一、通信用高压直流供电系统的概述
1、定义
通信用高压直流供电系统（HVDC，High Voltage Direct Current Power Supply System for Telecommunication）是通信领域近些年来发展应用的为通信设备提供直流能源的电源系统。自然，高压直流供电系统是相对于原来传统的-48V直流供电系统而言。在GB 51215《通信高压直流电源设备工程设计规范》中给出了“通信用高压直流供电系统”的定义，在YD/T 3089《通信用336V直流供电系统》中给出了“通信用336V直流供电系统”的具体定义，列于下表1-1中。
表1-1：通信用高压直流供电系统的相关定义
2、由来
我们知道，传统的通信设备都采用低压直流供电，早期曾用60V、24V电源等，目前几乎全部采用-48V直流供电。传统的-48V直流供电技术如今非常成熟，它高效、可靠、实用。但由于传统通信系统与计算机通信系统的高度融合，使得通信机房内（尤其是IDC机房）出现大量的计算机信息通信设备或称数据设备，如服务器、路由器、数据交换机、防火墙等等。这些数据设备原来一直采用的220V/380V交流供电，为了能使它们适应直流供电，就采用了与原交流电压等级相当的直流电压，如240V、288V、336V等。因此，通信局（站）直流供电系统，就有了高压直流供电电源系统。
3、必要性
我们知道，通信电源系统的最大特点是要保证高可靠性，通信设备在运行的过程中是绝对不允许电源供电中断。那么当通信机房出现这些数据设备，它们绝大多数本来都是采用220V/380V交流供电，为了保证交流供电的可靠性，常采用不间断电源系统（UPS）。然而，由于交流UPS供电系统现存许多种运行方式，如并联冗余n+1系统运行方式、串并联冗余系统运行方式、双总线系统运行方式等，使得UPS系统整体组成复杂多变，不但增加了建设费用，也增加了维护量度和难度，关键是由于系统中存在单点瓶颈、逆变失效、蓄电池组能量不能直接供给负载等原因，而让维护者对系统安全可靠运行有许多的担心。
因此，可否采用通信用低压直流供电系统的方案，来代替UPS方案，以解决UPS系统供电的不足呢？答案是肯定的，但采用的是高压直流直接供电。之所以采用高压直流直接供电，初始的想法是可以不用对原数据设备的交流电源部分进行改造直接用直流电压供电。我国经过多年的研究试验，决定采用标称电压值为240V直流电源来直接为数据设备供电，大大的提高了这些设备的所用电源的供电可靠性，后来又有了288V及336V的标称直流电压。下图1-3为高压直流供电系统与交流UPS供电系统的组成示意图比较；下表1-3中给出了高压直流供电系统与交流UPS供电系统的特性比较。
图1-3：高压直流供电系统与交流UPS供电系统的组成示意图
表1-3：高压直流供电系统与交流UPS供电系统的特性比较
因此说，高压直流供电系统是一种集中了交流UPS供电系统和低压直流（-48V）供电系统的优点为一体的新型供电系统，为数据通信设备的供电电源系统提供了一种新的尝试。高压直流供电系统，相对于交流UPS系统，整体系统效率、供电可靠性相对较高；建设投资、维护成本相对较少。
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4、我国的标准化
在我国，中国通信标准化协会（CCSA），为高压直流供电系统的标准化进行了大量的研究工作，早在2009年就发布了研究技术报告YDB 037-2009《通信用240V直流供电系统技术要求》；经使用后在2011年底就发布了YD/T 2378-2011《通信用240V直流供电系统》正式的通信行业标准；后在2016年初又发布了YD/T 3089-2016《通信用336V直流供电系统》。目前已陆续发布了一系列的高压直流供电系统的通信行业标准，另外，其工程建设标准有GB 51215《通信高压直流电源设备工程设计规范》和GB 51194《通信电源设备安装工程设计规范》等。为高压直流供电系统在我国的发展应用提供了有力的技术支撑。
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二、高压直流供电系统的标称电压等级
根据ITU-T建议L.1200的规定，数据通信设备电源输入处的直流电压可达400V左右，并且将直流电压范围分为目标电压范围（260~400V）和过渡电压范围（192~288V）。目前我国的相关标准规定，选用的标称电压等级有240V、288V和336V，且已发布了240V和336V两个等级的高压直流供电系统的通信行业标准。显然，240V系统是一个过渡的电压等级。
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三、高压直流供电系统的设备组成
