高压直流电源远程供电技术
《高压直流输电》课件
研究高压直流输电线路和换流站对周边电磁环境的影响，制定相应的防护措施和标准，降低对环境和人体的影响。
研究高压直流输电在电网中的稳定运行机制，通过优化无功补偿、有功滤波等技术手段，提高系统的稳定性和可靠性。
高压直流输电系统的核心，负责将交流电转换为直流电或反之。
换流站
直流输电线路
接地极
用于传输直流电，通常采用架空线或海底电缆。
为系统提供参考地电位，并泄放多余的电流。
03
02
01
01
02
03
04
实现交流电与直流电相互转换的核心元件。
换流阀
用于调整电压等级，使换流站能与不同电压等级的电网连接。
变压器
用于滤除换流过程中产生的谐波，减少对周围环境的干扰。
《高压直流输电》PPT课件
目录
高压直流输电概述高压直流输电的基本原理高压直流输电系统的构成与设备高压直流输电的优缺点与关键技术问题高压直流输电的工程实例与展望
01
高压直流输电概述
Chapter
总结词
高压直流输电是一种利用高压直流电进行远距离传输的输电方式，具有输送容量大、损耗小、稳定性高等特点。
详细描述
总结词
换流技术是高压直流输电的核心技术之一，涉及到整流和逆变两个过程。
详细描述
在整流过程中，交流电源转换为直流电源，通过控制晶闸管或绝缘栅双极晶体管的开关状态实现。逆变过程则是将直流电源转换为交流电源，同样通过控制开关状态实现。换流技术的关键在于保证电流的稳定和减小谐波干扰。
VS
高压直流输电的损耗主要包括线路损耗和换流损耗，提高效率是重要目标。
直流远程供电设备技术规范书
效率
转换效率：≥93%
8
保护功能
远端设备采用无极性输入方式
输入过压、欠压，输出过压、欠压，输出过流及短路保护，过温等保护功能并可自恢复，部分保护功能可自行设定保护值
（三）、能量分配器技术指标要求：
序号
项目
技术要求
1
工作环境要求
工作温度：-40℃～+55℃
工作湿度：0%～90%非结露
气压：70kpa~106kpa，海拔超过3000m允许降额使用
AC 12KV或DC 18KV
阻水要求
光缆护套内的所有间隙应有有效的阻水措施，阻水材料满足YD/T901-2009的规定
产品保质期
25年
光纤
4芯至96芯，采用单模光纤，全色谱识别
电线
使用不同颜色或数字进行区分，导体符合GB/T 3956-2008中第2种铜导体。
护套厚度（mm）
1.8±0.2mm
中心加强件
光缆用磷化钢丝，中心加强件不允许有接头
松套管
改性聚对笨二甲酸丁二醇
外护套
线性低密度聚乙烯
2
电缆技术要求
绝缘平均厚度（mm）
0.75、1.5、2.5、6、10（mm）
0.7mm
导体最高工作温度
90℃
成品电缆耐压试验（V）
2000（电线）
20℃时导体电阻（Ω/km）
0.75（mm）
≤24.5
1.5（mm）
②系统应具有告警记录和查询功能，告警记录可随时刷新；告警信息在系统完全断电状况下应继续保存。
开启侦探功能后，设备在侦测线路没有问题时，才会高压输出
通信接口：支持RS232
软启动开关：对设备进行软启动和关闭
10
高压供电互投远程控制装置的技术改造
Science &Technology Vision科技视界0概述我台东、西两路10KV 双电源高压进线柜的核心器件是安徽“龙波”WVS-12/1250-31.5固定式真空断路器以及安徽“鑫龙”DPX-301P 备自投控制器。
其中DPX-301P 为断路器的微机综合保护测控装置,集保护、测量、监视、控制、人机接口、通信等多种功能于一体,同时融入了先进的二次设计思想,实现了在线可编程功能(包括保护可编程和控制可编程)的数字式多功能继电器,适用于66KV 以下电压等级非直接接地电网的各类电气设备和线路的主保护或后备保护。
对于双电源供电系统,当其中任何一路中断时,该系统均可以实现电源自动快速互投。
整个系统在我台投入使用以来,运行稳定可靠,为安全播出提供了有力的供电保障。
但由于我台值班机房与高压配电室相距很远,当遇到供电异常尤其是出现高压进线缺相故障时,本系统只是告警并不跳闸自投,而需要到高压配电室进行人工分闸、合闸倒换操作,这样就相当费时和不方便,而且还存在着容易切换错误等等的重大事故隐患,更不能满足广电总局20s 以内恢复广播电视播出信号的故障时间限定。
