Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 8687:2011 Thiết bị nguồn -48 VDC dùng cho thiết bị viễn thông - Yêu cầu kỹ thuật

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 8687:2011

THIẾT BỊ NGUỒN - 48 VDC DÙNG CHO THIẾT BỊ VIỄN THÔNG - YÊU CẦU KỸ THUẬT

Power plant - 48 VDC for telecommunication equipment. Technical requirements

Lời nói đầu

TCVN 8687:2011 được biên soạn trên cơ sở rà soát, chuyển đổi tiêu chuẩn ngành TCN 68-162:1996 "Thiết bị nguồn -48 VDC dùng cho thiết bị viễn thông”, có tham khảo một số tài liệu kỹ thuật thiết bị nguồn -48 VDC của các nhà sản xuất.

TCVN 8687:2011 do Viện Khoa học Kỹ thuật Bưu điện biên soạn, Bộ Thông tin và Truyền thông đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

THIẾT BỊ NGUỒN - 48 VDC DÙNG CHO THIẾT BỊ VIỄN THÔNG - YÊU CẦU KỸ THUẬT

Power plant - 48 VDC for telecommunication equipment. Technical requirements

1  Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này qui định các yêu cầu kỹ thuật đối với thiết bị nguồn -48 VDC dùng cho thiết bị viễn thông, gồm các loại sau:

- thiết bị nguồn điện không sử dụng kỹ thuật chuyển mạch, công suất đến 2,5 kW; và

- thiết bị nguồn điện sử dụng kỹ thuật chuyển mạch (thiết bị nguồn switching).

Tiêu chuẩn này làm cơ sở kỹ thuật cho việc thiết kế chế tạo, quản lý, đánh giá chất lượng thiết bị nguồn -48 VDC dùng cho thiết bị viễn thông.

2  Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu dưới đây là cần thiết đối với việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với tài liệu có ghi năm công bố, áp dụng phiên bản được nêu. Đối với tài liệu không có năm công bố, áp dụng phiên bản mới nhất (kể cả các sửa đổi).

TCVN 7189:2009 (CISPR 22:2006), Thiết bị công nghệ thông tin - Đặc tính nhiễu tần số vô tuyến - Giới hạn và phương pháp đo.

TCVN 7921-1:2008 (IEC 60721-1:2002), Phân loại điều kiện môi trường - Phần 1: Tham số môi trường và độ khắc nghiệt.

TCVN 8241-4-2:2009 (IEC 61000-4-2:2001), Tương thích điện từ (EMC) - Phần 4-2: Phương pháp đo và thử - Miễn nhiễm đối với hiện tượng phóng tĩnh điện.

TCVN 8241-4-3:2009 (IEC 61000-4-3:2006), Tương thích điện từ (EMC) - Phần 4-3: Phương pháp đo và thử - Miễn nhiễm đối với nhiễu phát xạ tần số vô tuyến.

TCVN 8241-4-11:2009 (IEC 61000-4-11:2004), Tương thích điện từ (EMC) - Phần 4-11: Phương pháp đo và thử - Miễn nhiễm đối với các hiện tượng sụt áp, gián đoạn ngắn và biến đổi điện áp.

IEC 61000-3-2, Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 3-2: Limits - Limits for harmonic current emissions (equipment input current ≤16 A per phase) (Tương thích điện từ (EMC) - Phần 3-2: Các giới hạn - Các giới hạn phát xạ hài (dòng đầu vào thiết bị lên tới 16 A mỗi pha)).

IEC 60950-1:2001, Information technology equipment - Safety - Part 1: General requirements (Thiết bị công nghệ thông tin - An toàn - Phần 1: Các yêu cầu chung).

3  Thuật ngữ và định nghĩa

Tiêu chuẩn này áp dụng các thuật ngữ và định nghĩa sau:

3.1

Bộ nguồn một chiều -48 VDC (-48 VDC power plant)

Bộ nguồn có khả năng đáp ứng được các chức năng sau:

a) Cấp nguồn cho thiết bị viễn thông với điện áp ra ổn định liên tục và dòng tải danh định.

b) Có khả năng chuyển chế độ nạp đệm hay nạp bổ sung cho acqui, cảnh báo và giám sát các chức năng hoạt động của tủ nguồn.

Chức năng thiết bị tùy thuộc vào thiết kế nhưng bộ nguồn hoàn chỉnh gồm có các khối sau:

- Khối chỉnh lưu cấp nguồn cho thiết bị và nạp đệm, hay còn gọi là khối chỉnh lưu cấp nguồn cho thiết bị (float rectifier);

- Khối nạp acqui (battery charger);

- Khối chuyển mạch và cảnh báo (switching and alarm arrangement).

Trong trường hợp dùng một tổ acqui thì 2 khối: khối chỉnh lưu cấp nguồn cho thiết bị và khối nạp acqui được kết hợp thành một khối nguồn, nhưng vẫn phải đảm bảo chế độ cấp nguồn cho thiết bị, nạp đệm (float mode) và nạp bổ sung (equalizing mode) cho acqui.

3.2

Khối chỉnh lưu cấp nguồn cho thiết bị (float rectifier)

Khối thiết bị biến đổi nguồn điện xoay chiều thành nguồn điện một chiều liên tục, lọc gợn sóng và cấp điện áp ra ổn định cũng như dòng ra danh định.

3.3

Khối nạp acqui (battery charger)

Khối thiết bị biến đổi nguồn điện xoay chiều thành nguồn một chiều, dùng để nạp lần đầu hay nạp bổ sung cho một trong các tổ acqui và có thể cấp nguồn cho thiết bị trong trường hợp khối cấp nguồn thiết bị bị sự cố.

