ZXDU300技术手册.docx

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ZXDU300技术手册

ZXDU300技术手册（总22页）

第一部分技术手册

第一章系统概述

深圳市中兴通讯股份有限公司是国内大型通讯设备的主要生产厂家之一，拥有技术一流的开发人员队伍以及国内领先的研制开发与生产设备。

公司的销售网点和维护中心遍布全国各地，具有良好的售后服务和技术支持。

公司通过ISO9001质量认证，优良的服务和良好的信誉广受各界肯定。

ZXDU300300A组合电源系统是中兴公司通信电源系列产品之一，是一种智能型无人值守式通信电源系统，采用先进的PFC功率因数校正技术、PWM脉宽调制技术和先进的智能监控技术，适合于各种程控交换机及各种通信设备配套使用。

ZXDU300300A组合电源系统取得中华人民共和国信息产业部“电信设备进网许可证”，许可证号25－0004－990130。

1.1系统特点

300A组合电源系统采用一体化机柜，集交流配电、直流配电、整流器组、监控单元于一体，具有体积小、可靠性高、功能强、配置灵活的特点。

输出标称电压-48V,配置最大容量360A。

在市电断电的情况下,由蓄电池应急供电,并具备市电、油机主备自动切换功能。

，设备具有集中监控，集中维护和管理功能，满足无人值守或少人值守的要求。

电源系统的整流模块、蓄电池以及负载均为并联连接，具有很高的可靠性及灵活性。

ZXDU300300A组合电源系统具有以下优点：

Ø机柜采用2米高的标准机柜，外形美观大方，整个电源系统具备优良的电磁兼容性，电磁干扰指标满足VDE0871A级标准，便于和其它通讯设备安装在同一机房。

Ø跟踪国际通信电源技术发展的最新动态，采用了先进的电源控制技术和器件；

Ø先进的模块化设计和自动均流技术，使系统容量可以按N+1备份方便扩容；

Ø系统具有良好的电磁兼容性和极小的电磁辐射，极小的开机浪涌电流；

Ø全智能设计，配置有集中监控模块，具有三遥（遥测、遥信和遥控）功能，实现计算机管理，可以同时支持通过RS232的近端监控和通过PSTN，ZXJ10等方式的远程集中监控，实现无人值守，符合现代通信技术发展的要求；

Ø电源控制技术与计算机技术有机结合，可以实时监测和控制整流器，交、直流配电的各种参数及状态；

Ø交流输入采用三相五线制输入，亦可单相三线制输入，具有极宽的输入电压范围，适用于电力不稳定的地区；

Ø在市电断电的情况下，由蓄电池应急供电，并提供直流应急照明电源。

Ø配置灵活：

最多可配置12个开关整流器模块；

Ø系统具备两路交流输入，可自动主备切换，并提供多路交流辅助输出，并在交流停电时提供应急照明；

Ø蓄电池自动管理，采用全并联浮充方式给通讯设备供电，监控单元自动测量电池的充放电电流并控制整流器对蓄电池进行浮充和均充。

Ø二次下电功能。

当系统转为电池供电时，有声光告警。

当电池电压低时，给出声光告警，当电池电压过低时，根据负载不同的重要程度，将负载分两组依次切除，以保证最重要的负载有较长的工作时间（也可按用户要求，设置成电池电压低时，一次切断负载）；

