固定傳輸機房通信電源系統勘察與設計

李 博，鐘翩宇

（1.中國人民解放軍75841部隊，廣東 廣州 510510；2.中國人民解放軍75842部隊，廣東 廣州 510080）

1 通信電源系統勘察要點

隨著通信技術的快速發展和通信安防、通信運維業務的信息化推進，傳統固定通信機房的設備種類越來越多且越來越智能化，對通信電源的質量要求也越來越高。通信機房一般采用分散供電方式，其電源系統一般由交流供電系統、直流供電系統、接地系統3部分組成。在日常勘察作業過程中，通信機房電源系統勘察主要涉及新建和利舊2類。新建系統相對簡單，主要滿足新建機房的電源要求。利舊的機房相對復雜，不僅要對現有電源系統進行查看，還要結合新的任務需求設計改造方案。

1.1 了解電源系統組成及運行方式

電源系統一般采用集中供電方式、分散供電方式、混合供電方式。集中供電方式主要應用在通信設備相對集中、電源負載電流不大、通信系統相對簡單的通信機房中，主要是在直流供電系統中采用1臺高頻開關電源為1臺直流配電屏供電，所有通信設備集中直流供電。分散供電方式主要應用在業務量大、電源負載電流較大、通信設備較多以及設備分區域或分樓層部署的通信機房，采用不同交流配電設備、高頻開關電源設備、直流配電設備對用電設備分別進行供電，降低交流供電設備、高頻開關設備或直流配電設備損壞對通信設備造成的影響，供電安全性高，同時設備成本也較高。混合供電方式主要應用在新能源和常規能源組成的供電系統，為用電設備提供安全可靠的電力[1-4]。

1.2 測試記錄相關數據

詳細的數據收集和記錄是后續進行方案設計、方案比選、方案確定的重要依據，機房電源系統勘察過程中測試記錄的數據主要有3類，即運行數據、身份數據、配置數據。

（1）運行數據是所有在用電力設備目前的狀態數據，主要包括交流輸入/輸出電壓和電流、直流輸入/輸出電壓和電流、設備負載電流大小以及蓄電池組電壓等，現場勘查時要詳細讀取記錄，確保數據準確。

（2）身份數據是各種電力設備自身的身份信息，主要包括設備生產廠家、型號容量、功率大小、啟用年份以及位置布放信息等。目前主要的電力設備有變壓器、交直流配電柜、柴油發電機組、高頻開關電源、整流模塊、蓄電池組、浪涌保護器、列頭柜以及各種電力線纜等，在測試記錄時需要確保身份數據詳實。

（3）配置數據主要記錄各電力設備配置的方式和數量，包括交流電接地形式、交直流配電箱負載配置情況、空開富余情況、整流模塊配置數量、柴油發電機組數量、浪涌保護器配置情況以及接地系統組成情況等。例如，某臺站需要新安裝1套網絡設備，根據現有的交流配電屏配置數據，結合新裝網絡設備的負載大小，就能迅速知道在用交流供電電源端口是否能滿足要求、是否需要加裝空開或更換空開，實時更新配置數據[5]。

1.3 繪制機房平面圖

繪制機房平面圖，圖中主要包括通信機房朝向、地理坐標、電力設備尺寸和布放位置、電力線纜走向長度、市電和柴油發電機組引入孔分布、饋線孔分布、配電箱空開段子分布、工作地排和保護地排的具體位置以及各上下線孔/槽位置等，尤其還要注意收集地板的承重數據、各種設備詳細用電情況、擬布放設備空開占用情況以及空開可擴展數量。此外，還要標注機房其他設備的布放情況和準確位置信息，標注新裝設備擬布放位置、新裝設備擬電源引接路由、新裝設備擬布放路由的長度等，以便制定備選方案。

1.4 繪制設備連接圖

繪制設備連接圖，主要用來區分交流供電系統和直流供電系統。繪制用電設備的電源引接路由、電源系統和用電設備的連接方式、新裝設備的擬引接路由等，尤其對新裝設備或擬更換電源設備設計的路由、線纜布放長度、端口選用情況均需準確標注，以免后續設計出現纜線長度不夠、引線端子不足等情況。此外，準確的設備連接圖也為機房的電源系統升級或技術改造提供了基本的依據。

2 通信電源系統設計要點

設計人員根據現場勘查測試記錄的相關數據，結合上級下達的設計任務書要求即可展開通信系統的設計工作。

2.1 變壓器容量選擇

變壓器將輸入的交流電壓按照要求升高或降低為需要的電壓，變壓器的選擇應該從市電供電類別、臺站重要程度、經濟條件等方面綜合考慮。通信臺站宜采用10 kV高壓市電引入，使用專用變壓器進行供電。采用一類、二類市電供應的核心樞紐臺站，應設置2臺變壓器，其他站宜設置1臺變壓器。當高壓市電電壓變動范圍超過額定電壓的±7%時，宜采用有載調壓變壓器，使變壓器輸出電壓保持正常值。

