岳勝 常洪濤

【摘要】? ? 近幾年，我國通信行業(yè)得到了全面提升，致使大量高壓直流供電系統(tǒng)和試驗(yàn)區(qū)域，無論是行業(yè)規(guī)范還是構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)都不斷進(jìn)行完善和優(yōu)化，致使高壓直流供電系統(tǒng)的基礎(chǔ)建設(shè)逐漸進(jìn)入發(fā)展環(huán)節(jié)，其系統(tǒng)容量在不斷擴(kuò)大，機(jī)房類型也在由運(yùn)營商自有機(jī)房向大型數(shù)據(jù)中心機(jī)房發(fā)展。本文首先詳細(xì)分析高壓直流供電技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，并且結(jié)合高壓直流供電系統(tǒng)種類，進(jìn)一步總結(jié)出高壓直流供電技術(shù)適應(yīng)性。

【關(guān)鍵詞】? ? 高壓直流供電技術(shù)? ? 通信行業(yè)? ? 維護(hù)系統(tǒng)? ?電源模式

信息通信以及互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的不斷建設(shè)與進(jìn)步，信息通信設(shè)備與系統(tǒng)對(duì)電源供電技術(shù)水平的要求隨之提升，加上現(xiàn)階段數(shù)據(jù)環(huán)境和應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，其電量已經(jīng)超出了傳統(tǒng)交換設(shè)備的基礎(chǔ)需求。

一、高壓直流供電技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

隨著我國對(duì)互聯(lián)網(wǎng)以及信息通信行業(yè)的全面發(fā)展，高壓直流供電技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用和技術(shù)操作，比如：中國電信企業(yè)為了進(jìn)一步提升通信質(zhì)量和效率，開始集中構(gòu)建出240伏的高壓直流供電實(shí)驗(yàn)局，并且在我國各個(gè)地區(qū)相繼開展一系列通信測試網(wǎng)點(diǎn)，經(jīng)過長時(shí)間的實(shí)踐與優(yōu)化，直至2020年為止，已經(jīng)構(gòu)建出220套高壓直流運(yùn)轉(zhuǎn)與維護(hù)系統(tǒng)，尤其是在南部地區(qū)，電信通信系統(tǒng)與硬件管理區(qū)域已經(jīng)建設(shè)許多IDC控制區(qū)域、核心IT數(shù)據(jù)信息處理系統(tǒng)以及相關(guān)終端業(yè)務(wù)等，進(jìn)而從根本保證高壓直流供電技術(shù)的全面發(fā)展和運(yùn)轉(zhuǎn)。同時(shí)電信公司在高壓直流供電技術(shù)應(yīng)用過程中，為了從根本上確保供電系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，先后在深圳、內(nèi)蒙古等相關(guān)地區(qū)開展一系列高壓直流供電信息測試，同時(shí)為了保證測試結(jié)果的普遍性與真實(shí)性，除了選擇常規(guī)240伏電壓，還選擇了336伏直流電壓開展全面的數(shù)據(jù)和技能實(shí)驗(yàn)，并且相繼在全國各個(gè)地區(qū)開展一系列測試地點(diǎn)。

高壓直流供電技術(shù)在運(yùn)轉(zhuǎn)工程中，由于其內(nèi)部結(jié)構(gòu)中的HVDC系統(tǒng)普遍具有經(jīng)濟(jì)支出成本較低、收益高等相關(guān)優(yōu)勢和特點(diǎn)，因此在我國通信行業(yè)得到了全面的應(yīng)用和宣傳，我國移動(dòng)信號(hào)企業(yè)為了保證高壓直流供電技術(shù)水平，開始建設(shè)建設(shè)出至少240伏的實(shí)驗(yàn)企業(yè)與地區(qū)，進(jìn)而選擇多個(gè)區(qū)域開展一系列信息基礎(chǔ)功能測試，同時(shí)以此作為基礎(chǔ)條件全面擴(kuò)大高壓直流供電系統(tǒng)的基礎(chǔ)應(yīng)用[1]。同時(shí)隨著大多數(shù)實(shí)驗(yàn)區(qū)域的構(gòu)建完畢，我國同樣不斷提高針對(duì)直流電力供應(yīng)的編撰工作，提出了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，全方位、多角度推進(jìn)系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展水平，有利于產(chǎn)品發(fā)展基礎(chǔ)進(jìn)程，同時(shí)充分引導(dǎo)產(chǎn)品具體發(fā)展方向。如表1，不同電流運(yùn)輸模式比較。

