數(shù)據(jù)中心的高壓直流之路doc(編輯修改稿)
2025-08-14 05:40 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 眠導致整個系統(tǒng)宕機掉電?？蛰d下高壓直流系統(tǒng)啟動節(jié)能休眠后功耗很低只有幾百瓦，日耗電6度，而傳統(tǒng)的UPS空載日耗電160度，低載下節(jié)能非常明顯。并且最新的高壓直流系統(tǒng)休眠控制策略還具有同步老化以及定時喚醒功能 ,保證整個系統(tǒng)的各個整流模塊同步老化 , 并提高系統(tǒng)的可靠性。 下表為國內(nèi)某運營商的實際運行數(shù)據(jù)，我們可以看到節(jié)能和節(jié)省投資非常明顯。關(guān)于高壓直流系統(tǒng)的可靠性。前面我們已經(jīng)知道高壓直流系統(tǒng)內(nèi)是N+1的配置方式，那么即便壞了一個整流模塊，對系統(tǒng)的可靠性幾乎沒有影響。而且電池作為另外一個備份單元，也可給運維人員提供充足的割接改造等騰挪時間。下圖比較了傳統(tǒng)UPS單機和240V高壓直流拓撲結(jié)構(gòu)，從結(jié)構(gòu)上看，高壓直流系統(tǒng)和傳統(tǒng)48V通信電源系統(tǒng)差異很少，只是電壓更高些，整體結(jié)構(gòu)非常清爽，非常簡單。即便整流環(huán)節(jié)出了故障，還有電池直掛母線繼續(xù)保障系統(tǒng)供電。反觀UPS方案，由于涉及靜態(tài)旁路、整流環(huán)節(jié)、逆變環(huán)節(jié)、以及輸出靜態(tài)開關(guān)，甚至輸出升壓變壓器等，越復雜的系統(tǒng)，出故障的概率就要增加，因此整體可靠性較240V高壓直流方案要低很多。關(guān)于高壓直流的安全性。很多同行一聽到高壓直流，都覺得非?？植溃坪醺邏簞t安全性差，直流則無法脫開，那么是否是這樣呢？我們下面來分析這個問題。高壓直流系統(tǒng)和傳統(tǒng)的UPS方案不一樣，采用的是正負極輸出浮地方式，不像48V通信電源系統(tǒng)采用正極接地方式，也不像傳統(tǒng)UPS采用中線接地方式。由于整流模塊內(nèi)部輸出安規(guī)電容的原因，實際高壓直流系統(tǒng)正負極到大地的電壓都是135V左右（240V的高壓直流系統(tǒng)額定電壓為240V，但默認電壓為270V，好比48V電源系統(tǒng)的默認電壓為54V一樣，兩者是5倍的關(guān)系），根據(jù)人體正常電阻約為6300 ohms左右，那么誤碰到其中一極的135V直流估算下來的電流不足以對人體造成傷害的，況且通常我們還穿鞋等，因此實際即便誤碰到任何一根母排，人體是幾乎沒有感覺的（非專業(yè)人士勿試，也強烈不建議模仿），如下圖單手觸摸母排照片所示。如果正負母排的任何一級接地了，雖不會造成系統(tǒng)掉電（而傳統(tǒng)UPS方案，任何一相火線輸出接地，則會導致設備掉電），此時若誤碰到另外一極，則270V直流可能會讓操作人員有觸電感覺，但根據(jù)理論估算，同樣不會對人體有較大傷害（再次強烈不建議拿自己安全做測試）。實際設計中為了避免此意外發(fā)生，通常要求高壓直流系統(tǒng)配置絕緣監(jiān)測儀，以便出現(xiàn)系統(tǒng)絕緣問題時候提早預防并定位故障點。反觀傳統(tǒng)的UPS系統(tǒng)，從下面的表格可以知道其實人體對交流的耐受能力遠遠低于直流，其可能原因是人體心臟的心跳頻率和交流50Hz或者60Hz的工頻較為接近，那么交流觸電時候更容易引起心室震顫（共振原理？待考證），導致生命危險。因此240V高壓直流其實挺安全。4. 高壓直流供電方案研究單機供電方案 從前面的分析上看，我們知道高壓直流系統(tǒng)的單機可靠性要遠高于UPS單機的可靠性，因為高壓直流設備內(nèi)部的N+1的模塊化設計，以及有電池直掛母線作為備份。雖然可以有較高的可靠性，但畢竟是單路系統(tǒng)，那
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