任务2 直流电源供电方式的认知

直流电源供电方式可分为集中供电方式、分散供电方式和混合供电方式。传统的集中供电方式正逐步被分散供电方式所取代，下面较详细地描述这几种供电方式的特点。

资讯1 集中供电方式

集中供电是指将包括整流器，直流配电屏以及直流转换器和蓄电池组等在内的直流电源设备安装在电力室和蓄电池室，如图3-3所示。在一个电力室里可能集中了多种直流电源，全局所有通信设备用直流电源都从电力室的直流配电屏中取得。集中供电方式适用于通信容量较小的局（站），其优点是电源设备比较集中，电源供电系统设备少、维护量小，占地面积少。缺点是一旦供电系统出现故障，将会造成全局（站）通信中断，其影响面广，造成的损失也较大。

集中式直流供电系统主要适用于模块局、移动通信基站、传输中继站和微波站的供电。

1.模块局

模块局的通信设备为交换设备、传输设备、数据及测量设备。根据新选模块局所处的地理位置，局址设在市郊及各通信机房的面积通常为：交换机房为60m2，传输、测量室均为40m2，电力电池室总面积为50m2。

根据模块局所在地区的供电条件，市电供电类别一般属二、三类市电。考虑到模块局在市区建局的特点，一般不配置固定式柴油发电机组，但可调配移动油机到模块局，由移动式柴油发电机组供电。模块局蓄电池组的容量按满足通信设备负荷放电8h配置。

（1）小容量模块局

小容量模块局的电源供电系统设备配置为：交流引入按模块局容量配置1台100A交流配电屏（满足该局的用电需求，供给高频开关组合电源、空调和照明等）、l架高频开关组合电源架（包括交、直流配电单元，满架为600A，初装模块按近期负荷配置）、2组阀控式蓄电池组。小容量模块局的直流供电系统示意图如图3-4所示。

（2）大容量模块局

对于规模比较大的模块局，可以配置大容量的供电系统以满足用电需求。通常可配置l台400A交流配电屏、1台高频开关电源架（满容量为1000A，初装模块按近期负荷配置）、l台直流配电屏、2组蓄电池组。远期发展可考虑配置1～2架高频开关电源架，在电源设备平面排列布置时考虑方便扩容。大容量模块局的直流供电系统如图3-5所示。

2.移动通信基站

移动通信基站在市区的站址一般为租用的居民楼顶层，在天面层安装天线；在郊区站址一般为新建机房和铁塔。移动通信基站市电供电一般均为二、三类。根据《通信电源设备安装设计规范》（YD/T 5040—2005）的要求，对蓄电池组放电供无线基站设备的时间，二类市电应为1～3h，三类市电应为2～4h，四类市电应为3～5h。对传输设备的供电时间，二类市电为12h，三类市电为20h，四类市电为24h。

移动通信基站的电源供电系统，除为基站设备供电外，通常还为基站传输设备、本地网传输设备供电。传输节点为环形网结构，若一个传输节点中断通信，必将会影响到另一个传输节点，因此，传输设备的供电可靠性要求更高。

移动通信基站的供电系统应设置蓄电池低电压分级切断电路，即市电因故障停电，由蓄电池组放电为通信设备供电时，当蓄电池组放电至第一级低电压切断点（约46V，放电约3h）时，切断一些次要负荷（一次下电），并发出告警信号，以保证重要负荷传输设备能较长时间正常运行。若市电停电时间较长而移动油机仍未到站，当蓄电池组放电至终止电压时（约44V），则自动切断蓄电池组输出（二次下电），即切断所有设备负荷，保护蓄电池组。这样，一方面在市电停电后可以维持重要负荷有较长的工作时间，另一方面也可以保护蓄电池不至于因过度放电而损坏。

移动通信基站电源供电系统由过电压保护装置、市电油机转换配电箱及移动式柴油发电机组、高频开关组合电源（包括交/直流配电单元、整流单元）及蓄电池组组成，如图3-6所示。

3.传输中继站

传输中继站直流供电系统不考虑蓄电池组放电时的低电压分级切断，仅在蓄电池组放电至终止电压时，切断蓄电池组输出。传输中继站蓄电池的配置可满足通信设备20h的放电时间。所以，传输中继站除发生事故外，极少出现蓄电池组放电至终止电压的情况。

传输中继站电源供电系统由过电压保护装置、市电油机转换配电箱及移动式柴油发电机组、高频开关组合电源（包括交/直流配电单元、整流单元）及蓄电池组组成，如图3-7所示。

4.微波站

微波站为微波通信链路上的一个站点，一个微波站供电中断，将影响一条微波干线的通信，因此应在微波站上配置无人值守自启动柴油发电机组，以确保微波干线通信设备不中断供电。如果微波站建在山上，还应考虑配置地下储油罐，以确保市电停电时油机连续运行供电。微波站蓄电池组的配置时间应为接到油机故障信号后准备时间、从维护中心到微波站行程时间、排除故障时间和夜间等待时间的总和，通常应满足通信设备24h以上的放电时间。

微波站交流供电系统由变压器、稳压器、过电压保护装置、无人值守柴油发电机组及市电油机转换配电屏、高频开关组合电源（包括交/直流配电单元、整流单元）、蓄电池组组成，如图3-8所示。

随着现代通信网逐步向数字化、宽带化、个人化方向发展，通信设备对通信电源供电系统提出了更高的要求，集中供电系统已经不能再适应通信发展的要求，正逐渐被分散供电体制所取代。