二、高壓直流供電系統(tǒng)種類

高壓直流供電系統(tǒng)項(xiàng)目以及基礎(chǔ)工程建設(shè)過程中，系統(tǒng)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)選擇成為現(xiàn)階段供電系統(tǒng)的主要問題之一，為此項(xiàng)目工程技術(shù)人員在實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，需要在系統(tǒng)性、安全性、經(jīng)濟(jì)性以及穩(wěn)定性之間開展全面考核。同時(shí)為了進(jìn)一步保證高壓直流供電系統(tǒng)項(xiàng)目結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，需要進(jìn)一步參考48伏的直流電源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)建設(shè)，以及UPS系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)模式，以此為項(xiàng)目工程提供一系列技術(shù)支持。

第一，高壓直流單電源系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)中的雙向電路供電模式運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，該技術(shù)方式與傳統(tǒng)48伏直流供電系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)模式基礎(chǔ)相同，并且系統(tǒng)自身結(jié)構(gòu)建設(shè)相對(duì)比較簡單，并且整體工程項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)投資相對(duì)較小，而實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，由于系統(tǒng)服務(wù)設(shè)備的雙路信息輸出一般來自于相同高壓直流電源系統(tǒng)，進(jìn)而在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的電源區(qū)域一側(cè)明顯存在單點(diǎn)故障問題，如圖1，單系統(tǒng)雙路供電結(jié)構(gòu)圖[2]。

第二，高壓直流雙方向電源系統(tǒng)在雙路供電模式的選擇上，與雙向電路供電模式相互比較，該技術(shù)模式實(shí)施過程中，每臺(tái)列頭柜在系統(tǒng)配置方面上，其電源輸出分別來自2套電源供電系統(tǒng)，進(jìn)一步消除了系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)中單點(diǎn)故障問題，進(jìn)而提升系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)電力供應(yīng)的穩(wěn)定性與可靠性。但是該技術(shù)在實(shí)施過程中，由于系統(tǒng)所搭配的操作技術(shù)為2N模式，所以系統(tǒng)所造成的冗余度極大，導(dǎo)致系統(tǒng)在正常運(yùn)轉(zhuǎn)過程中的基礎(chǔ)帶載率相對(duì)較低。

第三，UPS+直流雙方向電路供電模式中，主要將傳統(tǒng)的供電模式相互融合，并且使用1路UPS電源系統(tǒng)，而另外一路則是高壓直流電源的雙方向電力供應(yīng)模式，該電力供應(yīng)模式有效消除了系統(tǒng)單位置點(diǎn)故障問題，進(jìn)而有效提升了電力供應(yīng)的穩(wěn)定和可靠性，并且每個(gè)設(shè)備結(jié)構(gòu)內(nèi)部需要直接提供至少2路電源模式，其終端業(yè)務(wù)設(shè)備在電力連接方式上更加靈活和多變。然而此種技術(shù)所展現(xiàn)出的問題和不足同樣比較明顯，由于電力供應(yīng)系統(tǒng)在新建機(jī)房區(qū)域中，需要建設(shè)中至少2種不同的電源供電系統(tǒng)，此種系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)模式無形之中增加了系統(tǒng)后續(xù)維護(hù)的基礎(chǔ)工作量，并且每個(gè)系統(tǒng)機(jī)架需要為系統(tǒng)提供2路直流供電系統(tǒng)，其中系統(tǒng)在使用性能和接地模式上均產(chǎn)生了不同程度維護(hù)難度。

