摘要:介绍户外后备直流电源系统的组成、各主要部分的功能及应用实例。 |
1 户外后备直流电源系统简述
户外后备直流电源系统是集-48V百流供电电压输出、免维蓄电池备电、提供相关用户设备安装空间的可应用于室外C类应用环境的一体化后备电源系统。其技术参数主要特征要求如下:
(1)整流充电模块配置:系统内置转换效率>90%、输入功率因数>0.99并支持热插拔的宽范围输入电压的高频开关整流模块;
(2)监控功能:系统内置的监控模块具有蓄电池管理功能和电源系统监控功能;具有负载下电和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、电池电压不平衡性测量、电池在线测试、电池充放电信息统计等功能;能提供RS232或RS485通信接口和多对干接点告警接口,便于实现远程监控和无人值守;
(3)防雷保护:系统交流电源输入端口防雷等级为差模、共模标称电流大于l5kA;-48V直流输出防雷等级为差模、共模标称l5kA;通信接口和告警接口防雷等级为差模标称3kA、共模标称5kA;
(4)防水防尘:除蓄电池室外,系统中放置整流模块、监控模块、交百流配电以及用户设备的箱体外壳防护指标满足或高于IP54,并达到GB487的防水要求,如果蓄电池舱体与电源及设备箱体是分开的,则蓄电池舱体的防护指标可相对降低;
(5)安装方式:一般为地面平台安装;
(6)防盗:设门禁开关,确保用普通工具不能从外部打开设备的门、顶盖和侧板;
(7)预留空间:根据用户的要求预留一定空间供其安装其他设备。
2 户外后备电源系统组成
通常由高频开关整流器,监控器,配电单元,传输设备或BTS,铅酸免维电池,热交换器,加热器等组成。图1为其总体结构参考图。
3 整流器的性能
高频开关整流器除满足YD/T731—2002的技术要求外,还应达到如下要求:
(1)输人电压90~290V,具有欠压和过压保护,能够自动恢复,并能长期承受350V的交流电压输入而不损坏;
(2)输入频率40~65Hz;
(3)传导和辐射干扰要符合TD/T983—1998中表1和表3的B级要求;
(4)系统交流电源输入端口防雷等级为差模、共模标称要大于l5kA;-48V直流输出防雷等级为差模、共模标称l5kA。
4 监控功能
监控单元不仅对整流模块,蓄电池管理和处理告警,还可通过后台网管或手持终端控制来实现环境监控、异常告警、电池管理、整流模块及配电管理等功能。监控单元的主要功能如下:
(1)整流模块管理;
(2)蓄电池自动均浮充管理;
(3)蓄电池强制均充管理;
(4)蓄电池温度补偿;
(5)蓄电池保护下电控制、负载二次下电控制;
(6)近端及远端参数配置;
(7)干结点告警;
(8)遥测及告警接口;
(9)温控风扇调速及故障检测功能;
(10)门禁;
(11)通信接口和告警接口防雷等级为差模标称3kV,共模标称5kV。
5 户外机箱设计要点
(1)先了解用户的各项需求,如:
•哪些设备要安装于户外机箱内(如BTS,传输设备,电源系统,电池等)。
•电缆连接方式。
•外型尺寸。
•最大耗热。
•气候环境条件(如温度,太阳辐射,湿度,海拔等)。
•设备的最高和最低运行温度。
•设备备用时间。
•供电分路及端子要求。
•价格期望及成本控制要求。
(2)机箱原材料的选择
•低碳钢:抗腐蚀性较差,但高强度且低成本。
•铝板:抗腐蚀性较好,中等强度,价位适中,且散热好。
•不锈钢:抗腐蚀性极强,且很高的强度,但成本很高。
(3)热设计
根据不同的应用环境采用不同的冷却方法,为用户选择和设计最经济可靠的方案。冷却方法有空气对流热交换,空调,强迫通风和负压通风等。
•空调:置于机箱内部,调节内部温度低于户外温度,它适合大于700W的高热耗设备,但其缺点为产品和运行成本高,且交流停电时空调不工作。
•强迫通风:用温控直流风扇吸进外部空气来驱走设备内的热量,适合于低热耗的设备。是一种低成本的散热方案,但也把恶劣的外部空气带进设备内部而影响设备的性能和运行安全,还需定期维护滤网。较适合蓄电池箱的散热设计。
•空气热交换:用温控直流风扇分别驱动内外部空气循环,内部的热气与外部的冷空气在隔离的散热器上产生热交换,而设备全封闭。此散热方式价格适中,适合于热耗200~1000W的设备。但其缺点是内部温度总是高于外部温度。通常设计在摄氏20度以下。
•双层壳体设计:主设备机箱的门、侧板及背板采用双层壳体以减小太阳辐射的影响。
•加热器:应用于低于零下15度的地方,还应考虑在电池室内安装温控的加热器。
(4)防腐蚀处理
•钢材机箱需进行双层防腐处理,即镀锌或热浸锌并涂户外粉末有机涂层。
•铝板外表面需采用“阳极氧化加户外粉末有机涂”。
(5)环保要求
在中国市场的产品要逐步达到WEEE和RoHS指令要求。出口欧美的产品必须达到WEEE和RoHS指令要求。