为解决这一实际问题,我们通过仔细分析并与多方专家探讨,对我台的高压进线柜备自投系统进行了改造,制作了方便、可靠、实用的高压倒换远程控制装置,将高压线路的切换控制功能引至值班机房,做到了远端人工倒换高压供电的安全、简单、准确和快捷,从而保障了发射设备的安全播出。
1DPX-301P 的工作原理DPX-301P 允许的工作电源范围很宽,正常情况下可以在85~264V 的范围内正常工作,并且交直流通用。
连接工作电源时,要求必须在工作电源回路上安装专用的空气开关或保险丝,以防止出现意外情况可能引起其他设备失电。
本系统中该装置使用AC220V,最大工作电流为0.1A,考虑到装置上电瞬间的浪涌电流,保险管为1A。
本系统的两台高压进线柜本身未装操作按钮和转换开关,由DPX-301P 面板自带分闸“0”/合闸“1”操作按键和“本地”/“遥控”位置锁用于本地操作断路器。
直流远供电源产品介绍
3.2.2.3 BYDHG03C 220VAC远端
BYDHG03C-220/2.6(防水600W)
BYDHG03C-220/4.5(室内1000W)
基本参数 1、结构： 280X210X110 2、输入：-240～-380Vdc 3、输出：220VAC 4、输出波形：正弦波 5、功率：600W， 6、防雷：20KA 7、效率：＞90％
通信电源的品质与安全直接影响到通信质量的好坏，通信设施和人身安全。所以电源是一切通信系统必不可少的坚实基础，而且是非常重要的根本保障。 城市电网紧张拉闸限电、市电电压波动、易受雷击、施工需协调，管理维护成本等都导致市电在电信远程供电系统中使用受限。 直流远供电源系统可以有效解决以上难题，它具备以下优点：
5.4.2 光进铜退/村村通”项目中AG户外柜的远程供电，局端220AC输入
高层楼宇的EPON ONU单元远程集中供电
5.4.4 住宅小区EPON ONU单元的远程集中供电
5.4.5 营业厅的远程供电
市电经常停电、供电不稳的乡镇营业厅
6.1 网络运行安全
系统运行具有输入、输出，过流、过压、过温保护，开路、短路保护，AC搭接保护，反极性保护和防雷保护等保护功能。 设备运行中的任何异常都会关闭输出并产生告警，确保安全。 采用自动恢复方式，对馈电线缆工作状态实施自动扫描检测、在故障消除后规定设置时间内恢复对设备的正常输电。 网管系统及设备自身具备各种故障告警、消警状态显示，以及相应的正常工作状态显示。
4
BYDHG03B-48/20
48VDC
1000W
室内型，机架式
5
BYDHG03C-220/9
220VVAC
2000W
室内型，机架式
远供电源要求
直流远供电源系统技术要求1. 局端设备(48VDC/280VDC)技术要求1.1标准配置注1：即插即用，具备无损伤热插拔功能；能承受电压脉冲(10/700μs、5kV)和电流脉冲(8/20μs、20kA)正向和反向各5次的冲击。
注2：输出断路器额定工作电压满足DC400V。
2.绝缘监测：设备应具有绝缘监测功能,绝缘出现异常时，监控模块应发出告警信息。
输入对输出1500V或输出对地1000V，漏电电流≤50mA。
3.其他要求1.2电源模块效能1.电源模块效率(1)10%以下负载，额定输入电压(280V～320V)：≥85% ；(2)10％～70%负载，额定输入电压(280V～320V)：≥90% ；(3)70%以上负载，额定输入电压(280V～320V)：≥92% 。
2.电源模块功能(1)模块规格单台电源模块(48VDC/280VDC)功率规格为600W、900W为宜。
(2)模块即插即用，具备无损伤热插拔功能。
(3)系统中模块并联工作，并且具有按比例均分负载性能(负载从25%～100%额定输出电流时)，其不平衡度应优于±3%的输出额定电流值。
(4)当某个模块出现异常时，应不影响电源系统的正常工作。
(5)开关机过冲幅度开关机引起直流输出电压变化的最大峰值应不超过直流输出电压整定值的±2％。
(6)启动冲击电流(浪涌电流)由于启动引起的输入冲击电流应不大于额定输入电压条件下最大稳态输入电流峰值的150％。
(7)软启动时间软启动时间(从启动至直流输出电压爬升到标称值所用的时间)可根据用户要求确定，一般为3s～8s。
