摘要：对于通信领域，电源就是整个系统的心脏，对于电源的依赖非常强，短时间的中断都会造成非常严重的后果。在通信领域，我国这些年发展速度非常快，取得的成果也是非常显著，技术上也不断提升。高压直流电源方面正是技术方面的一大革新，也是在通信领域得到广泛关注的一项技术。尤其是近年来通信大量不断增多，供电方面变得越来越富在，很多设备由于得不到保养也留下很多隐患。而很对通信系统发生故障都是由于在电源上出现的问题，这一类事故占据总量的一半。
关键词：高压直流电源；通信领域；应用
1 UPS存在的问题
1.1 安全问题
UPS输出的是最常见的220V交流电。备用蓄能则是专用的蓄电池组，作为蓄电池，输出的是直流电，在进行使用的时候，不能为系统直接供电，而是要经过转换，转为交流电才能供给，这其中要依靠的就是UPS中的逆变模块。这就意味着UPS一定要有非常高的稳定性才能让整个系统保持平稳运行。而UPS一旦在逆变模块上出现问题，蓄电池输出的直流电无法得到转换，就会让供电出现问题，即便是蓄电池中的电能再充足，也无法为系统提供任何供给，就会造成难以预料的损失。
1.2 维护问题
处于在技术方面的保护和经济效益方面的维护考虑，UPS的厂家并不会将其系统内部的维护方法公开，因此企业的维护人员也没有任何有效的方式自行进行维护或者故障排除，只能依靠厂家完成维护，日常进行维护根本无法实现。
1.3 浪费问题
UPS通常都是设置两个。一个用来日常维持供电，一个用于备份。通常一个系统的负荷率能够达到50%，以两个系统支持，若是再加一个主用系统，能够将负荷率再提升16%作用。这机会就是能够达到的最高的标准。有时候为了能够让负荷率提升，降低在供电中出现故障的几率，会让系统保持一定的冗余度，所以按照容量的80%来进行计算，每一套UPS大约要让负荷率达到45%，通常为了能够让系统的供电提升安全性，就要使用两套（N+1）UPS，让每一套UPS负荷率尽可能降低，但这样就造成了电能的浪费。
2 高压直流电源系统组成
高压直流供电系统主要有交流配电屏、高压开关电源整流机架、高压直流配电屏和蓄电池组组成。整流机架的交流输入引自交流配电屏，经机架内并联的整流模块组将380V的交流电源变为高压直流电，再通过高压直流配电设备供给数据通信设备，并同时为蓄电池组进行充电，最后由数据设备中的直流－直流变换设备将高压直流电变为＋12V、＋5V等低压直流电直接为数据设备中的电子负载所用。当交流输入电源故障时，则由蓄电池组经熔断器进行放电，再通过高压直流配电设备为数据通信设备提供可靠的直流电源。高压直流供电系统的特点采用悬地工作方式，正和负极都不接地；配电单元中采用专用的高压直流电气器件；可选配支路绝缘监测功能、电池检测功能。
3 高压直流电源在通信领域应用的优势
3.1 安全可靠
相比于以往使用的UPS，直流供电在安全性和可靠性上有了很大的提升。首先就是高压直流电源会采用阀控式铅酸蓄电池组，这种电池组和通信设备及女性并联。这样结构在安全性上有一定的保障，一旦系统输入的电能过程出现故障，就会触发阀控式铅酸蓄电池组，让其为通信设备直接进行供电，而中间不必再使用转换器。高压直流电源并不需要以往UPS那样每个模块之间都要进行必要的通信，让每个模块保持同步，即便是高能直流电源中某个模块出现问题，主要保持电压稳定，系统依旧可以持续为通信系统供电。
3.2 效率更高
首次就是高压直流电源在进行供电的时候不会经过逆变的过程，在这一过程中，就会节约大约5%的电能，因此使用高压直流电源能够让电能的使用效率得到明显的提升。然后就是对通信系统输入的电压是高压电，不会存在设备上的谐波干扰，这就让电缆不会产生太多的发热量。最后就是高压直流电源的并机技术非常简单便捷，其中每个模块都是直接并联的，并且每个模块能够达到75%的使用率。高压直流电源目前能够达到的转换率大约是90%左右，与以往使用的UPS相比，大约可以达到25%左右的节电效果，节能的效果非常明显。