Ø系统采用多级防雷技术。

防雷器件选用国际名牌产品，使整机具有很高的可靠性；

Ø系统故障时，监控模块将发出声光告警，并向远端中央控制室传送告警信息；同时，可通过自动台呼叫BP机并留数字信息；

Ø本机监控采用大屏幕液晶以汉字和图形方式显示系统信息，易学易用，具有良好的可操作性；

Ø监控面板上有交流配电、直流配电、整流器以及电池部分的状态指示灯，用户对电源系统各部分的工作状态一目了然；

Ø用户按下前台消音开关或软件设定可屏蔽所有告警声音；※

Ø用户可根据现场情况方便地直接使用键盘数字调节液晶显示对比度；※

Ø具备最多八路继电器输出结点供用户选择使用，并可在现场根据用户要求，由用户直接配置或更改；※

Ø配电方式灵活：

交流进线、直流出线均可根据客户要求配置为上、下出线。

Ø采用抽屉式结构，便于运输、安装和维护；

Ø采用自然冷却方式，整个系统具有极低的噪音；

Ø系统具有很高的可靠性，MTBF≥105小时；

Ø交直流配电一体化，在单台机柜上实现交直流配电，电池充放电管理和集中监控。

※需前台监控软件版本V2.2以后的系统支持

1.2总体结构

图1-1单系统组成示意图

散热层

图1-2整机外观示意图

整机尺寸2000mm×722mm×660mm（高×宽×深）。

在机柜散热层中安装有12个风机，每个风机对应一个整流器，采用抽风的方式在整流器工作负载重时为其散热。

每个散热层中的四个风机垂直安装，向前抽风。

风机固定结构的设计更好地满足现场更换的方便性。

1.3使用环境

（1）环境温度：

0～+45℃（推荐使用温度：

+10℃～+35℃）

（2）储存温度：

-30～+85℃

（3）相对湿度：

10%～90%RH

（4）场所：

没有导电尘埃与腐蚀性气体、没有爆炸危险、没有震动颠簸且垂直度不超过5度。

第二章系统功能

2.1系统功能

ZXDU300300A组合电源系统，采用模块化设计，整流模块ZXD1500额定输出为30A，它是组成ZXDU300300A组合电源系统的基本单元，整流模块采用N+1备份配置，系统可以从30A平滑扩容至360A。

