中兴电源ZXDU58资料.docx
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中兴电源ZXDU58资料
三．通讯电源
ZXDU58S301系统概述
引言
ZXDU58S301系列组合电源〔简称ZXDU58S301〕是一种智能型无人值守式电源系统，采用国际先进的整流器变换技术，可广泛应用于各种交换设备、微波通信、移动基站和光纤传输等通信领域中。
型号说明
ZXDU58S301型号含义如图01所示。
其中，“58”表示系统采用30A整流器，额定输出为－48V；“S〞表示系统采用标准2m机柜；“301”表示系统输出的额定容量为300A。
图01ZXDU58S301型号含义说明
功能和特点
ZXDU58S301组合电源性能及特点如下。
1．紧跟国际通信电源技术开展的最新动态，采用先进的电源控制技术和器件；
2．先进的模块化设计和自动均流技术，使系统容量可按N+1备份，方便扩容；
3．系统具有良好的电磁兼容性和极小的电磁辐射，极小的开机浪涌电流；
4．全智能设计，配置有集中监控单元，具有三遥〔遥测、遥信和遥控〕功能，实现计算机管理，可以通过与远端中央监控中心通信，实现无人值守，符合现代通信技术开展的要求；
5．电源控制技术与计算机技术有机结合，可以实时监测和控制整流器、交/直流配电的各种参数及状态；
6．采用三相电网电压输入，也可采用单相电压输入，具有极宽的输入电压范围〔80VAC~300VAC〕，适用于电力不稳定的地区；
7．在市电断电的情况下，由蓄电池应急供电，并具备市电、油机供电自动切换功能；
8．可根据需要配置2~10个整流器模块；
9．蓄电池自动管理，采用全并联浮充方式给通讯设备供电，监控单元自动测量蓄电池的充放电电流，并控制整流器对蓄电池进行浮充和均充；
10．二次下电功能。
当系统转为蓄电池供电时，根据负载不同的重要程度，将负载分两组切除。
当电池电压低于一次下电电压时，发出声光告警，并切断次要负载，以保证最重要的负载有较长的工作时间；当电池电压低于二次下电电压时，发出声光告警，并切断重要负载，保护电池不被过度放电；
11．采用多级防雷技术，使整机具有很高的可靠性；
12．提供交流辅助输出；
13．系统发生故障时，监控单元将发出声光告警，并向远端中央控制室传送告警信息；
14．采用液晶显示屏，以文字和图形方式显示系统信息；
15．配电方式灵活：
可根据客户要求配置为上、下出线；
16．采用抽屉式结构，便于运输、安装和维护；
17．采用智能风冷方式，整个系统具有极低的噪音；
18．系统具有很高的可靠性，MTBF≥220，000h；
19．整流器超小型设计，功率密度高。
ZXDU58S301系统的关键技术
有源功率因数校正技术
为了减少输入端谐波电流造成的噪声和对电网产生的谐波“污染〞，以保证电网供电质量，提高电网的可靠性，同时也为了提高输入端功率因数,ZXD150030A（V4.0）整流模块采用了APFC有源功率因数校正技术。
功率因数校正主电路为Boost电路，控制电路采用平均电流控制方式，输入端的功率因数可达0.996，谐波电流小于10%。
功率因数校正电路的另一个功能是对输入电压进行预调整，输出一个稳定的410V直流电压。
这样有利于后级DC-DC优化设计，使系统具有良好的源效应。
输入电路还包括EMI、缓启动、浪涌雷击防护整流和输入浪涌电流限制电路，使开关整流器具有较小的开机浪涌电流和较好的电磁兼容性。
电源采用APFC技术，大大增加了对电网的适应能力，即使在电网质量较差、电压波动较大的地区也能较稳定的运行，增加电源系统可靠性的同时，减小了体积和重量，输出电压也可保持恒定。
双管正激加无损吸收功率转换技术
ZXD150030A（V4.0）整流模块直流-直流功率变换电路采用双管正激加无损吸收电路。
电路简洁可靠，开关管无直通之危险,减小了模块体积，功率密度高达568mw/cm3。
主二极管零电流关断，主开关管零电流开通，无损吸收减小了开关管的关断时的电压应力，功率器件工作应力较小，提高了系统的效率和可靠性，输出端具有较小的电磁干扰。
可靠的多级防雷技术
中兴通讯电源产品采用独创的多级防雷系统，在传统的三级防雷系统中，增加了外置D级防雷器、直流防雷和信号防雷，实现全通道防雷，并且在C级和外置D级防雷之间配置6m的绕组线圈来实现退耦，从而使各级防雷都得到充分的发挥，到达最正确的防雷效果。
