ZXDU58 W12130A系列组合电源技术手册.docx
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ZXDU58W12130A系列组合电源技术手册
ZXDU58W121
30A（V4.0）系列组合电源
技术手册
中兴通讯股份有限公司
内容介绍
本手册共有4章。
主要内容介绍如下：
“第1章系统概述”，介绍ZXDU58W121的应用领域，功能和特点，技术特性和参数，以及系统配置。
“第2章结构与原理”，介绍ZXDU58W121的整机结构和工作原理。
“第3章整流器”，介绍系统采用的ZXDU1500V（4.0）30A开关整流器的结构和性能。
“第4章监控单元”，介绍ZXDU58W121监控单元的结构和性能。
第一章系统概述
摘要
本章介绍ZXDU58W121的应用领域，功能和特点，技术特性和参数，以及系统配置。
一.1应用领域
ZXDU58W121是一种户外型智能无人值守式组合电源系统。
ZXDU58W121具有强大的野外环境适应能力，可在户外的恶劣环境中使用。
广泛应用于中、小容量的程控交换局、移动基站、卫星地球站、农村电话支局、微波中继站等场合。
良好的电磁兼容设计使得该组合电源系统可以和主设备放在一起而不互相干扰。
一.2功能和特点
ZXDU58W121具有如下功能和特点。
1．紧跟国际通信电源技术发展的最新动态，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，使系统容量可以按N+1备份，扩容方便。
3．系统具有良好的电磁兼容性，极小的电磁辐射和极小的开机浪涌电流。
4．全智能设计，配置监控单元，具有三遥（遥测、遥信和遥控）功能，实现计算机管理。
可以通过与远端监控中心通信，实现无人值守，符合现代通信技术发展的要求。
5．电源控制技术与计算机技术有机结合，实时对整流器和交直流配电的各种参数和状态的监测和控制。
6．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．配置灵活，最多可配置4个开关整流器。
开关整流器具有热插拔功能。
8．具有电池自动管理功能。
监控单元自动测量电池的充电和放电电流，并可控制整流器对电池进行浮充和均充。
9．提供二次下电功能。
当系统转为电池供电时，电池电压过低后有声光告警。
根据负载的重要程度，将负载分两组切除，以保证最重要的负载有较长的工作时间。
10．采用多级防雷技术，使整机具有很高的可靠性。
11．提供2路交流备用输出。
12．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；同时，可以通过BP自动台将告警信息以数字形式发送到BP机上。
13．采用抽屉式结构，便于运输、安装和维护。
14．采用智能风冷方式，整个系统具有极低的噪音。
15．系统具有很高的可靠性，MTBF≥1.0105h。
16．整机结构紧凑，在单台机柜上实现交直流配电、AC/DC变换、蓄电池的放置和充放电管理以及集中监控。
17．结构简洁，具有防尘、防水、隔热、防盗、防潮、防霉、防腐蚀等多种功能，环境适应能力强，可在户外的恶劣环境中使用。
一.3技术特性和参数
系统的技术参数见表1.31。
表1.31技术参数列表
技术特性
参数
交流
输入
输入方式
单相三线制
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
≤40A
效率
≥90%
功率因数
≥0.99（满载）
直流
输出
输出电流
额定输出：
120A（配4个ZXDU1500V（4.0）30A整流器模块）
输出电压
浮充电压为53.5VDC
均充电压为56.4VDC
可调范围：
42VDC~58VDC连续可调
杂音
宽频杂音：
≤50mV（3.4kHz~150kHz范围内）
≤20mV（0.15MHz~300MHz范围内）
衡重杂音＜2mV
系统可闻杂音＜55dB（A）
环境
条件
温度
-40℃~+55℃
相对湿度
10%~95%RH
防水
电源柜：
IP55，电池柜：
IP44
噪声
≤40dB
外形
尺寸
重量
组合机柜
高×宽×深：
1700mm×640mm×640mm，重量（不含电池、整流模块）：
180kg，整流模块重量：
3.5kg/个
分体机柜
（电源主设备机柜）高×宽×深：
900mm×640mm×640mm
