供電技術(shù)在通信行業(yè)的應(yīng)用研究

顧人正

摘要：信息化時(shí)代的到來(lái)，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的日漸發(fā)展都進(jìn)一步的推動(dòng)了通信行業(yè)的發(fā)展。同時(shí)也使得通信設(shè)備對(duì)于電源的安全供電要求升高。加之不斷擴(kuò)大的數(shù)據(jù)機(jī)房規(guī)模，更是促使用電量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越了傳統(tǒng)的交換以及傳輸?shù)韧ㄐ艠I(yè)務(wù)。過(guò)去多采用UPS系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)機(jī)房的系統(tǒng)供電，然其可靠性以及能源消耗都會(huì)隨著UPS設(shè)備使用規(guī)模的擴(kuò)大而受到影響。于是高壓直流供電系統(tǒng)（HVDC）日漸成為業(yè)界備受推崇的供電系統(tǒng)之一，其中240V直流供電技術(shù)因其電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、元器件較少，更是得到了極其廣泛的適用。因此文章重點(diǎn)就240V高壓直流供電技術(shù)在通信行業(yè)中的應(yīng)用展開(kāi)相關(guān)探討。

關(guān)鍵詞：240V高壓直流供電技術(shù)；通信行業(yè)；應(yīng)用

中圖分類(lèi)號(hào)：TN929.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2017）02-0122-01

1 HVDC代替UPS的可行性分析

從結(jié)構(gòu)角度而言，UPS的主要構(gòu)成部分主要有整流、逆變和靜態(tài)開(kāi)關(guān)等。當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行的時(shí)候，交流電將經(jīng)歷整流階段從而變成直流電，然而再經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換為需要的交流電，從而提供給設(shè)備運(yùn)行所需的電力資源，同時(shí)直流電還可以為蓄電池組充電。簡(jiǎn)而言之，其主要采用的是AC——DC——AC模式。在具體應(yīng)用的適合，無(wú)論是單臺(tái)供電還是采取并機(jī)供電，均會(huì)存在一定的缺陷。單臺(tái)供電時(shí)，無(wú)論是可靠性還是效率方面都存在明顯不足，同時(shí)對(duì)于廠家的技術(shù)依賴(lài)性過(guò)高，無(wú)法有效及時(shí)排除各種故障。而采取并機(jī)供電時(shí)，由于蓄電池不能直接進(jìn)行供電，還需要經(jīng)過(guò)一定的轉(zhuǎn)換才可以實(shí)現(xiàn)供電功能。同時(shí)由于UPS較為復(fù)雜，若采用1+1或者是2（1+1）的模式，不僅會(huì)增加投資成本，還會(huì)增加后期維護(hù)的難度。但是若采用HVDC供電系統(tǒng)，則能夠有效省略逆變環(huán)節(jié)。在系統(tǒng)運(yùn)行的時(shí)候，交流電經(jīng)過(guò)整流之后可以直接輸送到設(shè)備之中，若系統(tǒng)出現(xiàn)故障，也可以在蓄電池的支撐下快速恢復(fù)供電。可以說(shuō)，HVDC真正實(shí)現(xiàn)了不間斷的供電[1]。此外，在HVDC系統(tǒng)中，由于存在電池，N+1或N+X冗余并聯(lián)。即便其中一個(gè)模塊出現(xiàn)故障，也僅僅是起到預(yù)警作用，并非出現(xiàn)故障。同時(shí)由于該系統(tǒng)便于維護(hù)，且維護(hù)的成本低廉，因此推廣HVDC系統(tǒng)顯然比UPS系統(tǒng)更為合適。

2 240V高壓直流供電技術(shù)在通信行業(yè)中的具體應(yīng)用

目前，由于HVDC系統(tǒng)的成本低廉，且效率相對(duì)較高，因此迅速在我國(guó)各大運(yùn)營(yíng)商中得到了廣泛推廣。由此可見(jiàn)，該系統(tǒng)已經(jīng)開(kāi)始廣泛應(yīng)用于通信行業(yè)之中，在具體使用時(shí)，還需注意以下問(wèn)題[2]：

