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【技术干货】通信用-48V直流配电系统及其短路分析

2016-06-15 10:13来源:电气技术杂志关键词:电气技术配电系统电气设备收藏点赞

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1.2蓄电池模块

蓄电池组是直流配电系统惟一的储能设备,也是保证直流配电系统不间断供电的重要设备。目前通信机房中使用的蓄电池的标准类型是阀控式密封铅酸蓄电池[18]。根据中华人民共和国通信行业标准《通信局(站)电源系统总技术要求》规定[19],通信局(站)用直流基础电源的首选电源电压为-48V,通信机房内每一个机架的直流输入端子处-48V电压允许变动范围为-40~-57V。

随着现在通信网络规模的日益扩大,对于直流供电系统的容量要求越来越高,但由于每个蓄电池的容量有限,通信基站通常将多个小电压蓄电池串联使用以提高蓄电池组的容量。

蓄电池在使用过程中一般是正极接地而使用其负电压-48V,即如图1所示另外设置一个工作地。采用这种接地方式可以防止电极以及电缆的腐蚀,另外将工作地线与交流零线分开也能减少工频交流侧对直流侧的影响。

1.3负载模块

-48V直流配电系统的负载为各种通信设备,一般通信局(站)中的通信设备数量庞大,分布较为密集。负载模块一般采用地高阻接线方式[20]。负载对于电源供电的可靠性以及不间断性要求较高,如果通信电源发生故障,将导致负载断电,造成严重的通信事故。

2-48V直流配电系统短路分析

2.1短路能量来源

由于直流配电系统中的整流模块具备短路保护功能,在发生短路故障之后,整流器模块能够迅速响应(短路瞬态只有电容微秒级的放电,大功率放电被抑制),并关闭整流器,使得整流器没有输出,因此-48V直流配电系统的短路能量主要来源于蓄电池,短路电流的大小取决于电池容量,电池内阻以及回路电阻的大小。电池的容量越大,内阻越小则发生短路时短路电流的大小越大。

以下表1为阀控式密封铅酸蓄电池内阻及出口短路电流值:

表1阀控式密封铅酸蓄电池内阻及出口短路电流值

2.2蓄电池组数学建模及短路仿真分析

为了了解-48V直流配电系统短路时的电压电流特性,以便进行短路分析,本文参考了文献[21-23]的蓄电池仿真建模方法,并结合实际直流配电系统中的密封阀控式铅酸蓄电池的特性,通过仿真软件MATLAB中的Simulink工具箱,建立了蓄电池组短路故障仿真数学模型,进行了蓄电池组的短路故障模拟实验,得到了蓄电池组在发生短路时的电压电流波形特性。

所得到的电压、电流波形如图5、6所示,其中图7为电压波形的局部放大图:

图4蓄电池短路Matlab仿真模型

图5蓄电池短路电流波形

投稿与新闻线索:陈女士 微信/手机:13693626116 邮箱:chenchen#bjxmail.com(请将#改成@)

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