3.4

Khối chuyển mạch và cảnh báo (switching and alarm arrangement)

Khối thiết bị có chức năng chuyển mạch để thay đổi các chế độ nạp acqui, giám sát và cảnh báo tình trạng hoạt động của các khối chức năng cũng như trạng thái của các acqui, đảm bảo không làm gián đoạn cấp nguồn cho thiết bị kể cả khi mất điện.

3.5

Bộ lọc nhiễu (noise filter)

Bộ phận dùng để chống ảnh hưởng nhiễu cao tần từ tủ nguồn đến mạng lưới điện xoay chiều và ngược lại.

3.6

Bộ chống sét (lightning protection)

Bộ phận dùng để chống sét, làm triệt tiêu các đột biến điện áp vào tủ nguồn để bảo vệ thiết bị nguồn khỏi ảnh hưởng của sét hoặc các đột biến điện áp khác (surge voltage).

3.7

Phương thức nạp đệm (float mode)

Điện áp ra DC của thiết bị nguồn vừa cung cấp cho tải thiết bị vừa nạp acqui với mức điện áp sao cho dòng nạp acqui ≤ I_float quy định cho từng loại acqui và đảm bảo chế độ hoạt động bình thường của tải thiết bị.

3.8

Phương thức nạp bổ sung (equalizing mode)

Đối với bộ nguồn không dùng kỹ thuật chuyển mạch có khối nạp riêng, acqui được tách khỏi tải thiết bị và được nạp với mức điện áp phù hợp với dòng nạp bổ sung quy định cụ thể cho từng loại acqui.

Đối với bộ nguồn dùng kỹ thuật chuyển mạch hoặc bộ nguồn không dùng kỹ thuật chuyển mạch không có khối nạp riêng, điện áp ra DC vừa cung cấp cho tải thiết bị vừa nạp acqui với mức điện áp phù hợp với dòng nạp bổ sung quy định cụ thể cho từng loại acqui và đảm bảo chế độ hoạt động bình thường của tải thiết bị.

3.9

Bảo vệ quá áp/bảo vệ điện áp thấp (over voltage/under voltage protection)

Tính năng bảo vệ của bộ nguồn khi điện áp tại đầu vào hoặc đầu ra vượt quá các mức cho phép.

3.10

Hạn chế dòng (current limit)

Tính năng bảo vệ của bộ nguồn khi chập đầu ra, quá tải hoặc acqui yếu, dòng điện của bộ nguồn sẽ được hạn chế để không làm hỏng thiết bị nguồn và các thiết bị kèm theo.

3.11

Chức năng cảnh báo (alarm arrangement)

Chức năng cảnh báo khi xảy ra trạng thái làm việc không bình thường của bộ nguồn (bằng âm thanh hoặc hình ảnh hoặc cả hai).

3.12

Ngắt (trip)

Khả năng làm ngừng hoạt động của bộ chỉnh lưu cấp nguồn cho thiết bị hoặc bộ nạp khi gặp sự cố, hoặc khi các thông số kỹ thuật nằm ngoài dải làm việc của bộ nguồn.

3.13

Khối nắn điện (rectifier)

Là khối biến đổi năng lượng điện xoay chiều đầu vào thành năng lượng điện một chiều có điện áp và dòng điện theo yêu cầu bằng kỹ thuật chuyển mạch.

3.14

Nguồn điện chuyển mạch (switching power plant)

Thiết bị nguồn điện sử dụng kỹ thuật chuyển mạch để biến đổi năng lượng điện xoay chiều đầu vào thành năng lượng điện một chiều đầu ra.

4  Chữ viết tắt

Tiêu chuẩn này áp dụng các chữ viết tắt sau:

5  Yêu cầu kỹ thuật đối với bộ nguồn -48 VDC không dùng kỹ thuật chuyển mạch

5.1  Các tiêu chuẩn kỹ thuật về điện

5.1.1  Đầu vào

Đầu vào phải được thiết kế với nguồn xoay chiều một pha.

a) Tần số: 50 Hz ± 5 Hz

b) Điện áp vào: 220 VAC ± 20%

c) Khả năng chống nhiễu:

Thiết bị nguồn phải không gây nhiễu đến các thiết bị vô tuyến khác đặt cùng phòng. Mọi nguồn tạp âm phải được lọc bằng bộ lọc nhiễu tần số cao hoặc lưới che chắn thích hợp sao cho:

- Điện áp nhiễu tần số cao ở đầu vào, đầu ra không vượt quá 1500 µV trong dải tần số từ 50 kHz đến 15 MHz.

- Cường độ điện trường phát xạ dải tần số 50 kHz đến 15 MHz đo tại điểm cách tủ nguồn 1 m không được vượt quá 20 µV/m, đối với dải tần số 40 MHz đến 70 MHz không được vượt quá 10 µV/m.

d) Khả năng chống sét:

- Đầu vào phải có mạch chống sét và đột biến điện áp. Mạch chống sét phải được mắc cả hai nhánh của đầu vào AC (xem Hình 1).

- Điện áp dư sau bộ chống sét không lớn hơn giá trị điện áp vào lớn nhất (265 V)

Hình 1 - Mạch chống sét đầu vào AC

5.1.2  Đầu ra

5.1.2.1  Bộ chỉnh lưu cấp nguồn cho thiết bị

Thời gian quá độ đạt được điện áp ra DC danh định kể từ khi cấp điện cho tủ nguồn từ 3 s đến 5 s.