（电池柜）高×宽×深：
900mm×640mm×640mm，重量：
45kg
安全规格
符合IEC950标准
一.4系统配置
系统的标准配置见表1.41。
表1.41系统的标准配置表
类别
标配
交
流
配
电
交流输入
单相220V，1路
交流输出
单相三孔16A维修插座1个
直流配电
直流输出
一次下电（4路）63A以下
二次下电（2路）63A以下
蓄电池
可以放置两组150AH以下电信级电池
整流器
4台
监控单元
1套
热交换器
1台，根据现场需要，可以在高寒地区选配加热板。
说明：
当需要配置加热板时，必须在订货时提出要求。
加热板在出厂前已安装在电池柜的内侧。
现场只需要将加热板的电源线接到交流备用输出端。
第二章结构与原理
摘要
本章介绍ZXDU58W121的整机结构和工作原理。
二.1整机外形
ZXDU58W121采用防水、防尘设计，具有2种机柜结构，分别为组合机柜和分体机柜。
其中，组合机柜是指电源主设备机柜和电池柜组合放置；分体机柜是指电源主设备机柜和电池柜独立放置。
外形如图2.11所示，其中左图为组合机柜，右图为分体机柜。
图2.11ZXDU58W121机柜外形图
图2.11中标注说明见表2.11。
表2.11ZXDU58W121机柜外形图标注说明表
标注号
名称
说明
1
吊钩
安装或移动设备时使用
2
遮阳罩
避免太阳高温直射设备
3
防水通风孔
具有通风散热功能
4
上门锁
防盗
5
上前门
-
6
当心触电标识
机柜内存在高压，当心触电
7
型号标识
设备型号标识
8
下门锁
防盗
9
下前门
-
10
安装底座
固定机柜，具有防盗功能
11
电源主设备机柜
带有遮阳罩和安装底座
12
电池柜
带有遮阳罩和安装底座
二.2机柜区别
组合机柜和分体机柜除整机外形有区别外，其他方面（例如：
配置、功能和安装）完全一样。
因此，手册中以组合机柜为例进行介绍。
二.3整机结构
打开ZXDU58W121的前门，其结构如图2.31所示。
图2.31ZXDU58W121整机结构图
图2.31中标注说明见表2.31。
表2.31ZXDU58W121整机结构图标注说明表
标注号
名称
说明
1
热交换器
为电源和主设备散热
2
4U预留空间
预留空间加载主设备。
1U=44.45mm
3
监控单元
监控电源设备的工作状态
4
整流器模块
进行AC/DC变换
5
DCOUT
负载输出端
6
加热板
当工作环境温度低于25℃时，GFM蓄电池的充电效率和性能会降低，因此建议用户选配加热板
7
GFM蓄电池
市电停电时，给负载供电
8
资料袋
存放资料
9
交/直流配电部分
略去前面挡板后，如图2.32所示
10
ACIN
交流输入端
11
蓄电池温度传感器
检测蓄电池温度
略去前面挡板后，交/直流配电部分如图2.32所示。
图2.32交/直流配电部分图
图2.32中标注见表2.32。
表2.32交/直流配电部分图标注说明表
标注号
名称
说明
1
正端子
连接负载输出正端和蓄电池正端
2
负载输出空开
连接负载输出负端和蓄电池负端
3
B、C级防雷器
防雷装置
4
交流输入空开
控制交流输入
5
交流备用输出
提供一路带开关的交流备用输出
6
单相三孔维修插座
提供一个单相三孔16A维修插座
7
交流输入接线端子
连接交流输入电缆
二.4工作原理
为了正确安装、使用和维护该设备，需要用户掌握该设备的整机、交流配电单元和直流配电单元的工作原理。
二.4.1整机
ZXDU58W121整机工作原理框图如图2.41所示。
图2.41整机工作原理框图
ZXDU58W121整机工作原理说明如下。
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，信息采集和判断，提供信号转接和告警功能。
二.4.2交流配电单元
交流配电单元工作原理如图2.42所示。
图2.42交流配电单元工作原理图
交流配电单元工作原理说明如下。
1．单相交流输入，经交流输入开关后，进入整流器配电单元。
2．系统提供B+C级防雷保护和交流备用输出。
二.4.3直流配电单元
直流配电单元工作原理如图2.43所示。
图2.43直流配电单元工作原理图
直流配电单元工作原理说明如下。
1．当系统转为蓄电池供电时，根据负载的重要程度，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，以保证重要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。