2.2 交流配電箱的選擇

交流配電箱的容量主要根據建設方提供的負載總功率P總來確定，負載總功率為生活用電功率、通信用電功率、未來建設期用電功率之和。配電箱的電流為

式中：η為功率因數，交流配電箱一般取值為0.8。常用的交流配電箱電流標準I標為50 A、100 A、200 A、400 A、630 A、800 A、1 000 A以及1 600 A，根據計算的I配選擇相近的I標，其中I配必須略大于I標。

2.3 直流配電箱的選擇

直流配電箱主要保障機房內直流設備用電和電源分配，同時還要兼顧遠期的負荷配置。由于目前通信機房基本都是-48 V直流設備，則

式中：W負載為目前已用電源設備和即將安裝設備的總功率；W遠期為遠期的負荷配置功率。目前主要的直流配電箱電流標準I標為50 A、100 A、200 A、400 A、800 A、1600 A以及2 000 A，根據計算的I配選擇相近的I標，其中I配必須略大于I標。

2.4 柴油發電機組功率選擇

柴油發電機組一般作為市電的備用電源使用，其標稱環境條件要與當地的氣候環境相互匹配。考慮到目前通行臺站的發展趨勢和電源穩定性需求，柴油發電機組一般選用微機型全自動機組。柴油發電機組的額定功率為

式中：P應急為需要柴油發電機組提供應急電源的所有設備功率之和；P遠期為遠期規劃負載的功率。

2.5 高頻開關電源的選擇

高頻開關電源是綜合電源輸出設備，主要為直流設備供電并實現蓄電池組充電。高頻開關電源的選擇要根據直流設備和蓄電池組確定，其功率為

式中：P電池為蓄電池組的設備功率；P直流為高頻開關電源提供直流供電的設備功率。標準電流為

式中：λ為高頻開關電源的一般功率因數。根據高頻開關電源標準，選擇合適的I配，其中I配必須略大于I標。高頻開關電源的整流模塊一般選擇N+1配置，根據選擇的整流模塊標準電流I整流，則有

當N不為整數時，要取大一位。例如，某個工程計算出N為5.1，則必須取6。

2.6 蓄電池組的選擇

傳輸系統常用的蓄電池組為閥控式密封鉛酸電池，一般配置2組。蓄電池容量計算公式為

式中：k為安全系數，取1.25；I為負荷電流，A；T為放電小時數，h；η為放電容量系數，t為溫度系數；a為電池溫度系數。

2.7 電源線纜的選擇

區分交流用電、直流用電、接地系統，分別選擇不同型號的通信用電源線纜。在市電的引入中，要根據實際低壓接地方式選擇不同的線纜。一般-48 V直流全程壓降為3.2 V和2.7 V這2種，需要分別對照選擇的壓降，并計算每一段線纜的允許壓降，從而選擇合適橫截面積的導線。

3 注意事項

3.1 空開使用情況記錄

在勘察階段，詳細記錄交流配電柜和直流配電柜的空開端子使用情況、富余情況、空開型號等，這對后期的設計非常重要。如果空開夠用，設計階段原則上不再進行相關調整；如果富余情況不能滿足需要，則需要對空開組進行調整或更換。

3.2 負載供電路數預留

在設計階段，如果對即將安裝的設備不清楚，需要按照可能出現的最多供電路數進行設計和預留。例如，某工程光傳送網（Optical Transport Network，OTN）設備可能采用華為設備（4主4備），也可能采用烽火設備（2主2備），在設備廠家不明確的情況下，需要按照4主4備即8條供電路數進行設計和預留。

3.3 接地系統相關問題

通信機房一般采用綜合接地系統，考慮到安全因素，設備的保護接地和工作接地必須單獨引接至接地匯集線，避免出現保護接地、工作接地、防雷接地混接在一起的情況。

3.4 現場相關意見收集

勘察階段，要第一時間收集整理并記錄勘察負責人、項目負責人、維護單位負責人以及施工單位負責人對項目設計的相關意見和要求，必要時可以請求相關人員簽字確認，這對后續的設計非常重要。

4 結 論

固定傳輸機房電源系統的勘察和設計是一個系統性過程，通過詳盡的勘察、嚴謹的計算以及合理的規劃，根據實際電源需求設計合適的電源系統方案，從而為通信電源領域的長久發展提供保障。