Trường hợp thiết bị nguồn có chung bộ chỉnh lưu cấp nguồn cho thiết bị và nạp bổ sung phải đảm bảo cả chế độ cấp nguồn, nạp đệm (Float) và chế độ nạp bổ sung (Equalizing).

a) Điện áp ra

Điện áp ra phải được ổn định trong các giới hạn (51,5 ± 1,5) VDC với bất kỳ giá trị nào của dòng tải nhỏ hơn hoặc bằng dòng danh định, khi điện áp vào biến động ± 20% và tần số 50 Hz ± 5 Hz.

b) Sụt điện áp ra

Khi dòng tải lớn hơn từ 100% đến 110 % tải danh định, điện áp ra cho phép giảm dần xuống 47 VDC.

c) Điện áp nhiễu và độ gợn sóng

Điện áp nhiễu trong dải tần số từ 100 Hz đến 20 kHz nhỏ hơn hoặc bằng 2,5 mV hiệu dụng khi có tải danh định, có acqui mắc song song ở đầu ra và nhỏ hơn hoặc bằng 4 mV hiệu dụng nếu không có acqui mắc song song ở đầu ra.

Độ gợn đầu ra nhỏ hơn 50 mV (đỉnh - đỉnh),

d) Dòng điện danh định

Dòng điện danh định tùy thuộc vào từng thiết bị, yêu cầu dòng tiêu thụ của thiết bị và bộ nạp nhưng phải đảm bảo không nhỏ hơn tổng dòng tiêu thụ lớn nhất và dòng nạp của một bộ acqui.

e) Hiệu suất và hệ số Cos φ

Hệ số công suất Cos φ không được nhỏ hơn 0,8 trong trường hợp tải danh định.

Hiệu suất không được nhỏ hơn 75 %.

5.1.2.2  Bộ nạp acqui

a) Điện áp ra

Chế độ nạp bổ sung (equalizing): điện áp ra từ 48 VDC đến 57 VDC với dòng nạp từ 25 % đến 100 % dòng nạp danh định.

Chế độ nạp đầy (full charge): điện áp ra từ 57 VDC đến 65 VDC với dòng nạp từ 50 % đến 100 % dòng danh định.

b) Dòng điện định mức

Dòng điện định mức phụ thuộc từng thiết bị và dung lượng acqui cần nạp, nhưng phải lớn hơn hoặc bằng tổng dòng nạp một bộ acqui và dòng tiêu thụ lớn nhất của thiết bị.

c) Hệ số Cos φ và hiệu suất

Hệ số Cos φ không nhỏ hơn 0,8.

Hiệu suất không nhỏ hơn 80 %.

5.1.3  Chuyển mạch, cảnh báo và bảo vệ

5.1.3.1  Chuyển mạch và thiết bị đo

a) Chuyển mạch

- Khối chuyển mạch phải đảm bảo khi vận hành không làm gián đoạn cấp nguồn cho thiết bị đang hoạt động.

- Chuyển mạch có thể vận hành nhân công hoặc tự động.

- Mọi sự cố ở khối chuyển mạch không được làm ảnh hưởng đến thiết bị được cấp nguồn.

b) Thiết bị đo

* Đồng hồ đo điện áp ra

Dải đo từ 0 V đến 75 V phải đo được điện áp của:

- Bộ chỉnh lưu cấp nguồn cho thiết bị;

- Bộ nạp acqui; và

- Điện áp của acqui.

* Đồng hồ đo dòng điện ra

Dải đo phụ thuộc vào dòng tối đa của từng thiết bị nhưng phải đo được:

- Dòng ra của bộ chỉnh lưu cấp nguồn cho thiết bị;

- Dòng nạp acqui.

* Độ chính xác

Thiết bị đo có thể là đồng hồ kim hoặc chỉ thị số và phải đảm bảo độ chính xác nhỏ hơn hoặc bằng 0,5 %.

5.1.3.2  Cảnh báo và bảo vệ

Mọi sự cố như mất nguồn xoay chiều, điện áp ra thấp và cao, điện áp vào thấp và cao, điện áp acqui thấp phải đưa ra tín hiệu cảnh báo bằng âm thanh, đèn chỉ thị.

a) Bộ chỉnh lưu cấp nguồn cho thiết bị

- Ngưỡng quá áp 55 VDC;

- Ngưỡng điện áp thấp 44 VDC;

- Cảnh báo quá tải khi dòng tải vượt quá 110 % dòng danh định;

- Cầu chì hoặc bộ bảo vệ đầu ra hoạt động ở 120 % dòng danh định;

- Dòng tối đa được hạn chế ở mức 110 % dòng danh định.

b) Bộ nạp acqui

- Ngưỡng quá áp 65 VDC;

- Ngưỡng điện áp thấp 44 VDC;

- Hạn chế dòng từ 110 % dòng danh định trở lên;

- Khi đến điện áp ngưỡng bảo vệ của bộ chỉnh lưu cấp nguồn cho thiết bị, bộ nạp acqui cho phép ngắt đầu vào AC để bảo vệ nguồn và thiết bị.

5.2  Kết cấu

5.2.1  Đặc điểm cấu trúc

Tất cả các khối đều phải được đặt trong một tủ liên hoàn có hình thức đồng dạng, tạo thành một thiết bị cấp nguồn và nạp acqui hoàn chỉnh.

5.2.1.1  Vỏ máy

Vỏ máy phải chắc chắn, bề mặt ngoài phải bằng phẳng không có chỗ lồi quá 3 cm.

