方案

电力系统电源应用解决方案

一、电力系统电源应用状况
        电力系统的电源系统承担着向电力系统活动,交换机,监控,继电保护,光设备,PCM设备等所有设备的供电任务,是所有运行设备的“心脏”,一旦发生供电中断,通信系统、超高压输电线路高频保护及电网安全稳定装置通道、调度自动化信息通道将无法运行,将极大地威胁电力系统的安全稳定运行。因此,对电源系统要有个全面的认识,及产品的选型。电力系统的电源大体可分为以下几种典型的形式:电力操作电源、通信电源、逆变电源、UPS不间断电源、DC/AC、DC/DC电源等。
 
二电力机房通信电源一体化解决方案
        电力机房电源一体化解决方案是全新建设模式,整体方案以19英寸标准网络机柜为基础,通过增强网络机柜功能,构建一体化的设备运行环境,其构成包含主电源输入模块、综合配电模块、市电分配模块、通信电源模块、逆变电源模埠,机架式UPS电源、电池、防雷、智能管理、线缆管理、机柜、温度控制等功能模块等功能模块,为服务器等核心设备构建一个高可靠的运行环境,为用户提供更高可用性、更高扩展性、更易管理和维护的机房一体化创新解决方案,并可根据用户业务扩展需求,实现系统的按需配置和弹性部署,保证电力系统的通信发展。
        此方案具有灵活的配置方案,专业的配电设计,可靠的电源保护,先进的散热系统,完善灵巧的线缆管理,实时的智能监测,集成的网络管理。适用于数量庞大,空间分布广泛的电力通信机房。
 
 
功能特点:
        机柜式机房系统,灵活的配置方案,专业的配电设计,可靠的电源保护,先进的散热系统,完善灵巧的线缆管理,实时的智能监测,集中的网络管理。
        ◆  一体化机柜,安全稳固,方便维护和并柜扩容;
        ◆  模块化结构,可根据需求“弹性、稳健”应变;
        ◆  可提供电源切换模块及可靠的前级配电;
        ◆  UPS可扩展,模块化,N+X电源阵列设计;
        ◆  完善安全的精密配电系统,提供更高可靠性和安全性;
        ◆  机柜内稳定的电池配置方案,确保系统长时间运行;
        ◆  灵活有序的动力电缆和数据线缆管理;
        ◆  智能友好的监控单元,安全,智能,易管控;
        ◆  可选多级浪涌保护,系统电源质量得以保证。
 
系统配置:
        1.机柜及相关附件:一体化机柜,线缆管理附件,机柜附件。
        2.电源配电防雷:19英寸UPS,19英寸双进路逆变电源,市电分配模块,综合配电模块,UPS输出模块,机架式防雷模块,电源切换模块,电源分配控制模块,
        3.制冷散热:智能温控风扇
        4.智能监控:智能管理平台
        5.管理:KVM主机切换器
主电源输入模块:主电源输入模块,为解决电源分配而设计开发,保证电源的合理控制,智能数显表可以进行精确的数字化显示,并能通过数据接口进行远程数据传输,大大提高了供电监测的可控性,通常作为总的电源分配系统。
产品特点
        ◆  维护简单,模块化结构,便于拆装、维护;
        ◆  性能卓越,选用电信级元器件;
        ◆  安全性高,前面板操作,防护等级IP20;
        ◆  功能齐全,显示多项参数,实现远程数据传输。
 
交流分配模块:具有对市电进行合理地电源分配功能,解决了空调、照明、辅助等用电安全接入和分配,通常作为总的电源分配系统或电源的二次分配系统。
产品特点
        ◆  维护简单,模块化结构,便于拆装、维护;
        ◆  性能卓越,元器件选用知名品牌;
        ◆  安全性高,前面板操作,防护等级IP20
 
        直流电源切换模块:根据华东网局要求通讯机房内的设备必须采用两路电源供电,互为备用,以保证通讯设备正常运行。此模块分两路供电,使电源可以进行自动/手动切换,并可以进行内、外部互锁操作,提高了供电的可靠性与可控制性,通常作为电力系统机房双电源的输入控制。
产品特点
        选用德国进口芯片,性能稳定可靠;
        维护简单,模块化结构,便于拆装、维护。
 