第四，城市電力供應(yīng)+高壓直流雙方向供電電路，此種模式一般需要使用1路城市電源供應(yīng)模式，1路高壓直流電源雙方向供電模式，由于該技術(shù)模式的優(yōu)勢與缺陷十分相似，因此城市電路在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中無需開展電力能量的轉(zhuǎn)化，進(jìn)而最大限度地提升系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)質(zhì)量和效率。加上現(xiàn)階段電力供應(yīng)需要綜合考慮城市電力供應(yīng)計(jì)劃和方案、突發(fā)停電問題以及電力質(zhì)量等相關(guān)因素，所以該供電技術(shù)模式的可靠性相比其他方式綜合性能相對(duì)較低，為此在通信行業(yè)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，需要綜合

考慮高壓直流供電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，并結(jié)合通信行業(yè)廣泛應(yīng)用的48V直流系統(tǒng)的現(xiàn)狀，需要選擇其中一種供電模式為系統(tǒng)提供足夠的供電可靠性，

三、高壓直流供電技術(shù)適應(yīng)性

3.1系統(tǒng)配電器選擇

3.1.1直流電力配置

高壓直流供電系統(tǒng)和技術(shù)使用環(huán)節(jié)，與傳統(tǒng)系統(tǒng)相互比較，該系統(tǒng)需要進(jìn)行輸出的分支線路數(shù)量相對(duì)較少，同時(shí)系統(tǒng)日常維護(hù)和工程運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)施環(huán)節(jié)，直流電力搭配屏內(nèi)部結(jié)構(gòu)中的電氣零部件基礎(chǔ)操作性能相對(duì)較低，因此，熔斷設(shè)備在經(jīng)濟(jì)支持以及直流維護(hù)具備一定經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢。與此同時(shí)，直流電力系統(tǒng)配置還需要充分考慮高壓直流電力供應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)中，系統(tǒng)熔斷器以及系統(tǒng)斷路器之間上級(jí)與下級(jí)之間的搭配聯(lián)系，同時(shí)為了進(jìn)一步確保系統(tǒng)電力搭配的靈活性和系統(tǒng)性，為此需要根據(jù)直流配電模式的第一級(jí)別輸出實(shí)際情況，選擇熔斷器。而當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)中選擇熔斷器時(shí)，應(yīng)該盡可能確保電流系統(tǒng)正、負(fù)極系統(tǒng)配置相關(guān)的熔斷器，同時(shí)兩個(gè)熔斷器在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中必須同時(shí)保持?jǐn)嚅_狀態(tài)，防止出現(xiàn)系統(tǒng)單方向分段情況[3]。

3.1.2列頭柜

在直流列頭柜線路進(jìn)入方式的選擇上，則應(yīng)該選擇標(biāo)準(zhǔn)熔斷器設(shè)備，或者直流超負(fù)荷系統(tǒng)隔離開關(guān)設(shè)備，系統(tǒng)輸出路線的選擇上，還需要充分考慮系統(tǒng)該操作頻率和質(zhì)量，由于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上熔斷設(shè)備所占據(jù)的空間相對(duì)較大，所以針對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行過程中，應(yīng)該首先配置雙方向的直流斷路器，同時(shí)系統(tǒng)上、下級(jí)別的配電器零部件具有一定選擇性，而熔斷器與直流斷路器開展串聯(lián)保護(hù)時(shí)，熔斷器則應(yīng)該安裝在設(shè)備內(nèi)部環(huán)境，保證其標(biāo)準(zhǔn)額定電流不能小于額定電流數(shù)據(jù)的兩倍，使其具有選擇性。

