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高压直流供电系统

传统的48 高压直流供电系统的组成V直流供电系统的组成相同,但整流器的输出电压等级比为48 V高系统由市电输入、高频开关整流器、配电屏、电池组成。

中文名

高压直流供电系统外文名称

High voltage DCpower supply system

高压直流供电系统可以取代当前的交流UPS数据服务器供电系统。

1.服务器电源的基本原理

现在IDC机房服务器一般采用可靠性高的高频开关电源,将外部输入的交流电转换为内部电子电路使用的直流电。对于功能强、在重要场合使用的服务器或小型机器,两个或两个以上的模块并联运行。

虽然服务器设备的输入是交流电源,但核心部分仍然是DC/DC转换电路时,我们只需输入适当范围的直流电压DC/DC改变电路也可以安全满足服务器设备的工作。图5-7中,由于输入端没有工频变压器,输入直流不会产生短路阻抗,因此无需交流输入。UPS,由此因UPS交流供电造成的所有不利因素自然消失。如果我们输入的直流与电池合理匹配,辅以远程监控,形成可靠的直流供电系统,则可以替代交流UPS供电系统为服务器设备供电。

高压直流供电系统2高压直流供电系统的关键问题

电压等级的选择已成为高压直流供电系统的关键问题。根据服务器的特点,选择高压直流供电系统的电压等级主要有两个标准。

(1)240V电压等级

在DC/DC输入端电压范围为100VDC~373VDC,240V为一种标称电压的观点已经得到认同。

标称电压为240V在直流电压供电模式下,电池组配备120个2V电池(也可以使用40个66个电池)V电池或者20只12V电池)。电池通常处于浮充状态,供电电压为270V。电池供电时,最低电压为216V。在目前的测试中,服务器可以在此电压下正常工作。

(2)380V电压等级

这种服务器电源在DC/DC输入端电压范围为380VDC~400VDC,这种服务器电源需要380V或上述高压直流供电系统。

但这种供电模式不适用于国内现有的服务器设备,是未来机房建设和服务器设计的前瞻性准备。因此,要采用这种供电模式,需要服务器制造商的持380V高压直流供电模式。

相较于240V电压等级供电模式,380V电压模式供电情况下,会减少电缆耗铜量,线路损耗也会降低。

高压直流供电系统3高压直流供电系统的优缺点

(1)高压直流供电的优点

1)供电可靠性大大提高。直流电源的最大优点是提高了电源的可靠性。这可以从三个方面反映出来:一是直流电源,电池可以直接并联作为负载端的电源,当电源停止时,电池的电能可以直接提供负载,以确保电源的不间断性。第二,直流电源只有一个参数的电压范围。各直流模块之间没有相位、相序和频率同步问题。系统结构要简单得多,可靠性将大大提高。第三,尽管交流UPS系统可以提高冗余度来提高安全系数,但由于同步问题,每个模块必须相互通信以保持同步,因此仍行板仍存在单点故障问题。直流模块没有这些问题,即使与控制模块分离,只要输出电压稳定,也可以并行输出电能。

2)提高工作效率。UPS与系统相比,直流电源节省了逆变器环节,逆变器损耗一般在5%左右,提高了电源效率。其次,由于服务器输入直流电,因此没有功率因数和谐波问题,减少了线路损坏。第三,由于并联技术简单,大量模块可以并联使用,每个模块的利用率可以达到70%~80%,与交流相比UPS系统改进了很多。

3)增强了系统的可维护性。当前的沟通UPS该系统涉及复杂的同步并行技术,整机的维护只能依靠制造商。即使在紧急情况下,我们的维护人员也只能等待制造商的技术人员来解决,这些先天性缺陷对安全供电有很大的隐患。直流电源,就像现在已经使用的48一样V与DC系统一样,该系统由模块组成。虽然电压增加了,但维护人员可以自行维护,如更换模块。

4)扩容方便。由于采用模块化结构,一个模块的容量一般为10kW左右,只要保留框架位置,扩展就非常方便。同时,在施工过程中,模块数量可以根据服务器的数量逐渐增加,以尽可能提高每个模块的负载率。这对节能也很有好处。

5)没有零地电压等未知问题的干扰。因为直流输入没有零线,所以没有零地电压,避免了一些未知故障,维修部门也不需要花时间和精力来解决零地电压的问题。

6)节省投资和空间。

(2)高压直流供电的缺点

1)对配电开关灭弧性能要求高。对于交流电,电流在周期内会有过零点,当短路时过零点的存在使开关断开时产生的电弧容易灭弧。而如果是直流电,就不存在过零点,灭弧相对困难。因此配电所需的开关性能要求更高,会相应增加配电部分的建设成本。

2)电缆直径的增加。根据目前的配电结构,从UPS输出到地板配电柜时,采用三相四线电源。如果采用高压直流电源,则为一相两线电源。在相同的电压下输送相同的功率,电缆的消耗将增加。

3)其他问题。理论上,服务器电源使用直流电压输入没有问题,但不能保证实际使用中会发生一些事故。例如,一些服务器电源的特殊设计可能无法使用直流电源,或者长期使用是否会增加服务器的故障率,需要实际使用。

此外,如果使用直流电源,当服务器设备损坏时,服务器制造商可能会推卸责任,因为我们使用直流电源不符合其设计要求。

标签: 供电容量与供电后电压

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