同时，系统交直配电还为用户提供多路交直流输出，可满足用户不同的需要。

监控模块通过监控电缆与每一整流模块连接，并通过三种方式与用户对话：

（1）通过大屏幕液晶显示器，为用户提供全中文信息。

（2）通过RS-232与近端计算机相连，人机界面友好。

（3）通过RS-232和MODEM与远端计算机相连，实现远程监控。

ZXDU300300A组合电源系统主要实现以下功能：

1）交流配电功能。

交流配电完成两路交流输入的自动切换，提供辅助输出及供给整流器，另外提供一级防雷击保护。

2）直流配电功能。

直流配电完成输出直流的负载分配和后备蓄电池组充放电控制功能，并提供监控所需要的检测信号。

3）监控功能完成交流输入的检测、处理。

完成直流输出的检测、处理。

完成整流器的输出，状态检测处理。

电源运行参数的全部设定。

在监控单元看到任何一个监控设备的运行状态。

可以控制各个能被控制的监控设备；与远端/近端监控网通讯；进行蓄电池充放电管理。

2.2系统性能指标

2.2.1交流输入

（1）电压：

三相五线制相电压220V（110V～300V）

（2）频率：

45Hz～65Hz

（3）电流：

120A（最大）

（4）功率因数：

>0.98（满载状态下）

2.2.2直流输出

（1）电压：

浮充：

53.5V（可调）；均充：

56.4V（可调）

（2）电流：

360A

（3）效率：

≥89%

（4）可接两组电池

2.2.3通信功能

（1）本地监控：

PC机与设备间RS—232。

（2）远端监控：

MODEMV.22以上等级。

2.2.4外形尺寸及重量

（1）高度：

2000mm

（2）宽度：

700mm

（3）深度：

660mm

（4）重量：

230Kg

（5）安全规格：

符合IEC950标准

（6）系统可闻杂音：

<45db（1米）

第三章交直流配电

ZXDU300300A组合电源系统最大输出电流360A，具有交流配电和直流配电单元。

ZXDU300300A组合电源系统的交流配电部分能够完成两路交流输入的自动切换，及供给整流器交流电源、提供一定数量的交流备用输出。

直流配电部分主要完成直流输出的分配及电池的接口与保护等。

另外，还提供监控所需要的接口信号。

3.1交流配电

3.1.1交流配电原理

300A组合电源整机的上部分是交直流配电单元，其中交流配电单元在前半部分，直流配电单元在后半部分。

在交流配电单元中交流进线有两路三相的接线端可以接成一路市电，一路油机或两路市电的方式。

两路交流输入通过交流接触器选通一路后供给交流主输出和交流辅助输出。

交流主输出采用63A的空气开关，提供整流器的交流电，空开的后边接有交流信号传感器和交流避雷器。

交流辅助输出为两路三相32A和三路单相32A，交流辅助输出分别接有空开。

交流配电原理图见下图：

图3-1交流配电功能原理图

在交流配电部分中，两路交流输入形成主备工作方式：

当市电正常时，系统由市电供电，油机备用；当市电故障时，启动油机，当油机供电正常后，交流配电电路将其接入系统，此时系统由油机供电。

市电转为正常后，系统自动将市电接入，同时关闭油机。

在两路输入切换间隙，由后备电池系统给负载供电，从而保证负载供电具有很高的可靠性。

在整流器的输入总开关之后设有专用防雷器件。

开关整流器输入平均分配在输入三相上，基本上能保证三相输入的平衡。

3.1.2交流配电性能指标

A）交流输入部分

交流配电的输入电压范围：

三相五线制170VAC~270VAC

交流输入两路：

一路市电、一路油机或两路市电，交流输入采用电器互锁，自动切换的方式

交流输入电流：

最大120A（每相）

功率因数：

不小于0.98（满载）

频率：

45Hz～65Hz

B）交流输出部分

主输出：

一路三相40A（整流器满载）

辅助输出：

两路三相32A

三路单项32A

C）交流配电的保护功能：

防雷击保护，缺相保护（在A相缺相时自动切换到另一路市电），欠压保护，过流保护。

3.2直流配电

3.2.1直流配电原理

整流器输出采用并联工作方式，输出经汇流铜排汇接后进入直流配电单元。

直流配电单元将直流分配为2路电池输出和9路直流负载输出，1路应急照明输出，电池输出可配200A的熔丝，直流输出共9路，分为两组，一组五路输出（100A，63A，63A，32A，32A），另一组四路输出（100A，63A，32A，32A），见图4，其中每组输出用一个直流断路器控制，可以在电池过放电时按设定的电压阀值先后切断，以尽量延长停电后主要负载的工作时间和在电池放电终了时切断整个负载，保护电池。

图3-2300A电源直流配电原理图

3.2.2直流配电性能指标

A）直流配电输入：

48V360A

B）直流输出部分：

电池组两路：

最大200A

负载9路分别为：

100A两路，63A三路，32A四路

C）直流配电的保护功能：

过流保护，电池过放电时负载的二次下电保护，

3.3接地

在机柜底座上设有不小于M8的铜质接地螺母，以便可靠接地。

（详见“安装手册”）

第四章ZXD150030A整流器

4.1系统工作原理

整流器的功能框图如下图所示:

单相交流输入首先进入输入板。

输入板的主要功能是输入防雷和EMI滤除。

功率因数校正部分采用了BOOST电路，平均电流型控制方法，把单相交流输入变换成稳定的直流400V输出，同时把输入电流校正成为正弦波，使输入功率因数接近于1，输入电流的总谐波失真小于5%。