由图1-3可以看出，高压直流供电系统与传统的低压直流供电系统中设备的组成是基本相同的，包括交流配电部分、整流器、直流配电部分和蓄电池等；但由于为直流高压的特点，除监控单元外，又增加了绝缘监察单元。高压直流供电系统的组成结构可用下图3-0所示意。
图3-0：高压直流供电系统的组成结构示意图
1、整流器
高压直流供电系统的整流器仍然采用高频开关整流器，高频开关整流器仍是由多个额定容量的整流模块所构成，包括监控单元。240V直流输出的整流器是对三相380V/单相220V输入交流变换为直流；336V直流输出的整流器是对三相380V输入交流变换为直流。但特别需要指出的是，高压直流整流器的输出直流电压是一种悬浮工作方式，即没有了工作地，高压直流输出电压的正、负极都不接地，系统只设置保护接地。这一点与-48V低压直流供电系统是不相同的。
2、直流配电屏
高压直流配电屏与低压直流配电屏的作用是相同的，对整流器输出的直流电压进行集中分配和管理，为用电数据设备分配电源。特别需要指出的是，由于系统的悬浮工作方式，直流配电屏全程采用双极过流保护器件，过流保护器件应采用熔断器或直流断路器。另外，依据YD/T 2555-2013《通信用240V直流供电系统配电设备》的要求，240V高压直流配电系统包括4级：总配电屏、机房配电屏、直流列柜和数据设备机架内的直流配电单元。我们知道，数据设备与传统的通信设备不大相同，往往会在一个网络机柜内（19英寸机架）安装多台同类或不同类的数据设备，此时，用直流配电单元，为该机架内的各数据设备分配电源。
另外，在直流配电方式中，分为高阻配电方式和低阻配电方式。通常情况下是选用高阻配电方式的
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3、蓄电池组
这里的蓄电池组的作用和接入位置是与低压直流配电系统是完全相同的。用不同电压值（2V、6V或12V）的单体电池串联后的电池组的额定电压值与整流器的额定电压输出值应相同，通常也是设置2组，最多不超过4组，整流器应能对蓄电池组进行浮充、均充。
4、绝缘监察装置
所谓绝缘监察是指对直流输出与地的绝缘性能进行检测，判断是否发生接地故障或绝缘性能降低，当发生故障或绝缘性能劣化时发出告警。绝缘监察装置应能测量出直流系统单极或两极绝缘下降和绝缘电阻数值，当低于整定值时应能发出告警信号。绝缘监察装置具有的具体功能详见下表3-4。之所以采用绝缘监察装置，是因为高压直流供电系统的高压悬浮工作模式。
表3-4：绝缘监察装置具有的具体功能
5、监控单元
监控单元的作用是与低压直流配电系统是完全相同的，实现对系统组成各部分的遥测、遥信和遥控功能。当然对于高压直流供电系统增加了对绝缘监察单元的监控。
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四、高压直流供电系统的分类
高压直流供电系统从组成结构形式上可分为一体化组合式电源系统和分立式电源系统。相关标准对于两种系统的选用要求详见下表4-0中。
表4-0：相关标准对于两种系统的选用要求
1、一体化组合式电源系统
一体化组合式电源系统是将交流屏、整流器、配电屏、监控单元、绝缘监察装置等设备或部件装置都安装在一个机架内，蓄电池组可单独安装，如下图4-1所示，其小容量系统可采用。
图4-1：一体化组合式高压直流电源系统
2、分立式电源系统
分立式电源系统，顾名思义，是将交流屏、整流器、配电屏及电池组分别成架安装。通常大容量系统采用此结构。
五、高压直流供电系统的供电方式与配电结构
1、供电方式
高压直流供电系统的供电方式与低压直流配电系统是完全相同的，也有集中式供电方式和分散式供电方式之分。但由于数据设备的使用特点与高压直流供电系统的特点，高压直流供电系统的供电方式多采用分散式供电方式。
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2、配电结构
高压直流供电系统的配电可采用二级配电结构或三级配电结构。二级配电结构一般采用“直流系统总输出屏 + 电源列柜”为设备机架供电。若系统容量较大或供电区域较大、设备较多，也可以采用“直流系统总输出屏 + 机房直流分配屏 + 电源列柜”的三级配电结构为设备机架供电。
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六、高压直流供电系统中的通信设备电源输入接口
高压直流供电系统中的通信设备（即我们称之为的数据通信设备）电源输入接口，称为“P接口”。对P接口的定义，主要是要确定高压直流供电系统与数据通信设备电源输入端的电气连接要求。
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