-48 V直流電源系統供電中斷應急處置分析

王 平

（中移鐵通有限公司，北京 100033）

1 -48 V直流電源系統常見供電中斷原因分析

1.1 中斷原因

按照設計規范，-48 V直流電源系統需要配備2～4組滿足30 min及以上后備時間的蓄電池，直流供電系統示意如圖1所示[1,2]。

圖1 直流供電系統

由于這種直流電源系統安全穩定性好，尤其是新上線運行帶載率較低的前幾年，維護人員除了進行必要的計表工作外，幾乎感知不到它的存在，因此也常常因放松了維護造成一些低級事故。常見供電中斷原因包括：蓄電池質量問題；電源設備或蓄電池超期服役問題；電源系統配置嚴重不符合規范問題；電源系統帶載率過高問題；未認真執行維護規程要求的對蓄電池進行容量實驗問題；維護人員責任心問題；系統中設備故障問題。

1.2 某-48 V電源系統供電中斷案例分析

某樞紐機房-48 V電源系統由20個50 A整流模塊（10臺/整流柜×2）和4組1 000 Ah蓄電池組成，所帶負載電流約400 A，已經運行9年多。某日此系統主用市電中斷，由于其前端兩路市電自動切換開關（Automatic Transfer Switch，ATS）故障未動作，致使蓄電池放電不足5 min后，電源系統供電中斷造成負載掉電事故發生。

除了ATS開關故障造成第二路交流市電不能及時供應外，蓄電池容量嚴重不足（此時的蓄電池也是超期服役設備）才是電源系統斷電的主因。在眾多的-48 V直流電源系統供電中斷事故中，絕大多數都是由于蓄電池釋放不出電能所致。

2 -48 V直流電源供電中斷后應急處置安全分析

2.1 上述案例的應急處置

上述-48 V電源系統供電中斷后，維護人員迅速手動操作ATS開關，使第二路市電接入此套電源系統，暫時恢復了負載的直流電供應[4]。由于無備用的ATS開關，故無法在短時間內更換此開關，維護人員就將此電源系統第一臺整流器柜上的10臺整流模塊的交流電源接入了主用的第一路交流市電，也即此套-48 V電源系統20臺整流模塊分別由兩路市電供電。任何一路市電停電，此系統都有10臺整流模塊能夠得到另一路市電的能源供應。

由于新購蓄電池需要較長的采購周期，維護人員決定暫從4組蓄電池中挑選出2組質量較好的蓄電池接入系統中（2×1 000 Ah），等新購蓄電池到貨后再將這2組蓄電池徹底更換。為防止斷電事故再次發生，維護人員用另一套300 A容量的-48 V開關電源（配置了2組200 Ah蓄電池),作為在兩路市電同時停電時現有2 000 Ah蓄電池無法供電情況下的應急手段。

2.2 應急處置安全分析

雖然應急處置屬于臨時方案，但也應遵循確保電源系統安全供電的原則。上述應急處置使得-48 V電源系統控制模塊無法監控第一臺整流器柜上10臺整流模塊的交流供電情況，即使這10臺整流模塊交流供電已經中斷，由于是無人值守機房，維護人員也不會通過動環監控系統及時發現，存在運行安全隱患。

由于重新組建的2組1 000 Ah舊蓄電池未進行容量測試，實存容量不詳，結合實際發生的斷電事故情況，這2組蓄電池極有可能也存在容量嚴重不足的情況，而另一套-48 V電源系統蓄電池總容量才400 Ah，相對于400 A左右的負載而言容量太小，如果不能支撐市電與發電機供電倒換所需時間，仍然會發生-48 V供電中斷事故。

3 -48 V直流電源系統供電中斷后應急處置

3.1 找出供電中斷的原因，迅速解決主要問題

電源系統供電中斷后，要第一時間恢復供電，然后再分析供電中斷的原因，采取有效措施解決問題。

上述案例中，ATS開關故障使得-48 V電源系統未及時得到市電供應，是負載中斷故障的次要原因，主要原因是-48 V電源系統的蓄電池容量嚴重不足。解決這個故障的主要方案包括：一是更換這套-48 V電源系統的蓄電池；二是在無新電池可用的情況下將部分負載供電割接到其他電源系統上，使小容量-48 V電源系統能夠承擔剩余負載供電。

3.2 執行應急預案，避免產生二次隱患

通信行業的二次電源系統無論是-48 V直流供電還是UPS交流供電，電源系統中蓄電池是必不可少的關鍵設備。為了掌握蓄電池隨著運行時間的延長容量下降帶來的風險，執行企業維護計表是關鍵手段，與此同時各個運營企業都制定了詳細的應急預案，也每年進行應急演練，這就為供電中斷的應急處置提供了手段和方法，也避免了由于臨時方案不完善產生二次安全隱患。

3.3 臨時處置方案要簡潔實用

故障發生后，應制定盡可能簡潔的處置方案，重點依據先恢復負載的能源供應再處理故障的原則。臨時處置要確保處置方案本身的完善避免發生二次事故，以確保安全為總原則，當恢復供電與確保安全有沖突時，在充分考慮現場實際能力的情況下，可以對非重要負載進行臨時下電處理，待供電能力滿足需求后再回復供電。