5.2.1.2  Thoát nhiệt

Vỏ máy phải được thiết kế để có thể đối lưu có hiệu quả dòng khí tự nhiên từ đáy lên đỉnh làm mát cho tất cả các bộ phận trong tủ nguồn.

5.2.2  Cáp và dây dẫn

- Diện tích mặt cắt của mọi dây dẫn phải thỏa mãn yêu cầu dòng chạy qua, mật độ dòng điện không lớn hơn 3 A/mm².

- Điểm cuối của tất cả các cáp có dòng phải có đầu bọc được hàn hay kẹp chặt sao cho tại chỗ nối không phát sinh nhiệt độ lớn hơn nhiệt độ của dây dẫn.

- Toàn bộ cáp phải được tựa đỡ thích hợp, kết cấu gọn. Tất cả các cáp vào có nguồn xoay chiều AC phải được đặt tách biệt khỏi các cáp khác.

5.2.3  Tiếp đất

Mọi bộ phận kim loại không có dòng điện chạy qua phải được tiếp đất thông qua đầu tiếp đất.

5.3  Điều kiện môi trường

- Nhiệt độ môi trường làm việc: 0 ~ 50 °C.

- Độ ẩm tương đối: ≤ 95 %.

5.4  Kiểm tra đo thử

a) Mỗi đơn vị sản phẩm trước khi lắp đặt hoặc sau sửa chữa, bảo dưỡng phải được kiểm tra và thử nghiệm theo các yêu cầu của tiêu chuẩn này.

b) Đo thử với toàn bộ dải điện áp vào và dòng tải từ 0 % đến 110 % dòng danh định

Phương pháp đo:

- Sử dụng thiết bị đo điện áp DC, AC có thang đo phù hợp để đo các mức điện áp đầu ra đầu vào yêu cầu.

- Sử dụng thiết bị tải điện trở biến đổi được với công suất chịu tải ít nhất 100 kW và thiết bị đo dòng AC có thang đo phù hợp để đo các mức dòng tải yêu cầu.

- Sử dụng máy hiện sóng có dải đo đến mV để đo độ gợn sóng và tạp âm.

- Điện trở cách điện:

Phương pháp đo: Điện trở cách điện phải được đo bằng dụng cụ đo có điện áp làm việc 500 V trở lên. Thực hiện đo:

+ Giữa đầu vào AC và đất

+ Giữa đầu ra DC và đất

+ Giữa đầu vào AC và đầu ra DC

- Kiểm tra các chức năng cảnh báo:

+ Mất nguồn AC;

+ Cảnh báo điện áp vào thấp

+ Cảnh báo điện áp vào cao

+ Cảnh báo ngắt do điện áp ra cao

+ Cảnh bảo điện áp ra thấp

+ Cắt cảnh báo...

- Kiểm tra độ bền cách điện:

+ Độ bền cách điện của biến áp, của cuộn cảm... phải được thử bằng điện áp xoay chiều 1,5 kV 50 Hz trong một phút.

+ Độ ẩm chịu được tới 95 %.

- Kiểm tra nhiệt độ

Phương pháp đo: Sử dụng thiết bị đo nhiệt hồng ngoại hoặc nhiệt kế tiếp xúc để đo nhiệt độ tại các phần tử yêu cầu.

+ Đối với các cuộn cảm, biến áp nhiệt độ không quá 50 °C so với nhiệt độ môi trường.

+ Đối với đi ốt silic hoặc Thyristor nhiệt độ không quá 70 °C.

6  Yêu cầu kỹ thuật đối với bộ nguồn - 48 VDC dùng kỹ thuật chuyển mạch

6.1  Yêu cầu chung

6.1.1  Kết cấu

Hệ thống nguồn một chiều 48 V sử dụng kỹ thuật chuyển mạch được cấu thành từ các bộ phận chính sau:

- Khối nắn điện: thực hiện chuyển đổi năng lượng điện đầu vào xoay chiều thành năng lượng điện đầu ra một chiều ổn định với điện áp danh định - 48 V. Hệ thống nguồn có thể bao gồm một hay nhiều khối nắn điện độc lập, đồng thời cung cấp năng lượng điện một chiều trên bus DC hệ thống.

- Khối điều khiển, giám sát: thực hiện thiết lập, điều chỉnh tham số, chức năng hoạt động của các khối nắn điện: điều chỉnh điện áp, giới hạn dòng điện đầu ra, điều khiển chế độ phóng nạp đấu nối acqui, các chế độ bảo vệ hệ thống, cảnh báo sự cố, hiển thị các tham số trạng thái hệ thống và hỗ trợ chức năng điều khiển giám sát từ xa.

- Giá khung tủ và các thiết bị phân phối, đấu nối đầu vào đầu ra: thực hiện chức năng giá tủ lắp đặt các khối nắn điện, khối điều khiển giám sát, phân phối đầu vào, đầu ra, đấu nối các tổ acqui, thiết bị bảo vệ đóng ngắt mạch, đấu nối giữa các khối.

6.1.2  Điện áp vào

Hệ thống nguồn phải đảm bảo các chỉ tiêu đầu ra khi hệ thống hoạt động trong dải điện áp đầu vào như sau:

- Một pha: Dải điện áp: 187 ~ 264 VAC;

- Ba pha: Dải điện áp pha: 320 ~ 456 VAC.

Dung sai điện áp giữa các pha không lớn hơn 10%.

Dải điện áp làm việc mở rộng hơn về phía cao, phía thấp (nếu có) của hệ thống tùy thuộc vào loại khối nắn điện sử dụng và phải được nhà sản xuất khai báo cụ thể.

