變電站通信機房標準化工藝設計研究

亓琦

摘 ?要：文章以特高壓換流站為例，針對通信機房平面布置、設備機柜布局、室內及屏內走線、電源系統配置、接地、環境監控等相關工藝設計進行研究，做到技術先進、經濟合理、安全適用、節能環保，為今后相關特高壓變電站的建設提供有價值的參考。

關鍵詞：標準化工藝;通信電源;機房布置

中圖分類號：TM63 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2019）22-0112-02

Abstract： Taking the UHV converter station as an example， this paper studies the plane layout of the communication room， the layout of equipment cabinets， indoor and on-screen wiring， power system configuration， grounding， environmental monitoring and other related process design， so as to achieve advanced technology， economic and reasonable， safe and applicable， energy-saving and environmental protection， and provide valuable reference for the construction of UHV substations in the future.

Keywords： standardized process; communication power supply; layout of computer room

引言

隨著電力特高壓建設的大力發展，國網兩型一化變電站的推廣，變電站建設對通信相關工藝設計愈發嚴格，對通信的施工規范化也越發變得重要。

1 通信機房特點及要求

通信機房作為各類信息傳輸通道的中樞，必須保證機房內設備具備安全穩定的運行環境，即：安全可靠、節能環保等。機房設計與施工的優劣直接關系到機房內整個通信系統是否能穩定可靠地運行，通信機房主要滿足下列幾方面的需求：（1）保障通信設備可靠運行;（2）延長通信設備的使用壽命;（3）方便管理和維護。

2 通信機房布置方案

根據特高壓換流站通用設計要求，SDH光傳輸設備、調度交換機、行政交換機、高頻開關電源、數據網接入設備以及配線設備等將放置于通信機房內;通信蓄電池將放置于通信蓄電池室內。

特高壓換流站通信機房布置應遵循以下原則：（1）合理利用機房面積，便于施工和維護方便，操作安全，利于發展擴建，整體美觀。（2）符合抗震加固要求，有利于自然采光。（3）同類設備宜相對集中，設備布置應有利于縮短布線距離。（4）機房內所有的機柜一次性配齊，統一顏色、尺寸、高度。

根據GB50174-2008《電子信息系統機房設計規范》等相關規程規范，結合《國家電網公司輸變電工程通用設計±800kV換流站分冊》，通信設備機房按照終期規模考慮其面積，同時根據實際情況合理布置屏（柜）位。本專題以某換流站為例，通信機房共配置通信機柜4排，每排15面屏，共60面屏。采用背靠背的布置方式，便于散熱。機柜之間的距離為1.2m，機柜尺寸統一均為2260mm×600mm×600mm（高×寬×深）。換流站共使用25面屏柜，高頻開關電源2面屏、直流分配2面屏、SDH光傳輸設備5面屏、光放大器2面屏、光配線柜2面屏、數字配線柜2面屏、音頻配線柜2面屏、調度交換機1面屏、行政軟交換設備1面屏、綜合數據網接入設備1面屏、網絡配線柜1面屏、網管系統1面屏、2M切換裝置1面屏、動環監控1面屏、廣播呼叫系統1面屏。

通信機柜布置按照功用分類，考慮每排機柜數量達15面屏，為了便于纜線敷設，兩側采用列頭柜布置方式。電源系統分列布置在第一排和第二排;綜合公用設備布置在同一列;直流特高壓國網電路相關設備包括特高壓線路光纜對應光配、國網SDH設備及對應數配等布置在同一列;500kV/1000kV線路光纜對應光配、省公司、網公司SDH設備及對應數配等布置在同一列。總體順序從機房電纜豎井側至門口方向依次放置。統籌兼顧，盡量讓各種設備和布線系統處于合理位置。

3 通信電源系統

通信電源的可靠性和供電能力直接影響通信系統的安全乃至電網生產調度系統的指揮通暢。通信設備供電分為交流供電和直流供電，交流供電的主要對象是機房照明、通風設備和測試儀表等，直流主要是給通信設備和事故照明供電。

綜合各種通信設備的用電情況，對通信直流負荷進行估算，其中SDH設備負荷約9500W，總電流約198A。根據《通信專用電源技術要求、工程驗收及運行管理規程》（Q/GWD 11442-2015）：“承載一、二級骨干通信網業務或220kV 及以上繼電保護、安控業務的通信站，容量應在模塊數量為N的情況下大于本套高頻開關電源蓄電池組容量的20%與通信站總負載容量之和”。建議配置2套高頻開關電源，容量為-48V/400A，內含交流輸出饋線空氣開關;配置2套直流配電屏;共配置4組通信閥控式密封鉛酸蓄電池，每組容量為-48V/500Ah。采用在線充電的全浮充方式運行。每套電源接1組蓄電池，構成雙重化電源系統，為通信設備提供直流電源。每套高頻開關電源輸入要求來自兩路不同站用電母線段的三相四線制380V交流電源，每路容量約20kVA。

