通信電源系統(tǒng)的供電方式

  1.2.2 通信電源系統(tǒng)的供電方式

  通信電源系統(tǒng)必須保證可靠、穩(wěn)定和安全的供電。不同的局（站）采用不同的供電方式。目前，集中供電、分散供電和混合供電是通信電源系統(tǒng)3種比較典型的供電方式。

  1.集中供電方式

  由變電站和備用發(fā)電機組組成的交流供電系統(tǒng)一般應(yīng)采用集中供電。集中供電方式電源

  系統(tǒng)的組成如圖1-1所示。下面分別從交流供電系統(tǒng)、直流供電系統(tǒng)、接地系統(tǒng)和集中監(jiān)控系統(tǒng)幾個方面進行簡單介紹。

  （1）交流供電系統(tǒng)

  交流供電系統(tǒng)由專用變電站、市電油機轉(zhuǎn)換屏、低壓配電屏（交流配電屏）、備用發(fā)電機組以及移動電站組成。由圖1-1可見，該通信電源的交流供電系統(tǒng)包括變電站供給的交流電源（高壓市電或低壓市電）、油機發(fā)電機供給的自備交流電源和不間斷電源（UninterruptiblePowerSystem,UPS）。為了提高交流供電的可靠性，通信局（站）的市電電源一般都由高壓電網(wǎng)供給，重要通信樞紐局一般都由兩個變電站引入兩路高壓電源，并且由專線引入一路主用，另一路備用。通信局（站）內(nèi)通常都設(shè)有降壓變電室，室內(nèi)裝有高低壓配電屏和降壓變壓器。通過這些變、配電設(shè)備，把高壓電源（一般為1OkV）變?yōu)榈蛪弘娫矗ㄈ?80V），然后供給整流設(shè)備和照明等其他設(shè)備。

  圖1-1集中供電方式電源系統(tǒng)的組成

  為了不間斷供電，通信局（站）內(nèi)一般都配有油機發(fā)電機組。當(dāng)市電中斷時，通信設(shè)備可由油機發(fā)電機組供電。目前國內(nèi)已采用無人值守的自動啟動油機發(fā)電機組，當(dāng)市電中斷時，油機發(fā)電機能自動啟動。由于市電比油機發(fā)電機供電更經(jīng)濟、可靠，因此，在有市電的條件下，通信設(shè)備一般都應(yīng)由市電供電。低壓市電和油機發(fā)電機的轉(zhuǎn)換可由市電油機轉(zhuǎn)換屏來完成。對于重要的交流通信設(shè)備，特別是不允許瞬間斷電的交流用電設(shè)備，如各類程序控制服務(wù)器和工作站等，可采用不間斷電源系統(tǒng)（UPS）供電。

  交流電源系統(tǒng)還應(yīng)對通信局（站）提供一般建筑負荷和保證建筑負荷用電。保證建筑負荷是指通信用空調(diào)設(shè)備、保證照明、消防電梯、消防水泵等；一般建筑負荷是指一般空調(diào)、一般照明及其他備用發(fā)電機組不保證的負荷。

  此外，通信局（站）應(yīng)設(shè)事故照明。事故照明燈可采用直流照明燈或交流應(yīng)急燈。低壓交流配電屏應(yīng)能監(jiān)測交流電壓和電流的變化，當(dāng)市電中斷或電壓發(fā)生較大變化時，能夠自動發(fā)出告警信號。

  （2）直流供電系統(tǒng)

  直流供電系統(tǒng)由整流設(shè)備、蓄電池組和直流配電設(shè)備等部分組成，向各種通信設(shè)備提供直流電源。整流設(shè)備的交流電源由交流配電屏引入，整流設(shè)備的輸出端通過直流配電屏與蓄電池組和負載連接。當(dāng)通信設(shè)備需要多種不同數(shù)值的電壓時，可以采用直流變換器將基礎(chǔ)電源的電壓變換為所需的電壓。由于直流供電系統(tǒng)中設(shè)置了蓄電池組，因此可以保證不間斷供電。

  目前廣泛應(yīng)用的直流供電方式為并聯(lián)浮充供電方式，即將整流設(shè)備與蓄電池組并聯(lián)后向通信設(shè)備供電。并聯(lián)浮充供電方式的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠，且供電效率較高；缺點是在浮充工作狀態(tài)下，輸出電壓較高，而當(dāng)蓄電池單獨供電時，輸出電壓較低，因此負載電壓的變化范圍較大。近年來，許多通信設(shè)備的直流電源電壓的允許變化范圍都較寬，所以通常不需要采用傳統(tǒng)的尾電池或桂管調(diào)壓的供電方式。

  （3）接地系統(tǒng)

  為了提高通信質(zhì)量并確保通信設(shè)備與人身的安全，通信電源的交流和直流供電系統(tǒng)都必須有良好的接地裝置。接地按功能包括：工作接地（交流工作接地和直流工作接地）、保護接地（交流保護接地或機架保護接地和屏蔽接地等）和防雷接地。R前，一般將機房的直流工作接地、保護接地和防雷接地共用一組接地體，這種接地方式稱之為聯(lián)合接地。