资讯2 分散供电方式

分散式供电方式适用于大型通信枢纽楼、大型通信局（站）容量超过5万门或有两个以上交换系统的通信交换局。

分散式直流供电系统由多个独立的直流供电系统组成，各个直流供电系统可以分楼层设置，也可以按通信设备系统设置，设置地点可以是单独的电力室，也可以与通信设备在同机房内设置电源设备区、一个机房可以设置多套独立的直流电源供电系统。每套直流供电系统仅为部分通信设备供电。

由于目前分散供电方式尚达不到电源设备分散到通信机架的水平，故只能根据分层或通信设备安装的分散形式达到要求。根据通信容量、机房分布、维护技术和维护体制等条件，使电源设备尽量靠近通信设备的负荷中心，并提供灵活的扩容条件。

采用分散供电方式时，通信局（站）一般只设置一个总的交流供电系统，仍采用集中供电方式。交流供电系统向该局（站）内各直流供电系统提供低压交流输入电源。

1.分散供电方式的类型

（1）半分散供电方式

半分散供电方式就是把整流器与蓄电池以及相应的配电单元等设备安装在通信机房或邻近的房间中，向该通信机房中的通信设备供电的方式。在实际运行中，又可以分为两类：

① 将电源设备（整流器、蓄电池和交直流配电屏）安装在通信机房内，为本机房的各种通信设备供电。这是国外目前普遍采用的方式（如日本、瑞典等）。

② 电源设备在通信机房中分成若干个小的独立电源系统，每个小电源系统都包含了整流模块、蓄电池组和配电模块，向本机房中部分通信设备供电，采用这种供电方式的有英国和法国等。

半分散供电方式的电源设备结构如图3-9所示。图中电源机柜包含整流模块和交直流配电单元及保护装置，柜中直流配电单元用于将直流电源分配到每列通信模块系统的最末端，馈电线路短，而且可用小线径的电缆。

（2）全分散供电系统

在这种供电系统中，每列通信设备的机架内都装设了小型基本电源（包括整流模块、交直流配电单元和蓄电池），澳大利亚、美国采用的是这种供电方式。

2.分散供电方式的优缺点

分散供电具有以下优点：

（1）可靠性高。采用分散供电系统，可将规模很大的电源变为小电源系统，在故障发生时因为减小了故障影响面，所以提高了电源系统可靠性。因为多个直流电源供电系统同时出现故障的概率小，若其中一套供电系统出现故障，只会造成局部通信的中断，其影响面及其所造成的损失也相对较小。将大电源系统改为分散式有并联冗余的小电源系统向同一机房的通信设备供电，也可提高通信电源可靠性。

（2）分散供电经济效益较好。采用分散供电系统后，供电线路损耗（直流回路压降）也相对较小，直流导线短，节省投资，各种容量的能耗会有较大幅度减少。

（3）承受故障能力强。由于采用较短且较细的电缆将电源设备与负载连接起来，故短路后的瞬变电压小，因此大多数分散供电系统不需用高阻配电来限制故障电流。即使发生严重故障时，如电池端或主配电单元发生短路，以及电池组中出现故障电池等，也仅会导致部分电源供电中断，而不会引起对所有通信设备供电的中断。

（4）能合理配置电源设备。在实施分散供电系统的设计时，由于与通信设备同时计划安装，不需考虑扩容等问题，节约了初期投资、减少了设备和系统资源的浪费。

分散供电存在的问题：

（1）由于分散供电需要将蓄电池与通信设备放在同一机房，故要求电池密封程度很高，同时考虑到楼板的承受力，一般电池容量按0.1～1h配备，对交流供电要绝对保证。

（2）系统设备多、维护量大，占地面积也有可能增多。

资讯3 交流—直流混合供电系统

互联网数据中心和数据机房（以IDC机房和网管机房为代表）均作为数据业务的专用机房，其设备主要以服务器、路由器等计算机设备为主。目前，为数据设备供电的方式有两种：一种以交流供电为主，直流供电为辅；另一种以直流供电为主，交流供电为辅。二者均属于交流—直流混合供电系统。

1.交流—直流混合供电系统的组成

由于数据中心大部分设备采用交流供电，少部分采用直流供电，因此采用交流—直流混合供电系统。这个系统的组成如图3-10所示。系统中有两个独立的UPS供电给两个独立的电力分配系统。每一个电力分配系统供一组整流器工作，输出-48V供通信设备用电，直流负载有双电源供电。

如图3-10所示，交流—直流混合供电系统的优点是可利用UPS的蓄电池组，省去了专配-48V的蓄电池组，这就节省了工程投资和安装费用。除了减少设备、简化系统外，也提高了系统供电的可靠性。

2.交流—直流混合供电系统的配电

一个服务器机柜内装有多个服务器，每个服务器安装在一个框内（高度为1U），每个机柜可装设备机框的总高度为42U。

无论采用交流还是直流供电，其外接供电电源有两路。各机框用电设备在机柜（或电源列头柜）内进行用电分配，通常有两种做法。

（1）多路插座分配方式

机柜内两侧各有一路电源总进线干线，在每路总进线干线上配有多路插座。每个机框内的设备所需电源通过插头分别同两侧总进线干线上的插座相连。

（2）分路开关分配方式

机柜内通过分路开关的方式进行分配，机架内每一设备的供电电源分别从两路电源的各一分路开关引接。

数据中心通信机房内直流和交流电源配电系统图如图3-11和图3-12所示。