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 1.引言

隨著智能電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，電力系統(tǒng)中信息處理的安全、穩(wěn)定、準(zhǔn)確、連續(xù)極為重要，信息的破壞和丟失往往會(huì)造成經(jīng)濟(jì)損失甚至產(chǎn)生嚴(yán)重的后果。對(duì)于通信用精密電子設(shè)備來(lái)說(shuō)，48V直流電源不間斷供電也是很重要的一種應(yīng)用。為保證其能不間斷運(yùn)行，往往采用配置后備蓄電池的方式，這種方案可根據(jù)停電時(shí)間來(lái)選擇配置蓄電池的容量，常規(guī)應(yīng)用場(chǎng)合得到了眾多用戶的親睞。但是這種高頻開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)+蓄電池的方案往往占用的空間較大，配置的蓄電池需要耗費(fèi)更多的人力與物力進(jìn)行維護(hù)，對(duì)于小容量站點(diǎn)這種配置方案略顯臃腫。

 為了給小容量站點(diǎn)48V直流電源應(yīng)用的方案實(shí)現(xiàn)“減肥”的目標(biāo)，嵌入式直流不間斷電源DC-UPS的設(shè)計(jì)應(yīng)運(yùn)而生，填補(bǔ)了這一市場(chǎng)應(yīng)用空缺。

2.嵌入式站用直流不間斷電源實(shí)現(xiàn)原理

嵌入式站用不間斷電源采用交流和直流兩路電源直接接入系統(tǒng)內(nèi)的方式，交流電源來(lái)自站內(nèi)220V市電，直流電源來(lái)自站內(nèi)直流操作電源系統(tǒng)（不必再配置48V蓄電池，省去了蓄電池的安裝空間及蓄電池的維護(hù)成本）。交、直流電源通過(guò)空氣開(kāi)關(guān)控制后再經(jīng)過(guò)濾波處理，進(jìn)入整流模塊，對(duì)交、直流輸入電源起到過(guò)載、短路保護(hù)作用。用戶的負(fù)載通過(guò)空氣開(kāi)關(guān)后接入電源系統(tǒng)的直流輸出側(cè) LOAD+ 和 LOAD1- 至 LOADN-(可根據(jù)需求配置48V直流負(fù)載數(shù)量) ，空氣開(kāi)關(guān)對(duì)本系統(tǒng)輸出電流和用戶負(fù)載起到分?jǐn)嗫刂埔约疤峁┻^(guò)載、短路保護(hù)作用。

系統(tǒng)正常情況下，整流模塊、配電單元的各種參數(shù)均由監(jiān)控模塊進(jìn)行控制，按其預(yù)定的參數(shù)或用戶命令進(jìn)行工作。交流模塊處于優(yōu)先工作輸出狀態(tài)，直流模塊處于待機(jī)狀態(tài)。若市電故障，此時(shí)系統(tǒng)將改由直流模塊工作供電。當(dāng)外部市電恢復(fù)，系統(tǒng)將關(guān)閉直流模塊的工作輸出電流，同時(shí)恢復(fù)交流模塊正常工作狀態(tài)。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)原理框圖見(jiàn)圖1.

圖1 直流不間斷電源DC-UPS原理框圖

3.嵌入式站用直流不間斷電源優(yōu)勢(shì)介紹

3.1降低了系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用 

現(xiàn)運(yùn)行的系統(tǒng)中，監(jiān)控和通訊設(shè)備工作電源為48V直流電源，要做到不間斷供電，以滿足通信信息不間斷要求，不同的設(shè)備須單獨(dú)裝設(shè)高頻開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)和蓄電池組。而變電所中裝設(shè)直流電源不間斷電源可直接利用市電電源和所用直流電源系統(tǒng)的大容量蓄電池提供直流電源，比單獨(dú)的高頻開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)供電方案節(jié)約了投資費(fèi)用，避免了蓄電池組的重復(fù)投資，減少了維護(hù)工作量，降低了運(yùn)行成本。 

3.2 提高了系統(tǒng)供電可靠性  

由于電力系統(tǒng)直流屏通常采用優(yōu)質(zhì)、長(zhǎng)壽命的閥控式免維護(hù)密封電池，電池的浮充壽命可長(zhǎng)達(dá)15 年，可靠性高，因此采用“可靠的直流動(dòng)力”+“可靠的市電電源”兩種電源熱備份方式，兩種電源之間實(shí)現(xiàn)零秒切換，大大提高了系統(tǒng)的可靠性。同時(shí)由于直流屏上的蓄電池組容量大，電網(wǎng)斷電后也可提供較長(zhǎng)時(shí)間的不間斷時(shí)間。嵌入式直流不間斷電源系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)配置監(jiān)控模塊，標(biāo)配RS232/RS485/RJ45等常用通信接口，同時(shí)實(shí)現(xiàn)本地顯示和后臺(tái)上傳運(yùn)行狀態(tài)和告警信息，提高了其供電可靠性。 

3.3 提高了系統(tǒng)供電的安全性  

交、直流兩路電源輸入后經(jīng)過(guò)濾波處理，使得輸入端與市電隔離，避免了市電波動(dòng)對(duì)負(fù)載的影響，完全滿足變電所分站RTU、通訊設(shè)備和微機(jī)等設(shè)備對(duì)工作電源的要求，而完全與市電隔離，還可避免雷電等過(guò)電壓造成的電源板燒毀事故，提高了負(fù)載的安全性。  

圖2 輸入端隔離設(shè)計(jì)

3.4 嵌入式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，大大節(jié)省空間

嵌入式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，19英寸機(jī)架安裝，4U高度，系統(tǒng)右側(cè)4U空間由1個(gè)監(jiān)控和1-6只整流模塊組成，容量可由30A-90A自由擴(kuò)容，輸出配電分路可根據(jù)需求進(jìn)行配置。

圖3 嵌入式直流不間斷電源結(jié)構(gòu)外形

小巧的外形設(shè)計(jì)，靈活多變的擴(kuò)容方式，19英寸的寬度，整機(jī)含模塊重量≤21.4Kg，可安裝于任意19英寸寬的柜體中，可在有限的空間實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定可靠高效的48V不間斷電源供應(yīng)，真正的“苗條型”高頻開(kāi)關(guān)電源。

4.嵌入式站用直流不間斷電源功能介紹

4.1監(jiān)控模塊功能特點(diǎn)

4.2整流模塊功能特點(diǎn)

5.嵌入式直流不間斷電源技術(shù)參數(shù)

6.綜述

嵌入式直流不間斷電源作為一款小身材、大容量、高可靠性的48V高頻開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)，以其應(yīng)用靈活方便、運(yùn)行成本低廉、安全可靠性高等優(yōu)勢(shì)已耀然出現(xiàn)在通信電源應(yīng)用市場(chǎng)之中，消除了臃腫的配置選擇，繁瑣的電池維護(hù)等問(wèn)題帶來(lái)的諸多困擾，給客戶的應(yīng)用帶來(lái)了耳目一新的感覺(jué)，在各種應(yīng)用場(chǎng)合嶄露頭角。

 *參數(shù)變更恕不另行通知，接受產(chǎn)品定制。