  （4）集中監(jiān)控系統(tǒng)

  對通信電源站實施集中監(jiān)控管理是對分布的各個獨立的電源系統(tǒng)和系統(tǒng)內(nèi)各個設(shè)備進行遙測、遙信、遙控，實時監(jiān)視系統(tǒng)和設(shè)備的運行狀態(tài)，記錄和處理相關(guān)數(shù)據(jù)，及時偵測故障并通知人員處理，從而實現(xiàn)通信局（站）的少人或無人值守。

  綜上所述，集中供電方式有如下優(yōu)缺點。

  （1）集中供電的優(yōu)點

  ①供電設(shè)備與通信設(shè)備分開，相互千擾小。

  ②供電容量大，設(shè)備集中，便于專人維護。

  （2）集中供電的缺點

  ①供電可靠性差^出現(xiàn)局部故障，則會影響整個電源系統(tǒng)的安全供電。

  ②供電經(jīng)濟性差。浪費電能、傳輸損耗大，特別是長距離供電傳輸成本高，線路壓降低，造成巨大的能源損耗。

  ③基礎(chǔ)投資費用大、系統(tǒng)擴容困難。集中供電系統(tǒng)一般按終期負荷設(shè)計，至少預(yù)計了10年的負載要求，一旦擴容或更換設(shè)備時，甚至需要改建機房，將造成很大浪費。

  2.分散供電方式

  分散供電方式電源系統(tǒng)的組成如圖1-2所示。

  同一通信局（站）原則上應(yīng)設(shè)置一個總的交流供電系統(tǒng)，并由此分別向各直流供電系統(tǒng)提供低壓交流電。各直流供電系統(tǒng)可分樓層設(shè)置，也可按各通信設(shè)備系統(tǒng)設(shè)置。設(shè)置地點可為單獨的電力電池室，也可與通信設(shè)備同一機房。

  集中供電是將整流設(shè)備、蓄電池組和交直流配電屏均集中放置在電力室，然后將低壓直流電送入到各通信機房。而分散供電的思想是：電力室只要保證交流供電，即將交流電源直

  接送入各通信樓層或通信機房：而直流電源則由分散設(shè)置在通信樓層或通信機房的整流設(shè)備、蓄電池組、直流配電屏組成的供電系統(tǒng)就近供電于各通信設(shè)備，大大縮短了低壓直流傳輸?shù)木嚯x，減少了能耗。

  圖1-2分散供電方式電源系統(tǒng)的組成

  與集中供電系統(tǒng)相比，分散供電系統(tǒng)的優(yōu)缺點如下。

  （1）分散供電的優(yōu)點

  ①供電可靠性高。多個電源系統(tǒng)同時出故障的概率小，即全局通信癱瘓的概率很小。

  ②供電經(jīng)濟性高。變集中供電方式的低電壓大電流直流輸電為380/220V的交流輸電，極人地減少了線路損耗：同時。分散供電系統(tǒng)一般都采用高頻開關(guān)型整流器設(shè)備，因此，系統(tǒng)功率因數(shù)高、效率也高。

  ③投資費用低，占地面積小，供電系統(tǒng)靈活性高。

  ④運行維護費用低。在分散供電系統(tǒng)中的通信設(shè)備自動化程度和監(jiān)控能力均較可靠，特別是采用閥控式免維護蒂電池組，大大降低了維護成本和強度。

  （2）分散供電的缺點

  ①分散供電時，為降低樓板對蓄電池組的荷重要求，在電池容量和放電時間的選擇上往往偏<1。因此，需要將傳統(tǒng)的以蓄電池為主要保障供電的思想改變?yōu)橐越涣麟姳Ｕ瞎╇姷乃枷搿５?章通信電源系統(tǒng)概述|7

  ②分散供電需要考慮通信電源設(shè)備是否會對通信設(shè)備或系統(tǒng)造成影響，特別是在電磁兼容性方面的考慮。

  3.混合供電方式

  混合供電方式電源系統(tǒng)的組成如閣1-3所示。

  圖1-3混合供電方式電源系統(tǒng)組成框圖

  在一些特殊的通信供電系統(tǒng)中，如光纜中繼站和微波無人值守中繼站，通常采用交流電源和太陽電池方陣（或風(fēng)能等能源）相結(jié)合的混合供電方式電源系統(tǒng)。該系統(tǒng)由太陽電池方陣或風(fēng)力發(fā)電機組、低壓市電、蓄電池組、整流設(shè)備、配電設(shè)備以及移動電站等組成。對于微波無人值守中繼站，若通信容量較大，不宜采用太陽能供電時，則采用市電與無人值守自動化性能及可靠性高的油機發(fā)電機組組成交流供電系統(tǒng)。