【技术干货】通信用-48V直流配电系统及其短路分析

来源：开云的网站是多少    发布时间：2024-03-02 11:02:39

  福州大学电气工程与自动化学院的研究人员许火炬、缪希仁，在2016年第3期《电气技术》杂志上撰文指出，跟着社会的发展，直流配电方式以其自身优势受到了广泛重视。-48V直流配电系统作为通信系统的核心部分，对于通信的正常运行起着重要的作用。然而由于目前直流配电系统的研究仍处于起步阶段，直流保护技术一直是直流配电系统发展的瓶颈。

  本文以-48V直流配电系统为研究对象，介绍了其系统构架，根据短路能量来源，短路故障点，短路保护的方法以及所建立的蓄电池短路故障仿真数学模型，对其短路特性进行了分析。最后总结了目前短路故障保护技术存在的问题，对直流配电系统短路故障保护技术探讨研究进行了展望。

  在现有的城市配电中，传统的交流配电方式仍是主流，但是跟着社会对节能减排以及能源综合利用需求的增长，还有电力电子技术的发展，相比于交流配电网，直流配电网在许多领域都取得了技术及经济上的优势，具有巨大的发展前途[1]。

  目前各国对直流配电的研究都还处于试验探索阶段，研究重点集中在以直流微网为核心的低压直流配电网方面[2]。在铁路牵引、舰船系统、通信系统、数据中心等领域，直流系统已有较为长久的应用，并展现出了一定的优势。

  -48V直流电源是国内通信行业普遍采用的供电电源，其中作为通信系统的“心脏”，通信电源在通信站中具有无可比拟的主体地位，对保障通信系统安全可靠运行起着至关重要的作用。本文主要以通信电源系统为研究对象，研究其短路情况。

  在国内外，直流配电保护技术的研究仍处于起步阶段，直流配电保护技术还有大量问题是需要研究[3]。针对直流配电系统的短路故障，在保护原理方面，文献4提出了基于电流上升率di/dt及电流增量DI的保护方法；文献5提出了基于3阶B样条小波的行波故障检验测试新方法；文献6将人工神经网络算法应用到直流配电系统中，能够适用于检测系统的接地故障并进行故障定位；文献7提出了一种基于阻抗测量的分布式直流配电系统的稳定性预测方法。在通信电源领域方面，文献8、9提出了密封阀控式铅酸蓄电池的远程监控以及故障预测方法，在保护原理方面，通信领域的研究目前仍比较空白。

  在保护设备方面，直流断路器作为开断短路故障的核心设备之一，在直流配电系统中有着重要的地位。然而由于缺乏成熟、经济的直流断路器和实际运行经验，同时在直流配电系统中还存在着故障定位困难以及故障电流上升迅速的问题，保护技术成为制约直流配电系统发展的瓶颈[10-11]。

  本文介绍了通信用-48V直流配电系统的系统组成，建立了蓄电池组的数学模型进行短路仿线V直流配电系统的短路故障特性进行了分析。最后总结了目前短路故障保护技术现存问题，对直流配电系统短路故障保护技术的研究进行了展望。

  在实际中，通信局（站）的电源系统规模庞大，类型多样，针对不同的应用场合，有不同的供电方式。-48V直流配电系统作为通信电源系统中惟一的不间断供电模块，是每种不同的电源系统的核心部分，因此本文主要以此作为研究对象。

  -48V直流配电系统最重要的包含三大模块:直流配电屏，蓄电池组，以及负载模块。系统结构如下图1所示：

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