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浅谈通信机房直流供电系统不断电更换割接方案
赵林
（中国电信武汉分公司，邮编653000）
摘 要 本文主要通过对通信机房直流供电系统供电原理及系统结构进行分析，结合中心机房实际改造工程经验，对直流供电
系统设备更换割接进行技术方案方面的总结，给出不断电割接技术方案，为后期的工程设计、施工的割接方案编制提供参考。
关键词 直流供电系统；割接；不中断业务
1 前言
由于武汉电信水晶岛中心机房原有直流供电系统于2002年运行至今，系统容量已接近满载，加之设备陈旧，给维护造成很大的隐患，无法满足现有通信设备的安全生产用电需求。本次将对原有直流供电系统进行不断电替换。在割接过程中，要保证对通信设备供电不中断，同时确保通信安全、人身及设备安全；本文结合割接案例，具体分析割接中的各项工作和注意事项，为后期工程设计、施工的割接方案编制提供参考。
2 直流供电系统基本原理概述
2.1 直流供电系统的工作原理
直流供电系统是向通信局站提供直流（基础）电源的供电系统。直流供电系统一般由交流配电屏、整流器、直流配电屏、蓄电池组、直流-直流变换器（DC-DC）等设备及供电母线所组成。一些中小型通信局往往采用集开关整流单元、监控单元以及交、直流配电部分为一体的组合开关电源架及列头柜设备。
在交流配电柜中，一般可接两路交流输入电源，两路交流电源可通过刀闸或自动切换开关进行手动或自动切换。交流配电柜通过输出空开将交流电送入整流柜中的交流分配单元，交流分配单元通过空气开关将交流电分配给整流模块。整流模块将输入的交流电转换为-48V直流电，其输出端与整流柜内的正、负母排相连，然后通过并机铜排与直流配电柜的正、负母排互连，输入到直流配电柜的直流电通过熔断器供给负载。同时，蓄电池组通过熔断器接入直流配电屏，正常情况下，蓄电池处于并联浮充状态，当市电断电或整流模块故障时，整流模块停止工作，由蓄电池给设备供电，维持设备的正常工作。故障恢复后，整流模块重新给设备供电，并对蓄电池进行充电，补充消耗的电量。如下图所示：
2.2直流供电系统的常用组成设备
A.大型交换局内直流供电设备主要有高频开关电源整流器和与之配套的交流配电屏、直流配电屏，蓄电池组以及直流－直流变换器等。
B.小型交换局、通信基站、光缆、微波中继等通信站由于直流负荷通常较小，故多采用集交流配电、开关整流器和直流配电于一体的组合式开关电源和列头柜进行组合搭配。
小型交换局直流供电系统如下图所示：
开关电源电池保险1蓄电池组1电池保险2监控模块整流模块负载保险1蓄电池组2交流输入空气开关负载保险2直流负载1直流负载2负载保险3直流负载3工作地负载保险4直流负载4
3 直流供电系统割接案例说明
3.1 原直流供电系统
武汉电信水晶岛机房有一套直流供电系统，其中5楼有一套XXXXXXZXDU500系统，建设于2002年，配置4块60A整流模块，总容量为240A，现负载电流约为1200A，蓄电池组为4组GFM-1000AH，充电电流设置为0.1C10A，即充电电流为400A，现负载电流约为1200A，总共为1600A，总负荷达到75%，超过红色预警线。根据目前两套直流供电系统的实际情况，存在重大网络安全隐患。 3.2 改造后的直流供电系统
武汉水晶岛机房为小型交换局，故采用组合开关电源柜额方式。（本次改造新增2套组合开关电源柜及5台列头柜）。综合目前的负荷及未来几年业务发展的需求，本次工程新增两套ZXDU3000，及其5套列头柜。根据核算将原有的XXXXXX直流供电系统割接到新系统，均分原有负载，同时将供电线路较长的负载优化到就近的直流供电系统中。 3.3直流供电系统割接前的工程勘察设计及方案确定
在工程开展初期，建设单位需组织设计单位、施工单位和监理单位对即将要更换的直流供电系统系统进行现场详细勘察，其主要工作内容如下 ：
（1）对现有的电源系统结构、供电方式进行详细的分析 ；
（2）详细记录直流供电系统所带的通信负载类型、负载容量、后备电池容量等参数 ； （3）确定新直流供电系统设备的选型，新的电源系统结构应用原电源系统保持一致，设备尺寸大