这种多级防雷网络对于防雷击和电网浪涌同样有效。
在我国的多雷地区如浙江、福建、江西、四川等地的使用效果证明，防雷击和浪涌效果十清楚显。
国内独创的30A和50A整流模块兼容
中兴通讯第四代电源ZXDU58S301采用国内独创的30A和50A模块兼容的设计，模块之间按照输出比例进行均流，可以方便用户进行系统容量的再线升级，同时给模块的维护和管理带来很大的便利。
便于维护的监控管理功能
监控单元中有极值记录、电池运行情况记录、人机操作记录、手动下电控制等便于维护和管理的功能。
极值记录功能可以记录电源系统运行的极限情况，如交流最大电压、负载最大电流、最大放电电流等信息，给电源维护和管理提供有效的数据支撑。
电池运行情况记录功能可以记录蓄电池的放电持续时间、放电容量等信息，以便及时了解电池的状态。
人机操作记录功能，可以记录人员对电源系统的所有操作，以便错误的操作能够迅速得到恢复，便于维护和管理。
完善的蓄电池管理技术
结合影响蓄电池寿命的各种因素，我司电源系统设计了完善的蓄电池管理功能。
蓄电池自动充放电管理，能进行温度补偿，当电池温度到达25℃〔缺省值，可调〕以上时，每升高一度，充电电压下调1～5mV/℃/单体〔缺省值为3mV/℃/单体〕。
根据放电电流的大小，智能控制放电终止电压，防止电池过放电，保证系统可靠运行。
在缺省条件下，选择适宜的充电电流，采用充电机制，最大限度地延长蓄电池使用寿命。
每间隔一定时间，可按要求给蓄电池进行营养性均充，防止因电池性能不均衡而影响电池组寿命。
具备完善的二次下电功能，根据重要程度将负载分为两组，当由蓄电池给负载供电时，电池电压下降到第一个设定值时把非重要负载断掉，使余留的电池容量全部用于重要负载的供电，当电池电压下降到第二个设定值时把第二组负载也去掉。
这样既尽量延长了重要负载的工作时间，同时防止了蓄电池过放电而影响蓄电池使用寿命。
我司电源系统是基于容量而非时间的电池管理模式，使各种数据更加精确，管理效果更加完善。
简单的动力环境监控技术〔可选〕
ZXDU58S301系统可以通过增加监控单元环境检测板EMB和相应传感器的方式实现简单的动力环境监控功能。
监控单元环境检测板EMB板主要负责采集组合电源系统所在场所的环境量，包括环境温度、环境湿度、烟雾、门磁、水淹、红外〔门禁〕、玻璃破碎检测等，其中温度、湿度是模拟量有数值显示，其他为数字量，有告警显示。
该板及传感器作为选配件，在用户有要求时配置。
干接点告警输出功能〔标配3路，最多可扩为11路〕
用户只要求提供简单的几个告警量，不必知道电源的全部实时数据时，可选择干接点输出方式。
ZXDU58S301系统标准配置有3路干接点，最多可通过扩展RLY板的方式扩展为11路。
RLY板由8个小继电器组成，继电器的动作由监控单元控制，以干接点的方式提供8路输出接点，每一路分常开、常闭接点，每一路提供一个可变的输出状态表示告警的具体信息，具体使用那一个接点由用户决定。
每路干接点信号的告警信号定义可以通过监控单元的“系统参数设定〞设置，共有20种系统告警可供选择；确定相应的告警在哪一路继电器输出后，当某一路出现异常时，该路的继电器即发生动作，显示告警。
系统配置
系统的配置见表0。
表01系统配置表
类别
标准配置
可选配置
交
流
配
电
交流输入
单路空气开关输入
双空开、双接触器，两路输入时可选择手动切换或自动切换，具备机械互锁/电气互锁
备用输出
1路32A/3P空开
最大配置12P空开，容量6A~63A
维修插座
1路16A插座〔带空开保护〕
/
整流器
输入开关
10个，每个开关对应一个整流器
/
直流配电
直流输出
10路熔丝输出，其中一次下电6路，二次下电4路
最大分路数为22路熔丝或48路1P空开，可根据用户要求在一次下电侧定制1路200A大电流直流分路
蓄电池
2路输入，每路250A
最多可配置3路电池输入，第3路占用1路直流输出熔丝空间
应急照明
无
1路，按用户需求定制
整流器
10台
可按照用户需求扩容到12台
监控单元
1套
/
结构与原理
整机外形
ZXDU58S301机柜外形如图01所示。
图01ZXDU58S301机柜外形图
机柜的底部有4个地脚，地脚的高度可调，并且可以拆卸。
机柜的前门可在左侧拉开，前门的上方有2个醒目的指示灯，指示灯的含义见表01。
表01前门上的指示灯定义
名称
颜色
状态
含义
工作指示灯
绿
长亮
正常
长灭