DC-DC变换电路采用了可靠的双管正激变换电路，通过高频PWM变换，把直流400V变换为稳定的直流48V。

DC-DC部分采用了先进的双环控制，使系统具有良好的动态特性。

当多个整流器模块并联时，均流电路会把本模块的电流和均流总线的电压比较，利用该误差来调节整流器模块的输出电压，从而达到均流的目的。

整流器模块利用15芯或16芯的信号接口实现系统的三遥功能。

4.2性能特点

（1）.交流输入过压保护：

当交流输入电压高于270VAC±5V时，整流器自动关机保护，交流恢复正常时，整流器正常工作。

（2）.交流输入欠压保护：

当交流输入电压低于170VAC±5V时，整流器自动关机保护，交流恢复正常时，整流器正常工作。

（3）.直流输出过压保护：

当整流器的输出电压大于58V时，整流器自动关机保护，并闭锁，需要交流断后再上电才可以恢复输出。

（4）.PFC输出过压保护：

当PFC的输出超过450V时，PFC部分保护，同时关闭整流器的输出。

（5）.主散热器过温保护：

当主散热器的温度高于85度时，整流器自动关机保护；当温度低于65度时，整流器自动恢复工作。

（6）.过流保护：

当输出短路或付边侧发生短路故障时，整流器自动进行关机保护，故障消除后整流器恢复工作。

（7）.限流保护：

当整流器模块的输出超过额定输出电流能力时，整流器限流工作，当输

出电压低于39V时，输出电流执行回缩特性，直至短路时维持一个很小的电流。

（8）.三遥功能：

整流器模块通过15芯或16芯信号接口实现该功能。

遥信量包括：

限流状态、交流输入状态、直流输出状态；

遥测量包括：

直流输出电流；

遥控量包括：

遥控开关机、均浮充。

4.3主要性能指标

（1）输入电压：

单相三线，170V~270V

（2）输入频率：

45~65Hz

（3）效率：

≥90%（额定条件下）

（4）功率因数：

>0.995（额定条件下）

（5）负载效应：

不超过直流输出电压整定值的±0.5%

（6）源效应：

不超过直流输出电压整定值的±0.1%

（7）温度系数：

不超过直流输出电压整定值的±2‰

（8）稳压精度：

不超过直流输出电压整定值的±0.6%

（9）动态指标

负载效应恢复时间：

不大于200μs，超调量不超过输出整定值的±0.5%

开机过冲幅度：

最大峰值不超过直流输出整定值的±10%

启动冲击电流：

不大于最大输入电流有效值的150%

（10）绝缘强度：

交流电路对地、交流电路对直流电路应能承受50Hz、1500V

交流电压1min，无击穿、无飞弧现象，漏电流小于30mA。

直流电路对地应能承受50Hz、500V交流电压1min，无击

穿、无飞弧现象，漏电流小于30mA。

（11）绝缘电阻：

在正常大气压下，相对湿度为90%、环境温度为28~30℃，

实验电压为直流500V时，整流器主回路的交流部分和直流

部分对地，以及交流对直流部分的绝缘电阻均不低于2MΩ。

（12）杂音电压

电话衡重杂音：

≤2mV

宽频杂音电压：

3.4kHz~150kHz≤50mV

0.15MHz~30MHz≤20mV

离散杂音电压：

3.4kHz~150kHz≤5mV

150kHz~200kHz≤3mV

200kHz~500kHz≤2mV

0.5MHz~30MHz≤1mV

峰-峰值杂音电压：

0~20MHz≤150mV（20M带宽限制）

（13）直流输出电压：

浮充时：

53.5V（可调），均充时：

56.4V（可调）

（14）最大输出功率：

1700W

（15）最大输出电流：

28A

（16）并联运行负载电流不均衡度：

≤±5%

（17）限电流值：

30A

（18）缓启动时间：

3S

（19）安全标准：

符合IEC950

（20）电磁干扰：

符合VDE0871CLASSA

（21）可靠性：

MTBF大于10万小时

（22）冷却方式：

自然空气对流冷却

（23）工作环境

环境温度：

-10℃～40℃

储存温度：

-30℃～85℃

相对湿度：

10～90%RH

（24）外形尺寸及重量

高度：

292mm

宽度：

160mm

深度：

487mm

重量：

约12Kg

第五章监控

5.1概述

ZXDU300300A组合电源的监控模块实时检测电源的运行状态并接受集中监控后台的监控，监控单元采用内置CPU的数据处理板，将处理好的数据通过串口送往后台进行分析和处理，并将后台的一些控制命令加以判断和执行。