2．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功能。
3．对直流配电单元来说，蓄电池组既是输入单元，也是输出单元。
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。
第三章整流器
摘要
本章介绍系统采用的ZXDU1500V（4.0）30A开关整流器的结构和性能。
三.1整流器外形
ZXDU58W121采用的开关整流器型号为ZXDU1500V（4.0）30A，单个整流器的额定输出容量为30A。
ZXDU58W121最多可配置4个整流器。
其外形如图3.11所示。
图3.11ZXDU1500V（4.0）30A开关整流器外形图
三.2部件名称
ZXD1500（V4.0）30A开关整流器具有较小的体积和重量，外形尺寸仅为134mm×87mm×290mm（高×宽×深），重量约为3.5kg。
整流器前、后面板如图图3.21所示。
其中前面板包括指示灯、输出电流段码显示器（输出电流指示灯）、扣手，后面板有与系统接口的输入、输出一体化插座。
图3.22ZXDU1500V（4.0）整流器的前面板和后面板示意图
ZXDU1500V（4.0）30A开关整流器（以下简称ZXDU1500V（4.0）30A整流器）的前面板和后面板如图3.22所示。
表3.21部件名称对照表
序号
部件名称
部件功能说明
1
显示区域
2
前面板
3
百叶窗
进风口
4
滑动扣手
装卸、搬运整流器用
5
限位销
整流器到位后起锁定作用
6
段码灯
由十个LED组成，一个指示灯代表3A的输出电流
7
输入指示灯
输入正常时，整流器显示绿色，否则不显示
8
输出指示灯
输出正常时，整流器显示绿色，否则不显示
9
限流指示灯
整流器处在限流状态时显示黄色，否则不显示
10
告警指示灯
整流器处在告警状态时显示红色，否则不显示
11
后面板
12
通风孔
为保证散热效果，通风孔外不可有异物阻挡
13
输入输出一体化插座
14
导轨
ZXDU1500（V4.0）整流器的交流输入、直流输出和控制信号通过后部的接口与ZXDU58W121系统连接。
将整流器的接口插入BACK板的插槽内即可。
BACK板为整流器、监控单元接入系统提供接口。
注意：
由于整流器的交流输入没有开关控制，当配电单元的交流输入空开（ACINPUT）接通时，整流器上电工作。
操作时需注意这个特点。
三.3状态显示
整流器前面板左上部有四个方形指示灯，由左到右分别为：
绿色输入指示灯、绿色输出指示灯、黄色限流指示灯、红色告警指示灯，如图2-2所示。
正常时交流输入和直流输出指示灯亮，输出限流和告警指示灯灭。
输出出现限流时输出限流灯亮，有告警信息时告警指示灯亮。
整流器面板的最上部为输出电流的段码显示，共有10个绿色指示灯，每一个灯代表3A输出电流。
例如模块输出电流为6A时输出指示灯的最左边的2个指示灯亮，模块输出9A时段码最左边的3个指示灯亮，依次类推。
（每个段码指示灯对应的电流达到或接近该段电流的高点时该段指示灯才亮，如整流器输出9A时，段码的最左边3个指示灯亮，而整流器输出8A时，左边第3个指示灯就不亮或亮度很暗。
）
三.4性能参数
ZXDU1500（V4.0）30A整流器的性能参数见表3.41。
表3.41ZXDU1500（V4.0）30A整流器的性能参数表
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
浪涌电流
≤10A
输入电流
≤8A
效率
≥90%（满载）
功率因数
≥0.99
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
（32±1）A（输入电压150VAC~300VAC）；
（20±2）A（输入电压110VAC~150VAC）；
（10±2）A（输入电压80VAC~110VAC）；
限流后，当输出电压降至35V~39V时回扫；
稳压精度
≤±0.6%
衡重杂音
≤2mV
均流能力
最大和最小者相差1.5A以下（10%负载以上）
机械
参数
外形尺寸
高×宽×深：
132mm×73mm×290mm（不计一体化插座）
重量
3.5kg
电磁兼容
符合EN55022A级标准的要求
可靠性MTBF
