直流供电能否顺利进入家庭？
目前，家用电源均为交流电（AC），即便是太阳能电池等自己发电的场合，也要由直流电（DC）转换为交流电来使用。但是，现在的数字家电如电视机、个人电脑、电话、打印机、手机、游戏机以及便携式音乐播放器等基本上内部都是使用直流电来工作，因此需要通过转换电路把交流转换为直流。这样来自太阳能电池的电力，要进行直流到交流、再由交流到直流的两次转换，会产生较大的转换损失，即便是高达95％的转换效率，也有约1成的电源损耗（最后转换效率是90.25％）。而DC环保家庭可将太阳能电池发的电存储到充电电池中，直接用直流电驱动设备，因此没有转换损失。充电电池的容量用完后，就把家用电源转为直流电，也只需转换1次。因此，与原来的供电方式相比能够节省电力。 因此，也对于减少碳排放也显得比AC方式更加环保。
特别是目前炙手可热的LED照明，是需要以直流电源驱动的（以交流供电的LED其实是由多个LED芯片组成，单个LED还是直流驱动），如果家庭引入直流供电，LED就不需要逆变器将AC转换到DC了，从成本来说也能减少不少。再者，目前光伏技术发电输出的是直流电源，须经由逆变器转换成交流电源，再以交流形式向家庭内部供电的。家电等大多数电器实际上需要经由AC适配器，将交流转换为直流后使用，因此，太阳能电力需经直流到交流、交流到直流的2次转换。
不过，DC家庭的业务化还存在诸多困难。如上所述，目前普遍使用的电器都是根据交流电源来设计的。因此，要导入DC环保家庭，就需要将家庭内部的电器更换为支持直流的产品，即需要改变逆变器部分，交流马达（洗衣机，冰箱，空调等必须的）部分等。目前几乎所有的电网都是交流设计，如果改成直流供电方式，还得考虑成本效益。不过，已经有业者在实施将太阳能电池产生的直流电直接储存于锂离子充电电池，并以直流形式直接供给家电的试验。直接用直流电驱动液晶电视和LED。未来可再生能源如太阳能的比例会月来越大，因此，结合直流供电的效益将不断显现。
总的来说，直流供电的发展还需解决的问题很多，不过随着相关技术（DC到DC转换效率的提高，DC电网传输问题，DC马达的成本与效率等）的发展和节能意识的提高，随着直流供电效益的显现，未来直流供电有望逐步出现，并得以推广进入千家万户。
住宅直流供电3
交、直流电大揭秘---通俗理解法
交、直流电大揭秘---通俗理解法
我们所用的电有两种类型，即交流电和直流电。下面我用通俗性语言来讲述一下。
1、从字面上理解其方向：
交流： 想一想我们人是怎么交流的呢？一个人说话，众人听那不叫交流，那是演讲，两人或两人以上相互间有问有答，有来有往才叫作交流。交流电就是如此，流出去再流回来有来有往，所以交流电有两个方向，且没有正负之分（其实是无法分辩，也只能在瞬时说出其极性来）
直流： 一直，径直的流，永不回头。直流电只从正极流向负极,所以直流电只有一个方向。
2、从比喻中理解其幅度
初学电子知识，会感到电过于抽象，所以我们可以把电与熟知的东西进行比喻，因为电流与水流极其相似，因此我们可以把“电”当做“水”，“电路”就等于“水路”。当然我们也可以用其它东西来比喻。（详见下文）
回想一下渠水在流动的时候，我们站在渠的某处，水流过这里时水量的多少是不是随时间不断变化呀？一会儿多，一会儿少，其实电在流动过程中也是这样。交流电的大小（幅度）在不断的变化，而直流电（比如干电池）的大小基本不变。
电子技术专业里一般把幅度变化的电称为交流电，我们常提到的信号（比如声音信号、图像信号、温度信号等等）就是交流电,。而把幅度和方向不变化的电称为直流电，它的用途是为电路提供能源（即供电）。
3、从思考中理解交流电的频率
既然交流电方向在不断的变化（流出去又流回来），那么你知道它一秒钟要流回来几次呢？每秒（单位时间）多少次就是频率（天下人都知道），电学中用Hz（赫兹）来表示，比如我国照明用电规定为50Hz，它的意思是导线中的交流电每秒要流出再流回50次。
4、从故事中理解交流电的相位
张三和李四都是发电厂的职工，某天张三于7：40：35启动A发电机开始发电，而李四于7：40：36启动B发电机开始发电，这两组发电机都是220V交流发电机，且频率均为50Hz，请你思考一下，如果我们在7：41：00时分别测两组发电机的电压，大小一样吗？哪个大哪个小。
说明:我国发电厂输出的交流电变化规律如下，前0.005s之间电压从0V开始升高到220V，第二个0.005s又从220V降为0V，且这段时间（0.01s）电流向外流出，第三个0.005s仍然是从0V开始升高到220V，第四个0.005s又从220V降为0V，不过在这段时间（0.01s）内电流是流回，电学中把这流回的电记为负值，下一个0.005又向外流出……如此循环往复，这种规律在数学上称作正弦，所以这种交流电也就美名其曰：正弦交流电）
根据正弦规律和A、B发电机发电时间先后，我们不难推算出，Ｂ发电机在7:41:00时与Ａ发电机输出电压不相等。
以上故事表明，两根导线中交流电既使都是由２２０Ｖ、５０Ｈｚ的发电机供电，因发电时间不同，或其它原因造成某根导线输电时间“提前”或“延误”，都会使输出电压或电流不相等。电学中把这种输电时间“提前”或“延误”称为相位的超前或相位的滞后。
也许你快晕了，交流电咋这么多问题呢！好，我们趁热打铁赶快来总结一下：
○1交流电有两个方向，流出去再流回来，大小在不断变化（照明电变化规律为正弦）用频率可以表示交流电方向改变的快慢，用相位可以表示交流电输电起始时间。所以电学中把幅度、频率、相位称做交流电三要素，说的真好，只有三个都说上了，才能说清一个交流电的特征。
○2直流电只有一个方向，即：电流只能从正极流向负极。它的大小是稳定的。因为大小方向不变化也就没有频率和相位之说了。看来直流电比较简单哟，呵呵。
５、交、直流电在电子技术中的应用
根据以上论述,大家已能分辩出交流电和直流电,那么我们照明用电、工厂用电是交流电,干电池、蓄电瓶等是直流电.这是从电能或供电角度讲的,那么我们电子技术领域里的交、直流电又该怎样理解呢
电子技术专业里一般把幅度和方向变化的电称为交流电，我们常提到的信号（比如声音信号、图像信号、温度信号等等）就是交流电,。而把幅度和方向不变化的电称为直流电
关于交、直流电在我们电子技术里的应用，我们可以做如下比喻，把元器件组成的电路比作一台加工机器，那么直流电就是让机器运作起来的动力源（电动机或柴油机）而交流电是我们生产的原料。我们学习电子技术就是为了能正确的操作这台机器，让机器生产出我们想要的产品。参考图如下
例如:收音机这部机器是将原料---无线电台信号(交流信号)加工为我们人耳能听到的音频信号(仍是交流信号),要想使收音机能够收到电台必须得给它提供能源,大家都知道的,收音机用干电池,也就是直流电了
说白了,我们电子产品(如电视机.收录机.MP3等)的能源提供(即供电)都是直流电,而待处理的信号都可认为是交流电(变化的嘛).
以上是笔者学习电子技术的粗知薄见,仅供大家参考,不妥之处还请各位大虾们批评指正.