(8)负载效应(负载调整率)不同负载情况下的直流输出电压与输出电压整定值的差值应不超过输出电压整定值的±0.5％。
(9)强迫风冷，风扇寿命应当≥50000小时。
(10)模块监控功能遥测：整模块输出电压，每个模块输出电流；遥信：每个模块工作状态(开/关机，限流/不限流)，故障/正常，系统输出状态；遥控：开/关机，测试；遥调。
直流远程供电在锡宜高速全程监控改造中的应用
机 的 正常 使 用 。因 此 ，风 光互 补型 或 单一 型 太 阳能供 电对于 锡 宜 高 速公 路 而言 并不 适用 。 二 、交 流远程 供 电 若 采 用 交流 电源 ，则 需 通 过 电缆 向设 备 远 程 供 电 ，由 于 传
输距离远 ，倘若使用设置在中央分割带的放 置通信 电缆 的原有
责任编辑：谭 伦 （ 实习）
直流远程 供电在锡 宜高速全程监控改造 中的应 用
江苏锡 宜高速 公路 有限公 司 钱建波 江苏省交通规划设计院股份有限公司 施展
２ ０ １ ２ 年 ，江苏 锡直 高 速公 路在 全程 监 控系 统 改造 工程 中首次 尝 试采 用 直流 远 程供 电系统 进行 供 电 。此种 供 电 方式 采用 直 流输 电形式 ，传输 电缆铺 设在 高 速公 路 中央 分 隔带 的硅 芯 管 内 ，避免 了 另行 开 挖敷 设 所增 加 的建 设成 本 ，解 决 了高 速公 路远 距 离供 电 困难 以 及部 分 解决 了 电缆 防盗 方 面的 困难 ，为全 程监 控 系统 提 供
危害。
；
Ｌ．… ．…
瑚蛩 供 电 接 收 部 分
． … ．．．… ．．．…
实 在 过大 。
向西南止于直兴市西的新街镇接宁杭高速公路 ，全长约６ ５ 公里， 沿途共有５ 个收费站 ，分别为无锡西 、陆区 、漕桥 、屺亭 、直兴
西 ，如 图 ｌ 所示。
沪 无镥西 陆 区 糟 柝 屺亭 宣 ＊西 宁
三 、直流 远程 供 电 在 各 站点 配 电房 使用 局端 远程 供 电设 备 ，将 交流 转换 为 高压 直流 （ ４ ０ ０ Ｖ）后 ，通 过 电力 电缆传 输 ，在 摄像 机 （ 远 站 设备 ） 使 用远 端 供 电接 收设 备转 换 为相 应 的交 流２ ２ ０ Ｖ 或直 流 ，以提 供 不 问 断供 电保 障 的 电源系 统来 为监 控系 统供 电 ，同样 可 以达 到 目的 。 由于 摄 像 机 功 率 普 遍 较 小 ，使 用 ２× ６ ｍｉ ｉ １ 电缆 作 为 供 电 电 缆便 已足 够 。在 电缆 敷 设 上 ，由于 线 缆 不 需 像 传 输 交 流 电能 那 样和 通信 线缆 分 开 布 置 而放 置 在 路 的 两 边 ， 因 而只 需 使 用 高 速 公 路 中央 分割 带 的预 留管 道 进 行 吹缆 作 业 即可 ，成 本 费 用 约 为 ２ ５ ０ 万 元 。 而且 ， 由于 高速 公 路 上来 往 车 辆 较多 ，危 险 性大 ，因
直流远供电源原理及解决方案
2G宏站（小容量宏蜂窝基站）远供电源
3. 远端：（HGX-DCL-48S3200）
① 输入电压：DC250～400V，输出电压：DC48V。 ② 输出功率：3200W。 ③ 19英寸、3U结构，安装在该站标准机柜内。
4. 传输距离：
1. 具有DC/DC隔离升压功能； 2. 输出电压：采用隔离升压技术，保证直流电
压；
3. 输出电压可根据传输距离和负载的大小进行 调整，调整范围为：250V～410V；
4. 具有输出过压保护功能，保护时间≤30 ms； 5. 具有输出过载保护功能，保护时间≤30 ms； 6. 具有输入过压、欠压保护功能；
② 如果两个站点距离较远，这两个站点分别使用一个防 雷模块，即每个站点使用一个防雷模块和一个远端； 在防雷模块的输入侧完成并联连接。
3G和2G共址基站远供电源
5. 传输距离： 局端到第一个站点的距离一般≤3Km；第一个站 点到第二个站点的距离一般≤2Km。
6. 传输线缆： 一般采用复合光缆（铜芯截面积2.5 平方毫米、 平方毫米）。
3. 远端：（HGX-DCL-48S600或HGX-DCH-320S600）
