王志凱
摘 要:隨著通信樞紐機(jī)房設(shè)備工程的實(shí)施,通信樞紐機(jī)房的配電系統(tǒng)也需不斷擴(kuò)容,配電系統(tǒng)新擴(kuò)后總會(huì)面臨多套系統(tǒng)荷載不均衡的問題。本文詳細(xì)分析某電信樞紐樓多套配電系統(tǒng)荷載,通過(guò)荷載均衡化改造具體實(shí)踐,探討荷載均衡調(diào)整的方案與思路。
關(guān)鍵詞:樞紐機(jī)房 配電系統(tǒng) 荷載分析調(diào)整
中圖分類號(hào):TN86 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-098X(2017)12(b)-0022-02
通信樞紐配電系統(tǒng)分為交流配電系統(tǒng)、直流配電系統(tǒng)兩類,為滿足通信設(shè)備新建、擴(kuò)容的用電需要及配電系統(tǒng)高能效運(yùn)行條件,配電系統(tǒng)荷載常需要調(diào)整。本文以某電信樞紐配電系統(tǒng)均衡調(diào)整為例,具體研究UPS、開關(guān)電源荷載均衡問題,形成了UPS、開關(guān)電源荷載均衡改造的可行方案。方案實(shí)施后,該電信樞紐機(jī)房達(dá)到了多套獨(dú)立配電系統(tǒng)荷載適度的目的。
1 通信樞紐配電系統(tǒng)荷載問題
通信樞紐配電系統(tǒng)的規(guī)劃、建設(shè)與整個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)容、更新同步進(jìn)行,配電系統(tǒng)建設(shè)伴隨機(jī)房建設(shè)的整個(gè)生命周期,配電系統(tǒng)間荷載調(diào)整是電源工程建設(shè)的重要方面。
1.1 直流配電系統(tǒng)
通信用直流電源系統(tǒng)多采用-48V分立式開關(guān)電源,樞紐機(jī)房開關(guān)電源系統(tǒng)一般配置1~2臺(tái)整流機(jī)架,100A整流模塊10~20塊;配置直流輸出屏1~2架,單系統(tǒng)額定荷載電流1000~2500A;配置2組、4組蓄電池,單組電池容量1000~3000Ah。
效率是高頻開關(guān)電源一項(xiàng)重要指標(biāo),整流器效率是直流輸出功率與交流輸入有功功率之比的百分?jǐn)?shù)。根據(jù)整流模塊的效率曲線,整流模塊荷載在50%~90%區(qū)間內(nèi)效率高,可達(dá)95%以上;荷載在50%以下或90%以上時(shí)效率較低。該電信樞紐樓有6套開關(guān)電源系統(tǒng),根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范,整流模塊每10塊備用1塊,電池充電荷載按10h充電率計(jì)算。該樞紐樓開關(guān)電源系統(tǒng)使用情況如表1所示。
1.2 交流配電系統(tǒng)
通信用交流配電系統(tǒng)通常指UPS系統(tǒng)。UPS為通信設(shè)備提供優(yōu)質(zhì)、不間斷電源,在通信電源系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用。UPS系統(tǒng)按照工作原理可分為后備式、雙變換在線式及在線互動(dòng)式三大類。通信樞紐機(jī)房因?qū)╇娰|(zhì)量要求高,一般選用雙變換在線式UPS。
該電信樞紐現(xiàn)有1套2+1UPS系統(tǒng)(單機(jī)300kVA,可用容量480kVA)及2套320kVA模塊式UPS系統(tǒng)。2+1UPS系統(tǒng)已經(jīng)滿載(荷載功率480kW),系統(tǒng)安全性存在風(fēng)險(xiǎn),所帶載服務(wù)器集群無(wú)法擴(kuò)容,且主機(jī)大修期臨近,因系統(tǒng)處于高荷載運(yùn)行,大修時(shí)暫停任一臺(tái)UPS主機(jī),整個(gè)系統(tǒng)的安全性無(wú)法保障;2套模塊式UPS系統(tǒng)荷載輕,效能低。
2 配電系統(tǒng)荷載分析
2.1 開關(guān)電源荷載分析
通信設(shè)備的新增或擴(kuò)容容易忽視開關(guān)電源系統(tǒng)荷載,甚而出現(xiàn)過(guò)載告警,才不得不叫停新的用電加載,為保護(hù)系統(tǒng)和通信安全,必須進(jìn)行荷載調(diào)整。
開關(guān)電源系統(tǒng)荷載分為設(shè)備荷載和蓄電池組充電荷載,其中蓄電池組充電荷載宜按10h充電率計(jì)算,例如單組1000Ah/-48V蓄電池10h充電率荷載電流為100A。綜合計(jì)算開關(guān)電源蓄電池組充電荷載、備用整流模塊及通信設(shè)備荷載,該電信樞紐1#開關(guān)電源荷載率應(yīng)控制在70%以下,若考慮通信設(shè)備擴(kuò)容需求,其荷載率在60%以下為宜,即荷載電流1200A以下。同理,2#開關(guān)電源荷載電流宜控制在1200A以下,3#開關(guān)電源系統(tǒng)宜控制在1000A以下。
2.2 UPS系統(tǒng)荷載分析