我们所用的电有两种类型，即交流电和直流电。下面我用通俗性语言来讲述一下。
1、从字面上理解其方向：
交流： 想一想我们人是怎么交流的呢？一个人说话，众人听那不叫交流，那是演讲，两人或两人以上相互间有问有答，有来有往才叫作交流。交流电就是如此，流出去再流回来有来有往，所以交流电有两个方向，且没有正负之分（其实是无法分辩，也只能在瞬时说出其极性来）
直流： 一直，径直的流，永不回头。直流电只从正极流向负极,所以直流电只有一个方向。
2、从比喻中理解其幅度
初学电子知识，会感到电过于抽象，所以我们可以把电与熟知的东西进行比喻，因为电流与水流极其相似，因此我们可以把“电”当做“水”，“电路”就等于“水路”。当然我们也可以用其它东西来比喻。（详见下文）
回想一下渠水在流动的时候，我们站在渠的某处，水流过这里时水量的多少是不是随时间不断变化呀？一会儿多，一会儿少，其实电在流动过程中也是这样。交流电的大小（幅度）在不断的变化，而直流电（比如干电池）的大小基本不变。
电子技术专业里一般把幅度变化的电称为交流电，我们常提到的信号（比如声音信号、图像信号、温度信号等等）就是交流电,。而把幅度和方向不变化的电称为直流电，它的用途是为电路提供能源（即供电）。
3、从思考中理解交流电的频率
既然交流电方向在不断的变化（流出去又流回来），那么你知道它一秒钟要流回来几次呢？每秒（单位时间）多少次就是频率（天下人都知道），电学中用Hz（赫兹）来表示，比如我国照明用电规定为50Hz，它的意思是导线中的交流电每秒要流出再流回50次。
4、从故事中理解交流电的相位
张三和李四都是发电厂的职工，某天张三于7：40：35启动A发电机开始发电，而李四于7：40：36启动B发电机开始发电，这两组发电机都是220V交流发电机，且频率均为50Hz，请你思考一下，如果我们在7：41：00时分别测两组发电机的电压，大小一样吗？哪个大哪个小。
说明:我国发电厂输出的交流电变化规律如下，前0.005s之间电压从0V开始升高到220V，第二个0.005s又从220V降为0V，且这段时间（0.01s）电流向外流出，第三个0.005s仍然是从0V开始升高到220V，第四个0.005s又从220V降为0V，不过在这段时间（0.01s）内电流是流回，电学中把这流回的电记为负值，下一个0.005又向外流出……如此循环往复，这种规律在数学上称作正弦，所以这种交流电也就美名其曰：正弦交流电）
根据正弦规律和A、B发电机发电时间先后，我们不难推算出，Ｂ发电机在7:41:00时与Ａ发电机输出电压不相等。
以上故事表明，两根导线中交流电既使都是由２２０Ｖ、５０Ｈｚ的发电机供电，因发电时间不同，或其它原因造成某根导线输电时间“提前”或“延误”，都会使输出电压或电流不相等。电学中把这种输电时间“提前”或“延误”称为相位的超前或相位的滞后。
也许你快晕了，交流电咋这么多问题呢！好，我们趁热打铁赶快来总结一下：
○1交流电有两个方向，流出去再流回来，大小在不断变化（照明电变化规律为正弦）用频率可以表示交流电方向改变的快慢，用相位可以表示交流电输电起始时间。所以电学中把幅度、频率、相位称做交流电三要素，说的真好，只有三个都说上了，才能说清一个交流电的特征。
○2直流电只有一个方向，即：电流只能从正极流向负极。它的大小是稳定的。因为大小方向不变化也就没有频率和相位之说了。看来直流电比较简单哟，呵呵。
５、交、直流电在电子技术中的应用
根据以上论述,大家已能分辩出交流电和直流电,那么我们照明用电、工厂用电是交流电,干电池、蓄电瓶等是直流电.这是从电能或供电角度讲的,那么我们电子技术领域里的交、直流电又该怎样理解呢
电子技术专业里一般把幅度和方向变化的电称为交流电，我们常提到的信号（比如声音信号、图像信号、温度信号等等）就是交流电,。而把幅度和方向不变化的电称为直流电
关于交、直流电在我们电子技术里的应用，我们可以做如下比喻，把元器件组成的电路比作一台加工机器，那么直流电就是让机器运作起来的动力源（电动机或柴油机）而交流电是我们生产的原料。我们学习电子技术就是为了能正确的操作这台机器，让机器生产出我们想要的产品。参考图如下
例如:收音机这部机器是将原料---无线电台信号(交流信号)加工为我们人耳能听到的音频信号(仍是交流信号),要想使收音机能够收到电台必须得给它提供能源,大家都知道的,收音机用干电池,也就是直流电了
- y1.gif (11.85 KiB) 查看 2147 次
说白了,我们电子产品(如电视机.收录机.MP3等)的能源提供(即供电)都是直流电,而待处理的信号都可认为是交流电(变化的嘛).
以上是笔者学习电子技术的粗知薄见,仅供大家参考,不妥之处还请各位大虾们批评指正.
http://www.pvtool.com/forum 太阳能光伏工具论坛
通信电源系统概述 第二节 直流供电系统
通信电源系统概述 第二节 直流供电系统
直流供电系统由整流设备、直流配电设备、蓄电池组、直流变换器、机架电源设备和相关的配电线路组成的总体称为直流供电系统。
按电信设备供电电压允许变动范围的不同要求，可分为窄电压和宽电压直流供电系统；按电源设备的安装地点不同，可分为集中直流供电系统和分散直流供电系统；按馈电线配线方式不同又可分为低阻配线直流供电系统和高阻配线直流供电系统（高阻配线又有一次高阻配线和二次高阻配线等方式）。
组成直流供电系统的主要电源设备的作用和性能如下：
1、换流设备。换流设备（converter）是整流设备、逆变设备和直流变换设备的总称。其中整流设备可将交流电变换为直流电。逆变设备则将直流电变换为交流电。直流变换设备可将一种电压的直流电变换成另一种或几种电压的直流电。
晶闸管（可控硅）整流器是老一代整流设备，由于电路中采用工频变压器，工作频率低，体积和重量都很大，效率也低，故逐步淘汰，而由高频开关型整流器代替。
高频开关整流器在技术上先进，具有小型、轻量、高效、高功率因数和高可靠性等显著优点。高频开关整流器机架的输出功率大，机架上装有监控模块，与计算机相结合，组成新一代智能型电源设备，正在逐步替代晶闸管整流器。
随着电力电子学技术和电力半导体器件的发展，换流设备变换电路日趋完善，采用PWM脉宽调制或谐振技术的控制技术，提高变换频率，采用零电压或零电流开关电路，降低开关工作损耗，使换流技术达到新的水平。
2、蓄电池。在电信电源中电池作为备用能源使用。蓄电池可分为酸性电解液（即硫酸）的铅酸蓄电池和碱性电解液（即苛性钾）的碱蓄电池。
铅酸蓄电池自普兰特发明以来，已有140年的历史，由于它具有电压的稳定性和可以进行大电流放电，所以在电信局（站）内得到广泛使用，目前铅酸蓄电池已由防酸式铅蓄电池发展屋阀控式密封铅酸蓄电池。
阀控式密封铅酸蓄电池是一种新型的蓄电池，使用过程中无酸雾排出，不会污染环境和腐蚀设备，蓄电池可以和电信设备安装在一起，平时维护比较简便，不需加酸和加水。阀控式密封蓄电池体积较小，可以立放或卧放工作，蓄电池组可以进行积木式安装，节省占用空间，因此在20世纪80年代后，在我国电信局（站）得到迅速推广使用，并正在逐步取代防酸式铅蓄电池。蓄电池制造厂正在工艺结构设计上保证电池质量，防止电液渗漏，提高电池使用寿命，并研究开发有效而简便的电池容量测试器。
蓄电池正常情况下是与整流器并联工作的，所以它有两个作用：在交流电停电时，自动向直流负载供电，保证供电连续不间断；当交流电正常供电时，它可以等效为一个充分大的电容器，滤掉整流器输出的各种谐波（即杂音），保持直流电的纯度。蓄电池的容量越大，直流电的纯度越高。
蓄电池与整流器并联工作可以保证供电连续不间断，但并不是高枕无忧，蓄电池放电时，随着放电时间的延长，端电压不断降低；蓄电池充电时，为了保证电池能充足电，充电电压必须提高。这就有供电系统的电压变动范围的问题。一方面，设计直流供电系统时，要充分保证直流负载能承受的电压变动范围；另一方面，通信设备设计时，也要考虑蓄电池固有的特性，给出一个合理的供电电压范围，使蓄电池尽可能延长使用寿命。
需要特别注意的是，当一套直流系统同时向不同电压范围的交换机供电时，蓄电池的工作方式需兼顾考虑，偏差太大时，需要分别重建直流供电系统，独立供电。
3、直流配电屏。直流配电屏是连接和转换直流供电系统中整流器和蓄电池向电信负载供电的电源设备，屏内装有闸刀开关、自动空气断路器、接触器、低电熔断器以及电工仪表、告警保护等元器件。