系统没有接入交流电
告警指示灯
红
长灭
正常
长亮
系统发生告警
闪亮
有新告警发生或者有告警消除
机柜的右上角是设备的型号标识牌，可以读出该设备的型号。
整机结构
拉开前门，整机的结构如图02所示。
1.直流配电2.监控单元3.整流器4.交流配电5.前门6.资料袋7.熔丝起拔器座
图02整机结构图
系统原理
系统组成
组合电源的系统原理如图03所示。
图03系统原理框图
组合电源的组成和功能如下。
交流配电单元：
完成交流电源的接入、防护与分配。
整流器组：
完成AC/DC转换。
直流配电单元：
完成直流电源的输出、蓄电池的接入和负载保护。
监控单元：
进行信号采样，信息采集、判断，提供信号转接和告警功能。
交流配电单元
交流配电单元完成交流电源的接入、防护与分配。
其原理如图04所示。
系统允许两路市电〔或者一路市电和一路油机〕输入，两路输入之间有可靠的互锁关系，并采取防雷等措施。
两路市电经过切换单元选择以后，分配给整流器组和交流备用输出单元。
图04交流配电单元
在交流配电单元还可配置集中防雷盒，在雷电多发地区使用，可加强对设备的保护。
直流配电单元
直流配电单元的原理如图05所示。
图05直流配电单元
直流配电单元为蓄电池的接入和负载的输出提供短路保护，为交流停电时的蓄电池过放电保护提供动作机构。
对直流配电单元来说，蓄电池组既是输入，也是输出。
在整流器组为蓄电池充电的时候，蓄电池组是输出单元，相当于直流负载；
在交流停电，蓄电池为负载供电的时候，蓄电池是输入单元，是直流电源。
整流器外形
ZXD150030A〔V4.0〕具有较小的体积和重量，外形如图06所示。
图06ZXD1500整流器外形图
整流器的性能参数见表2。
表22ZXD1500〔V4.0〕性能参数表
技术特性
参数
交流输入
输入方式
单相三线制〔L/N/PE〕
输入电压
额定电压：
220VAC，波动范围：
80VAC~300VAC
输入频率
额定频率：
50Hz，波动范围：
45Hz~65Hz
输入电流
不大于10A
效率
≥90%
功率因数
≥
直流输出
输出功率
额定输出：
1500W，最大输出：
1800W
输出电压
额定输出：
48VDC
可调范围：
42VDC~58VDC连续可调
限流值
输入电压150VAC~300VAC时：
〔32±1〕A
输入电压110VAC~150VAC时：
〔20±2〕A
输入电压80VAC~110VAC时：
〔10±2〕A
限流后，当输出电压降至35VDC~39VDC时回扫
稳压精度
≤±%
均流能力
最大和最小者相差1.5A以下
机械
参数
外形尺寸
高×宽×深：
134mm×87mm×290mm〔不计一体化插座〕
重量
系统配置说明
通信电源系统配置计算方法
一台电源系统配置的原那么是：
当系统的一台整流器出现故障时，其它整流器应该可以保证负载正常工作和电池充电的同时进行。
具体来说，某一个站点的电源容量由三局部构成：
用电设备工作时需要的最大工作电流I1、蓄电池充电电流I2，N+1备份。
用电设备需要的最大工作电流I1
将所有用电设备需要的最大工作电流全部相加就得到最大工作电流I1.
蓄电池充电电流I2
在确定了用电设备工作时需要的最大工作电流I1之后，并知道要求的蓄电池放电时间T之后,蓄电池容量Q就可以确定了，如下：
Q＝A×K×I1×T
5，但在不是很严格的情况下，这个系数可以不乘。
K为在1附近变化的变量，对于不同的蓄电池放电时间T，K为不同值，并和各种厂家的产品有不同，大致如下：
T〔小时〕
20
10
8
5
4
3
2
1
K
1
计算出来的蓄电池的容量要取国标中的标准档位，如Q等于375AH时，就应该选用400AH的蓄电池。
确定了Q以后〔或者直接由局方确定〕，充电电流I2即为：
I2＝Q×C
—0.2之间，通常设为0.15。
N+1备份
由I1、I2之和、后续扩容需求等因素来确定电源系统，要保证所选系统的满配置容量大于等于终局容量；尽量使模块的数量N大于等于3。
确定了电源系统后，确定模块的根本数量N，即将I1、I2之和除以模块容量并向上取整。
将配置的模块数量做冗余备份，对于整流模块数量小于10的系统，备份为N+1，大于10的，取N+2。
本工程的配置方案
配置方案
本工程的配置按照用户的需求，系统容量为30A*2。
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