小必须小于或等于原设备尺寸，系统容量应仔细核算大于等于原系统容量并做好冗余 ； （4）确定临时电源方案，对于采用原位更换方式的割接，需在旧系统旁边安装临时过渡交流电源（5）对设备所在的周围空间情况进行勘察，明确设备割接期间，新旧设备、临时电源设备的安装位置，施工人员分布位置。 3.4割接前准备工作
（1）检查记录本次需更换的直流供电系统所接入的通信负载情况，通知各专业做好更换割接前的业务备份工作，制定更换割接期间的业务保障方案 ；
（2）检查后备发电机组（固定机组或移动机组），确保后备发电机组状态良好，能够长时间连续供电，并能够随时投入使用（一旦主用电源故障后，后备机组应立即投入运行，如出现意外，则也必须在后备电池放电终止前输出合格的交流电源），确保燃油等消耗品储备充足 ；
（3）对原系统电池进行放电试验，并进行恢复充电。确保准确掌握现有电池的后备时间，如果后备时间过短或电池有损坏，应先进行维护处理或更换电池 ；
（4）提前准备好割接期间需要用的临时设备、电力电缆（包括新设备的输入、输出、电池线、保护接地线）、施工工具等设备进入施工现场。 3.5割接方案
（1）布放由新装开关电源直流柜至新装列头柜的双路电源线及地线。（要求列头柜的主用电源线接在新开关电源直流柜36-2号柜上，列头柜的备用电源线接在新开关电源直流柜36-1号柜上）
（2）将原有一组蓄电池改接至新的开关电源架电池端子上。另外一组蓄电池继续给原有开关电源供电。
（3）布放两套开关电源直流柜间的割接电缆。（经测算需要185平方电缆五正五负可满足本次割
接所承载的电流量）（电源线A端在原有开关电源系统直流柜4-2号柜内正负极汇流铜牌上连接。（负极在竖向汇流铜牌上连接），电源线B端在新开关电源系统直流柜36-1号柜内第一排正负极汇流铜牌上连接）
（4）电缆连接完后，关闭原来开关电源系统的交流电，将原有开关电源系统的整流模块拔出，用两组电池给原有开关电源系统供电。
(5)插入新装开关电源的整流模块，给新装开关电源加载市电。将原有的开关电源直流柜临时做为新装开关电源直流柜的扩展柜来用。测试新装直流柜，原有直流柜，列头柜是否供电正常。
(6)系统全部系统运行正常后将一组蓄电池改接至新装的开关电源直流柜内的电池端子上，一组改接完后将另外一组也改接至新装开关电源内。（电池接线端由A端改接至B端）
(7)割接双路供电的通信设备：布放新列头柜至列内通信设备的主备用电源线，关闭原有列头柜至设备的备用电源端子，主用电源端子继续由原有列头柜给设备供电，将新列头柜至设备的备用电源线连接，加电测试新列头柜至设备的备用端子供电情况，供电正常后，关闭原有列头柜至设备的主用电源端子，备用电源端子继续由新列头柜给设备供电，将新列头柜至设备的主用电源线连接，加电测试新列头柜至设备的主用端子供电情况，供电正常后，拆除原有列头柜至设备的电源线; 割接单路供电的通信设备：布放新列头柜至列内通信设备的电源线，关闭原有列头柜至设备的电源端子，将布放的电源线连接至设备端子上，加电测试新列头柜至设备的电源端子供电情况，供电正常后，拆除原有列头柜至设备的电源线。
（8）将机房内原有设备的电源线由原有列头柜全部割接至新装列头柜供电后，拆除原有列头柜和上联至原有开关电源的电源线, 拆除原有开关电源直流柜与新开关电源直流柜之间的割接电源线。
（9）整个系统割接完毕后，系统运行正常，拆除原有开关电源设备。 3.6割接事后工作：
（1）将发电机供电切换到市电供电； （2）继续观察新系统工作情况并记录； （3）清理现场各类工具、仪表等工作； （4）做好割接小结。 4
结束语
直流供电系统的割接步骤和过程基本相同，割接中的重点工作和注意事项也类似，本文所叙述的直流供电系统更换割接方案，已在实际工程进行了验证，由于篇幅有限，本文未对相关电源设备（电池、输入输出屏等）割接方案进行详细叙述。在此将重点工作和注意事项总结如下，希望对相关技术领域的各位同行有所帮助：
（1）、割接前的准备工作一定要充分，要了解市电供电情况，以及油机工作和新建直流供电系统运行等情况；
（2）、两套直流供电系统割接时，必须将两套系统的输出并联。先将电压值设置相同，然后输出并联，目的是保证在割接时两套系统对同一个负载没有压降差，防止配电屏熔断器熔断导致通信设备中断； （3）、核实布放电缆标签是否一致和正确；