直流配电屏按照配线方式不同，分为低阻和高阻两种，高阻配电屏是把馈线改用小截面电缆出线，每路出线的负线上加装上一定的电阻，如爱立信交换机为26毫欧。高阻配电的好处是：当任何一路负载发生短路时，供电母线上的电压变动较小，不足以影响其他分路供电，供电系统的可靠性相对较高。
除上述供电系统外，还有太阳能供电系统和混合供电系统等。太阳能供电系统由太阳能电池、蓄电池组、迭制配电设备组成，有光照时靠太阳电池供电，并对蓄电池充电，无光照时由蓄电池供电，它是直流供电系统的一种。如果由太阳电池、风力发电、市电或油机发电机等两种或两种以上发电设备供电的系统则称为混合供电系统。
直流供电系统由整流设备、直流配电设备、蓄电池组、直流变换器、机架电源设备和相关的配电线路组成的总体称为直流供电系统。
按电信设备供电电压允许变动范围的不同要求，可分为窄电压和宽电压直流供电系统；按电源设备的安装地点不同，可分为集中直流供电系统和分散直流供电系统；按馈电线配线方式不同又可分为低阻配线直流供电系统和高阻配线直流供电系统（高阻配线又有一次高阻配线和二次高阻配线等方式）。
组成直流供电系统的主要电源设备的作用和性能如下：
1、换流设备。换流设备（converter）是整流设备、逆变设备和直流变换设备的总称。其中整流设备可将交流电变换为直流电。逆变设备则将直流电变换为交流电。直流变换设备可将一种电压的直流电变换成另一种或几种电压的直流电。
晶闸管（可控硅）整流器是老一代整流设备，由于电路中采用工频变压器，工作频率低，体积和重量都很大，效率也低，故逐步淘汰，而由高频开关型整流器代替。
高频开关整流器在技术上先进，具有小型、轻量、高效、高功率因数和高可靠性等显著优点。高频开关整流器机架的输出功率大，机架上装有监控模块，与计算机相结合，组成新一代智能型电源设备，正在逐步替代晶闸管整流器。
随着电力电子学技术和电力半导体器件的发展，换流设备变换电路日趋完善，采用PWM脉宽调制或谐振技术的控制技术，提高变换频率，采用零电压或零电流开关电路，降低开关工作损耗，使换流技术达到新的水平。
2、蓄电池。在电信电源中电池作为备用能源使用。蓄电池可分为酸性电解液（即硫酸）的铅酸蓄电池和碱性电解液（即苛性钾）的碱蓄电池。
铅酸蓄电池自普兰特发明以来，已有140年的历史，由于它具有电压的稳定性和可以进行大电流放电，所以在电信局（站）内得到广泛使用，目前铅酸蓄电池已由防酸式铅蓄电池发展屋阀控式密封铅酸蓄电池。
阀控式密封铅酸蓄电池是一种新型的蓄电池，使用过程中无酸雾排出，不会污染环境和腐蚀设备，蓄电池可以和电信设备安装在一起，平时维护比较简便，不需加酸和加水。阀控式密封蓄电池体积较小，可以立放或卧放工作，蓄电池组可以进行积木式安装，节省占用空间，因此在20世纪80年代后，在我国电信局（站）得到迅速推广使用，并正在逐步取代防酸式铅蓄电池。蓄电池制造厂正在工艺结构设计上保证电池质量，防止电液渗漏，提高电池使用寿命，并研究开发有效而简便的电池容量测试器。
蓄电池正常情况下是与整流器并联工作的，所以它有两个作用：在交流电停电时，自动向直流负载供电，保证供电连续不间断；当交流电正常供电时，它可以等效为一个充分大的电容器，滤掉整流器输出的各种谐波（即杂音），保持直流电的纯度。蓄电池的容量越大，直流电的纯度越高。
蓄电池与整流器并联工作可以保证供电连续不间断，但并不是高枕无忧，蓄电池放电时，随着放电时间的延长，端电压不断降低；蓄电池充电时，为了保证电池能充足电，充电电压必须提高。这就有供电系统的电压变动范围的问题。一方面，设计直流供电系统时，要充分保证直流负载能承受的电压变动范围；另一方面，通信设备设计时，也要考虑蓄电池固有的特性，给出一个合理的供电电压范围，使蓄电池尽可能延长使用寿命。
需要特别注意的是，当一套直流系统同时向不同电压范围的交换机供电时，蓄电池的工作方式需兼顾考虑，偏差太大时，需要分别重建直流供电系统，独立供电。
3、直流配电屏。直流配电屏是连接和转换直流供电系统中整流器和蓄电池向电信负载供电的电源设备，屏内装有闸刀开关、自动空气断路器、接触器、低电熔断器以及电工仪表、告警保护等元器件。
直流配电屏按照配线方式不同，分为低阻和高阻两种，高阻配电屏是把馈线改用小截面电缆出线，每路出线的负线上加装上一定的电阻，如爱立信交换机为26毫欧。高阻配电的好处是：当任何一路负载发生短路时，供电母线上的电压变动较小，不足以影响其他分路供电，供电系统的可靠性相对较高。
除上述供电系统外，还有太阳能供电系统和混合供电系统等。太阳能供电系统由太阳能电池、蓄电池组、迭制配电设备组成，有光照时靠太阳电池供电，并对蓄电池充电，无光照时由蓄电池供电，它是直流供电系统的一种。如果由太阳电池、风力发电、市电或油机发电机等两种或两种以上发电设备供电的系统则称为混合供电系统。
http://www.pvtool.com/forum 太阳能光伏工具论坛
通信电源系统概述 第三节 通信系统接地
通信电源系统概述 第三节 通信系统接地
为了保证各类通信设备可靠和安全地工作，通常在各种电气设备设置零电位点，该点在物理上与大地有良好的电气连接，这种连接称为接地。构成接地的一切装置称为接地系统。
接地系统通常由接地体、接地引入线、接地汇集线（接地母排）和接地线组成。
接地体：埋入地中并直接与大地接触的金属导体（或钢筋混凝土建筑物基础组成的金属导体）。
接地引入线：为了减少接触电阻，通常安装多根金属接地体。把多根接地体用一条金属导体连接成一组并接入室内接地母排，该连接导体称为接地引入线。
接地汇集线：为了接地的安全和可靠，把不同方向、不同物理位置的接地汇集成一条接地干线，该干线成为接地汇集线或称为接地母线。
接地线：被接地的设备或电源系统与接地母线可靠连接的导体称为接地线。
电信电源按照接地系统的用途可分为工作接地、保护接地和防雷接地。
工作接地按照电源性质分为直流接地和交流接地。
保护接地按保护功能分为设备保护接地和屏蔽接地。
接地系统按照安装方式分为：独立接地系统和联合接地系统。我国在20世纪80年代考虑到防雷等电位原则，已实施将工作接地、保护接地和防雷接地汇接成一组接地系统的联合接地方式。
为了保证各类通信设备可靠和安全地工作，通常在各种电气设备设置零电位点，该点在物理上与大地有良好的电气连接，这种连接称为接地。构成接地的一切装置称为接地系统。
接地系统通常由接地体、接地引入线、接地汇集线（接地母排）和接地线组成。
接地体：埋入地中并直接与大地接触的金属导体（或钢筋混凝土建筑物基础组成的金属导体）。
接地引入线：为了减少接触电阻，通常安装多根金属接地体。把多根接地体用一条金属导体连接成一组并接入室内接地母排，该连接导体称为接地引入线。
接地汇集线：为了接地的安全和可靠，把不同方向、不同物理位置的接地汇集成一条接地干线，该干线成为接地汇集线或称为接地母线。
接地线：被接地的设备或电源系统与接地母线可靠连接的导体称为接地线。
电信电源按照接地系统的用途可分为工作接地、保护接地和防雷接地。
工作接地按照电源性质分为直流接地和交流接地。
保护接地按保护功能分为设备保护接地和屏蔽接地。
接地系统按照安装方式分为：独立接地系统和联合接地系统。我国在20世纪80年代考虑到防雷等电位原则，已实施将工作接地、保护接地和防雷接地汇接成一组接地系统的联合接地方式。
http://www.pvtool.com/forum 太阳能光伏工具论坛
直流系统及蓄电池浅谈
直流系统及蓄电池浅谈
摘 要：本文对电力系统中广泛应用的直流系统的配置及监控等方面做了分析说明，并对于蓄电池的维护问题进行了相应阐述。
关键词：直流系统；直流屏；UPS电源；直流系统配置及监控；蓄电池维护
直流系统为变电站的继电保护、控制系统、信号系统、自动装置、UPS和事故照明等提供电源。随着直流系统中阀控铅酸蓄电池、智能型高频开关充电装置等附属设备的技术性能日益优越，安全可靠性提高，促进了直流系统技术和设备的迅速发展。我分公司范围内的直流系统主要应用于变电所直流电源及UPS电源，此两种电源工作状况对于公司内的电气安全生产运行起着至关重要的作用，如何通过有效措施及维护手段保证特种电源的稳定是我们面临的一个关键问题。
电力系统中的直流电源部分由蓄电池组、充电设备、直流屏等设备组成。它的作用是：正常时为变电站内的断路器提供合闸直流电源；当厂、站用电中断的情况下为继电保护及自动装置、断路器跳闸与合闸、发电厂直流电动机拖动的厂用机械提供工作直流电源。它的正常与否直接影响电力系统的安全可靠运行。UPS不间断电源是一种含有储能装置、以逆变器为主要组成部分的恒压恒频的电源设备，是通信设备、计算机控制系统等不得断电的系统不可缺少的外围设备之一，它的作用是在外界中断供电的情况下，UPS电源会自动切换，确保计算机、关键阀门、控制系统等设备正常工作不间断，以免重要数据的丢失及硬件的损坏，同时保证关键阀门及控制系统安全可靠工作。由此可以看出，这两种电源的直流部分是系统安全运行的一个关键环节，大家也越来越关注其工作状态的稳定性，并且探讨采取了一些积极有效的措施手段，力求电源的可靠运行。现就使用维护方面的几点感悟做一简析。