        机架式防雷模块:过电压会严重危及通信网络设备、计算机系统等精密设备和系统的正常运行,可能造成数据丢失、设备损毁,甚至可能发生火灾,并对人身安全造成极大威胁,直接和间接地给用户造成巨大经济损失。系统地进行浪涌过电压的防护通常可以降低自然界雷击所造成的损失,保证电力机房通信设备的正常运行。
产品特点
        ◆  19英寸机架式安装设计,通流量大、残压低,器件动作可靠、性能稳定;
        ◆  模块化设计,安装操作、维护及更换方便快捷;
        ◆  界面友好,工作状态指示清晰;
 
        综合配电模块:是针对电力系统电源设备的前端高可靠接入、手动维修旁路控制、中小功率UPS精密输出分配和电源线路延伸等需求,在可靠实用的供电基础上,通过科学的设计将多种高可用功能有机地整合,为设备提供完善的一体化电源解决方案。
产品特点
        ◆  整合电源系统旁路及输出电源分配功能;
        ◆  19英寸标准机架式结构;
        ◆  具有输入/输出控制及过流保护、实时负载电流显示、浪涌吸收、接地状态指示、零火线识别功能;
        ◆  丰富的LED指示,操作简单。
 
        智能监控模块:适用于动力、环境参数和状态信号的数据采集和控制。灵活方便的将机柜内、中小数据中心内设备状态(如:电压、电流、频率、功率 等状态,油机、UPS电源、精密空调等智能设备及温度、湿度、门磁、门禁、重要设备开关状态)通过变送器、传感器、智能协议转换纳入到采集器内,并进行分析处理和控制,保证核心设备稳定运行。
产品特点
        ◆  实时的监控功能、灵活的组网方式:动力、环境参数和图像(如需要)在内的信号数据采集处理、上传或告警输出。能在本地显示设置或灵活地组网进行远端传输;
        ◆  完善的告警处理功能:根据告警性质、级别进行分类,与智能处理流程相结合,自动判别告警等级,完成相应告警联动等工作。具有系统诊断功能,监视各种设备、各部件的运行状态及各种参数,为专家智能维护提供了客观依据;
        ◆  灵活的查询、丰富的业务支持功能:对运行数据详尽分析,实现设备状态诊断,加强对不良设备的维护,防患于未然。为设备运行维护、更新、改造、选型等提供科学、详实、可靠的依据;
        ◆  具有本地面板显示、键盘输入和丰富的软件菜单功能:可友好实现系统设置、通道配置、告警设置,并可显示模拟量的测量值、各种告警状态、各种设置状态,操作使用方便、人机界面友好;
        ◆  具有本地或远程设置功能,可以通过键盘或者串口设置输入模拟量的通道特性、量程范围、告警上下限,设置输入干接点和开关量的告警状态。
 
        电源分配控制单元:是专为机柜式安装的设备提供电力分配的机柜专用电源分配单元。通过它可以很容易地控制远程的用电设备,无论本地还是远程都可以对远程的用电设备进行开机、关机、和重新启动等操作,同时可以监视负载电流、零火电压、零地电压和温度等。可以分为主机和从机两种机型,即可联网使用,也可单独使用。产品安全、可靠、专业,可为不同的用电环境提供合适的机架式电源分配解决方案,使机柜环境整齐、美观、并使机柜的电源维护更加便利、可靠。
 
产品特点
        ◆  简便的机架式安装设计,节省机柜宝贵空间;
        ◆  主机和从机都具有高亮度、带背光的液晶屏幕,可以实现本地监控;
        ◆  有电源总开关及各电源分配插孔状态指示;
        ◆  可任意组合不同标准的插孔组合和安装方式的多种规格;
        ◆  具有电源防雷功能和劣化指示,内置电涌保护,通流量大,残压低;
 
 
        UPS输出模块:保证了电源的合理分配,智能数显表可以对电源的质量以及负载情况进行精确的显示,大大提高了供电的可靠性、易读性,通常作为UPS电源分配系统。
产品特点
        ◆  维护简单,模块化结构,便于拆装、维护和平滑扩容;
        ◆  性能卓越,元器件选用知名品牌;
        ◆   安全性高,前面板操作,防护等级IP20。
 
