李杨 张承志
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摘要：本文主要分析了了高压直流系统在IDC机房应用的背景，并介绍了高压直流系统的工作原理及特点，笔者根据自身经验阐述了实际应用要点，从而为运营商在IDC机房中高压直流系统的有效应用提供借鉴与参考。
关键词：原理；高压直流系统；应用；电压
引言：高压直流系统在实际运用的过程中，其涉及的内容相对较广，而且一旦无法保障系统高效配置，则会影响各项工作的有序进行，从而产生一定限制。所以，为了能够有效保障系统更加有效进行，则应该对其工作原理及应用要点有着一定得了解，从而能够有效的根据系统设备组成及接地方式来完成各项应用，并开展综合分析，最大化发挥系统应用的效果。
一、高压直流系统的工作原理
（一）工作原理
IT设备虽然采用交流供电，但内部电源是一个可靠性相对较高的独立模块，核心部分为DC/DC变换电路，再输入一个范围和是直流电压给DC/DC交换电路，能够保证IT设备安全平稳的工作，而且只要输入端没有工频变压器，则可以有效避免直流输入电源产生短路阻碍。为了能够保障各项工作有序进行，应该加强对UPS交流供电的重视，这样可以在现有的基础上落实好各个环节工作，有效控制一些不利因素。除此之外，合理的为输入直流配上蓄电池，不仅可以有效实现远程监控，同时能够最大化发挥直流供电系统的效果，取代UPS交流供电系统[1]。
（二）系统配置
首先，系统电压，系统标称电压为240V，浮充电压为265V，均充电压不得高于280V，所以在实际用的过程中必须要确保电压稳定，并根据实际情况上下合理的进行调整，保证系统配置更加全面。其针对蓄电池的配置来讲，需要合理的选择蓄电池型号，并根据蓄电池单体电压的组数进行确定，根据系统大小容量有效的对各项工作进行落实。而且针对高频开关电源配置来讲，需要根据实际情况对单体模块功率应用系统设计容量进行中试，大小合理的控制在2~6KVA，保证模块总数在5个以上、20个以下，从而使得开关电源配置更加全面。最后，配电系统配置，首先需要对系统设备的组成有着一定的了解，这样可以通过采用组合电源方式进行配置，优化交流分配模块、防雷模块、直流分配模块等，这样可以在项目的基础上对蓄电池进行分家安装，若系统容量高于20KVA，则应该注重在现有的基础上进行优化，确保可以保证防雷模块和开关电源安装在同一区域内，从而通过直流分配蓄电池的安装来保证后续工作的有序进行，而且针对系统接地方式来讲，可以尽可能按照电源系统总技术要求进行执行，减少影响的同时，为系统过流保护方式的优化提供的帮助。在二次直流分配柜参照开关电源直流屏配置的过程中，需要综合集装架内采用空气开关保护，如下图一所示。
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二、高压直流系统的特点
（一）可靠性高
高压直流系统在实际应用的过程中，要想有效发挥各项工作的效果，则应该通过直流供电的采用合理的运用蓄电池为电源，直接并联在负载端，而且在停电时，蓄电池的电能可以直接开展供电，从而保证电量不会出现间断的情况。在实际运用的过程中不会存在相位相聚频率同步等问题，所以必须要在现有的基础上对系统结构进行简化，提高各项应用的有效性，解决各项工作运用所面临的问题。除此之外，交流UPS系统虽然可以提高系统运行的安全系数，但由于涉及到的同步问题相对较多，每个模块之间都必须要相互通信来保持同步，所以还是存在单点故障的问题而直流模块并没有这些问题，即使脱离控制模块，只要保持电压的稳定性，仍然能够持续进行电能输出，从而具备相对较高的可靠性。
（二）保证工作效率的提升