一、直流系统的配置
1．变电站的直流电源
变电站的直流系统应采用单母线或单母线分段接线。单母线接线简单、清晰，但可靠性与灵活性差；单母线分段接线可靠性较高，任一段母线出现故障或需要检修都不影响直流系统供电，建议变电站广泛采用单母线分段接线。
图一 单母线接线
在以往的变电站中，10 kV断路器多采用电磁操作机构，需要直流动力合闸电源，其额定合闸电流较大，以CD10、CD-35、CD-25系列为例，合闸线圈电流为40～147 A，所以事故放电末期承受冲击负荷时，确保直流母线电压在允许值范围内，是选择蓄电池容量的决定性因素。近年来，越来越多的10 kV断路器采用弹簧操作机构，这样就不需要直流系统提供动力合闸电源了，其合闸电流很小，则蓄电池的容量由全站的经常负荷和事故负荷决定，这样可大大减少蓄电池容量。目前使用中的个别直流电源配置方面有些过剩，可以考虑降低蓄电池容量，但是要注意统筹兼顾，不能简单的变动蓄电池的容量，蓄电池容量降低，直流电源的其他方面（如充电装置参数调整等）要做相应改动。
2．UPS电源
UPS电源的配置模式应根据负荷的具体情况区别对待。工业企业中，UPS电源一般为仪表工作电源，主要用于DCS系统、ESD系统、现场仪表、电磁阀等负荷。DCS是装置仪表控制的心脏。一般都有配置双回路冗余电源受电的产品。这些设备的冗余电源配置仅要求任何情况下不发生二回电源同时失电，设备就能够正常运行。ESD系统全部采用双回路冗余配置的电源，只需供给二回不同回路的电源即可，设备本身带有双电源调整器，任何时候只要有一回电源正常供电系统就能够正常工作。现场仪表一般对电源瞬间波动没什么影响，但对于参与联锁的信号可能有所影响。可以采用增加延时来消除电源短时中断所带来的影响。执行元件直接关系到阀门的打开或关闭动作，非常重要。采用双电源并联供电的方法解决。二台24V直流电源的电源部分分别由不同回路的二个AV220V电源供电，保证电磁阀、电气转换器等执行元件的正常运行。因此，建议采用以下方式对仪表电源供电。
图二 仪表供电电源模式
UPS容量的选择是按大于设备容量的1.5倍来选择，没有按设备的计算负荷来配置电源容量。故在UPS电源投用后，经常会出现实际负荷仅有百分之十几甚至不超过百分之十的现象。目前我公司范围内大部分UPS电源容量严重过剩（其它企业也存在类似情况），存在资源浪费的状况，应该重新核算实际负荷，优化配置。以下是部分装置UPS电源负荷率统计：
二、直流系统的监控
变电所的直流系统发生一点接地，不会产生短路电流，则可继续运行。但是必须及时查找接地点并尽快消除接地故障，否则当发生另一点接地时，就有可能引起信号装置、继电保护及自动装置、断路器的误动作或拒绝动作，有可能造成直流电源短路，引起电源开关断开，使设备失去操作电源，引发电力系统严重故障乃至事故。因此，不允许直流系统在一点接地情况下长时间运行，必须加强监测，迅速查找并排除接地故障，杜绝因直流系统接地而引起的电力系统故障。过去，各个变电站都有人值守，因而可以及时发现并处理其出现的异常现象，保证变电站的安全稳定运行。目前，推行无人值守变电站，如何能在异常现象刚出现时就及时发现并及时处理，是一个亟需解决的问题。在这种情况下，直流监控系统应运而生。它的主要作用就是把直流设备信息及时采集上传，并且实时对直流系统进行绝缘监测。这样，维护人员可以及时发现设备运行的不正常状态，及时处理，而不等其发展演变成事故。所以，直流监控系统的建立，可以节省人力物力，提高工作效率。目前使用的微机型的直流绝缘监测和电压监视装置灵敏度高，正、负母线绝缘同时降低时也能进行监测，并带有分支回路在线监测装置，能指出绝缘下降或出现接地故障的回路，大大缩短了查找直流系统接地故障的时间。我公司在总变电所使用了一套在线监测系统，装置利用了信号相位锁定、超前校正及跟踪积木式结构等技术，从而根本上解决了判断数据不全、选线不准等弊病。
图三 直流系统监测装置结构图
根据直流系统的特殊性，此装置的测量从测量内容区分，可分为两大部分，一是母线监测，在线实时监测并显示两段母线电压，一旦系统出现过压、欠压情况，则自动报警；二是分支回路查循，并显示接地电阻阻值，还能自动分辨两条或两条以上支路同时接地的故障。实际使用效果较好，能够及时反映出直流系统的运行状况，消灭了事故隐患。但目前其它变电所尚没有能够有效监测识别分支回路绝缘的措施，考虑尽快完善。
同时，对于UPS电源直流环节的监测，尤其是蓄电池端电压的监测，尚需要做一些细致的工作。在电池处在浮充状态下时，每节电池间的电压差不应相差太大，一般越小越好。如超过一定值时（如1V），应引起足够的重视：有可能有电池容量变小或损坏。如果及时识别出工作状态较差的电池，就可以对其进行单体活化，提高其工作性能，从而提高电池组的整体性能。3 d# a- J: L' W. o" O ]
三、蓄电池的维护
蓄电池做为直流系统中的储能元件，是系统可靠运行的核心部件。做好蓄电池的日常维护，才能保证外界电源中断时发挥其应有的作用。由于镉镍蓄电池维护量大，故障率高，现在广泛应用一种免维护密封铅酸蓄电池，简称阀控蓄电池。因为是全密封电池，无须加水，这给维护带来很多好处的同时，也给监测和维护带来困难。"免维护"这一名词又给使用者带来认识上的误区，导致使用者放松对蓄电池的日常维护管理。厂家说明书上标注的寿命是有前提的，要在规定的运行温度，标准的充放电方式（包括负载大小）下运行，实际上这些条件，只有在实验室才能达到。多年的使用经验证实，实际寿命与标注寿命还是有很大差距的。如下表所列，为我公司07年部分直流屏蓄电池实际放电实验所得结果：
可以看出，标注十年寿命的蓄电池，实际使用寿命大相径庭。通过对影响蓄电池使用寿命的因素进行分析，有的放矢，才能采取有效应对措施，充分发挥其功效。影响阈控蓄电池寿命主要有如下几个因素：
Ⅰ、蓄电池的匹配组合。蓄电池在加工生产中不可能做到每只电池的充放电特性完全一致，到了用户手中更没有挑选的余地了。在使用中，用同一个充电电源，又向同一负荷放电，久而久之，个别电池由于特性差别越来越大，而影响整个装置的性能。
Ⅱ、蓄电池的工作温度。工作温度是影响蓄电池使用寿命的一个决定性因素，而大多数人对此认识不足。适宜的电池运行环境温度为20℃－25℃，对照生产厂家提供的温度／寿命特性表，可以看出当环境温度超过25℃后，每升高10℃电池寿命几乎就要缩短一半，例如：对5年期寿命的电池，当环境温度为35℃时，实际寿命只有2.5年，如果再升高10℃达到45℃时，其寿命只有约1.25年了。加上安装阈控蓄电池的配电室，为防小动物入室，门窗都比较封闭，室内温度还要升高，对蓄电池的运行极为不利。
Ⅲ、蓄电池的浮充电的工作状态。这一点也是影响蓄电池使用寿命的一个关键因素。目前，蓄电池大多数都处于长期的浮充电状态下，只充电，不放电，这种工作状态极不合理。大量运行统计资料表明，这样会造成蓄电池的阳极极板钝化，使蓄电池内阻急剧增大，使蓄电池的实际容量(Ah)远远低于其标准容量，从而导致蓄电池所能提供的实际后备供电时间大大缩短，减少其使用寿命。如果市电一直处于正常的供电之中，蓄电池就没有工作的机会，就有可能长时间浮充而损坏。有的“养兵千日”，一旦到“用兵一时”的时候却无法使用，甚至造成很大的损失，所以，要定时进行人为的强制放电工作，这样不但可以活化电池，还可以检验直流系统是否处于正常状态，并可以使操作人员熟悉直流供电系统的使用。
Ⅳ、蓄电池的过度放电或过度充电。蓄电池被过度放电是影响蓄电池使用寿命的另一重要因素。这种情况主要发生在交流停电或充电模块损坏后，蓄电池组为负载供电期间。当蓄电池被过度放电到输出电压为零时，会导致电池内部有大量的硫酸铅被吸付到电池的阴极表面，在阴极板上形成的硫酸盐越多，电池的内阻越大，电池的充、放电性能就越差，其使用寿命就越短。过充电会使电池冒液。在电池外表及连接片上产生墨绿色氧化物，腐蚀构件，降低绝缘，使自放电增加。如果电池使用不当，长期处于过充电状态，那么电池的栅板就会变薄，减少极板有效面积，容量降低，会缩短使用寿命。