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3.3 维护简单
不同于UPS的维护技术被厂家紧紧把持，高压直流电源的系统主要是用模块化构建，只要依据一定的方法和标准就能完成安全防护的工作，企业的维护人员也不需要很高的专业技能，只需要进行简单培训就可以掌握维护的方法。在日常的维护中，企业自身完全能够完成，不必再以来厂家。高压直流电源单个系统的电源容量是600A，扩容也非常简单，只有预先留下一些机架的位置，在日后有需要的时候随时可以进行扩容。
3.4比较节能
高压直流供电和交流UPS系统相比较，直流供电省掉了逆变环节中的损耗在5%左右；由于服务器输入的是直流电，不存在功率因数校正与谐波治理问题，降低了整个回路中的线损，避免了交流UPS系统中的频率跟踪及相位锁相问题，降低了电路的复杂程度，减少了相应的损耗；可采用大量的模块并联，使直流供电的每个模块的使用率可达到70%-80%（交流UPS平时最大负荷率只有20%-25%，提高了整个电源供电系统的效率，使供电系统节能20%-30%。
3.5 经济性
从经济方面比较，交流供电由于要采用 ＵＰＳ设备（系统）冗余的方式，投资增加；而直流供电则采用n+1模块式结构，在具有相同的可靠性指标时，直流供电可节省投资30%-40%。
4 高压直流电源的可行性
以当下通信领域的标准，通信网络设备中对电源也有明确的标准，有功能因数校正的电源，其电压标准是在200V到400V之间，而没有进行功率因数校正的电源则是要在300V以下，根据这两种电源电压的要求，高压直流电源完全在能够容纳的范围内。相比于从前的交流电，直流电进行供电，其电流比交流电小得多，相当于交流电的91.7%，而产生的热量也是更少，根据热量方面的计算，以直流电作为电源，输入后产生的热量大约是交流电的五分之四左右，因此现有的设备中，完全能够应用高压直流电源进线供电。
5 高压直流电源的优缺点
5.1高压直流电源的优点
节约材料，输送相同功率时，直流输电所用线材仅为交流输电的2／3～l／2；无杂散电容损耗；无同步要求，。一般技术条件下，交流输电距离不超过300km；发生故障损失小，两个互联的交流系统短路相互影响；直流系统相互隔离。
5.2高压直流电源的缺点
高压直流电源也有其自身的缺点，在进行应用的时候要格外注意。首先就是高压直流电源对配电开关的灭弧性能有着非常严格的要求。交流电在一个周期内会存在过零点，在发生短路时，过零点就会让开关在断开时，很容易让产生的电弧灭弧。其次就是电缆线径要相对增加。UPS输出电能到配电柜，其中采用的是三相四线的供电方式，而一旦使用高压直流电源，就要用一相两线的方式进行供电，在相同的电压下，高压直流电源对电缆的消耗更大。
6 结论
相对来说高压直流电源虽然有一点的缺点，但与其优势相比，还是值得推广，两种缺点也是能够弥补的，高压直流电源是一个新型的供电方式，将通信用高压直流供电引入通信系统，高压直流电源在通信领域有着不可替代的高效性、安全性以、可靠性、节能型和经济性，这些性能都是通信领域非常需要的，有效地解决了UPS系统存在的可靠性低、使用效率低、维护困难、前期投资大、资源占用大的问题，因此高压直流电源非常适合在通信领域应用。当然，在这套供电系统的发展中，要想被众多通信企业接受，还有很多问题需要解决，但未来一定会成为在供电方面的主流产品，为我国通信行业的发展发挥出价值。
参考文献：
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[4]马涛.高压直流供电模式在IDC机房的应用分析[J].中国新通信，2013（17）：72.
论文作者:段慧琴,田贵,贾可君,解卫利
论文发表刊物:《电力设备》2018年第18期
论文发表时间:2018/10/17
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