针对不同环境的通信供电方案

　　 

□   艾默生网络能源有限公司 朱莉

    通信机房的设备根据功能、服务对象的不同，可以简单分为信息变换设备和网络能源设备两部分。信息变换设备是机房的主设备，提供交换、传输、接入等功能；网络能源设备为主设备的正常运行提供服务和保障，包括配电、直流电源、UPS电源、空气调节、动力及环境监控等设备。
    相对于各种网络能源设备分散采购、分散建设和分散管理的模式，网络能源一体化具有更加完善的处理能力和应用价值。它可以降低客户选型、采购、工程管理的整体成本；在工程建设上，可以解决多个产品供应商在工程协调、配合上出现的种种问题，大幅提高工程建设速度，缩短工程周期，加快机房的投产；在服务方面，通过统一和缩小客户的维护工作界面，有利于为运营商提供及时完整和有效的一体化服务。网络能源一体化的解决方案可以使运营商在动力、环境等辅助设备上无后顾之忧，提高核心业务的竞争能力。
    依据网络的分布地域、功能、重要程度和发展趋势，可将通信局（站）划分为三类（由于IDC机房的特殊和重要性，其单独列为一类）。
    *一类局（站）：5万门交换机以上的电信枢纽局、大容量交换局、汇接局（长途一级干线站）等。
    *二类局（站）：地市综合局、1~5万门交换机的市话局（长途二级干线站）等。
    *三类局（站）：县级综合局、万门交换机以下的市话局、模块局、移动基站等。
    *IDC机房：各种类型的大型数据中心。
    针对上述几类不同局站的功能需求和重要程度，相应的网络能源一体化解决方案也有各自的特点，下面分别介绍几种典型的供电方案。

一、一类局（站）的供电方案
    一类局（站）通常为省会城市和大区中心通信综合枢纽局（含国际局）、市话汇接局、电报（数据）局、无线局、长途传输一级干线站、市话端局以及特别规定的其它通信局（站），在通信网络中地位最重要，职能也最完整，因此对动力机房的配置要求也是最高的，它要求电源系统的不可用度不大于5×10-7，即20年时间内，平均每个电源系统故障的累计时间应不大于5min。电源系统的可靠性除了通过电能变换设备自身的性能及冗余配置来保障以外，还依赖于多路电源的输入、可靠的切换机构和低压配电系统的合理设计。
    图1是一个典型的5万门交换机以上的一类局（站）供电方案原理图。整个动力系统初期由两路市电和一路油机进行输入（终期可扩展为两台油机），经过高性能的ATS自动切换开关选择一路供电输入低压配电柜，低压配电母线上加装TVSS抗浪涌装置和无功补偿柜，电能由低压配电柜分配给下一级的交流配电屏以及电梯、消防、水泵和照明等其他用电。给通信设备供电的直流不间断电源和交流不间断电源有专用的交流配电柜，直流电源采用N+1备份的智能高频开关电源系统，交流部分采用两台UPS 1+1直接并联的冗余方式，对于一类重要的局站，建议电池采用1+1备份的方式。通信机房和电力（电池）室的空调也应采用恒温、恒湿的机房专用精密空调，为设备的可靠运行提供良好的环境保障。为了防止空调启动的浪涌对UPS及直流电源产生干扰，空调的供电也由电力室的专用交流配电屏进行配送。

二、二类局（站）的供电方案
    二类局（站）通常为地市级城市综合局、1～5万门交换机的市话局、长途传输二级干线站或类似规模的通信局（站）等，在职能上与一类局站类似，所需设备种类及配套机房也类似，但是规模较前者小，重要程度也相对低一些。此类局（站）电源系统的不可用度应不大于1×10-6，即20年时间内，平均每个电源系统故障的累计时间应不大于10min。二类局（站）的供电方案与一类局站基本相同，只是在设备的容量上根据负载需求会有一定差别。

三、三类局（站）的供电方案
     三类局站通常为县（含县级市）综合局、万门交换机以下的市话局、模块局、基站等。此类局（站）规模较小，电源系统的要求不可用度不大于5×10-6，即20年时间内，平均每个电源系统故障的累计时间应不大于50min。在三类机房中根据主机房的规模、类型和地位不同，又可以细分为两类：一类是相对较重要的县级综合局（交换和传输类机房）；另一类是中继站、模块局、基站等最小型的局站。县级的综合局规模相对较大，有单独的油机室、电力、电池室等配套机房，网络能源的配置方案也较完备。图2和图3分别表示了这两类局站供电方案的一些特点。
    图2为一个典型的三类县级综合局供电原理图。此类局（站）一般为一路市电输入，初期配备一台油机，由ATS自动切换开关进行两者间的选择，终期可能会扩展第二台油机，但与一、二类局站方式不同，这里不再采用ATS的切换方式，只是用一个油机并联开关进行两台油机的切换。对交/直流不间断的电源系统仍然由单独的交流配电柜进行配电，机房精密空调则由第一级的低压配电柜进行供电。
    三类局（站）中的模块局、移动基站等机房，由于功能单一、规模小，通信和动力设备一般都置于同一房间，其动力配置在网络能源一体化的解决方案中是规模最小、配置最简单的一种。如图3可见，此类局（站）一般仅为一路市电输入，也不配置油机，只经过一级低压配电便分配到电源及空调设备，电池的配置也是采用容量一分为二的方式。此外，此类局（站）一般不必进行无功补偿。

四、IDC机房的供电方案
    IDC机房与一般通信机房不同，以交流负载为主，有完整的机房和配套用房，供电系统也极其重要，其供电可靠性在几类局站中要求最高，电源不可用度应不大于1×10-7，即20年时间内，平均每个电源系统故障的累计时间应不大于1min。图4是一个总面积1500m2的IDC机房的典型供电方案。
    该系统采用两路市电与一路油机（终期扩展为两路油机）的切换方式进行输入。UPS系统采用两组并机输入/输出双母线冗余方式，两组UPS分别由独立的母线供电，两段母线间有母联开关，当任一段母线的输入出现故障时，通过母联开关可由另一段母线输入供电。两个输入开关与母联开关间有互锁机构，保证任何时候不会三个开关同时闭合。每组UPS都为1+1并机系统，两组UPS通过旁路柜MSS由负载母线同步跟踪器LBS控制，保证两组输出的电压幅值、相位、频率同步。UPS的输出最后通过精密配电柜PPC分配给负载，对于单路输入的重要负载，由STS静态开关在两组UPS输出间进行切换选择，双电源负载分别从两组UPS各自的输出精密配电柜PPC上取得一路输出从而获得可靠供电。精密配电柜PPC内置隔离变压器，进一步提高了整个系统的供电质量。

原文转自：http://www.ltesting.net