直流电源模块的效率通常在92%以上，而且模块使用率在40%，所以在实际运用的过程中，其工作效率能够在现有的基础上进行全面提升，同时可以根据实际情况对其原理的掌握，而落实好各房间应要点确保其能够最大化发挥自身的优势及作用[2]。
（三）扩容维护更为方便
暂时利用模块化结构的过程中，其不仅支持热插拔，而且只要预留好机架位置，能够为后期的维护带来更多帮助，避免受人受影响而导致维护效果不佳，无法保证系统的有序进行。但是在实际开展维护扩容的过程中，仍然需要加强对模块结构的理解，这样可以在现有的基础上进行优化，解决传统UPS故障、扩容维护存在的问题。
（四）控制零地电压等问题干扰
高压直流系统在实际运行的过程中主要是通过直流输出，并没有零线，所以在运行的过程中能够有效消除不明故障，而且维护部门并不需要通过多种方案的优化来保障系统的安全运行，有效避免零地问题的出现，最大化发挥系统运行的高效性。
三、高压直流系统的综合分析
（一）节能效果分析
由于UPS系统是整体设备，其在运行的过程中虽然负荷很小，但仍然需要消耗一部分恒定功率，而且高频开关电源作为模块化结构，为了能够有效保障负荷的降低，则应该加强重视，确保可以在现有的基础上进行落实，提高应用整体效果，减少各项影响因素，有效节约电能消耗[3]。
（二）投资效果分析
经过对两种供电系统的对比，高压直流供电系统在实际应用的过程中成本远比于UPS系统建设成本低，而且对于功率更大的系统，高压直流供电系统的建设优点能够更加有效体现。所以，在实际运用的过程中，必须要加强对其的重视，而且UPS作为整体设备，必须要进行一次性投资，而高压直流供电系统可以整体设计，根据负荷的发展情况有效的进行分期投资，从而落实好各环节规划，解决涉及到改造所面临的问题，最大化发挥系统应用的效果。
（三）服务器机架的改造
我们在在实际运用高压直流系统在过程中，不仅需要对其原理有着充足的掌握，这样可以最大发挥应有的效果，而且部分设备半波整流能够有效实现，保护电路电压范围的效果，针对保护范围相对较窄，再加上直流210V保护能力不强的因素，则可以适当的进行优化，从而保证服务器正常启动，逐步提升电压的正常值，实现服务器架改造的效果。
（四）接地方式和过流保护方式
高压直流系统正负极均不接地，而且需要采用悬浮方式进行供电，设备外壳机架走线，实施保护接地，所以在实际运用的过程中必须要加强对各项工作的重视，这样可以在现有的基础上落实好各环节工作，从而通过空气开关保护直流屏、熔断器、保护蓄电池总输入，用熔断器单级保护等各项工作来实现电源总输出双极保护效果，最大化发挥保护的有效性。所以，针对高压直流系统的有效运用，必须要加强对其应用的现状有着一定的了解，这样可以在现有的基础上落实好各个环节工作，从而最大化发挥工作的效率，为后期的扩容与维护打下良好基础。
结束语：总而言之，高压直流系统供电与UPS交流供电相比，其能够有效克服由UPS逆变故障，并有效实现控制设备故障的效果，而且系统具备一定的便捷性，其操作相对较为简单，在后续改造的过程中更加方便，使得高频开关电源效率，能够得到有效提升，而且直流供电系统配置更为简单，能够有效的融入到各个环节，从而能够实现电能耗量的降低。因此，在实际应用的过程中，还应该加强对其重视，确保能够掌握系统安全原则，以及采用分散供电方式，从而能够有效保障系统的有序进行，切合实际的通过先进技术的运用，最大化发挥技术应用的效果。
参考文献
[1]王丽,朱关峰. 高压直流系统的原理与应用分析[J]. 电脑与电信,2017(03):66-68.
[2]滕予非,汤涌,汪晓华,陈刚,刘耀,张宏图. 特高压直流输电工程直流分压器动态特性及其引起的误闭锁机理研究[J]. 电网技术,2016,40(09):2646-2653.
[3]张彪,王渝红,李兴源. 改善直流系统恢复特性的VDCOL控制策略研究综述[J]. 华东电力,2019,42(05):826-832.