Ⅴ、蓄电池的失水：蓄电池失水也是影响其使用寿命的因素之一，蓄电池失水会导致电解液比重增加，电池栅板的腐蚀，使蓄电池的活性物质减少，从而使蓄电池的容量降低而导致其使用寿命减少。当失水5.5％时，容量降到75％；失水达到25％时，容量基本消失。
总之，直流系统的问题在很大程度上是电池的问题，只要正确使用电池，并经常对电池进行维护，就能使其保持良好的状态，也就解决了直流系统的关键问题，就能保证直流系统随时处于正常工作状态，也就可以使设备在安全的环境中工作。 , i; s- N) T ~1 t5 N# l
以上就我公司广泛使用的直流系统的配置、监测及蓄电池维护等方面的实际体会做了简单的阐述。直流系统在工业企业控制系统中的作用举足轻重，是实现自动化控制的基石，因此，采取积极有效措施，持续改善及提高直流系统的稳定性，合理配置直流系统，将是一个值得研讨的课题。
作者：李盈康 中石化济南分公司
合作媒体：专网通信世界-中国电力通信网
摘 要：本文对电力系统中广泛应用的直流系统的配置及监控等方面做了分析说明，并对于蓄电池的维护问题进行了相应阐述。
关键词：直流系统；直流屏；UPS电源；直流系统配置及监控；蓄电池维护
直流系统为变电站的继电保护、控制系统、信号系统、自动装置、UPS和事故照明等提供电源。随着直流系统中阀控铅酸蓄电池、智能型高频开关充电装置等附属设备的技术性能日益优越，安全可靠性提高，促进了直流系统技术和设备的迅速发展。我分公司范围内的直流系统主要应用于变电所直流电源及UPS电源，此两种电源工作状况对于公司内的电气安全生产运行起着至关重要的作用，如何通过有效措施及维护手段保证特种电源的稳定是我们面临的一个关键问题。
电力系统中的直流电源部分由蓄电池组、充电设备、直流屏等设备组成。它的作用是：正常时为变电站内的断路器提供合闸直流电源；当厂、站用电中断的情况下为继电保护及自动装置、断路器跳闸与合闸、发电厂直流电动机拖动的厂用机械提供工作直流电源。它的正常与否直接影响电力系统的安全可靠运行。UPS不间断电源是一种含有储能装置、以逆变器为主要组成部分的恒压恒频的电源设备，是通信设备、计算机控制系统等不得断电的系统不可缺少的外围设备之一，它的作用是在外界中断供电的情况下，UPS电源会自动切换，确保计算机、关键阀门、控制系统等设备正常工作不间断，以免重要数据的丢失及硬件的损坏，同时保证关键阀门及控制系统安全可靠工作。由此可以看出，这两种电源的直流部分是系统安全运行的一个关键环节，大家也越来越关注其工作状态的稳定性，并且探讨采取了一些积极有效的措施手段，力求电源的可靠运行。现就使用维护方面的几点感悟做一简析。
一、直流系统的配置
1．变电站的直流电源
变电站的直流系统应采用单母线或单母线分段接线。单母线接线简单、清晰，但可靠性与灵活性差；单母线分段接线可靠性较高，任一段母线出现故障或需要检修都不影响直流系统供电，建议变电站广泛采用单母线分段接线。
- u1.jpg (10.39 KiB) 查看 2146 次
图一 单母线接线
在以往的变电站中，10 kV断路器多采用电磁操作机构，需要直流动力合闸电源，其额定合闸电流较大，以CD10、CD-35、CD-25系列为例，合闸线圈电流为40～147 A，所以事故放电末期承受冲击负荷时，确保直流母线电压在允许值范围内，是选择蓄电池容量的决定性因素。近年来，越来越多的10 kV断路器采用弹簧操作机构，这样就不需要直流系统提供动力合闸电源了，其合闸电流很小，则蓄电池的容量由全站的经常负荷和事故负荷决定，这样可大大减少蓄电池容量。目前使用中的个别直流电源配置方面有些过剩，可以考虑降低蓄电池容量，但是要注意统筹兼顾，不能简单的变动蓄电池的容量，蓄电池容量降低，直流电源的其他方面（如充电装置参数调整等）要做相应改动。
2．UPS电源
UPS电源的配置模式应根据负荷的具体情况区别对待。工业企业中，UPS电源一般为仪表工作电源，主要用于DCS系统、ESD系统、现场仪表、电磁阀等负荷。DCS是装置仪表控制的心脏。一般都有配置双回路冗余电源受电的产品。这些设备的冗余电源配置仅要求任何情况下不发生二回电源同时失电，设备就能够正常运行。ESD系统全部采用双回路冗余配置的电源，只需供给二回不同回路的电源即可，设备本身带有双电源调整器，任何时候只要有一回电源正常供电系统就能够正常工作。现场仪表一般对电源瞬间波动没什么影响，但对于参与联锁的信号可能有所影响。可以采用增加延时来消除电源短时中断所带来的影响。执行元件直接关系到阀门的打开或关闭动作，非常重要。采用双电源并联供电的方法解决。二台24V直流电源的电源部分分别由不同回路的二个AV220V电源供电，保证电磁阀、电气转换器等执行元件的正常运行。因此，建议采用以下方式对仪表电源供电。
- u2.jpg (10.65 KiB) 查看 2146 次
图二 仪表供电电源模式
UPS容量的选择是按大于设备容量的1.5倍来选择，没有按设备的计算负荷来配置电源容量。故在UPS电源投用后，经常会出现实际负荷仅有百分之十几甚至不超过百分之十的现象。目前我公司范围内大部分UPS电源容量严重过剩（其它企业也存在类似情况），存在资源浪费的状况，应该重新核算实际负荷，优化配置。以下是部分装置UPS电源负荷率统计：
- u3.jpg (34.88 KiB) 查看 2147 次
二、直流系统的监控
变电所的直流系统发生一点接地，不会产生短路电流，则可继续运行。但是必须及时查找接地点并尽快消除接地故障，否则当发生另一点接地时，就有可能引起信号装置、继电保护及自动装置、断路器的误动作或拒绝动作，有可能造成直流电源短路，引起电源开关断开，使设备失去操作电源，引发电力系统严重故障乃至事故。因此，不允许直流系统在一点接地情况下长时间运行，必须加强监测，迅速查找并排除接地故障，杜绝因直流系统接地而引起的电力系统故障。过去，各个变电站都有人值守，因而可以及时发现并处理其出现的异常现象，保证变电站的安全稳定运行。目前，推行无人值守变电站，如何能在异常现象刚出现时就及时发现并及时处理，是一个亟需解决的问题。在这种情况下，直流监控系统应运而生。它的主要作用就是把直流设备信息及时采集上传，并且实时对直流系统进行绝缘监测。这样，维护人员可以及时发现设备运行的不正常状态，及时处理，而不等其发展演变成事故。所以，直流监控系统的建立，可以节省人力物力，提高工作效率。目前使用的微机型的直流绝缘监测和电压监视装置灵敏度高，正、负母线绝缘同时降低时也能进行监测，并带有分支回路在线监测装置，能指出绝缘下降或出现接地故障的回路，大大缩短了查找直流系统接地故障的时间。我公司在总变电所使用了一套在线监测系统，装置利用了信号相位锁定、超前校正及跟踪积木式结构等技术，从而根本上解决了判断数据不全、选线不准等弊病。
- u4.jpg (26.54 KiB) 查看 2147 次
图三 直流系统监测装置结构图
根据直流系统的特殊性，此装置的测量从测量内容区分，可分为两大部分，一是母线监测，在线实时监测并显示两段母线电压，一旦系统出现过压、欠压情况，则自动报警；二是分支回路查循，并显示接地电阻阻值，还能自动分辨两条或两条以上支路同时接地的故障。实际使用效果较好，能够及时反映出直流系统的运行状况，消灭了事故隐患。但目前其它变电所尚没有能够有效监测识别分支回路绝缘的措施，考虑尽快完善。
同时，对于UPS电源直流环节的监测，尤其是蓄电池端电压的监测，尚需要做一些细致的工作。在电池处在浮充状态下时，每节电池间的电压差不应相差太大，一般越小越好。如超过一定值时（如1V），应引起足够的重视：有可能有电池容量变小或损坏。如果及时识别出工作状态较差的电池，就可以对其进行单体活化，提高其工作性能，从而提高电池组的整体性能。3 d# a- J: L' W. o" O ]
三、蓄电池的维护
蓄电池做为直流系统中的储能元件，是系统可靠运行的核心部件。做好蓄电池的日常维护，才能保证外界电源中断时发挥其应有的作用。由于镉镍蓄电池维护量大，故障率高，现在广泛应用一种免维护密封铅酸蓄电池，简称阀控蓄电池。因为是全密封电池，无须加水，这给维护带来很多好处的同时，也给监测和维护带来困难。"免维护"这一名词又给使用者带来认识上的误区，导致使用者放松对蓄电池的日常维护管理。厂家说明书上标注的寿命是有前提的，要在规定的运行温度，标准的充放电方式（包括负载大小）下运行，实际上这些条件，只有在实验室才能达到。多年的使用经验证实，实际寿命与标注寿命还是有很大差距的。如下表所列，为我公司07年部分直流屏蓄电池实际放电实验所得结果：
