通信電源系統供電方式

通信電源系統是為通信局（站）的各種通信設備及建築負荷等提供電源的設備和系統的總稱。通信電源系統是由交流供電系統、直流供電系統和相應的接地系統、監控系統等組成的。

為了保證供電的穩定、可靠和安全的，根據不同的套用要求，通信電源可以採用不同的供電方式。集中供電、分散供電和混合供電是目前採用的典型的三種供電方式。

市電電源和備用發電機組組成的交流供電系統一般採用集中供電方式，即整個局（站）由一個變電站、一個高壓供電系統、一個低壓供電系統、一個備用發動機組等組成的電源系統為全局站供電。

由高頻開關電源和蓄電池組成的直流供電系統、UPS供電系統可以採用集中供電或分散供電方式，即可以配置一個直流電源或多個直流供電系統為直流負荷供電，也可以配置一個或多個UPS供電系統為交流負荷供電。

基本介紹

• 中文名：通信電源系統供電方式
• 外文名：The power supply mode of communication power supply system

集中供電方式電源系統

集中供電是指通信局（站）中所有通信設備由一個集中的直流電源供電。集中供電方式電源系統的組成如圖1所示。

圖1集中供電方式電源系統

交流供電系統由專用變電站、市電/備用發電機組轉換屏、低壓配電屏、交流配電屏、備用發電機組等組成。移動發電機可提供應急供電。不間斷電源系統（UPS）內部有整流器、逆變器、蓄電池等設備，構成完善的供電系統。不間斷電源系統（UPS）對通信設備及其附屬設備提供不間斷交流電源。交流電源系統還對通信局（站）提供保證建築負荷和一般建築負荷。保證建築負荷是指通信用空調、保證照明、消防電梯、消防水泵等，一般建築負荷是指一般空調、一般照明及其他備用發電機組不保證的負荷。通信用空調、保證照明也可由電力室交流屏供電。

直流供電系統由高頻開關整流設備、蓄電池、直流配電設備組成。直流供電系統向各種通信設備提供直流電源。通信局（站）應設事故照明，事故照明燈具可採用直流照明燈或交流照明燈。

需要說明的是，集中供電方式電源系統根據不同負荷的不同要求，提供不間斷、可短時間斷、允許間斷的三類電源。即提供給通信負荷的電源為不間斷，保證建築負荷的電源為可短時間斷，一般建築負荷的電源為允許間斷。

分散供電方式電源系統

分散供電方式電源系統設定多個直流供電系統，分別給局（站）內一部分通信設備供電。其中交流供電系統與集中供電方式電源系統的相同，全局（站）設定一個總的交流供電系統，由此分別向各個直流供電系統提供低壓交流電源。分散供電方式電源系統的交流供電系統的組成和要求與集中供電方式的交流供電系統相同。各個直流供電系統可分樓層設定，也可按通信設備系統設定。設定地點可是單獨的電力電池室，也可與通信設備設定在同一個機房內。其他要求與集中供電方式供電系統是相同的。分散供電電源系統的組成如圖2所示。

圖2分散供電方式電源系統

混合供電方式電源系統

在光纜中繼站、微波無人值守中繼站和移動通信基站等地方，可以採用交流電源和太陽電池（或其他能源）相結合的混合供電方式電源系統進行供電。該系統由太陽電池方陣、低壓市電、蓄電池組、整流和配電設備以及移動發電機組成。

在微波無人值守中繼站，若通信容量較大而不宜採用太陽能供電系統時，可採用市電與無人值守備用發電機組相結合的交流電源系統作為主用輸入電源。應採用無人值守自動化性能及可靠性高的成套電源設備，包括無人值守備用發電機組、市電油機轉換屏、直流電源系統及外圍設備控制箱等。

在正常情況下，由太陽能方陣經直流配電屏為通信設備供電，同時給蓄電池充電。太陽光較弱時和在夜間，由市電經整流器給通信設備供電。太陽光較弱或在夜間且市電故障時，由蓄電池放電給通信設備供電。