蓄電池組安裝采用鋼架組合結構，便于安裝維護和更換。臺架距離地面150mm～300mm，整體高度不宜超過1600mm。通信蓄電池組放置在蓄電池室內，蓄電池組之間設置防火墻。

當同一機柜內安裝多個需要供電設備時，可在機柜內安裝電源分配單元PDU。例如當多個外置光放大器、預放大器共同組屏時，在機柜頂部設置PDU，方便機柜內多個設備同時供電，并減少從電源分配屏至設備機柜的電源線數量。

4 機房地面布置

通信機房地面采用防靜電活動地板，規格為600×600mm，活動地板高度不小于400mm。防靜電活動地板宜采用全鋼制，貼面材料與周圍地面一致。防靜電活動地板及其配套支撐系列的技術性能要符合《國家電網公司輸變電工程標準工藝》的要求。地板下鋪設防靜電泄露銅箔網，防靜電活動地板應符合現行國家標準《防靜電活動地板通用規范》的要求，并將地板可靠接地。

根據設備安裝工藝要求，通信設備機房活動地板下布置設施包括：通風管道、設備底架、機房內接地系統、電纜槽道、通信管線及機房專用空調管線等。

5 防雷接地

雷電過電壓及電磁干擾防護，是保護通信線路、設備運行及人身安全的重要技術手段，是電力通信網建設及運行管理工作的重要組成部分，對通信設備的安全運行和數據的可靠傳輸有著重要影響。

防雷接地系統設計原則如下：（1）通信機房的防雷接

地設計應滿足DL548 -1994《電力系統通信站防雷運行管理規程》和GB50689-2011《通信局（站）防雷與接地工程設計規范的要求》。（2）通信機房應裝設120mm2的銅質環形母線，環形母線應采用兩點以上就近接入站內主接地網。（3）通信設備保護接地與工作接地合用一組接地體。（4）通信設備各直流電源的正極，在電源設備側均應直接接地。

通信機房采用聯合接地方式，與主接地網相連接，共同組成聯合地網。在通信機房內，圍繞機房敷設環形接地母線。機房內各種電纜的金屬外皮、設備的金屬外殼和不帶電的金屬部分、各種金屬管道、金屬門框等建筑物金屬結構、金屬進風道、走線架等，以及保護接地、工作接地，均以最短距離與環形接地母線連接。環形接地母線采用兩點以上就近接入總接地網。

設備機柜的接地端子應通過接地線就近接至接地銅排上，接地線應采用不小于25mm2的黃綠雙色相間的塑料（橡膠）絕緣銅芯多股軟導線。接線端頭應選用與接地線線徑相同的銅質非開口接線鼻子。機柜前、后門和側門的下方有接地端子和接地標志的位置，必須分別通過截面積不小于6mm2的黃綠銅芯導線接到機柜結構體的接地端子上。

6 通信線纜敷設設計

室外通信線纜主要包括光纜、電力電纜、高頻電纜、音頻電纜等，在變電站電纜溝內穿放時應全程穿入PE管。PE管的管頭及開口處要用防火泥封堵，轉彎處要用波紋管可靠連接，以滿足線纜的轉彎半徑。室外通信線纜與電纜溝內的強電電纜不應布放在同一層支架上;不同類型的線纜不得混合綁扎。一般導引光纜安排在強電的上方，避免被其他纜線擠壓、受損。導引光纜敷設在電纜溝、豎井內和穿越不同防火區的橋架、支架及電纜溝進出口位置時，必須要有防火隔斷措施。電纜溝內的PE管應可靠固定在電纜支架上，PE管的首尾兩端要進行牢固固定，中間每間隔500mm-1000mm加設固定點。

通信設備內部纜線布放首先做好設備側的端頭。布放時，先將設備側端頭接插牢固，然后將線纜理順排齊，沿機柜側壁自上而下順序布放、綁扎。設備側用戶電纜插頭附近的散線束綁扎后，應平順整齊;線纜轉彎處應留有適當弧度，避免損傷線芯。機房內跳纖、2M/155M電纜布放穿管時，要對線纜頭進行防護，避免線纜頭污染和受損。所有纜線做統一標識。

7 結論

本文針對通信專業工藝設計，設備機柜采用一次性配齊的方法，統一尺寸顏色;合理考慮設備負荷，保障電源系統可靠供電;整體布置通信設備，保障通信纜線有效利用;多個通信設備組屏的機柜內置電源分配單元PDU，優化了電源連接供電，為今后相關特高壓變電站的建設提供有價值的參考。

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