- u5.jpg (67.04 KiB) 查看 2147 次
可以看出，标注十年寿命的蓄电池，实际使用寿命大相径庭。通过对影响蓄电池使用寿命的因素进行分析，有的放矢，才能采取有效应对措施，充分发挥其功效。影响阈控蓄电池寿命主要有如下几个因素：
Ⅰ、蓄电池的匹配组合。蓄电池在加工生产中不可能做到每只电池的充放电特性完全一致，到了用户手中更没有挑选的余地了。在使用中，用同一个充电电源，又向同一负荷放电，久而久之，个别电池由于特性差别越来越大，而影响整个装置的性能。
Ⅱ、蓄电池的工作温度。工作温度是影响蓄电池使用寿命的一个决定性因素，而大多数人对此认识不足。适宜的电池运行环境温度为20℃－25℃，对照生产厂家提供的温度／寿命特性表，可以看出当环境温度超过25℃后，每升高10℃电池寿命几乎就要缩短一半，例如：对5年期寿命的电池，当环境温度为35℃时，实际寿命只有2.5年，如果再升高10℃达到45℃时，其寿命只有约1.25年了。加上安装阈控蓄电池的配电室，为防小动物入室，门窗都比较封闭，室内温度还要升高，对蓄电池的运行极为不利。
Ⅲ、蓄电池的浮充电的工作状态。这一点也是影响蓄电池使用寿命的一个关键因素。目前，蓄电池大多数都处于长期的浮充电状态下，只充电，不放电，这种工作状态极不合理。大量运行统计资料表明，这样会造成蓄电池的阳极极板钝化，使蓄电池内阻急剧增大，使蓄电池的实际容量(Ah)远远低于其标准容量，从而导致蓄电池所能提供的实际后备供电时间大大缩短，减少其使用寿命。如果市电一直处于正常的供电之中，蓄电池就没有工作的机会，就有可能长时间浮充而损坏。有的“养兵千日”，一旦到“用兵一时”的时候却无法使用，甚至造成很大的损失，所以，要定时进行人为的强制放电工作，这样不但可以活化电池，还可以检验直流系统是否处于正常状态，并可以使操作人员熟悉直流供电系统的使用。
Ⅳ、蓄电池的过度放电或过度充电。蓄电池被过度放电是影响蓄电池使用寿命的另一重要因素。这种情况主要发生在交流停电或充电模块损坏后，蓄电池组为负载供电期间。当蓄电池被过度放电到输出电压为零时，会导致电池内部有大量的硫酸铅被吸付到电池的阴极表面，在阴极板上形成的硫酸盐越多，电池的内阻越大，电池的充、放电性能就越差，其使用寿命就越短。过充电会使电池冒液。在电池外表及连接片上产生墨绿色氧化物，腐蚀构件，降低绝缘，使自放电增加。如果电池使用不当，长期处于过充电状态，那么电池的栅板就会变薄，减少极板有效面积，容量降低，会缩短使用寿命。
Ⅴ、蓄电池的失水：蓄电池失水也是影响其使用寿命的因素之一，蓄电池失水会导致电解液比重增加，电池栅板的腐蚀，使蓄电池的活性物质减少，从而使蓄电池的容量降低而导致其使用寿命减少。当失水5.5％时，容量降到75％；失水达到25％时，容量基本消失。
总之，直流系统的问题在很大程度上是电池的问题，只要正确使用电池，并经常对电池进行维护，就能使其保持良好的状态，也就解决了直流系统的关键问题，就能保证直流系统随时处于正常工作状态，也就可以使设备在安全的环境中工作。 , i; s- N) T ~1 t5 N# l
以上就我公司广泛使用的直流系统的配置、监测及蓄电池维护等方面的实际体会做了简单的阐述。直流系统在工业企业控制系统中的作用举足轻重，是实现自动化控制的基石，因此，采取积极有效措施，持续改善及提高直流系统的稳定性，合理配置直流系统，将是一个值得研讨的课题。
作者：李盈康 中石化济南分公司
合作媒体：专网通信世界-中国电力通信网
http://www.pvtool.com/forum 太阳能光伏工具论坛
中国计算机报:直流供电成数据中心节能新选择
中国计算机报:直流供电成数据中心节能新选择
数据中心设备都会存在交流与直流多次转换造成的电力损耗，而采用全新的直流供电方式，可极大地提高效率，有效减少能源消耗，并且可以提高可靠性，增加设备寿命。这项结果由美国能源部下属国立研究机构劳伦斯·伯克利国家实验室研究证实。
算算紧张的能源账
数据中心是网络主干，为互联网节点及其数据库提供数据存储，并且为每个大型公司和组织提供强大支持。而能源和冷却需求的快速增长，以及电力成本的增加已经成为运营者亟待解决的问题。在数据中心一天24小时、一周七天不间断的运行过程中，高密度的耗能设备应该予以特别注意。
“相比于一栋典型的办公建筑，数据中心在每单位面积上的电力能耗约为后者的100倍，” 美国伯克利实验室研究员William Tschudi说，“对于那些需要兆瓦级电力的大型数据中心，每月有100万美元的能源支出是很常见的事情。”
网络规模快速增长、网络办公需求增加以及逐渐增强的服务器功能等诸多因素，促进了数据中心及其能源消耗的快速增长。设备管理人员、企业信息服务部门以及互联网服务提供者都在寻找能够减少能源消耗的途径。
何不试试直流供电
对于设备设计者和管理者来说，很多方法都可以降低能耗，比如优化气流以充分利用冷却系统，提高冷却系统效率，或将其改为液冷方式等。直流供电是提升能源效率的另一种方法。在典型的数据中心中，配电系统向变压器提供480V交流电，变压器将其降到208V交流电供给服务器。
每个服务器内的相关设备会将外部电压转换成适当的电压，而此类供电通常效率不高，而且会产生过多热量。一般来讲，每台服务器都需要额外的大量电量对其制冷，这使机房空调系统的电力消耗剧增。更多释放的热能也会限制数据中心中存放服务器的数量，如果处理不当还会影响稳定性。
市场上的一些服务器可以运行在直流电源上，通常是48 V直流电，这也是电信业标准。采用直流供电的数据中心把高压交流电直接转换成高压直流电，然后把高压直流电降为低压直流电。通过跳过或加强转换的过程，该方案能够节省20%的电力损耗。
然而，因为很多设备工程师并不熟悉这项技术，在许多数据中心中，用直流电源替代传统的交流电源的做法还没有被广泛采用。Ultraspeed公司的财务主管Jordan Gross说：“IT用户应该意识到，他们可以通过添加一些特性和功能达到降低能耗的目的。虽然直流电源与生俱来的稳定性与效率已经被企业熟知多年，但目前却仅有极少数的大型公司实际采用直流电源。”很显然，企业在转向对安全性、经济性以及可靠性缺乏实际验证的新技术时会持保守态度。
试验证实效果显著
进行直流供电试验的应用团队来自美国伯克利实验室的EET部门，主要解决尚未成为市场主流的高效率低能耗技术。采用直流供电的数据中心对于这个应用团队来说是一项理想的技术，它有着很大的潜力及优势，比如安全性、低维护和操作成本等。
试验结果表明，尽可能减少数据中心内部各设备之间的能源转换次数，从而降低能耗的做法是可行的。通过使用直流供电方式取代交流供电，可以消除电力转换中所导致的无谓损耗，以这种方式运行数据中心，可以减少10%至20%的能源消耗，并且能够提高可靠程度。位于Newark的实验中心给出的初步测量证明了这个估计的准确度。据推算，通过消除目前进行的交直流转换过程，每台服务器的耗电量至少可减少9.34％。
来源：中国计算机报
数据中心设备都会存在交流与直流多次转换造成的电力损耗，而采用全新的直流供电方式，可极大地提高效率，有效减少能源消耗，并且可以提高可靠性，增加设备寿命。这项结果由美国能源部下属国立研究机构劳伦斯·伯克利国家实验室研究证实。
算算紧张的能源账
数据中心是网络主干，为互联网节点及其数据库提供数据存储，并且为每个大型公司和组织提供强大支持。而能源和冷却需求的快速增长，以及电力成本的增加已经成为运营者亟待解决的问题。在数据中心一天24小时、一周七天不间断的运行过程中，高密度的耗能设备应该予以特别注意。
“相比于一栋典型的办公建筑，数据中心在每单位面积上的电力能耗约为后者的100倍，” 美国伯克利实验室研究员William Tschudi说，“对于那些需要兆瓦级电力的大型数据中心，每月有100万美元的能源支出是很常见的事情。”
网络规模快速增长、网络办公需求增加以及逐渐增强的服务器功能等诸多因素，促进了数据中心及其能源消耗的快速增长。设备管理人员、企业信息服务部门以及互联网服务提供者都在寻找能够减少能源消耗的途径。
何不试试直流供电
对于设备设计者和管理者来说，很多方法都可以降低能耗，比如优化气流以充分利用冷却系统，提高冷却系统效率，或将其改为液冷方式等。直流供电是提升能源效率的另一种方法。在典型的数据中心中，配电系统向变压器提供480V交流电，变压器将其降到208V交流电供给服务器。
每个服务器内的相关设备会将外部电压转换成适当的电压，而此类供电通常效率不高，而且会产生过多热量。一般来讲，每台服务器都需要额外的大量电量对其制冷，这使机房空调系统的电力消耗剧增。更多释放的热能也会限制数据中心中存放服务器的数量，如果处理不当还会影响稳定性。
