1、长沙ZXDU3000（V2.0）分立式开关电源 故障分析报告,2011年7月20日,故障现象,2011年7月5日16时01分，湖南长沙移动东风路机房，中兴通讯ZXDU3000（V2.0）直流配电柜监控单板故障。显示“负载电压为0V、负载电流为0A、蓄电池电流为0A”。电源系统监控界面显示告警：“蓄电池电压过低、蓄电池1路熔丝断，蓄电池2路熔丝断”，并将告警上送动环监控。由于负载电流检测为0A，触发系统限流保护，整流模块输出电流限流至30A，ZXDU3000（V2.0）系统配置的30台整流模块合计输出900A，不能完全满足1400A负载的需求，蓄电池开始放电。,原因分析（1）,1、ZXDU300
2、0（V2.0）系统构成主要有四部分：交流配电单元、整流器组、直流配电单元和监控单元。监控单元包括交流监控单元、整流器机内监控、直流监控单元（包括DCMU单板和DLY液晶显示板）和集中监控单元（简称CSU）及后台监控系统。系统工作原理框图如下所示：,原因分析（2）,2、根据现场直流配电屏模拟量检测全部为0的现象，初步判断直流配电屏监控单元的DCMU单板故障。更换DCMU单板后，系统恢复正常，确定为DCMU单板故障。,原因分析（3）,3、DCMU单板上的电源模块DC-DC4812为模拟量检测电路提供12V电源。来自直流配电单元的负载电压、负载电流和蓄电池电流等模拟量经过检测电路转换之后，送给A/D
3、转换器进行转换，转换之后的结果送给CPU进行处理。模拟量检测电路原理框图如下：,原因分析（4）,4、对故障DCMU单板上的DC-DC4812电源模块进行检测，12V输出均为0V（检测点见左图所示）。,TP5与 TP6之间电压为0V,TP5为+12V测试点， TP6为GND测试点， TP7为-12V测试点,TP5与 TP6之间电压为0V,原因分析（5）,5、电源模块DC-DC4812输出为0V时，模拟量检测电路和A/D转换器中的电源均为0V，不能正常工作，导致直流配电屏模拟量检测全部为0的现象。对电源模块DC-DC4812进行检测，电源模块的输入输出端均无短路或开路现象，初步认定由于模块内部电阻
4、老化，导致模块工作异常。,原因分析（6）,6、ZXDU3000（V2.0）系统中，为保证系统可靠运行，100A整流模块的限流点采用软件自动管理，核心思路为四条：整流模块可以限流，监控模块可以限流，监控模块正常时以监控模块为主，整流模块限流范围为30，110A。计算公式如下：,因为ZXDU3000（V2.0）限流点设定范围是30，110A， 27A限流点低于设定范围下限，所以整流模块保持30A限流输出。30台整流器共计输出900A电流，此时负载电流1400A，蓄电池组以500A电流放电。,整流模块限流点=（负载总电流+电池总容量*充电比率）/运行的整流模块数目,其中，运行的整流模块数目指与CSU
5、通讯正常的整流模块个数。,（1）DCMU单板正常时 负载电流：1400A 蓄电池容量： 4000AH蓄电池两组 充电比率：0.1 投入运行的整流器模块个数：30台整流模块限流点= （1400+8000*0.1）/30=73A,（2）DCMU单板故障时 负载电流：0A 蓄电池容量： 4000AH蓄电池两组 充电比率：0.1 投入运行的整流模块个数：30台整流模块限流点=（0+8000*0.1）/30=27A,要对上述分析进行确认，还可以对故障现象进行模拟和复现。目的有二，一是确认DCMU单板是否故障，二是确认DC-DC 4812电源模块是否故障。模拟测试基本思路如下：,故障复现（1）基本思路,2
6、011年7月20日，在中兴深圳总部的电源产品实验室进行模拟测试，复现故障现象。模拟测试系统如下：,故障复现（2）系统配置,故障复现（3）系统配置,投入运行整流模块个数：3台,阻性负载：110A,蓄电池一组，容量1000AH,充电比率：0.1,故障复现（4）正常DCMU单板,1、正常DCMU单板测试DCMU单板上DC-DC4812电源模块输出电压如下：,直流配电屏监控单元界面显示如图,根据整流模块限流点计算公式： 整流器限流点=（110A+10000.1）/3=70A。查看CSU界面，整流模块限流值与计算值一致。如下图：,故障复现（5）正常DCMU单板,故障复现（6）故障DCMU单板,2、故障D
7、CMU单板测试DCMU单板上的DC-DC4812电源模块的输出电压如下图,故障复现（7）故障DCMU单板,直流配电屏监控单元界面显示如图,同时出现如下图的告警,后台告警同时出现,根据整流模块限流点计算公式： 整流器限流点= （0A+10000.1）/3=33A查看CSU界面，整流模块限流值如右图：,故障复现（8）故障DCMU单板,故障复现（9） 正常DCMU单板模拟故障,3、在正常DCMU单板上模拟DC-DC4812电源模块故障。在电源模块12V输出各串接一个单刀双掷的开关，开关打到右边时，电源模块输出端正常；打到左边时，电源模块输出端短路到GND。,故障复现（10） 正常DCMU单板模拟故障
8、,单刀双掷开关打到右边时，电源模块正常输出12V。,故障复现（11） 正常DCMU单板模拟故障,单刀双掷开关打到左边时，电源模块12V输出端子输出均为0V。,1、更换故障的直流配电柜监控单板，彻底解决问题。2、现场可通过下面三种方法临时增大整流器限流点，提高整流器的输出能力，避免蓄电池放电： （1）拔出CSU（集中监控单元），逐台设置（增大）整流器限流点。 （2）不需拔出CSU，手动更改（增大）电池组容量，以增大整流器限流点。 （3）不需拔出CSU，手动更改（增大）电池组充电电流比率，以增大整流器限流点。,解决措施,1、DC-DC 4812电源模块故障的产生原因没有最终确认，中兴公司正在与供货
9、商联系，同时准备对单板返修情况进行统计分析，确认电源模块损坏的故障率和是否批次问题。2、分立式开关电源某些元器件老化，会出现温度变高或板件输出逐渐异常现象，可通过热成像仪、万用表等提前预判，同时通过对动力环境监控系统的历史数据和告警信息进行分析，也可以提前预判，但具体情况方法和指标中兴公司还在准备。3、整流模块的限流思路主要有三种，一是100，二是50，三是30，目前主要选择30。实际可以根据模块带满载能力、蓄电池大电流充电能力、开关电源负载电流、工作整流模块数量（不包括冷备份整流模块）、系统可靠性等实际情况分析。,其它问题,预检预判案例（1）,某开关电源大部分整流模块出风侧内部最高温度在70左右，但有一个模块达到339，还在正常工作。,预检预判案例（2）,某直流屏监测板电阻烧糊，温度106。,预检预判案例（3）,5楼机房4台烽火设备，型号相同，其中3台设备某板件上一电阻温度超过120C，且有些发糊，而第4台设备上该电阻的温度只有76C，需要关注。,谢谢！,