5.2组成部分及原理

5.2.1硬件部分

硬件系统包含：

后背板（BACK），数据处理板（PMS），液晶显示控制板（DLY）和指示灯复位板（LED）。

后背板负责监控系统所有信号的输入、输出，所有的模拟信号在该板上转化数字信号后，再通过接口芯片传给数据处理板进行数据处理，数据处理板负责监控系统的所有数据处理，是监控系统的核心，监控系统的通讯控制也在该板上处理。

液晶控制板负责控制系统的液晶显示，包括控制数据接口和提供液晶背光电源等。

指示灯复位板负责监控系统的灯板显示和复位键的安装固定，其结构简单，电路可靠。

监控系统硬

件组成原理图如下：

图5-1监控系统硬件组成原理图

5.2.2软件部分

ZXDU300组合电源系统主要完成如下功能：

（1）数据采集及处理：

交流配电单元，直流配电单元，整流器（最多可达到及12个）的实时数据检测，根据用户的具体设定进行处理。

（2）人机交互界面

采用全汉化、全菜单式的人机交互界面，操作力求方便可靠，用户可利用该人机交互界面设定各个极限值、保护值，设置系统的重要参数，显示当前系统的各个状态和数据。

（在V2.21以后的版本可支持中英文界面。

）

（3）通讯功能

通过RS232C或MODEM接口与近端/远端PC机相连，向PC机传输现场数据和状态，接受来自PC机的控制指令并加以执行，必要时还可利用RS485接口并联管理多个动力设备和其它设备。

（4）报警管理和保护功能

根据用户的设定值管理，处理实时采样数据。

当有不正常的情况发生时，主动向上报警，并对当前的故障情况予以记录保存，需要时传输给PC机维护平台。

当AC/DC开关整流器模块发生故障时，自动关断故障模块保护模块的安全，并向上报警。

（5）电池管理功能

蓄电池的管理分为两部分：

A．蓄电池充电电流管理

蓄电池充电电流管理是指在充电电流大于蓄电池允许的电流值（由用户在监控单元上设定）时，监控系统自动关闭整流器，减小电池的充电电流，直到充电电流符合要求为止，在充电电流小于要求的最大值一定范围时，监控系统自动开启整流器。

在均充的结束阶段，监控系统根据充电电流的大小自动由均充转为浮充。

B．蓄电池的保护功能

当市电断电时，系统自动切换为电池供电，监控系统不断的监测输出电压，当电池电压下降到一定程度时（可由用户自行设定）发出报警；当电池进一步放电，电池电压低于用户设定值时，可按用户需求先切断一部分次要负载，直到电池电压低到最终的保护电压再切断电池对负载的供电，保护蓄电池不致过放损坏。