市场上的一些服务器可以运行在直流电源上，通常是48 V直流电，这也是电信业标准。采用直流供电的数据中心把高压交流电直接转换成高压直流电，然后把高压直流电降为低压直流电。通过跳过或加强转换的过程，该方案能够节省20%的电力损耗。
然而，因为很多设备工程师并不熟悉这项技术，在许多数据中心中，用直流电源替代传统的交流电源的做法还没有被广泛采用。Ultraspeed公司的财务主管Jordan Gross说：“IT用户应该意识到，他们可以通过添加一些特性和功能达到降低能耗的目的。虽然直流电源与生俱来的稳定性与效率已经被企业熟知多年，但目前却仅有极少数的大型公司实际采用直流电源。”很显然，企业在转向对安全性、经济性以及可靠性缺乏实际验证的新技术时会持保守态度。
试验证实效果显著
进行直流供电试验的应用团队来自美国伯克利实验室的EET部门，主要解决尚未成为市场主流的高效率低能耗技术。采用直流供电的数据中心对于这个应用团队来说是一项理想的技术，它有着很大的潜力及优势，比如安全性、低维护和操作成本等。
试验结果表明，尽可能减少数据中心内部各设备之间的能源转换次数，从而降低能耗的做法是可行的。通过使用直流供电方式取代交流供电，可以消除电力转换中所导致的无谓损耗，以这种方式运行数据中心，可以减少10%至20%的能源消耗，并且能够提高可靠程度。位于Newark的实验中心给出的初步测量证明了这个估计的准确度。据推算，通过消除目前进行的交直流转换过程，每台服务器的耗电量至少可减少9.34％。
来源：中国计算机报
http://www.pvtool.com/forum 太阳能光伏工具论坛
国誉发布办公桌用直流供电导轨
国誉发布办公桌用直流供电导轨
图1：办公桌前方隔板上安装的直流供电导轨。可插入多个LED照明单元使用。能够通过调整所插入的单元数量，实现期望的亮度。
图2：通过结合使用人感传感器和荧光灯而实现
日本的国誉办公室系统（Kokuyo Office System）开发出了适合办公桌使用的直流供电导轨，目前已面向新闻媒体公开。该公司将在2009年9月3日和4日于东京霞关大厦举办的“KOS Fair 2009”上，向公众展示该产品。
此次开发的直流供电导轨可安装在办公桌前的隔板（Partition）上（图1）使用。插入多个LED照明单元后，可调整出工作人员所需要的亮度及个人喜欢的色温。供电电压为＋12V，可提供4W的电力输出。
目前该产品只能提供4W的电力输出，因此还不能为笔记本电脑供电。笔记本电脑至少需要15～20W的电力。目前，该公司正在努力开发可提供更大电力输出的直流供电导轨，不久的将来即可实现为笔记本电脑供电。
另外，这种直流供电导轨还转用了国誉寿都亚（KOKUYO Store Creation）目前正在销售的店铺用供电导轨“E-RAIL”的技术（参阅本站报道）。
此外，国誉办公室系统还预定在KOS Fair 2009上展出通过结合使用传感器来降低耗电量的LED照明器具等（图2）。其功能包括，无人使用的办公桌可立即关闭照明等功能。（记者：山下 胜己）
- i1.jpg (59.34 KiB) 查看 2146 次
图1：办公桌前方隔板上安装的直流供电导轨。可插入多个LED照明单元使用。能够通过调整所插入的单元数量，实现期望的亮度。
- i2.jpg (37.21 KiB) 查看 2146 次
图2：通过结合使用人感传感器和荧光灯而实现
日本的国誉办公室系统（Kokuyo Office System）开发出了适合办公桌使用的直流供电导轨，目前已面向新闻媒体公开。该公司将在2009年9月3日和4日于东京霞关大厦举办的“KOS Fair 2009”上，向公众展示该产品。
此次开发的直流供电导轨可安装在办公桌前的隔板（Partition）上（图1）使用。插入多个LED照明单元后，可调整出工作人员所需要的亮度及个人喜欢的色温。供电电压为＋12V，可提供4W的电力输出。
目前该产品只能提供4W的电力输出，因此还不能为笔记本电脑供电。笔记本电脑至少需要15～20W的电力。目前，该公司正在努力开发可提供更大电力输出的直流供电导轨，不久的将来即可实现为笔记本电脑供电。
另外，这种直流供电导轨还转用了国誉寿都亚（KOKUYO Store Creation）目前正在销售的店铺用供电导轨“E-RAIL”的技术（参阅本站报道）。
此外，国誉办公室系统还预定在KOS Fair 2009上展出通过结合使用传感器来降低耗电量的LED照明器具等（图2）。其功能包括，无人使用的办公桌可立即关闭照明等功能。（记者：山下 胜己）
http://www.pvtool.com/forum 太阳能光伏工具论坛
TDK展出可直流供电的插座，还可根据产品控制电压
TDK展出可直流供电的插座，还可根据产品控制电压
图1：参考展出的“通用直流供电插座”
图2：展出的解说面板
图3：正在通过5V电压进行供电。图1中连接的设备通过12V进行供电。
TDK在“CEATEC JAPAN 2009”上参考展出了以最适合的电压向家庭内产品直流供电的专用插座“通用直流供电插座”（图1）。如果是电压低于24V的产品，可根据产品的电压直流供电。能够用于目前使用AC适配器和USB的产品以及使用点烟（Cigarette）电源的车载设备。
详细情况没有公布，不过即使插头侧不使用IC等，也可通过插头的物理形状识别产品的电压，并从插座侧直流供应最适合的电压。插座侧采用数字控制的DC-DC转换器，将24V的直流电变更为符合产品要求的电压（图2）。
TDK设想将家庭内的主干部分的布线采用380V左右的高压进行供电，而普通人能够接触到的插座，则将电压降至24V左右进行供电。如果插座部分内置数字控制的DC-DC转换器，则无需考虑电压情况即可使用。
在现场演示中，为电压为24V、16V、12V和5V等的产品安装了专用插头，只需更换插座便可自动切换为符合产品要求的电压进行供电（图3）。（记者：狩集 浩志）
- o1.jpg (62.07 KiB) 查看 2147 次
图1：参考展出的“通用直流供电插座”
- o2.jpg (67.54 KiB) 查看 2147 次
图2：展出的解说面板
- o3.jpg (68.72 KiB) 查看 2147 次
图3：正在通过5V电压进行供电。图1中连接的设备通过12V进行供电。
TDK在“CEATEC JAPAN 2009”上参考展出了以最适合的电压向家庭内产品直流供电的专用插座“通用直流供电插座”（图1）。如果是电压低于24V的产品，可根据产品的电压直流供电。能够用于目前使用AC适配器和USB的产品以及使用点烟（Cigarette）电源的车载设备。
详细情况没有公布，不过即使插头侧不使用IC等，也可通过插头的物理形状识别产品的电压，并从插座侧直流供应最适合的电压。插座侧采用数字控制的DC-DC转换器，将24V的直流电变更为符合产品要求的电压（图2）。
TDK设想将家庭内的主干部分的布线采用380V左右的高压进行供电，而普通人能够接触到的插座，则将电压降至24V左右进行供电。如果插座部分内置数字控制的DC-DC转换器，则无需考虑电压情况即可使用。
在现场演示中，为电压为24V、16V、12V和5V等的产品安装了专用插头，只需更换插座便可自动切换为符合产品要求的电压进行供电（图3）。（记者：狩集 浩志）
http://www.pvtool.com/forum 太阳能光伏工具论坛
松下、夏普和TDK纷纷展示直流供电样板房
松下、夏普和TDK纷纷展示直流供电样板房
图1：松下集团的展示
松下、TDK和夏普在2009年10月6～10日举行的“CEATEC JAPAN 2009”上纷纷展出了家庭供电不采用交流而采用直流的“直流样板房”。三家公司都认为，如果将来住宅中导入太阳能发电和蓄电池，则能够直流驱动家庭中的很多设备，提高节能效果。
松下集团的展位上展出了由松下电工开发的虽保留了原有交流线路但也可以采用直流的“AC/DC混合布线系统”（图1）。配套使用了松下开发的家用燃料电池和家用锂离子充电电池单元等（参阅本站报道）。展位上还展出了用于低压设备的直流插座模型（图2）。
夏普在“家电直流化”的概念下，展示了由太阳能发电、蓄电池、家电及电动汽车等组成的直流样板房。展台上描绘了根据天气预报预测太阳能发电量变化以将剩余电力充入电动汽车等的未来场景（图3）。蓄电池采用的是该公司持有20.27％股权的电池风险公司ELIIY Power的锂离子充电电池单元（图4）。