Giới hạn điện áp đầu vào cao nhất hệ thống có thể được bảo vệ hoàn toàn tùy thuộc vào loại khối nắn điện sử dụng và phải được nhà sản xuất khai báo cụ thể.

6.1.3  Tần số

Hệ thống nguồn phải đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật đầu ra khi tần số nguồn điện xoay chiều đầu vào trong dải: 45 ~ 66 Hz.

6.1.4  Dòng điện đầu vào

Giới hạn dòng điện đầu vào lớn nhất của hệ thống tùy thuộc vào dòng điện vào lớn nhất của từng khối nắn điện cụ thể và tổng số khối nắn điện có trong hệ thống.

6.1.5  Hệ số công suất

Theo hệ số công suất của các khối nắn điện sử dụng trong hệ thống nguồn.

6.1.6  Hiệu suất

Theo hiệu suất nguồn của các khối nắn điện sử dụng trong hệ thống nguồn.

6.1.7  Điện áp một chiều đầu ra danh định

Điện áp một chiều đầu ra danh định là - 48V, cực dương đấu đất.

6.1.8  Dải điện áp một chiều đầu ra có thể điều chỉnh được

Dải điện áp một chiều đầu ra có thể điều chỉnh được từ 42,0 V đến 59,5 V.

6.1.9  Dòng điện đầu ra

Tùy thuộc vào giới hạn dòng danh định của từng khối nắn điện và số lượng khối nắn điện lớn nhất của hệ thống.

Phải có khả năng điều chỉnh được giá trị dòng điện đầu ra của hệ thống trong phạm vi giới hạn cụ thể.

6.1.10  Giới hạn công suất

Tùy thuộc vào giới hạn công suất danh định của từng khối nắn điện và số lượng khối nắn điện lớn nhất có trong hệ thống.

6.1.11  Bảo vệ

- Chịu đựng ngắn mạch: Hệ thống nguồn phải có khả năng chịu đựng được ngắn mạch đầu ra không hạn chế thời gian.

- Hệ thống nguồn phải có cầu chì đầu ra trong các khối nắn điện, các bộ phận phân biệt cực tính, ngắt mạch acqui khi đấu nối acqui ngược cực.

- Ngắt acqui khi điện áp vượt quá ngưỡng giới hạn thấp.

- Có đầu dò nhiệt độ acqui.

- Khi có khối nắn điện bị sự cố, chỉ riêng khối nắn điện đó tắt nguồn, các khối nắn điện khác vẫn hoạt động bình thường.

- Có MCB chống ngắn mạch tại đầu vào xoay chiều và các đầu ra một chiều.

6.1.12  Tiếp đất chống sét

Hệ thống nguồn phải có đầu ra tiếp đất, chống sét.

Mọi bộ phận kim loại không có dòng điện đi qua của hệ thống phải được tiếp đất thông qua đầu tiếp đất.

Các khối nắn điện phải có bộ phận cắt lọc sét đầu vào nguồn AC.

6.1.13  Cảnh báo

Hệ thống nguồn phải có khả năng tự xác định, cảnh báo, chỉ thị trạng thái lỗi hệ thống. Các mức cảnh báo có thể thiết lập được.

6.1.14  Khả năng thay thế bổ sung các khối nắn điện

Hệ thống nguồn phải có khả năng thay thế nóng và Plug & Play các khối nắn điện.

6.1.15  Điều kiện môi trường

Dài nhiệt độ công tác: -25°C ~ +50°C

Độ ẩm môi trường: ≤ 95 %

6.2  Yêu cầu kỹ thuật từng khối nắn điện

6.2.1  Đầu vào

a) Điện áp vào Dải điện áp:

220 VAC + 20%, -15% (đối với hệ thống nguồn sử dụng nguồn đầu vào 1 pha), hoặc

380 VAC + 20%, -15% (đối với hệ thống nguồn sử dụng nguồn đầu vào 3 pha).

Dải điện áp mở rộng hơn về phía cao hoặc phía thấp, hoặc dải rộng phải được các nhà sản xuất đưa ra cụ thể cho từng sản phẩm. Trong đó, nhà sản xuất phải khai báo mức công suất tương ứng với các dải điện áp mở rộng này cho từng sản phẩm cụ thể.

b) Tần số nguồn điện vào

45 Hz ~ 66 Hz.

c) Dạng sóng

Hình sin.

d) Dòng điện đầu vào

Dòng đầu điện vào khối nắn điện được xác định tại mức điện áp vào cao danh định. Các giá trị này phải được nhà sản xuất thiết bị khai báo cho sản phẩm tương ứng.

c) Khởi động mềm

Thời gian tăng trưởng dòng đầu ra để đạt tới dòng tải danh định: từ 3 s đến 8 s,

d) Hệ số công suất

> 0,97 khi tải lớn hơn 50% công suất ra danh định;

> 0,98 khi tải bằng 100% công suất ra danh định.

Hệ số công suất giảm khi điện áp vào vượt mức cao của dải điện áp vào danh định.

f) Hiệu suất

≥ 0,90 khi tải bằng hoặc lớn hơn 40% công suất ra danh định.

e) Méo hài

Méo hài tổng THD do thiết bị phải nhỏ hơn 5% khi tải bằng 100% công suất ra danh định.

f) Khả năng chịu đựng điện áp

Thiết bị phải chịu đựng được điện áp thử 1500 VAC từ đầu vào đến vỏ bảo vệ trong thời gian 1 phút.