① 输入电压：DC250～400V，输出电压：DC48V或DC320V。 ② 输出功率：600W。 ③ 结构：防水型，外挂于直放站下部。
4. 连接方法：
① 如果两个站点距离较近，这两个站点使用一个防雷模 块；防雷模块的输出分别连接到这两个站点对应的远 端输入侧。
远供电源功能介绍
• 系统结构图
–48V
DC/DC直流升压变 换
远供电源 局端
宏基站
复合光缆 （或专用铝缆）
通信工程直流远供施工规范
直流远供系统配置及施工规范一.直流远供系统配置1.技术介绍高压直流远供系统一般由局端设备、传输线路、远端设备组成。
通常情况下，48V直流电源系统的供电线路不超过100米，无法提供远距离供电。
直流远供，是在基站（局端）通过远供设备将机房的-48V电压升压为直流280V或者380V，（一般采用直流380V系统，以减少线损，提高传送距离。
）通过复合光缆或专用铝缆把电能输送到远端设备，在设备端通过远供设备降压为-48V设备使用。
图1.1.1-1直流远供系统结构图2.设备功耗新疆联通WCDMA网的基站设备选用两个厂家的设备：阿勒泰、博州、伊犁、塔城、石河子、克拉玛依、奎屯、哈密、吐鲁番为中兴设备，其他地州为华为设备。
根据下表两个厂家RRU设备功耗列表，按3载扇的典型功耗并考虑远期发展，每个RRU设备按照200W计算。
表1.2.1-1两个厂家RRU设备功耗统计表序号配置华为RRU 中兴RRU峰值功率典型功率峰值功率典型功率1 1个载扇100W 70W 140W 105W2 2个载扇180W 120W 205W 140W3 3个载扇250W 170W 265W 175W3.配置原则3.1.远端设备配置原则目前，新疆联通直流远供系统所使用的远端设备一般为500W、600W和800W这三种。
考虑远端设备长期工作的稳定性，S3和S33的站型应选用1台500W或600W远端设备，S333的站型可选用1台800W远端设备或2台500W远端设备或2台600W远端设备。
根据中标厂家设备类型，单台远端设备能够满足站点需求的应作首选，尽量减少远端设备配置数量。
3.2.局端设备配置原则局端设备容量根据接入远端站RRU设备的总功耗+线路损耗（按照远端设备功率的40%计），按照N+1的模块冗余配置。
根据移动基站的组网方式，直流远供系统可采用星型、链型和环形的供电拓展方式，考虑基站供电安全性，建议1个局端站点接入远端基站属最多不超过3个。
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高压直流远供技术= HVDC电源+远程输电 工作原理：将中心基站内的-48V直流通信电源系统，经过局端设备进行升压
为260V/400VDC，由直流分配单元分路输出，以电缆、馈电光缆为传输介质 传输到远端设备，远端设备将260V/400VDC变换到远端通信设备所需的工作
直流远程供电系统部件介绍
远端模块
远端电源主要实现110Vdc～400Vdc直流输入（兼容90Vac-290Vac交流输入）， 输入单极分别对地悬浮隔离，输出直流-48Vdc电压。远端设备具有各种保护 （过压保护，欠压保护，过流保护，短路保护，过温保护）功能、告警功能及 输入防雷保护功能,通过散热器自然散热 主要分室外型和室内型
电压（- 48V），从而完成远程不间断供电和电源集中监控的效果。
交流
开关 电源
升压 设备
直流 配电
高压 直流
近端设备 高压直流远供示意图
电源 适配
通信 负载
远端设备
远程供电系统的实现框图
直流远程供电系统部件介绍
局端模块
主要功能是将-48/-60Vdc转换为380Vdc给远端电源供电。通常由一个监控单元 和多个直流变换模块组成，在局端实现-72Vdc～-40Vdc直流输入，380Vdc单 路输出，且输入输出单极分别对地悬浮隔离的设计。 局端设备具有各种保护（输出过压保护，输入欠压保护，过流保护，短路保护， 过温保护、开路保护、漏电保护，电力线搭接保护）功能、告警通讯功能及输 出防雷保护功能且自带监控LCD显示及键盘操作。
局端设备端
380V 输出
输电线缆
DC-DC变 换 远供 远端设备
-48V输入 远端通 信设备
双端、远程供电组网示意图
远端设备端
直流远程供电组网方式
（2）. 单端远供组网原理 ----- 输入为220VAC的受电设备
