不斷電更換割接方案.docx

淺談通信機房直流供電系統(tǒng)不斷電更換割接方案 趙林 （中國電信武漢分公司，郵編653000） 摘 要 本文主要通過對通信機房直流供電系統(tǒng)供電原理及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進行分析，結(jié)合中心機房實際改造工程經(jīng)驗，對直流供電系統(tǒng)設(shè)備更換割接進行技術(shù)方案方面的總結(jié)，給出不斷電割接技術(shù)方案，為后期的工程設(shè)計、施工的割接方案編制提供參考。關(guān)鍵詞 直流供電系統(tǒng)；割接；不中斷業(yè)務(wù)1 前言 由于武漢電信水晶島中心機房原有直流供電系統(tǒng)于2002年運行至今，系統(tǒng)容量已接近滿載，加之設(shè)備陳舊，給維護造成很大的隱患，無法滿足現(xiàn)有通信設(shè)備的安全生產(chǎn)用電需求。本次將對原有直流供電系統(tǒng)進行不斷電替換。在割接過程中，要保證對通信設(shè)備供電不中斷，同時確保通信安全、人身及設(shè)備安全；本文結(jié)合割接案例，具體分析割接中的各項工作和注意事項，為后期工程設(shè)計、施工的割接方案編制提供參考。2 直流供電系統(tǒng)基本原理概述2.1 直流供電系統(tǒng)的工作原理直流供電系統(tǒng)是向通信局站提供直流（基礎(chǔ)）電源的供電系統(tǒng)。直流供電系統(tǒng)一般由交流配電屏、整流器、直流配電屏、蓄電池組、直流-直流變換器（DC-DC）等設(shè)備及供電母線所組成。一些中小型通信局往往采用集開關(guān)整流單元、監(jiān)控單元以及交、直流配電部分為一體的組合開關(guān)電源架及列頭柜設(shè)備。在交流配電柜中，一般可接兩路交流輸入電源，兩路交流電源可通過刀閘或自動切換開關(guān)進行手動或自動切換。交流配電柜通過輸出空開將交流電送入整流柜中的交流分配單元，交流分配單元通過空氣開關(guān)將交流電分配給整流模塊。整流模塊將輸入的交流電轉(zhuǎn)換為-48V直流電，其輸出端與整流柜內(nèi)的正、負母排相連，然后通過并機銅排與直流配電柜的正、負母排互連，輸入到直流配電柜的直流電通過熔斷器供給負載。同時，蓄電池組通過熔斷器接入直流配電屏，正常情況下，蓄電池處于并聯(lián)浮充狀態(tài)，當市電斷電或整流模塊故障時，整流模塊停止工作，由蓄電池給設(shè)備供電，維持設(shè)備的正常工作。故障恢復(fù)后，整流模塊重新給設(shè)備供電，并對蓄電池進行充電，補充消耗的電量。如下圖所示：2.2直流供電系統(tǒng)的常用組成設(shè)備A.大型交換局內(nèi)直流供電設(shè)備主要有高頻開關(guān)電源整流器和與之配套的交流配電屏、直流配電屏，蓄電池組以及直流直流變換器等。B.小型交換局、通信基站、光纜、微波中繼等通信站由于直流負荷通常較小，故多采用集交流配電、開關(guān)整流器和直流配電于一體的組合式開關(guān)電源和列頭柜進行組合搭配。小型交換局直流供電系統(tǒng)如下圖所示：3 直流供電系統(tǒng)割接案例說明3.1 原直流供電系統(tǒng) 武漢電信水晶島機房有一套直流供電系統(tǒng)，其中5樓有一套XXXXXXZXDU500系統(tǒng)，建設(shè)于2002年，配置4塊60A整流模塊，總?cè)萘繛?40A，現(xiàn)負載電流約為1200A，蓄電池組為4組GFM-1000AH，充電電流設(shè)置為0.1C10A，即充電電流為400A，現(xiàn)負載電流約為1200A，總共為1600A，總負荷達到75%，超過紅色預(yù)警線。根據(jù)目前兩套直流供電系統(tǒng)的實際情況，存在重大網(wǎng)絡(luò)安全隱患。3.2 改造后的直流供電系統(tǒng) 武漢水晶島機房為小型交換局，故采用組合開關(guān)電源柜額方式。（本次改造新增2套組合開關(guān)電源柜及5臺列頭柜）。綜合目前的負荷及未來幾年業(yè)務(wù)發(fā)展的需求，本次工程新增兩套ZXDU3000，及其5套列頭柜。根據(jù)核算將原有的XXXXXX直流供電系統(tǒng)割接到新系統(tǒng)，均分原有負載，同時將供電線路較長的負載優(yōu)化到就近的直流供電系統(tǒng)中。3.3直流供電系統(tǒng)割接前的工程勘察設(shè)計及方案確定在工程開展初期，建設(shè)單位需組織設(shè)計單位、施工單位和監(jiān)理單位對即將要更換的直流供電系統(tǒng)系統(tǒng)進行現(xiàn)場詳細勘察，其主要工作內(nèi)容如下 ：（1）對現(xiàn)有的電源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、供電方式進行詳細的分析 ；（2）詳細記錄直流供電系統(tǒng)所帶的通信負載類型、負載容量、后備電池容量等參數(shù) ；（3）確定新直流供電系統(tǒng)設(shè)備的選型，新的電源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)應(yīng)用原電源系統(tǒng)保持一致，設(shè)備尺寸大小必須小于或等于原設(shè)備尺寸，系統(tǒng)容量應(yīng)仔細核算大于等于原系統(tǒng)容量并做好冗余 ；（4）確定臨時電源方案，對于采用原位更換方式的割接，需在舊系統(tǒng)旁邊安裝臨時過渡交流電源（5）對設(shè)備所在的周圍空間情況進行勘察，明確設(shè)備割接期間，新舊設(shè)備、臨時電源設(shè)備的安裝位置，施工人員分布位置。