6.2.2  Đầu ra

Điện áp ra:

Điện áp ra danh định: -48 VDC, cực dương đấu đất

Điện áp ra khi nạp đệm acqui:

42,0 V ~ 58,0 V (có thể điều chỉnh được)

Điện áp ra khi nạp bổ sung acqui:

42,0 V ~ 59,5 V (có thể điều chỉnh được)

Giới hạn dòng:

Dải giới hạn dòng điện đầu ra của khối nắn điện phải được các nhà cung cấp thiết bị khai báo cho sản phẩm tương ứng.

Giới hạn công suất:

Công suất khối nắn điện được xác định theo giới hạn dòng điện tại mức điện áp đầu vào, đầu ra cụ thể. Các giới hạn dòng điện và biểu đồ công suất phải được các nhà sản xuất khai báo với từng sản phẩm tương ứng.

Tạp âm:

Tạp âm Psophometricaly weighted: < 2 mV hiệu dụng

Tạp âm dải rộng: < 10mV hiệu dụng (10 kHz ~ 100MHz)

Điện áp đỉnh: <120 mV pp

CHÚ THÍCH: Mức nhiễu trên áp dụng cho các khối nắn điện có công suất ≥ 6 KW. Mức nhiễu này có thể nhỏ hơn đối các khối nắn điện công suất nhỏ hơn và phải được nhà sản xuất khai báo cụ thể.

6.2.3  Bảo vệ

- Phải có cầu chì bảo vệ đầu vào, đầu ra trong mỗi khối nắn điện.

- Mạch công suất phải được cắt mạch khi điện áp xoay chiều đầu vào vượt quá giới hạn cao hoặc thấp cho phép.

Có khả năng hồi phục mạch công suất khi điện áp vào xoay chiều nằm trong giới hạn điện áp quy định.

Các giới hạn này phải được nhà sản xuất thiết bị khai báo cho từng sản phẩm.

- Có mạch hạn chế dòng vào tăng đột biến khi đấu khối nắn điện vào bus điện áp vào xoay chiều.

- Không gây sốc điện khi đấu nối khối nắn điện vào bus DC.

- Quá áp đầu ra: khối bị tắt nguồn khi điện áp ra cao quá ngưỡng quy định.

- Quá dòng: có thể chịu đựng được dòng ngắn mạch đầu ra với thời gian không hạn định.

- Quá nhiệt: có khả năng giảm giới hạn công suất từ từ khi đầu dò phát hiện nhiệt độ vượt quá giới hạn cho phép.

- Acqui ngược cực: có khả năng cắt mạch khi phát hiện acqui bị đấu ngược cực.

6.2.4  Điều chỉnh

Thiết bị phải có khả năng thực hiện yêu cầu của khối điều khiển giám sát để điều chỉnh:

- Hạn chế dòng điện đầu ra theo yêu cầu;

- Điều chỉnh điện áp ra theo yêu cầu;

- Mức cắt điện áp ra cao;

- Mức cắt điện áp ra thấp;

- Tắt nguồn thiết bị khi điện áp đầu ra vượt quá các ngưỡng;

- Hồi phục nguồn thiết bị khi hết trạng thái điện áp ra cao.

6.2.5  Cảnh báo, chỉ thị

Thiết bị phải có khả năng phát hiện cảnh báo lỗi bao gồm:

- điện áp vào xoay chiều quá cao hoặc quá thấp;

- điện áp ra quá cao, quá thấp;

- lỗi mạch;

- ngắt nguồn thiết bị do điều khiển xa hoặc lỗi mạch;

- quá nhiệt;

- quá dòng.

Chỉ thị trạng thái bao gồm:

- Mất nguồn AC;

- Cảnh báo lỗi;

- Trạng thái thiết bị;

- Ngắt nguồn thiết bị;

- Phân chia tải.

6.2.6  Các yêu cầu kỹ thuật khác

Các giới hạn và phương pháp đo an toàn đối với thiết bị nguồn -48V phải tuân thủ IEC 60950-1:2001.

Các giới hạn và phương pháp đo nhiễu tần số vô tuyến đối với thiết bị nguồn -48V phải tuân thủ TCVN 7189:2009 (CISPR 22:2006).

Phương pháp đo miễn nhiễm đối với hiện tượng phóng tĩnh điện cho thiết bị nguồn -48V phải tuân thủ TCVN 8241-4-2:2009 (IEC 61000-4-2:2001).

Phương pháp đo miễn nhiễm đối với các hiện tượng sụt áp, gián đoạn ngắn và biến đổi điện áp cho thiết bị nguồn -48V phải tuân thủ TCVN 8241-4-11:2009 (IEC 61000-4-11:2004).

Các giới hạn và phương pháp đo tham số môi trường và độ khắc nghiệt đối với thiết bị nguồn -48V phải tuân thủ TCVN 7921-1:2008 (IEC 60721-1:2002).

Các giới hạn và phương pháp đo phát xạ hài (dòng đầu vào thiết bị lên tới 16 A mỗi pha) đối với thiết bị nguồn -48V phải tuân thủ IEC 61000-3-2.

6.3  Yêu cầu kỹ thuật khối điều khiển giám sát

6.3.1  Điều kiện hoạt động

- Điện áp nguồn: 40~70 VDC, cực dương đấu đất, nếu điện áp hoạt động khác hơn thì phải do nhà sản xuất thiết bị khai báo.

- Công suất tiêu thụ: do nhà sản xuất thiết bị khai báo.

- Bảo vệ: phải có cầu chì bảo vệ bên trong và có khả năng chống ngược cực điện áp vào.

- Môi trường làm việc: Nhiệt độ: -25~70° C; Độ ẩm tương đối ≤ 95%.