3.2電纜選擇

現(xiàn)階段信息通信行業(yè)在電力供應(yīng)模式上，傳統(tǒng)48伏直流供電系統(tǒng)一般需要使用正極接地運(yùn)轉(zhuǎn)系統(tǒng)，同時(shí)為了考慮到系統(tǒng)穩(wěn)定性、可靠性，高壓直流供電系統(tǒng)需要使用不接地運(yùn)轉(zhuǎn)系統(tǒng)，進(jìn)一步討論了高壓直流供電模式與電纜選擇技術(shù)方式。第一，與傳統(tǒng)48伏直流系統(tǒng)的接地模式相比較，主要供電電路需要使用3路單芯電纜線路，所以對(duì)于傳統(tǒng)48伏運(yùn)轉(zhuǎn)系統(tǒng)來說，系統(tǒng)PE接地模式主要體現(xiàn)出三個(gè)基礎(chǔ)作用。比如：等電位聯(lián)結(jié)、抑制外界電磁干擾等相關(guān)方面，進(jìn)而保證系統(tǒng)產(chǎn)生接地故障問題時(shí)，可以構(gòu)成保證電流通常的連接通道和形式，致使已經(jīng)產(chǎn)生故障問題電流形式最快速度回到電源一側(cè)。同時(shí)對(duì)于高壓直流不接地系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)模式來說，PE接地的實(shí)際作用主要體現(xiàn)出兩個(gè)方面。比如：等電位、抑制電磁干擾等相關(guān)方面，因此使用此種技術(shù)方式在接地方面上具有明顯優(yōu)勢。

第二，在連接方式的選擇上，主要電力供應(yīng)線路需要使用至少2路單芯電纜模式，并且終端業(yè)務(wù)區(qū)域內(nèi)需要來自機(jī)房接地模式，因此該系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)模式與傳統(tǒng)方式相比較，主要電力供應(yīng)電路直接節(jié)省了1路電纜線路，其中機(jī)房列頭柜的PE系統(tǒng)需要基機(jī)房的地線相互連通，盡可能降低和減少了鋪設(shè)給用以及線路設(shè)計(jì)空間[3]。

3.3監(jiān)察系統(tǒng)選擇

在高壓直流供電系統(tǒng)中，供電模式一般使用不接地供電系統(tǒng)，此種模式不僅有效提升了系統(tǒng)基礎(chǔ)穩(wěn)定性，并且還可以強(qiáng)化對(duì)技術(shù)人員的人身安全，但是不接地系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，如果產(chǎn)生以此單極接地之后無法及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障問題，系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中的高穩(wěn)定性、高安全性等優(yōu)勢則無法充分體現(xiàn)。所以不接地系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)中必須搭配相應(yīng)的絕緣檢查設(shè)備和管理制度，并且可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)且有效排出一次性故障問題，防止系統(tǒng)產(chǎn)生二次故障問題。

四、結(jié)束語

由此可見，通信行業(yè)在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，作為國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的核心行業(yè)，其電源系統(tǒng)和操作技術(shù)水平直接影響整個(gè)行業(yè)的發(fā)展以及基礎(chǔ)發(fā)展，面對(duì)行業(yè)激烈競爭帶來的巨大挑戰(zhàn)，高壓直流供電技術(shù)將成為未來通信領(lǐng)域發(fā)展的重點(diǎn)方向。

參? 考? 文? 獻(xiàn)

[1]賈德晉. 市電與高壓直流混合供電技術(shù)在通信領(lǐng)域應(yīng)用與探討[J]. 中國新通信， 2019， v.21（21）：39-40.

[2]趙江繼， 王力祥， 靳志月. 通信用高壓直流供電系統(tǒng)的可靠性研究[J]. 通信電源技術(shù)， 2020， v.37;No.197（05）：169-170.

[3]魏巍. 電力通訊技術(shù)在電力監(jiān)控及自動(dòng)化系統(tǒng)中的實(shí)踐應(yīng)用[J]. 信息周刊， 2020， 000（006）：P.1-1.