TDK展示了由该公司制造的色素增感太阳能电池、薄膜状非晶硅太阳能电池及锂离子充电电池单元等组成的“环保家庭直流供电组件”（图5，参阅本站报道）。锂离子充电电池采用的是10Ah的积层型单元。详细材料未公布，不过低温特性出色，在-25℃的环境下也能确保常温时60%的放电容量。此外，还试制出适合24V以下的设备电压、能够提供直流电的直流插座，并进行了演示（参阅本站报道）（记者：狩集 浩志）
图2：直流插座模型
图3：夏普的展示
图4：ELIIYPower制造的锂离子充电电池单元
图5：TDK的展示
- p1.jpg (83.54 KiB) 查看 2147 次
图1：松下集团的展示
松下、TDK和夏普在2009年10月6～10日举行的“CEATEC JAPAN 2009”上纷纷展出了家庭供电不采用交流而采用直流的“直流样板房”。三家公司都认为，如果将来住宅中导入太阳能发电和蓄电池，则能够直流驱动家庭中的很多设备，提高节能效果。
松下集团的展位上展出了由松下电工开发的虽保留了原有交流线路但也可以采用直流的“AC/DC混合布线系统”（图1）。配套使用了松下开发的家用燃料电池和家用锂离子充电电池单元等（参阅本站报道）。展位上还展出了用于低压设备的直流插座模型（图2）。
夏普在“家电直流化”的概念下，展示了由太阳能发电、蓄电池、家电及电动汽车等组成的直流样板房。展台上描绘了根据天气预报预测太阳能发电量变化以将剩余电力充入电动汽车等的未来场景（图3）。蓄电池采用的是该公司持有20.27％股权的电池风险公司ELIIY Power的锂离子充电电池单元（图4）。
TDK展示了由该公司制造的色素增感太阳能电池、薄膜状非晶硅太阳能电池及锂离子充电电池单元等组成的“环保家庭直流供电组件”（图5，参阅本站报道）。锂离子充电电池采用的是10Ah的积层型单元。详细材料未公布，不过低温特性出色，在-25℃的环境下也能确保常温时60%的放电容量。此外，还试制出适合24V以下的设备电压、能够提供直流电的直流插座，并进行了演示（参阅本站报道）（记者：狩集 浩志）
- p2.jpg (41.35 KiB) 查看 2147 次
图2：直流插座模型
- p3.jpg (80.94 KiB) 查看 2147 次
图3：夏普的展示
- p4.jpg (74.61 KiB) 查看 2147 次
图4：ELIIYPower制造的锂离子充电电池单元
- p5.jpg (122.9 KiB) 查看 2147 次
图5：TDK的展示
http://www.pvtool.com/forum 太阳能光伏工具论坛
燃料电池及充电电池，“直流供电房”的好搭档
燃料电池及充电电池，“直流供电房”的好搭档
2009年10月6～10日，日本国内最大规模的电子及IT展会“CEATEC JAPAN 2009”在日本千叶县幕张Messe会展中心举办。此次展会上笔者最感兴趣的是松下、TDK及夏普相继展出了家庭内供电不采用以往的交流式、而改用直流的“直流样板房”（参阅本站报道）。此举的背景是如果太阳能发电、燃料电池之类的直流发电设备、以及以直流方式充放电的蓄电池在每个住宅普及开来，那么家庭内的大多数设备就能直接以直流方式驱动。
2008年，TDK及夏普就展出过直流样板房的概念（参阅本站报道），在此次展会上，两公司展出了多个更具现实意义的试制品，给人感觉是直流供电将很快实现。笔者特别注意到，各厂商展出了锂离子充电电池的试制品。松下展出了采用笔记本电脑上用的圆筒形电池单元“18650”的电池模块（参阅本站报道），夏普展出了其持有20.27％股份的风险企业——ELIIY Power的锂离子充电电池组件，TDK展出了自主开发的锂离子充电电池组件。
日经BP社也将于2009年10月28～30日，在太平洋横滨会展中心举办新能源及设备相关展会暨论坛“Green Device 2009”。该论坛计划举行直流供电、充电电池及燃料电池分组会。直流供电分组会的特点是，是将焦点对准关键技术（设备方面），而不是介绍设备厂商的概念。为此，日经BP社将邀请TDK Lambda、NTT Data Intellilink及三垦电气（Sanken Electric）3家厂商分别介绍有关电源的最新经验。
充电电池分组会将聚焦于定置用充电电池。NEC东金及ELIIY Power将介绍定置式锂离子充电电池，川崎重工将介绍定置式镍氢充电电池。NEC东金正着手将面向电动车辆开发的锰类锂离子充电电池与直流供电组合在一起，以实现住宅及工厂的节能化。ELIIY Power接受了大和房建工业、夏普及大日本印刷等厂商出资，计划在川崎市开始正式量产定置式锂离子充电电池。川崎重工正加速推进大容量镍氢充电电池“GigaCell”的市场销售以及在多种用途上的应用，因而受到了巨大关注。
燃料电池分组会上，将由日本筑波大学研究院教授石田政义，就已从大规模实证试验过渡到公开销售阶段的家庭用燃料电池存在的问题及今后的展望发表演讲。此外，燃料电池的最新动向方面，将由美国MTI MicroFuel Cells首席执行官Peng Lim介绍志在实现量产化的便携设备用小型燃料电池的最新动向。另外，日本产业技术综合研究所的铃木俊男将针对具备颠覆此前固体氧化物型燃料电池（SOFC）常识的550℃低温条件下2W/cm3以上的发电特性、并有望在汽车辅助电源及小型热电联产装置等领域得到广泛应用的微型SOFC（固体氧化物燃料电池）的最新动向发表演讲。（记者：狩集 浩志）
2009年10月6～10日，日本国内最大规模的电子及IT展会“CEATEC JAPAN 2009”在日本千叶县幕张Messe会展中心举办。此次展会上笔者最感兴趣的是松下、TDK及夏普相继展出了家庭内供电不采用以往的交流式、而改用直流的“直流样板房”（参阅本站报道）。此举的背景是如果太阳能发电、燃料电池之类的直流发电设备、以及以直流方式充放电的蓄电池在每个住宅普及开来，那么家庭内的大多数设备就能直接以直流方式驱动。
2008年，TDK及夏普就展出过直流样板房的概念（参阅本站报道），在此次展会上，两公司展出了多个更具现实意义的试制品，给人感觉是直流供电将很快实现。笔者特别注意到，各厂商展出了锂离子充电电池的试制品。松下展出了采用笔记本电脑上用的圆筒形电池单元“18650”的电池模块（参阅本站报道），夏普展出了其持有20.27％股份的风险企业——ELIIY Power的锂离子充电电池组件，TDK展出了自主开发的锂离子充电电池组件。
日经BP社也将于2009年10月28～30日，在太平洋横滨会展中心举办新能源及设备相关展会暨论坛“Green Device 2009”。该论坛计划举行直流供电、充电电池及燃料电池分组会。直流供电分组会的特点是，是将焦点对准关键技术（设备方面），而不是介绍设备厂商的概念。为此，日经BP社将邀请TDK Lambda、NTT Data Intellilink及三垦电气（Sanken Electric）3家厂商分别介绍有关电源的最新经验。
充电电池分组会将聚焦于定置用充电电池。NEC东金及ELIIY Power将介绍定置式锂离子充电电池，川崎重工将介绍定置式镍氢充电电池。NEC东金正着手将面向电动车辆开发的锰类锂离子充电电池与直流供电组合在一起，以实现住宅及工厂的节能化。ELIIY Power接受了大和房建工业、夏普及大日本印刷等厂商出资，计划在川崎市开始正式量产定置式锂离子充电电池。川崎重工正加速推进大容量镍氢充电电池“GigaCell”的市场销售以及在多种用途上的应用，因而受到了巨大关注。
燃料电池分组会上，将由日本筑波大学研究院教授石田政义，就已从大规模实证试验过渡到公开销售阶段的家庭用燃料电池存在的问题及今后的展望发表演讲。此外，燃料电池的最新动向方面，将由美国MTI MicroFuel Cells首席执行官Peng Lim介绍志在实现量产化的便携设备用小型燃料电池的最新动向。另外，日本产业技术综合研究所的铃木俊男将针对具备颠覆此前固体氧化物型燃料电池（SOFC）常识的550℃低温条件下2W/cm3以上的发电特性、并有望在汽车辅助电源及小型热电联产装置等领域得到广泛应用的微型SOFC（固体氧化物燃料电池）的最新动向发表演讲。（记者：狩集 浩志）
http://www.pvtool.com/forum 太阳能光伏工具论坛
回到 “太阳能家用电器(Solar Electrical Appliance)”
在线用户
正浏览此版面之用户： 没有注册用户 和 0 访客