6.3.2  Cổng giao tiếp

- Cổng liên kết với các khối nắn điện: Kết nối thu phát tín hiệu với các khối nắn điện phải được cách ly ít nhất 2 kV DC bằng ghép quang.

- Cổng điều khiển qua máy tính cá nhân (PC) hoặc máy tính xách tay (Notebook): chuẩn RS 232 loại DB 9.

- Cổng giám sát từ xa: bao gồm các loại chuẩn RS 232, RS 485, quang hoặc TCP/IP.

6.3.3  Ngoại vi

Đấu nối:

Khối điều khiển giám sát phải có các đấu nối tới các điểm cần giám sát và ngoại vi hệ thống như:

- Điện áp hệ thống/ acqui.

- Cảm biến dòng các tổ acqui.

- Cảm biến dòng tải.

- Cảm biến nhiệt.

- Chuyển mạch giữa acqui và tải.

- Chuyển mạch ngắt khi điện áp thấp.

- Các rơ le cảnh báo (lỗi quạt, ngắt nguồn khối nắn điện, cắt điện áp cao, cảnh báo các lỗi khác..)

- Nguồn điện xoay chiều đầu vào.

Khối giám sát nguồn điện xoay chiều đầu vào:

Các tham số cần giám sát bao gồm điện áp, dòng điện, cân pha, tần số nguồn điện đầu vào.

Khối giám sát các Cell acqui (tùy chọn)

Các tham số cần giám sát là điện áp, nhiệt độ từng bình acqui.

6.3.4  Giao diện vận hành

Nút điều khiển:

Trên mặt khối điều khiển giám sát phải có các nút điều khiển để thiết lập các tham số, chức năng cho hệ thống nguồn.

Màn hình chỉ thị:

Trên mặt khối điều khiển giám sát phải có màn hình chỉ thị điện áp và dòng điện đầu ra, trạng thái hệ thống, cảnh báo lỗi, chế độ nạp acqui, các chức năng tham số đang điều chỉnh.

Đèn chỉ thị trạng thái:

Trên mặt khối điều khiển giám sát phải có các đèn LED chỉ thị trạng thái hoạt động hệ thống, cảnh báo lỗi, mode phân tải hoặc lỗi ngắt nguồn khối nắn điện.

Giắc đấu nối cho PC hoặc Notebook.

Trên mặt khối điều khiển giám sát phải có giao điện đấu nối cho PC hoặc notebook sử dụng khi thiết lập chế độ, tham số làm việc của hệ thống.

Giắc đấu nối ra mạng truyền dẫn: giao diện RS 232, RS 485, TCP/IP, quang.

6.3.5  Cảnh báo

Khối điều khiển giám sát phải chỉ thị được các trạng thái cảnh báo hệ thống nguồn -48 VDC thông qua âm cảnh báo, đèn LED trạng thái và hiển thị thông tin trên màn hình LCD.

Các lỗi cần được cảnh báo bao gồm:

- Vượt quá giới hạn cao, giới hạn thấp điện áp đầu ra hệ thống;

- Vượt quá giới hạn cao, giới hạn thấp điện áp đầu ra từng khối nắn điện;

- Vượt quá giới hạn thấp điện áp phóng của acqui;

- Vượt quá giới hạn cao của nhiệt độ môi trường, nhiệt độ acqui, nhiệt độ từng khối nắn điện;

- Lỗi bộ xử lý, các lỗi thiết bị khác;

- Vượt quá giới hạn cao, giới hạn thấp điện áp và tần số đầu vào xoay chiều;

- Lỗi ngắt nguồn khối nắn điện do vượt quá ngưỡng điện áp cao hoặc thấp;

- Lỗi ngắn mạch, quá dòng đầu ra;

- Lỗi đấu nối acqui...

Các giới hạn cảnh báo có thể điều chỉnh được thông qua khối điều khiển giám sát bao gồm:

- Điều chỉnh giới hạn cảnh báo hệ thống

Điện áp cao: có thể điều chỉnh được trong dải 52,0 ~ 66,0 V

Điện áp thấp: có thể điều chỉnh được trong dải 40,0 ~ 54,0 V

Điện áp phóng acqui thấp nhất: có thể điều chỉnh được trong dải 44,0 ~ 52,0 V

Ngưỡng cao của nhiệt độ môi trường làm việc, nhiệt độ acqui

- Điều chỉnh giới hạn cảnh báo từng khối nắn điện

Điện áp cao: có thể điều chỉnh được trong dải 52,0 ~ 65,0 V

Điện áp thấp: có thể điều chỉnh được trong dải 44,0 ~ 54,0 V

Ngưỡng điện áp đầu ra cao ngắt nguồn khối nắn điện: có thể điều chỉnh được trong dải 54,0 ~ 66,0 V.

6.3.6  Điều khiển, giám sát

Khối điều khiển giám sát phải có chức năng sau:

+ Giám sát được trạng thái của từng khối nắn điện bao gồm:

- Dòng điện đầu ra

- Nhiệt độ làm việc

- Phần mềm hoạt động

+ Điều khiển dòng tải và dòng nạp acqui: Các giá trị dòng điện thiết lập phải được hiển thị trên màn hình chỉ thị tại mặt máy hoặc giám sát từ xa. Giá trị bước và độ chính xác điều khiển dòng điện phải do nhà sản xuất thiết bị khai báo.

+ Điều khiển, giám sát điện áp hệ thống: Các giá trị điện áp thiết lập trong các chế độ nạp đệm/ nạp bổ sung phải được hiển thị trên màn hình chỉ thị tại mặt máy hoặc giám sát từ xa với độ chính xác không vượt quá ± 0,5%.

