通信电源系统的供电方式

  1.2.2 通信电源系统的供电方式

  通信电源系统必须保证可靠、稳定和安全的供电。不同的局（站）采用不同的供电方式。目前，集中供电、分散供电和混合供电是通信电源系统3种比较典型的供电方式。

  1.集中供电方式

  由变电站和备用发电机组组成的交流供电系统一般应采用集中供电。集中供电方式电源

  系统的组成如图1-1所示。下面分别从交流供电系统、直流供电系统、接地系统和集中监控系统几个方面进行简单介绍。

  （1）交流供电系统

  交流供电系统由专用变电站、市电油机转换屏、低压配电屏（交流配电屏）、备用发电机组以及移动电站组成。由图1-1可见，该通信电源的交流供电系统包括变电站供给的交流电源（高压市电或低压市电）、油机发电机供给的自备交流电源和不间断电源（UninterruptiblePowerSystem,UPS）。为了提高交流供电的可靠性，通信局（站）的市电电源一般都由高压电网供给，重要通信枢纽局一般都由两个变电站引入两路高压电源，并且由专线引入一路主用，另一路备用。通信局（站）内通常都设有降压变电室，室内装有高低压配电屏和降压变压器。通过这些变、配电设备，把高压电源（一般为1OkV）变为低压电源（三相380V），然后供给整流设备和照明等其他设备。

  图1-1集中供电方式电源系统的组成

  为了不间断供电，通信局（站）内一般都配有油机发电机组。当市电中断时，通信设备可由油机发电机组供电。目前国内已采用无人值守的自动启动油机发电机组，当市电中断时，油机发电机能自动启动。由于市电比油机发电机供电更经济、可靠，因此，在有市电的条件下，通信设备一般都应由市电供电。低压市电和油机发电机的转换可由市电油机转换屏来完成。对于重要的交流通信设备，特别是不允许瞬间断电的交流用电设备，如各类程序控制服务器和工作站等，可采用不间断电源系统（UPS）供电。

  交流电源系统还应对通信局（站）提供一般建筑负荷和保证建筑负荷用电。保证建筑负荷是指通信用空调设备、保证照明、消防电梯、消防水泵等；一般建筑负荷是指一般空调、一般照明及其他备用发电机组不保证的负荷。

  此外，通信局（站）应设事故照明。事故照明灯可采用直流照明灯或交流应急灯。低压交流配电屏应能监测交流电压和电流的变化，当市电中断或电压发生较大变化时，能够自动发出告警信号。

  （2）直流供电系统

  直流供电系统由整流设备、蓄电池组和直流配电设备等部分组成，向各种通信设备提供直流电源。整流设备的交流电源由交流配电屏引入，整流设备的输出端通过直流配电屏与蓄电池组和负载连接。当通信设备需要多种不同数值的电压时，可以采用直流变换器将基础电源的电压变换为所需的电压。由于直流供电系统中设置了蓄电池组，因此可以保证不间断供电。

  目前广泛应用的直流供电方式为并联浮充供电方式，即将整流设备与蓄电池组并联后向通信设备供电。并联浮充供电方式的优点是结构简单、工作可靠，且供电效率较高；缺点是在浮充工作状态下，输出电压较高，而当蓄电池单独供电时，输出电压较低，因此负载电压的变化范围较大。近年来，许多通信设备的直流电源电压的允许变化范围都较宽，所以通常不需要采用传统的尾电池或桂管调压的供电方式。

  （3）接地系统

  为了提高通信质量并确保通信设备与人身的安全，通信电源的交流和直流供电系统都必须有良好的接地装置。接地按功能包括：工作接地（交流工作接地和直流工作接地）、保护接地（交流保护接地或机架保护接地和屏蔽接地等）和防雷接地。R前，一般将机房的直流工作接地、保护接地和防雷接地共用一组接地体，这种接地方式称之为联合接地。

  （4）集中监控系统

  对通信电源站实施集中监控管理是对分布的各个独立的电源系统和系统内各个设备进行遥测、遥信、遥控，实时监视系统和设备的运行状态，记录和处理相关数据，及时侦测故障并通知人员处理，从而实现通信局（站）的少人或无人值守。

  综上所述，集中供电方式有如下优缺点。

  （1）集中供电的优点

  ①供电设备与通信设备分开，相互千扰小。

  ②供电容量大，设备集中，便于专人维护。

  （2）集中供电的缺点

  ①供电可靠性差^出现局部故障，则会影响整个电源系统的安全供电。

  ②供电经济性差。浪费电能、传输损耗大，特别是长距离供电传输成本高，线路压降低，造成巨大的能源损耗。

  ③基础投资费用大、系统扩容困难。集中供电系统一般按终期负荷设计，至少预计了10年的负载要求，一旦扩容或更换设备时，甚至需要改建机房，将造成很大浪费。

  2.分散供电方式

  分散供电方式电源系统的组成如图1-2所示。

  同一通信局（站）原则上应设置一个总的交流供电系统，并由此分别向各直流供电系统提供低压交流电。各直流供电系统可分楼层设置，也可按各通信设备系统设置。设置地点可为单独的电力电池室，也可与通信设备同一机房。

  集中供电是将整流设备、蓄电池组和交直流配电屏均集中放置在电力室，然后将低压直流电送入到各通信机房。而分散供电的思想是：电力室只要保证交流供电，即将交流电源直

  接送入各通信楼层或通信机房：而直流电源则由分散设置在通信楼层或通信机房的整流设备、蓄电池组、直流配电屏组成的供电系统就近供电于各通信设备，大大缩短了低压直流传输的距离，减少了能耗。

  图1-2分散供电方式电源系统的组成

  与集中供电系统相比，分散供电系统的优缺点如下。

  （1）分散供电的优点

  ①供电可靠性高。多个电源系统同时出故障的概率小，即全局通信瘫痪的概率很小。

  ②供电经济性高。变集中供电方式的低电压大电流直流输电为380/220V的交流输电，极人地减少了线路损耗：同时。分散供电系统一般都采用高频开关型整流器设备，因此，系统功率因数高、效率也高。

  ③投资费用低，占地面积小，供电系统灵活性高。

  ④运行维护费用低。在分散供电系统中的通信设备自动化程度和监控能力均较可靠，特别是采用阀控式免维护蒂电池组，大大降低了维护成本和强度。

  （2）分散供电的缺点

  ①分散供电时，为降低楼板对蓄电池组的荷重要求，在电池容量和放电时间的选择上往往偏<1。因此，需要将传统的以蓄电池为主要保障供电的思想改变为以交流电保障供电的思想。第1章通信电源系统概述|7

  ②分散供电需要考虑通信电源设备是否会对通信设备或系统造成影响，特别是在电磁兼容性方面的考虑。

  3.混合供电方式

  混合供电方式电源系统的组成如阁1-3所示。

  图1-3混合供电方式电源系统组成框图

  在一些特殊的通信供电系统中，如光缆中继站和微波无人值守中继站，通常采用交流电源和太阳电池方阵（或风能等能源）相结合的混合供电方式电源系统。该系统由太阳电池方阵或风力发电机组、低压市电、蓄电池组、整流设备、配电设备以及移动电站等组成。对于微波无人值守中继站，若通信容量较大，不宜采用太阳能供电时，则采用市电与无人值守自动化性能及可靠性高的油机发电机组组成交流供电系统。