低壓市電為220V/380V。當市電穩壓性能較差時可採用調壓器或穩壓器。混合供電方式電源系統的組成如圖3所示。

圖3混合供電方式電源系統

通信供電系統的發展

傳統直流供電系統

電信網路設備採用-48V直流供電系統，將-48V直流電源供電到通信設備的電源輸入端。供電系統由N+1並聯冗餘高頻開關整流模組和蓄電池組組成。在正常情況下，高頻整流模組將輸入交流電源變換為直流電後為通信設備供電，同時給蓄電池充電；當市電發生故障時，由蓄電池放電供給通信設備，蓄電池的備用時間為1～24h。-48V直流供電系統可採用集中供電方式和分散供電方式。集中供電方式的優點是電源設備比較集中，維護方便。但是由於集中的直流電源遠離通信設備，配電損耗較大、系統效率較低，配電電纜及安裝費用大，而且可靠性較低，如果集中的直流電源發生故障，將會影響全部通信設備的供電。集中供電方式適用於規模較小的通信局（站）。分散供電方式電源系統是指在通信局（站）中採用多個直流電源系統，各個直流電源系統分別為一部分通信設備供電。分散供電方式電源系統的電源設備通常安裝在鄰近通信設備的機房，因而減少了配電損耗，提高了電源系統的效率和電源系統的性能，提高了供電系統的可靠性。

傳統交流供電系統

傳統的數據通信設備電源採用380V/220V交流不間斷電源（UPS）供電，一般採用由雙變換UPS構成的N+1並聯冗餘UPS系統，或採用2N、2（N+1）雙母線UPS供電系統。典型的UPS具有大約15min至30min的蓄電池備用時間，一般配置備用發電機組。

通信供電系統的發展趨勢

隨著信息技術的發展和數據業務的迅速擴大，電信網路正處於變革之中，主要表現在數據通信設備逐漸集成到電信設備中，與電信網路設備融合在一起，電信網路的變革必然影響到電源系統。數據設備要求交流電源，而且還要滿足高可靠性、高可用性和高效率的要求。自20世紀90年代以來，國內外通信電源界一直關注和開展新的通信供電系統的研究，提出了許多新的電源系統結構，下面重點介紹一下交直流混合電源系統（HybridAC-DCsystem）和高壓直流（HVDC）供電系統。

交直流混合電源系統（HybridAC-DCsystem）是一個可以滿足交流負載要求的分散式冗餘UPS供電系統。為了滿足直流負載的要求，加上了兩個由UPS供電的整流器系統，構成了-48V直流電源系統（無蓄電池）。當市電停電時，直流負載設備實際上是由UPS系統的蓄電池和備用發動機組供電的。這兩套UPS的交流輸入電源都是由市電和備用發電機組組成的冗餘電源系統，十分可靠。該系統的元件數目減少了，複雜性降低，可靠性較高。最重要的是，它提供了最大的可維性和故障容限，可獲得很高的可用性。交直流混合電源系統（HybridAC-DCsystem）的組成框圖如圖4所示。

圖4交直流混合電源系統（HybridAC-DCsystem）

高壓直流（HVDC）供電系統是將高壓直流電源供電到通信設備的電源輸入端的供電系統。HVDC供電系統的優點是系統效率高，可靠性高，成本低，維護費用低。實現HVDC配電的基本條件：一是必須有專用的HVDC電源系統（電壓等級符合標準要求）；二是伺服器電源單元PSU應能接受HVDC供電；三是相關的連線器、斷路器、接地等應符合相關標準規定的安全要求。高壓直流（HVDC）配電系統結構方框圖如圖5所示。

圖5高壓直流（HVDC）供電系統結構

HVDC供電系統是未來信息和電信技術（ICT）設備供電系統的首選方案，需要一個世界範圍內的標準，以便於實施。HVDC供電系統的標準應解決下列問題，其中關鍵是供電電壓等級的確定：標稱電壓、工作電壓、故障條件下的異常電壓範圍；維護人員和設備的安全標準和要求，包括保護裝置（熔斷器、斷路器等）；供電系統的結構和指標，包括系統的接地和連線。HVDC供電系統在供電安全和節能方面具有優勢，是未來電信和數據中心供電系統的發展方向。