-48V 输入 DC-DC变换
远供局端设备
280V/380 输出
输电线缆
网管
局端设备端 单端、远程供电组网示意图
对于个别不能接受DC280V直供的设备在前端加装高压直流远供远端电源适配器设 备进行电压转换。
直流远程供电系统技术优势
解决市电引入难的问题 降低市电引入费用、解决电费结
算纠纷 解决市电不稳定，建设维护量
市电引入
解决小型UPS效率低、寿 命短、故障率高等问题 输出效率有明显优势
降低室外型基站建设成本
甚至制约了项目的进度
市电引入难
市电引入费用过高
电费结算繁琐、电费结算纠 纷、电费过高
分布系统已成为了网络覆盖建设的主要 方式，光纤拉远技术得以大量应用，网元 不断向用户侧延伸，企业接入业务的质量 保障要求也日益显现
UPS后备电池供电时间短
室外小型UPS、开关电源容 易被盗
UPS故障率高更换频繁
这些问题对现有的通信电源保障体系提出了新的要求，传统的电源保障模式需要 有所突破。
直流远供与交流远供的线损测 试比较
远端恒功率的情况下直流与交流远供的线 损测试比较
受电 类型
交流
直流
输出 电压
交流
220V 端口输 入
远端通 信设备
远端设备端
直流远程供电应用场景
移动通信网络覆盖
单基站、RRU、直放站远程供电
220VAC输入的RRU、直放站远程供电
-48VDC输入的RRU、直放站远程供电
高铁、高速公路沿线的RRU、直放站远程供电
直流远程供电应用场景
综合接入设备
WLAN蜂窝覆盖
高层楼宇EPON ONU覆盖
供电效率
油机发电
集中分布式供电 减少市电停电后的油机发电站点 降低发电成本
技术优势
供电稳定性
不受外电干扰 没有输入电压浪涌波 没有频繁加断电冲击
远供技术+复合光缆 应用于室外基站、综合设
备接入等项目 节约管孔资源 降低施工费用
投资效益
供电安全性
交流电对人体的损害作 用比直流电大 安全电流值交流为10m A，直流为50mA
高压直流远供电源设备采用N+1冗余高可靠性结构，采用总线级联的方式为，所有 级联在设备前端的高压直流微型短路器的上端头完成；
通过高压直流远供电源设备智能通信接口接入基站动力环境集中监控系统，实现 系统集中监控和集中管理；
对不同方向铁路沿线远端设备采用独立供电系统，进一步提高高压直流远程供电 系统可靠性；
概述
解决特定、特殊场景，无法获取 电源的网、站点设备的供电问题： 直流远供技术远程、集中分布式的 供电方式，较适宜各种低功耗设备、 室外型设备的供电
移动通信网络：广泛应用于RRU、 室分系统、低功耗基站、室外型基 站，直放站、山场景的供电。
高压直流电源远程供电系统
2012年1月17日
目录
1 概述 2 技术内容 3 工程设计及建设 4 直流远供项目投资举例
概述
运营商重组，3G牌照发放，掀起了新 一轮网络建设高潮
远端设备供电问题
市电停电、市电电网波动大
3G网络的移动基站建设和光进铜退项目 的EPON建设是主角，这两个项目都有海 量的远端接入设备需要安装，尤其是广大 的乡镇和农村，远端接入设备的供电问题
综合设备接入：广泛应用于固网 的综合接入远端设备、EPON系统 的ONU、WLAN等低功耗设备、 场景的供电。
由于直流远供技术的特点和在特定、特殊场景的应用优势等，现已成为组网建设和安全 可靠运行中不可或缺的一种供电方式。
目录
1 概述 2 技术内容 3 工程设计及建设 4 直流远供项目投资举例
直流远程供电系统原理
住宅小区EPON ONU覆盖
光进铜退/农村信息化项目综合接入设备 220VAC输入/-48VDC输入
直流远程供电应用场景
营业厅远供供电接入
各应用场景组网说明:
高压直流远供电源安装在中心机房内；利用机房内的－48V电源系统或AC220V电 源输入，通过高压直流远供电源转换为DC280V直流后通过电力电缆为各个远端提 供电源保障；
室外型端远模块
直流远程供电系统部件介绍
室内型端远模块
直流远程供电系统部件介绍
直流分配器
交直流电源转换器
逆变电源
直流远程供电组网方式
根据负载设备电源需求的不同分为双端供电和单端供电 （1）. 双端远供组网原理 ----- 输入为- 48VDC的受电设备
-48V输入 DC-DC变换
远供局端设备
网管