該電信樞紐共3套UPS系統(tǒng),其中2+1UPS系統(tǒng)1套輸出功率504kW,處于超荷載運(yùn)行;320kVA模塊式UPS系統(tǒng)2套(使用時(shí)互為主備),輸出功率90kW,荷載率較低。為保障2+1UPS系統(tǒng)停機(jī)大修安全及新增設(shè)備用電需求,需要對(duì)2+1UPS系統(tǒng)荷載割接至320kVA模塊式UPS系統(tǒng)。
UPS系統(tǒng)割接的首要原則是人員安全,其次是不斷電。UPS電源割接不斷電是保證通信業(yè)務(wù)不中斷的必要條件,而兩路交流電只有在同源(同頻率、同相位、同振幅)時(shí)才可以并接,從而實(shí)現(xiàn)通信設(shè)備的不間斷供電,為此需利用市電或啟用臨時(shí)UPS系統(tǒng)作為同源電源。經(jīng)調(diào)研,該電信樞紐3套UPS系統(tǒng)主機(jī)調(diào)至旁路供電時(shí)均由市電直接供電(市電有油機(jī)保障),因此可以對(duì)2+1UPS系統(tǒng)荷載進(jìn)行在線割接。
3 配電系統(tǒng)均衡調(diào)整方案
為保障網(wǎng)絡(luò)安全,根據(jù)《通信電源設(shè)備割接技術(shù)要求》,電源系統(tǒng)割接改造應(yīng)避開重要通信任務(wù)保障期、業(yè)務(wù)高峰期以及其他專業(yè)建設(shè)期。
3.1 開關(guān)電源系統(tǒng)荷載均衡調(diào)整
該電信樞紐開關(guān)電源荷載調(diào)整應(yīng)在線割接。
(1)在1#、2#、3#開關(guān)電源帶載設(shè)備集中的機(jī)房新增樓層配電柜,新增配電柜分別從4#、5#、6#開關(guān)電源引電,并加電調(diào)測(cè)。
(2)對(duì)列頭柜進(jìn)行割接,布放電纜,依次將1#、2#、3#開關(guān)電源帶載的部分直流列頭柜割接至新增的樓層直流配電柜。
(3)拆除直流列頭柜至原樓層直流配電柜的電纜。
3.2 UPS荷載均衡調(diào)整及主旁路分離改造
UPS減載時(shí)單電源設(shè)備需要斷電割接,會(huì)影響被割接業(yè)務(wù)的使用。斷電割接前,需要業(yè)務(wù)部門對(duì)斷電影響進(jìn)行評(píng)估,具體割接方案需要參考業(yè)務(wù)部門意見。
對(duì)于雙路、多路設(shè)備,可不斷電割接,設(shè)備在獨(dú)立電源系統(tǒng)(頻率、相位、電壓有差異的情況下)間是否可以不斷電割接需向該設(shè)備廠家確認(rèn)。
在取得UPS設(shè)備、通信設(shè)備廠家技術(shù)支撐的情況下,參考以下步驟割接:
(1)在設(shè)備機(jī)房新增雙路交流列頭柜,從低荷載UPS系統(tǒng)引電,并加電調(diào)測(cè)。
(2)將雙路供電設(shè)備逐柜割接至新增的列頭柜:主、備依次割接,確保不斷電。
2+1UPS系統(tǒng)3臺(tái)主機(jī)均引接2組600Ah蓄電池、1路市電輸入,旁路并聯(lián)復(fù)接在主輸入上,存在單路由引電或配電設(shè)備單點(diǎn)故障時(shí)的斷電風(fēng)險(xiǎn),需將該UPS系統(tǒng)改造為主旁分離的分離旁路系統(tǒng)。
2+1UPS系統(tǒng)分離旁路改造在系統(tǒng)減載后啟動(dòng),與UPS主機(jī)大修同步進(jìn)行,減少UPS主機(jī)斷電次數(shù)和斷電時(shí)間,降低改造風(fēng)險(xiǎn)。具體為:2+1UPS系統(tǒng)主機(jī)2、主機(jī)3主輸入與維修旁路分離,將主機(jī)2、主機(jī)3主輸入引電分別割接至新低壓配電柜630A端子,維修旁路保留占用原低壓配電柜端子。
在分離旁路前,需評(píng)估改造的可行性;改造過(guò)程中,需專業(yè)技術(shù)人員到場(chǎng)支撐,嚴(yán)格按設(shè)備手冊(cè)操作,合理安排工序,降低分離旁路改造影響。
4 結(jié)語(yǔ)
配電系統(tǒng)荷載問題在樞紐機(jī)房經(jīng)常遇到,在各配電系統(tǒng)間進(jìn)行荷載調(diào)整是保障通信安全,提高電源運(yùn)行效率,延長(zhǎng)系統(tǒng)壽命使用切實(shí)可行的途徑。開關(guān)電源荷載調(diào)整采用帶電割接,有效保障業(yè)務(wù)安全;UPS荷載調(diào)整,雙路供電設(shè)備主備路依次割接,保證業(yè)務(wù)暢通不掉電。在具體實(shí)施過(guò)程中,因受到機(jī)房承重、空間及電源系統(tǒng)互聯(lián)等因素影響,需要具體分析。
參考文獻(xiàn)
[1] 中華人民共和國(guó)通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YD/T 1051-2010通信局(站)電源系統(tǒng)總體技術(shù)要求[S].
[2] 漆逢吉.通信電源[M].北京:北京郵電大學(xué)出版社,2012.
[3] 楊杰,邢鋒.通信UPS電源系統(tǒng)在線割接方法研究[J].通信電源技術(shù),2015(32):147-149.