杭州中恒_高压直电源(HVDC)的应用.ppt

UPS的发展历史 UPS产生于上个世纪60年代，1972年2月21日尼克松访华，带给我国的礼物之一就是UPS，从此中国开始了UPS的研究。很遗憾，到目前为止中国大陆没有一家像样的公司。而中国唯一一家具有国际竞争力公司被美国人收购了！ UPS的出现，是由于一些重要设备，如航天控制、医疗仪器、金融系统、计算机、数据管理系统等，不能断电而产生的。她的诞生，为信息革命产生了十分重大的影响。也是电力电子领域划时代的技术突破！ 高压直流电源（HVDC）工作原理 . 与HVDC相比UPS存在的问题 UPS多一级变换效率降低； UPS的输出采用工频滤波损耗大； UPS控制复杂，可靠性降低； UPS的电池在输入端，如果UPS本身出故障，负载仍然停电；而HVDC的电池在输出端，即使HVDC本身出故障，电池仍然可以给负载供电，保障不间断供电，所以HVDC是真正的不间断电源； UPS系统并机是交流并联，需要同频、同相、同电位，并机复杂控制难度大，并机失败率高，而且，一旦并机失败后会导致系统瘫痪！ 与HVDC相比UPS系统存在的问题 HVDC，并机是直流并联，只有同电位的问题，控制非常的简单，而且并机失败也没有严重问题，最多就是“贫富不均”（不均流）！ UPS系统并联数量上受到限制，一般最多6台并机，HVDC并机理论上可以做到“无穷大”，一般可以做到40台并联。 由于UPS并联数量上的限制，电信系统一般采用1+1并联运行，单台UPS的实际运行负荷小于30%，这样就导致UPS的运行效率小于70%， HVDC采用N+X并联，整机系统的负荷可以工作在60%--70%的负载，整机效率可以达到90以上！ 与HVDC相比UPS系统存在的问题 UPS 1+1系统只要有一台出问题就等于“病危通知”、“最后通牒”！ HVDC，由于电池的存在，N+1或N+X冗余并联，一台模块出故障，只是预警！ 大型UPS维护复杂、耗时长，无法现场在线更换， HVDC，维护简便，可以在线热插拔。 大型1+1 UPS系统投资成本比HVDC高大约60% HVDC VS UPS的主要区别 HVDC VS UPS的比较优势 HVDC为什么可以替代UPS UPS交流电压的供电范围是176—264VAC,对应的整流后的最低直流电压Uab=1.25*176V=220V，最高直流电压Uab=1.4*264=369.6V,工作效率最高的电压点是220VAC，对应的直流电压是Uab=1.25*220=275V，显然如果我们直接将直流电接到计算机服务器也是完全可以工作的，只要直流电压在220V—369V之间，选取2V一节120节电池，其均充电压是2.35*120=282VDC，浮充电压是2.25*120=270VDC。 HVDC为什么可以替代UPS 如果是加有APFC的服务器电源对UPS的交流输出可以做到更宽，一般可以到110V-270Vac.其对应的直流范围是137V-378V，改为直流供电后APFC就变成了单纯的DC/DC Boost电路了！ 结论：由于服务器电源是将UPS提供的交流电源先要整流成直流电，然后再将直流再变换成12V、5V或3.3V等低压直流给服务使用，而全桥二极管整流电路对直流电可以直接输入，只要直流电压能够达到220V以上就可以使用！ 备注：个别加有APFC的电源需要调整欠压保护点！ 哪些场合可以使用HVDC？ 凡是计算机系统使用LCD显示器的地方都可以使用HVDC 目前通信机房中交换机使用的是-48V系统，服务器使用的是UPS 电厂或变电站中，二次控制和断路器使用的是220V直流操作电源；通信使用的是-48V电源；计算机系统使用的是UPS 银行、保险、证券公司中通信使用的是 -48V通信电源，计算机服务器使用的是UPS。证券公司的大显示屏使用的是24VDC，这个电源也来之于UPS，同样可以由HVDC直接供电！ HVDC与电力操作电源系统的区别 电压等级不一样，电力操作电源标称电压是220V（2V，104节浮充电压234V，均充电压244V，电池节数可变104—108节） HVDC标称电压是240V（2V，120节浮充电压270V，均充电压282V，电池节数固定） 电力操作电源接线方案复杂，HVDC接线方案简单（只有一种单母线分段） 电力操作电源设备种类繁多，HVDC，只有监控，模块、电池巡检仪、绝缘监测仪； HVDC系统工作原理-单母线方案 HVDC系统工作原理-双母线方案 两种接线方案的特点 单母线接线简单，但存在电池容量小，整流模块多，在监控故障时容易出现过充现象，解决措施是监控必须开机预限流及独立的电池保护控制。 双母线接