≥1.0×105h
第四章监控单元
摘要
本章介绍ZXDU58W121监控单元的结构和性能。
四.1监控单元的外形
监控单元提供ZXDU58W121系统的信息查询、系统控制、告警以及远端监控功能。
监控单元CSU为抽屉式结构，其外形如图4.11所示。
图4.11监控单元外形图
四.2结构说明
监控单元CSU的前面板和后面板如图4.21所示。
1．液晶显示屏2．指示灯3．按键4．电源开关5．把手6．松不脱螺钉7．接口
图4.21监控单元的前面板和后面板示意图
1．前面板上设有液晶显示屏（LCD）、指示灯、按键、电源开关、把手和松不脱螺钉。
（1）液晶显示屏：
显示ZXDU58W121系统的实时运行数据、监控信息、告警信息。
（2）指示灯：
指示ZXDU58W121系统的工作状态，指示灯的含义详见表4.21。
当ZXDU58W121系统发生故障时，蜂鸣器发出告警声音，同时告警灯（FAU）被点亮，并且在液晶显示屏上显示有告警信息。
表4.21监控单元的指示灯含义
标识
指示灯状态
指示含义
PWR
电源
亮
交流输入正常
RUN
运行
闪烁
程序运行正常
COMM
通讯
亮
正在与后台计算机通讯中
FAU
告警
亮
设备发生故障
（3）按键：
按键的名称和作用详见表4.22。
表4.22监控单元的按键介绍
标识
名称
作用
▲
上键
向左移动光标，或者向上切换界面
▼
下键
向右移动光标，或者向下切换界面
Esc
返回键
退出当前菜单并返回上一级菜单
Enter
确认键
确认当前菜单项并进入下一级菜单，或者确认当前参数值
（4）电源开关：
该开关为一个翘板开关。
标有白色圆点O的一端为“ON”，没有白色圆点O的一端为“OFF”。
按下ON端，监控单元开机。
按下OFF端，监控单元关机。
重新开机，监控单元自动复位。
2．监控单元插装于电源机箱的最左侧。
监控单元通过其后面板的接口与ZXDU58W121系统连接。
当监控单元插入机箱时，监控单元的接口必须对应插入BACK板的插槽内。
BACK板为整流器、监控单元接入系统提供接口。
四.3监控单元的功能
监控单元的原理如图4.31所示。
图4.31监控单元原理图
四.3.1监控单元的功能说明
监控单元的功能说明如下。
1．人机交互功能
系统提供友好且易于操作的人机交互界面。
用户可设定运行参数，查询运行数据。
当有异常的情况发生时，主动告警，并对当前的故障情况予以记录保存。
2．通讯功能
提供RS232接口，也可通过Modem或其它方式实现远程监控，向远端控制台上报数据，接收控制指令并加以执行。
3．数据采集及处理功能
采集配电、环境等数据，判断电源的运行状态，甄别异常数据。
4．控制功能
可根据用户的控制指令，控制整流器的开/关、系统的均充/浮充/测试工作状态，按照用户的要求控制整流器输出电压。
四.3.2数据检测精度
监控单元采集的数据与检测精度见表4.31。
表4.31数据采集与检测精度
数据来源
检测项目
检测精度
交流配电单元
交流电压
±1%
交流电流
±2%
交流输入空气开关状态
100%
交流防雷器工作状态
100%
直流配电单元
直流输出电压
±0.5%
蓄电池电压
±0.5%
电池电流
±1%
负载电流
±1%
蓄电池空气开关状态
100%
负载开关的状态
100%
蓄电池温度
±5℃
一次下电、二次下电的直流接触器状态
100%
整流器
整流器的输出电流
±1%
整流器在位信号
100%
整流器的告警信息
100%
整流器交流输入告警信号
100%
环境量
环境温度
±5℃
环境湿度
±10%
水淹\红外\门磁\烟雾\玻璃碎信号
100%
输入干接点
输入干接点信号
100%
四.4菜单简介
监控单元开机后，经过一段时间的自检和初始化，显示屏上依次显示如图4.41所示的初始界面。
图4.41初始界面
初始界面显示之后，显示屏上显示监控单元的4项主菜单，如图4.42所示。
图4.42监控单元主菜单
菜单的功能见表4.41。
表4.41主菜单功能说明表
菜单
功能说明
[信息]
可查询实时系统运行数据
[告警]
可查询实时故障信息
[参数]
可设置系统的工作参数
[控制]
可控制整流器开机、整流器关机、电池浮充、电池均充和电池放电
具体操作请查阅《ZXDU58W121（30A系列组合电源）操作与维护手册》
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