C．蓄电池均充管理功能

监控系统可以根据用户设置按照设定时间和设定周期对电池进行均充处理，或按照放电电压低到一定程度决定是否均充。

（6）控制功能

可根据前台用户的操作或后台PC机传送的控制指令，控制关整流器模块的开/关状态以及均充/浮充工作状态。

在整流器输出电流大于12A时监控系统自动启动风机散热，当整流器输出电流小于10A时系统自动关闭散热风机。

5.3监控系统性能指标

5.3.1300A组合电源监控系统的监控内容

a、交流配电屏：

交流三相交流电压；交流U相电流；交流接触器的工作状态；主交流输入空开状态；交流防雷器状态。

b、直流配电屏：

直流输出电压；两路电池电压；两路电池电流，一路总负载电流；九路熔丝状态；控制两路直流断路器。

c、整流器

整流器的输入状态；整流器的输出状态；整流器的限流状态；整流器的输出电流检测；整流器的开关控制；整流器的均浮充状态控制；整流器好坏的判断。

5.3.2300A组合电源监控系统检测精度技术指标

（1）交流配电屏

交流电压的检测精度为±1%；交流电流的检测精度为±5%；

（2）直流配电屏

电池电流和负载电流的检测精度为±1%；电池电压和输出电压的检测精度为±0.5%。

（3）整流器

整流器输出电流的检测精度为3%。

5.3.3300A组合电源监控系统报警功能

（1）报警上下限的设定：

报警设置的内容是：

交流电压报警上、下限，输出电压报警上、下限，电池欠压报警点

（2）严重报警：

电池熔丝断;负载熔丝断;电池欠压;输出电压高;交流停电;交流缺相;整流器故障

（3）一般报警：

交流电压高;交流电压低;输出电压低

（4）报警方式：

在出现报警状态时，首先通过RS232和MODEM（此时必须设有报警电话号码）将报警数据送给监控后台，同时监控前台发出声光报警信号，当用户查看过报警信息时报警声自动消失，当报警状态消失后报警灯熄灭。

（若用户不需要告警声音,可通过监控界面设置告警声音关闭。

）

（5）个别告警项的屏蔽。

参见《维护手册》附录2

（6）告警的记录

电源所有告警均有保存，通过监控后台计算机，用户可以很方便地查询。

5.3.4300A组合电源监控系统的控制功能

（1）整流器的开关

可以控制任意一台整流器的开、关。

（2）整流器均充、浮充的选择

具有均充、浮充控制功能。

（3）负载二次下电控制

根据用户的设置，按不同下电电压分别控制负载1组和负载2组脱离，在系统供电正常后自动将负载接入。

5.3.5300A组合电源的管理功能

蓄电池充电电流管理：

蓄电池充电电流管理是指在充电电流大于用户设定的充电最大电流值时，监控系统自动调整电池的充电电流，直到充电电流符合要求为止，在充电电流小于要求的最大值一定范围时监控系统自动增加整流器的输出电压直到系统设定的值。

在均充的结束阶段监控系统根据充电电流的大小自动由均充转为浮充。

蓄电池的均充管理：

蓄电池的均充管理可按用户设置定期定时均充或按放电电压低到一定程度时进行均充。

蓄电池过放保护：

在输出电源电压低于设定保护电压时监控系统启动电池回路的直流断路器切断电池回路。

整机散热风机自动启停：

启停电流为整流器输出电流为12/10A。

应急照明功能：

系统在出现交流停电或交流A相缺相时自动启动应急照明系统，在故障恢复后自动关闭应急照明。

5.3.6300A组合电源的通讯功能

通讯口有三个：

RS-232两个，485口一个。

232口可以接MODEM或近端监控台。

485留做其他智能设备的接口。

232口和MODEM口的通讯速率为1200BPS。

5.3.7指示灯

监控电源指示灯（电源）

告警指示灯（告警）

均充指示灯（均充）

交流输入指示灯（ACIN）

整流模块指示灯（AC/DC）

直流输出指示灯（DCOUT）

电池指示灯（BAT）

5.3.8其他功能

其他功能包括：

设置前台操作密码，设置直流输出报警状态，监控时间设置等。

第六章通讯及组网方式

本电源系统通讯、组网方式灵活多样，适合各种使用条件，主要有以下几种：

6.1串口方式

即用串口将前台监控单元和后台直接连起来，这种方式监控最为直接、方便，但受实际使用条件限制较多，一般要求监控主机距被监控电源不大于15米。

6.2拨号方式（Modem方式）

监控后台通过MODEM拨号的方式和监控前台交换数据，这种方式要求监控后台接两台MODEM，监控前台接一台MODEM。

监控后台接的两台MODEM，一台负责数据的查询，另一台负责接收电源的报警数据。

这种方式组网的通用性最佳，可适应绝大多数组网的方式。

6.3ZXJ10机方式

通过我司其他产品如ZXJ10、ZXA10、84M光环、ZXSM等监控平台进行组网。

特点：

共享监控平台（硬件）

实时性好

组网简便经济

如用ZXJ10机方式组网，应该在10机维护台上运行10机维护软件，在电源监控后台上运行中兴电源集中监控软件“ZXPMS”。