        线缆管理附件:主要由过线槽、过线板、线缆固定架及其它用来为强、弱电线缆路由提供合理、合适通道 的配件。为机柜、机房过线提供整齐、美观、方便的线缆管理,降低机柜线缆管理的难度,提高机柜的线缆可维护性、可扩展性、灵活性。
        过线槽是专门设计,可以使布线更规范,避免机房在维护、安装、迁移时,由于人为因素导致的紊乱、故障,甚至崩溃。它们分别与网络交换设备和数据配线架搭配,在机柜的正面或背面的设备上安装使用,保证网络通讯的线缆按照一定顺序和一定转  弯半径、间距进出线,使机柜内部布线更规范、美观。
 
产品特点
        ◆  分别按照交换设备或数据配线架的模块间距设计,保证线缆的转弯半径;
        ◆  背面和两头均可以进线,并且可以采用活用扎线带或线扣固定线缆;
        ◆  线缆转弯部位均采用圆弧设计,防止损伤线缆。
 
 
2.电力操作电源各部件功能简介
        图中交流配电单元主要包含两路交流输入电源的自动和人工切换、交流分配、防雷的功能部件。它的主要作用是当一路市电出现故障时,另一路市电自动投入,保证交流输入不中断。
        充电机过去大部分用可控硅整流,现在大部分用高频充电模块,它的主要作用是提供大电流稳压直流电,对蓄电池进行充电或在提供负载电流的同时,对蓄电池进行浮充电,并且对交流和直流进行隔离。
        降压硅链现在用大功率二级管和大功率继电器组成,可投入降压,也可被继电器短路,来保持控制分路电压的稳定。
        合闸分路主要作用是提供开关合动力。合闸分路电流很大,有100A~300A左右,现在开关合闸(分闸)大都有储能功能,合(分)闸电流很小(≤6A,一般只有2A左右)。
        ◆  控制分路作用是提供继电保护、自动控制、信号系统的电源。
        ◆  合闸和控制母线上一般应配置低压防雷模块,防止雷电和感应高电压对设备的损害。
        ◆  配电监控主要将系统的交流、直流中的各种模拟量、开关量信号采集并处理,同时提供声光告警。
        ◆  监控模块主要进行系统管理,如电池管理、实现后台远程监控等。
        ◆  绝缘监测仪主要实现系统母线和支路的绝缘状况监测,产生告警信号并上报数据到监控模块,在监控模块上显示故障详细情况。
        ◆  蓄电池主要在交流输入失电的一段时间内,保持直流供电不中断。
        ◆  电池监测仪主要支持单体电池电压监测和告警。
 
四、通信电源
 
        1.通信电源的基本组成形式如图
        2.通信电源功能简介
        一个完整的通信电源系统由5个部分组成:交流配电单元、整流模块、直流配电单元、蓄电池组、监控系统。
        通信电源常采用并联热备份方式运行,即整流器、蓄电池和负载在任何工作状态下都是并联的浮充电运行方式。模块电源也可以采用直接供电方式,交直流间具有良好的电气隔离。
 
 
 
五、逆变电源
        1.逆变电源的基本组成框图:
        2. 逆变电源功能简介
 
 
电力系统中逆变电源有两种:
        一种是电力专用逆变电源,该系列逆变电源专为发电厂、变电站设计,广泛应用于电力系统远动、通信、载波、监控、继电保护以及事故照明,也为发电厂交流润滑油泵、交流风机、水泵提供不间断电力。
        该电源可直接从供电局,发电厂或变电站110V和220V直流屏上取直流动力给逆变电源供电,当电网停电时,主机直接将直流电源逆变为220VAC。当电网供电时, 不通过直流供电,市电经主机内部整流输出纯净正弦波,直流端反灌杂音经过处理不会影响其他通信设备的运行,节省了投资。采用高频隔离变压器,直流端和交流端完全隔离。设计了输出过压保护、过载保护、电子限流和短路保护等一系列的保护功能增加了电源的可靠性。
        另一种是通信用正弦波逆变电源,该逆变电源专为发电厂、变电站配有48VDC的供电环境下使用,具有零延时转换功能,广泛应用于电力系统通信、监控、继电保护、电厂、变电站、配电中心、电力控制中心等场合,直接匹配电力系统的直流电源,采用DSP控制技术,极宽的输入电压范围,主机直接利用现有的直流48VDC逆变成220交流正弦波电源为设备提供可靠性的电源,同时组成交直流双路供电的不间断供电系统。符合YD/T777-2006《通信用逆变设备》。
        如需大功率的逆变电源可采用并机实现。
 
六、UPS
        1. UPS的组成基本框图