通信局直流供电系统的优化方案

通信局（站）直流供电系统主要由整流设备、直流配电屏（柜）和蓄电池组等按要求组合而成。直流供电系统输出电压主要为-48V，只有一些长途光缆中继站和少数进口设备还采用-24V供电。直流输出电流由几百到几千安不等。

为了保证通信供电的可靠性，避免由于电源故障导致通信全面中断，重要通信局（站）直流供电系统多采取分散供电方式。通常将多台开关整流器在机架上并联组成整流柜（屏），再由交流配电柜（屏）、直流配电柜（屏）和整流柜、蓄电池组组成一套直流供电系统为一部分通信设备供电，其他部分由另外一套或几套直流电源系统分别供电，以此来实现直流分散供电。根据通信设备的用电容量和通信设备的不同用途，一般可采用单机架直流供电系统或多机架大容量直流供电系统。

（一）单机架直流供电系统

单机架直流供电系统由交流配电单元、整流模块单元、直流配电单元、监控模块和-48V蓄电池组构成。

1.交流配电单元

交流配电单元接受来自市电或柴油发电机组的交流电能，并将其馈送至各个整流器模块或经交流分路输出。考虑到这种单机架组合电源的整流模块一般为单相220V输入，为三相平衡，应将机架内所有整流模块平均地分配到每一相上。交流分路输出为机房内其他交流用电设备，如空调、UPS、计算机等提供电源。交流分路输出的数量和容量可根据用户实际需要而定。交流配电单元的另一种重要功能是实现两路输入交流电的通断互锁，即其中一路交流电源发生故障时可自动切换到另一路交流电源上。但任何时间都不允许出现两路交流电源同时接通或同时断开的现象。为防止雷害侵袭，在交流市电输入端通常还安装有符合要求的防雷过压保护装置（SPD）。

2.整流模块单元

整流模块是直流电源系统的重要组成部分，电源系统供电质量主要取决于整流模块的电气指标。整流器模块完成AC/DC的变换，以并联均流方式为通信设备供电，同时对蓄电池组进行恒流限压浮充充电。

3.直流配电单元

直流配电单元通常将整流器并联输出的-48V直流电分配为3路：①第一路为通信设备供电；②第二路为蓄电池组充电，蓄电池放电回路中装设有欠压保护继电器和熔断器；③第三路是为机房内其他直流输入的设备供电。同样，直流分路输出的数量和容量视具体情况而定。直流配电部分设有应急电源。晚间交流停电时，启动直流应急电源进行照明，能方便进行故障处理。应急电源输出的最大容量一般设计为100A，其启动电路多用直流接触器控制。

4.监控模块

直流电源系统的监控模块对于独立的电源系统来说相当于具有智能的控制中心，但对于通信局（站）的集中监控或区域乃至更大的本地网监控中心来讲，监控模块则是一个最基本的监控单元。监控模块的主要功能应具备以下几方面。

（1）监测功能

监控模块的监测对象包含交流配电、整流器模块和直流配电部分（包括蓄电池组）。交流配电所监测的内容有交流输入线（相）电压、电流；整流器模块的监测内容有模块并联输出电压值以及每个模块的输出电流值；直流配电部分的监测内容有系统直流输出电压、负载电流、蓄电池充放电电流及放电时电压的实时测量，各分路输出电流及总电流。

（2）控制及告警功能(www.xing528.com)

控制功能主要包括电源系统的开机、关机；各个整流器模块的开机、关机；直流输出电压、交流输入电压范围及直流输出电流极限值的设定；另外还有一套完整的蓄电池管理功能，如蓄电池浮充、均衡充电电压和充电电流极限值的设定；浮充、均充时间的设定及两种充电状态的相互转换；环境温度的测量，充电时环境温度系数的补偿，电池放电时的容量记录和电池欠压保护点的设定等。电源系统在运行期间如有某些参数达到或超过告警的设定值，监控模块将采集到的模拟量或开关量信号经过处理后发出声光告警信号，在监控模块的显示屏上显示出故障部位和故障原因。更完善的告警系统还可以将最近一次或几次的故障时间及故障原因储存记录为查询故障和分析故障提供历史依据。

（3）与上位机数据通信功能

此功能是实现通信局（站）内多套电源系统的集中监控及区域监控，或更大的监控中心对更多的通信局（站）电源系统的集中监控。

单机架直流供电系统的特点是功能齐全。由于交、直流配电及整流器模块均在一个电源机架上组合而成，因而占地面积小，摆放灵活，进线方式灵活，整流器模块的投入或退出非常方便，电源系统的增容及减容十分便捷。

不过由于这种电源由单机架组合而成，所以输出电流受到了一定的限制，一般设计在1000A以下。这种单机架组合的直流电源系统在业内习惯称为组合电源，多用于小型的通信局（站）。

（二）多机架大容量直流供电系统

多机架大容量直流电源系统是由独立的交流配电柜（屏）、一个或几个装有整流器模块的整流柜（屏）和独立的直流配电柜（屏）按照一定的要求排列连接组成。其各部分功能与单机架组合电源基本相同。

这种电源系统一般为大型局（站）通信设备供电，其输出电流可达几千安，因此对交流供电的可靠性有较高的要求。在电源系统的输入端一般至少要有两路交流供电，其中一路必须是一主一备的柴油发电机组。

多机架大容量直流电源系统由两路交流电源供电，一路为市电输入，另一路由柴油发电机组供电。经过主、备切换后一路供给整流柜，其他经交流分路输出供机房其他交流设备使用。

交流配电柜输入按要求也装设防雷装置。整流柜输出直流汇接到直流母排，并送至直流配电柜，经直流输出分路输出供直流负载分配使用。

两组蓄电池通过充放电分流器、总电池开关和分路电池开关与整流器模块输出汇流排并联，两组蓄电池分别串联有欠压切断保护继电器。当电池放电电压达到欠压告警设定值时发出声光告警，如继续放电到欠压关断设定值时，电池分路开关将自动断开，以保护蓄电池不致因深度放电而损坏。

整流器模块的工作方式一般分为内控式和外控式两种。内控式整流器模块内部设有独立的监控单元，可对整流器模块的参数进行检测、设定和显示，这种整流器模块与系统的监控模块一般通过RS-485总线连接。外控式整流器模块内部不设独立的监控单元，其输出电压、输出电流极限受系统监控模块的控制。如果监控模块发生故障，整流器模块转为自主工作状态，其输出电压，限流点服从初始设定值，保证系统不问断供电。这种外控式整流器模块向系统监控模块传输的信号可以是模拟量和数字量，在监控模块内完成A/D转换。

监控模块监控功能的实现，可以用本机键盘操作对电源系统运行的参数进行检测、设定和显示，也可以通过RS-232通信接口与上位机连接实现局（站）内电源系统的集中监控，还可以通过调制解调器与远程上位机相连实现远程监控。