在传统的数据中心场景中,大多数设备均采用交流UPS①供电,虽然交流电应用十分广泛,但是其在通信系统中安全性、经济性等方面的问题越来越凸显,主要体现在以下几个方面:能耗高,损耗大;可靠性低;维护、扩容难度大;建设成本大。
同时在业界,高频开关电源技术已普及,基于数字技术的高低压开关电源生产成本已低于变压器电源。另外,转型业务、数据通信、各种增值业务平台在电信运营商的比重日趋增大,安全要求、节能要求与电源保障提出了空前的要求。因此高压直流技术应运而生。
在高压直流中,由于省掉了逆变部分,电源效率达到92%以上,UPS系统经过4次变换效率一般70%左右,这样大大节省能源,对于1000W的系统,高压直流电源系统节能220W,大大降低了运营成本。高压直流电源系统,是标准电气柜,安全性高,并且对分路輸出和母线的绝缘状况实时监控,对人身伤害预警大大提高;UPS非标一体柜,安全性低。
图1 传统交流电源(UPS)与高压直流(HVDC)的拓扑结构详细对比
高压直流具有以下优势:
- 运行可靠性高。电池直挂在输出母线上,备电更加可靠。
- 操作维修方便。高压直流系统为模块化热插拔设计,运维简单方便,减低运维成本。
- 降低谐波干扰。采用直流输入,不再存在相位和频率的问题,多机并联变得简单易行,无谐波干扰, UPS存在输出功率因数,一般在0.6~0.8。
- 兼容现有绝大多数IT设备的高频开关电源,用电设备几乎不用任何更改,推广容易。
高压直流电源系统特点:
- 采用有源功率因数补偿技术,额定功率因数值达0.99;采用软开关技术,额定效率高达 94%以上。
- 超低辐射;安规设计符合 UL②,CE③,NEBS④标准。
- 功率密度高;具有输出过压保护。
- 交流输入电压正常工作范围宽至 260Vac~530Vac。
- 完善的电池管理。有电池低电压保护功能,能实现温度补偿、自动调压、无级限流、电池容量计算、在线电池测试等功能。
- 完善的交流侧、直流侧防雷设计;完备的故障保护、故障告警功能;系统具有绝缘故障接地告警功能;系统输出不接地。
结束语:相对于传统的UPS,高压直流系统故障率大幅下降,产品质量稳定、效率大幅提高、操作的方便,维护快捷、降低成本的优点已经得到用户的广泛认可。锐捷网络RG-S6220系列数据中心万兆TOR交换机凭借锐捷网络雄厚的研发能力,可全面支持高压直流技术,满足用户对电源方面的节能需求。
①UPS:Uninterruptible Power Supply,不间断电源
②UL:Underwriter Laboratories Inc.,美国保险商实验室
③CE:Communate Europpene,产品进入欧盟境内销售的通行证
④NEBS:Network Equipment-Building System,网络设备构建系统
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