+ Điều khiển phân chia dòng tải giữa các khối nắn điện với độ chính xác ± 2% so với dòng điện danh định đầu ra của khối nắn điện.

+ Thiết lập các mức cảnh báo, chức năng bảo vệ cho các khối nắn điện.

+ Các khối nắn điện được chương trình hóa từ các thông tin thiết lập này.

+ Đấu nối thông tin qua mạng: Các trạng thái, tham số hệ thống nguồn 48V và tín hiệu điều khiển có thể được giám sát điều khiển từ xa thông qua giao diện phần mềm và môi trường truyền dẫn phù hợp.

6.4  Yêu cầu kỹ thuật tủ giá nguồn

6.4.1  Yêu cầu về cấu trúc

Cấu trúc theo kiểu:

- Tủ nguồn dạng Rack; hoặc giá tổ hợp các modul nguồn dạng ngăn kéo rack; hoặc tủ nguồn thiết kế riêng.

Hỗ trợ chức năng thay thế nóng các khối nắn điện;

Hỗ trợ chức năng Plug & Play các khối nắn điện;

Hỗ trợ chức năng quản lý, mở rộng acqui.

6.4.2  Hệ thống đấu nối, phân phối nguồn điện

Đầu vào

Giá tủ hệ thống nguồn điện -48V phải có các đầu đấu nối nguồn vào xoay chiều một pha hoặc ba pha.

Nguồn AC đầu vào một pha bao gồm 01 dây pha, 01 dây trung tính và 01 dây bảo vệ.

Nguồn AC đầu vào 3 pha bao gồm 03 dây pha, 01 dây trung tính và 01 dây bảo vệ.

Các đầu nối nguồn điện vào xoay chiều phải đảm bảo khả năng cách điện và dẫn dòng điện theo yêu cầu, sao cho nhiệt độ đầu nối không cao hơn nhiệt độ cáp dẫn điện. Dòng điện đi qua các đầu nối được tính bằng tổng các dòng đầu vào lớn nhất của các khối nắn điện có trong hệ thống.

Đầu ra

Trên giá tủ hệ thống nguồn phải có bộ phận phân phối đấu nối nguồn điện một chiều đầu ra, bao gồm:

- Đấu nối tới các tải thiết bị.

- Đấu nối tới các tổ acqui.

Các bộ phận đấu nối điện áp ra phải có kết cấu vững chắc, phù hợp với dòng điện chạy qua.

Chuyển mạch, bảo vệ

Tại các đầu vào xoay chiều, đầu ra một chiều phải có các MCB thích hợp để đóng ngắt mạch và bảo vệ chống ngắn mạch.

Tiếp đất, chống sét

Mọi bộ phận kim loại không có dòng điện chạy qua phải được tiếp đất thông qua đầu tiếp đất chống sét.

Trên giá tủ hệ thống nguồn phải có các đầu nối cho tiếp đất công tác, tiếp đất chống sét phù hợp.

6.4.3  Cáp và dây dẫn

- Diện tích mặt cắt của mọi dây dẫn phải thỏa mãn yêu cầu dòng chạy qua, mật độ dòng điện không lớn hơn 3 A/mm².

- Điểm cuối của tất cả các cáp có cường độ dòng lớn phải có đầu boọc được hàn hay kẹp chặt sao cho tại chỗ nối không phát sinh nhiệt độ lớn hơn nhiệt độ của dây dẫn.

- Toàn bộ cáp phải được tựa đỡ thích hợp, kết cấu gọn.

- Tất cả các cáp vào có nguồn xoay chiều AC phải được đặt tách biệt khỏi các cáp khác.

Phụ lục A

(Tham khảo)

Mẫu kết quả kiểm tra đo thử

A.1  Điện áp ra

A.2  Các chức năng cảnh báo

- Kiểm tra chức năng

Kiểm tra chức năng cảnh báo hệ thống theo yêu cầu tại 5.1.3.2 và 6.3.5.

A.3  Điện trở cách điện

Thư mục tài liệu tham khảo

[1] TCN 68-162:1996, “Thiết bị nguồn 48 VDC dùng cho thiết bị viễn thông - Yêu cầu kỹ thuật".

[2] 48 V Power system and rectifier specification - Rectifier Technologies Pacific Pty Ltd Australia (Đặc điểm kỹ thuật hệ thống nguồn và Khối nắn điện -48 V).

[3] Technical specifications CDOT-256 RAX (Đặc điểm kỹ thuật hệ thống CDOT-256 RAX).

MỤC LỤC

1  Phạm vi áp dụng

2  Tài liệu viện dẫn

3  Thuật ngữ và định nghĩa

4  Chữ viết tắt

5  Yêu cầu kỹ thuật đối với bộ nguồn -48 VDC không dùng kỹ thuật chuyển mạch

5.1  Các tiêu chuẩn kỹ thuật về điện

5.2  Kết cấu

5.3  Điều kiện môi trường

5.4  Kiểm tra đo thử

6  Yêu cầu kỹ thuật đối với bộ nguồn - 48 VDC dùng kỹ thuật chuyển mạch

6.1  Yêu cầu chung

6.2  Yêu cầu kỹ thuật từng khối nắn điện

6.3  Yêu cầu kỹ thuật khối điều khiển giám sát

6.4  Yêu cầu kỹ thuật tủ giá nguồn

Phụ lục A (tham khảo) Mẫu kết quả kiểm tra đo thử

Thư mục tài liệu tham khảo