針對不同環境的通信供電方案

　　 

□   艾默生網絡能源有限公司 朱莉

    通信機房的設備根據功能、服務對象的不同，可以簡單分為信息變換設備和網絡能源設備兩部分。信息變換設備是機房的主設備，提供交換、傳輸、接入等功能；網絡能源設備為主設備的正常運行提供服務和保障，包括配電、直流電源、UPS電源、空氣調節、動力及環境監控等設備。
    相對于各種網絡能源設備分散采購、分散建設和分散管理的模式，網絡能源一體化具有更加完善的處理能力和應用價值。它可以降低客戶選型、采購、工程管理的整體成本；在工程建設上，可以解決多個產品供應商在工程協調、配合上出現的種種問題，大幅提高工程建設速度，縮短工程周期，加快機房的投產；在服務方面，通過統一和縮小客戶的維護工作界面，有利于為運營商提供及時完整和有效的一體化服務。網絡能源一體化的解決方案可以使運營商在動力、環境等輔助設備上無后顧之憂，提高核心業務的競爭能力。
    依據網絡的分布地域、功能、重要程度和發展趨勢，可將通信局（站）劃分為三類（由于IDC機房的特殊和重要性，其單獨列為一類）。
    *一類局（站）：5萬門交換機以上的電信樞紐局、大容量交換局、匯接局（長途一級干線站）等。
    *二類局（站）：地市綜合局、1~5萬門交換機的市話局（長途二級干線站）等。
    *三類局（站）：縣級綜合局、萬門交換機以下的市話局、模塊局、移動基站等。
    *IDC機房：各種類型的大型數據中心。
    針對上述幾類不同局站的功能需求和重要程度，相應的網絡能源一體化解決方案也有各自的特點，下面分別介紹幾種典型的供電方案。

一、一類局（站）的供電方案
    一類局（站）通常為省會城市和大區中心通信綜合樞紐局（含國際局）、市話匯接局、電報（數據）局、無線局、長途傳輸一級干線站、市話端局以及特別規定的其它通信局（站），在通信網絡中地位最重要，職能也最完整，因此對動力機房的配置要求也是最高的，它要求電源系統的不可用度不大于5×10-7，即20年時間內，平均每個電源系統故障的累計時間應不大于5min。電源系統的可靠性除了通過電能變換設備自身的性能及冗余配置來保障以外，還依賴于多路電源的輸入、可靠的切換機構和低壓配電系統的合理設計。
    圖1是一個典型的5萬門交換機以上的一類局（站）供電方案原理圖。整個動力系統初期由兩路市電和一路油機進行輸入（終期可擴展為兩臺油機），經過高性能的ATS自動切換開關選擇一路供電輸入低壓配電柜，低壓配電母線上加裝TVSS抗浪涌裝置和無功補償柜，電能由低壓配電柜分配給下一級的交流配電屏以及電梯、消防、水泵和照明等其他用電。給通信設備供電的直流不間斷電源和交流不間斷電源有專用的交流配電柜，直流電源采用N+1備份的智能高頻開關電源系統，交流部分采用兩臺UPS 1+1直接并聯的冗余方式，對于一類重要的局站，建議電池采用1+1備份的方式。通信機房和電力（電池）室的空調也應采用恒溫、恒濕的機房專用精密空調，為設備的可靠運行提供良好的環境保障。為了防止空調啟動的浪涌對UPS及直流電源產生干擾，空調的供電也由電力室的專用交流配電屏進行配送。

二、二類局（站）的供電方案
    二類局（站）通常為地市級城市綜合局、1～5萬門交換機的市話局、長途傳輸二級干線站或類似規模的通信局（站）等，在職能上與一類局站類似，所需設備種類及配套機房也類似，但是規模較前者小，重要程度也相對低一些。此類局（站）電源系統的不可用度應不大于1×10-6，即20年時間內，平均每個電源系統故障的累計時間應不大于10min。二類局（站）的供電方案與一類局站基本相同，只是在設備的容量上根據負載需求會有一定差別。

三、三類局（站）的供電方案
     三類局站通常為縣（含縣級市）綜合局、萬門交換機以下的市話局、模塊局、基站等。此類局（站）規模較小，電源系統的要求不可用度不大于5×10-6，即20年時間內，平均每個電源系統故障的累計時間應不大于50min。在三類機房中根據主機房的規模、類型和地位不同，又可以細分為兩類：一類是相對較重要的縣級綜合局（交換和傳輸類機房）；另一類是中繼站、模塊局、基站等最小型的局站?？h級的綜合局規模相對較大，有單獨的油機室、電力、電池室等配套機房，網絡能源的配置方案也較完備。圖2和圖3分別表示了這兩類局站供電方案的一些特點。
    圖2為一個典型的三類縣級綜合局供電原理圖。此類局（站）一般為一路市電輸入，初期配備一臺油機，由ATS自動切換開關進行兩者間的選擇，終期可能會擴展第二臺油機，但與一、二類局站方式不同，這里不再采用ATS的切換方式，只是用一個油機并聯開關進行兩臺油機的切換。對交/直流不間斷的電源系統仍然由單獨的交流配電柜進行配電，機房精密空調則由第一級的低壓配電柜進行供電。
    三類局（站）中的模塊局、移動基站等機房，由于功能單一、規模小，通信和動力設備一般都置于同一房間，其動力配置在網絡能源一體化的解決方案中是規模最小、配置最簡單的一種。如圖3可見，此類局（站）一般僅為一路市電輸入，也不配置油機，只經過一級低壓配電便分配到電源及空調設備，電池的配置也是采用容量一分為二的方式。此外，此類局（站）一般不必進行無功補償。

四、IDC機房的供電方案
    IDC機房與一般通信機房不同，以交流負載為主，有完整的機房和配套用房，供電系統也極其重要，其供電可靠性在幾類局站中要求最高，電源不可用度應不大于1×10-7，即20年時間內，平均每個電源系統故障的累計時間應不大于1min。圖4是一個總面積1500m2的IDC機房的典型供電方案。
    該系統采用兩路市電與一路油機（終期擴展為兩路油機）的切換方式進行輸入。UPS系統采用兩組并機輸入/輸出雙母線冗余方式，兩組UPS分別由獨立的母線供電，兩段母線間有母聯開關，當任一段母線的輸入出現故障時，通過母聯開關可由另一段母線輸入供電。兩個輸入開關與母聯開關間有互鎖機構，保證任何時候不會三個開關同時閉合。每組UPS都為1+1并機系統，兩組UPS通過旁路柜MSS由負載母線同步跟蹤器LBS控制，保證兩組輸出的電壓幅值、相位、頻率同步。UPS的輸出最后通過精密配電柜PPC分配給負載，對于單路輸入的重要負載，由STS靜態開關在兩組UPS輸出間進行切換選擇，雙電源負載分別從兩組UPS各自的輸出精密配電柜PPC上取得一路輸出從而獲得可靠供電。精密配電柜PPC內置隔離變壓器，進一步提高了整個系統的供電質量。

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