2.1 系統(tǒng)架構(gòu)選擇

目前應(yīng)用HVDC系統(tǒng)時(shí)，可供選擇的系統(tǒng)架構(gòu)主要包含以下三種：（1）獨(dú)立電源雙路模式。240V高壓供電系統(tǒng)類(lèi)似于48V直流供電系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，且成本低廉。然而由于是同一套系統(tǒng)提供電源，因此容易出現(xiàn)單點(diǎn)故障現(xiàn)象。（2）雙電源雙路模式。其供電系統(tǒng)類(lèi)似于前者，主要不同在于其有兩個(gè)電源供電，能夠有效防范單點(diǎn)故障問(wèn)題，并可提升供電的可靠性。不過(guò)正是由于兩個(gè)電源同時(shí)運(yùn)行，相對(duì)來(lái)說(shuō)會(huì)增加系統(tǒng)的冗余度，并相對(duì)較低帶載率。（3）將HVDC系統(tǒng)增加在傳統(tǒng)模式之上，也就是將UPS電源和高壓直流電源分別進(jìn)行設(shè)置。這樣一來(lái)，可以顯著提升供電的可靠性，并且促使終端設(shè)備更加靈活的進(jìn)行電源系統(tǒng)的選擇。不過(guò)由于其存在兩個(gè)系統(tǒng)，相對(duì)來(lái)說(shuō)會(huì)增加后期維護(hù)成本。對(duì)于通信行業(yè)來(lái)說(shuō)，應(yīng)該依據(jù)自身實(shí)際狀況，選擇適宜的系統(tǒng)架構(gòu)。通常來(lái)說(shuō)，常規(guī)狀況時(shí)僅需選擇第一種即可，重要情況下則需選擇第二種。

2.2 配電器件選擇

在240VHVDC系統(tǒng)構(gòu)建中，通常可選擇雙極直流微型斷路器。這樣一來(lái)，當(dāng)其和熔斷器串聯(lián)的時(shí)候，可以全面保護(hù)整個(gè)系統(tǒng)。對(duì)于機(jī)架配電方式，通常可選擇和列頭柜相對(duì)應(yīng)的隔離開(kāi)關(guān)，諸如插座式PDU，這種類(lèi)型的插座在安裝接線時(shí)較為快捷，但是長(zhǎng)期使用中容易出現(xiàn)拉弧現(xiàn)象，容易出現(xiàn)安全隱患，不建議在大型工程中使用。相對(duì)來(lái)說(shuō)，端子式的PDU則可以有效保護(hù)末端設(shè)備，然而其接線量較大，特別是針對(duì)大型機(jī)房來(lái)說(shuō)，難以有效確保接線質(zhì)量。因此可以采取整合上述兩種方式在一起的辦法，從而有效突破二者存在的不足，切實(shí)提升系統(tǒng)的安全性[3]。

2.3 連接方式選擇

由于通信行業(yè)的規(guī)模相對(duì)較大，且復(fù)雜程度也極高。因此為確保營(yíng)造一個(gè)安全可靠的工作環(huán)境，可以采取不接地方式進(jìn)行系統(tǒng)建設(shè)。一般來(lái)說(shuō)，綜合成本、結(jié)構(gòu)以及性能等多方面因素，對(duì)于通信行業(yè)來(lái)說(shuō)，最佳的電纜模式為雙路單芯電纜，同時(shí)設(shè)置統(tǒng)一的地線網(wǎng)絡(luò)，有助于全面提升整個(gè)系統(tǒng)的清晰度。

2.4 系統(tǒng)容量選擇

在通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中，明確規(guī)定了“240V系統(tǒng)應(yīng)采用分散供電模式，且控制容量在1000-1500A之間”。就目前設(shè)備生產(chǎn)能力來(lái)看，主要可以生產(chǎn)40A/240V與20A/240V兩種。若想實(shí)現(xiàn)1500A的容量，則需要配置75個(gè)20A的電源，這勢(shì)必增加系統(tǒng)故障。因此結(jié)合行業(yè)現(xiàn)狀，最好將系統(tǒng)容量控制在800A左右，并通過(guò)逐漸增加單體模塊的容量來(lái)實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)供電能力增強(qiáng)的目標(biāo)。

3 結(jié)語(yǔ)

總之，通信行業(yè)的快速發(fā)展對(duì)于系統(tǒng)供電提出了更高的要求。高壓直流供電技術(shù)因成本低廉，效率較高等優(yōu)勢(shì)逐漸呈現(xiàn)快速發(fā)展趨勢(shì)。因此需要引起高度重視，并不斷完善相關(guān)技術(shù)，從而確保高壓直流供電系統(tǒng)得到更好的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]方學(xué)陽(yáng).通信用240V高壓直流供電系統(tǒng)中電池管理設(shè)計(jì)[D].北京郵電大學(xué)，2014.

[2]王良根，劉攀.240V高壓直流供電技術(shù)研究[J].儀表技術(shù)，2013（03）：43-45+52.

[3]賴(lài)世能，孫文波，侯福平.通信用240V直流供電體系研究與發(fā)展策略[J].廣東通信技術(shù)，2013（11）：2-5.