3.4割接前準備工作（1）檢查記錄本次需更換的直流供電系統(tǒng)所接入的通信負載情況，通知各專業(yè)做好更換割接前的業(yè)務(wù)備份工作，制定更換割接期間的業(yè)務(wù)保障方案 ；（2）檢查后備發(fā)電機組（固定機組或移動機組），確保后備發(fā)電機組狀態(tài)良好，能夠長時間連續(xù)供電，并能夠隨時投入使用（一旦主用電源故障后，后備機組應(yīng)立即投入運行，如出現(xiàn)意外，則也必須在后備電池放電終止前輸出合格的交流電源），確保燃油等消耗品儲備充足 ；（3）對原系統(tǒng)電池進行放電試驗，并進行恢復(fù)充電。確保準確掌握現(xiàn)有電池的后備時間，如果后備時間過短或電池有損壞，應(yīng)先進行維護處理或更換電池 ；（4）提前準備好割接期間需要用的臨時設(shè)備、電力電纜（包括新設(shè)備的輸入、輸出、電池線、保護接地線）、施工工具等設(shè)備進入施工現(xiàn)場。 3.5割接方案（1）布放由新裝開關(guān)電源直流柜至新裝列頭柜的雙路電源線及地線。（要求列頭柜的主用電源線接在新開關(guān)電源直流柜36-2號柜上，列頭柜的備用電源線接在新開關(guān)電源直流柜36-1號柜上）（2）將原有一組蓄電池改接至新的開關(guān)電源架電池端子上。另外一組蓄電池繼續(xù)給原有開關(guān)電源供電。（3）布放兩套開關(guān)電源直流柜間的割接電纜。（經(jīng)測算需要185平方電纜五正五負可滿足本次割接所承載的電流量）（電源線A端在原有開關(guān)電源系統(tǒng)直流柜4-2號柜內(nèi)正負極匯流銅牌上連接。（負極在豎向匯流銅牌上連接），電源線B端在新開關(guān)電源系統(tǒng)直流柜36-1號柜內(nèi)第一排正負極匯流銅牌上連接）（4）電纜連接完后，關(guān)閉原來開關(guān)電源系統(tǒng)的交流電，將原有開關(guān)電源系統(tǒng)的整流模塊拔出，用兩組電池給原有開關(guān)電源系統(tǒng)供電。 (5)插入新裝開關(guān)電源的整流模塊，給新裝開關(guān)電源加載市電。將原有的開關(guān)電源直流柜臨時做為新裝開關(guān)電源直流柜的擴展柜來用。測試新裝直流柜，原有直流柜，列頭柜是否供電正常。(6)系統(tǒng)全部系統(tǒng)運行正常后將一組蓄電池改接至新裝的開關(guān)電源直流柜內(nèi)的電池端子上，一組改接完后將另外一組也改接至新裝開關(guān)電源內(nèi)。（電池接線端由A端改接至B端）(7)割接雙路供電的通信設(shè)備：布放新列頭柜至列內(nèi)通信設(shè)備的主備用電源線，關(guān)閉原有列頭柜至設(shè)備的備用電源端子，主用電源端子繼續(xù)由原有列頭柜給設(shè)備供電，將新列頭柜至設(shè)備的備用電源線連接，加電測試新列頭柜至設(shè)備的備用端子供電情況，供電正常后，關(guān)閉原有列頭柜至設(shè)備的主用電源端子，備用電源端子繼續(xù)由新列頭柜給設(shè)備供電，將新列頭柜至設(shè)備的主用電源線連接，加電測試新列頭柜至設(shè)備的主用端子供電情況，供電正常后，拆除原有列頭柜至設(shè)備的電源線; 割接單路供電的通信設(shè)備：布放新列頭柜至列內(nèi)通信設(shè)備的電源線，關(guān)閉原有列頭柜至設(shè)備的電源端子，將布放的電源線連接至設(shè)備端子上，加電測試新列頭柜至設(shè)備的電源端子供電情況，供電正常后，拆除原有列頭柜至設(shè)備的電源線。（8）將機房內(nèi)原有設(shè)備的電源線由原有列頭柜全部割接至新裝列頭柜供電后，拆除原有列頭柜和上聯(lián)至原有開關(guān)電源的電源線, 拆除原有開關(guān)電源直流柜與新開關(guān)電源直流柜之間的割接電源線。（9）整個系統(tǒng)割接完畢后，系統(tǒng)運行正常，拆除原有開關(guān)電源設(shè)備。3.6割接事后工作： （1）將發(fā)電機供電切換到市電供電； （2）繼續(xù)觀察新系統(tǒng)工作情況并記錄； （3）清理現(xiàn)場各類工具、儀表等工作； （4）做好割接小結(jié)。4 結(jié)束語 直流供電系統(tǒng)的割接步驟和過程基本相同，割接中的重點工作和注意事項也類似，本文所敘述的直流供電系統(tǒng)更換割接方案，已在實際工程進行了驗證，由于篇幅有限，本文未對相關(guān)電源設(shè)備（電池、輸入輸出屏等）割接方案進行詳細敘述。在此將重點工作和注意事項總結(jié)如下，希望對相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的各