关于油田通信机房供电模式的探讨

王岩波

摘要：随着油田信息化的快速建设与发展，油田通信机房的规模越来越庞大，设备越来越复杂，用电安全以及节能问题日益凸显，传统的UPS供电模式引发的问题越来越多。论文主要探讨通信机房中的供电模式，从而对比不同供电模式的优缺点，为下一步更新供电模式提供可靠的研究基础。

关键词：通信机房;UPS供电;供电模式

1.UPS供电模式

传统UPS供电模式主要是采取具有容错机制的冗余配置对通信机房进行供电。一般传统UPS供电后备电源设置为储蓄电池及后备发电机。传统UPS工作过程主要是当市电正常接入时，UPS通过整流器以及逆变器处理后为负载提供高质量交流电源，在进行整流逆变过程中又对后备电源做功充电。当市电中断时，UPS蓄电池充当电源进行整流及逆变，从而持续为负载提供较高质量的交流电源。保障通信机房各类设备继续运转。如果出现较长时间的市电停电时，储蓄电池能源耗尽，备用发电机开始运作，一方面继续对储蓄电池充电，一方面继续保障供电。

2.低压直流供电模式

有关低压直流供电系统，目前普遍采用的就是48V低压直流供电系统。通过功率因数矫正器、DC/DC变换器与48V母线连接，再通过DC/DC变换器、电压调节模块供电。48V电源系统中有蓄电池作为滤波器避免了外界的干扰，避免了交流市电电源中存在的高频开关操作电压、瞬态过电压变化、雷电过电压和谐波等对通信的干扰。然而系统需要较粗的负载配电线，占地面积大，成本高。

3.高压直流供电模式

高压直流系统是一种新型的直流不间断供电系统。这种供电系统在电力设备中应用非常广泛，在通信领域、计算机领域以及专业的医疗设备的数据机房中也得以应用，是各类数据交换机、服务器以及计算机系统等的备用电源。电源信号的输入主要分为四个模块，分别为输入滤波、工频整流、DC/DC转换、LC高频滤波，AC信号通过输入滤波端被输入，经过以上模块环节，从LC高频滤波端实现DC的输出。

4.通信机房高压直流供电技术的节能性研究

高压直流供电技术具有显著的应用优势，在目前的应用过程中应当加大对其的研究与推广应用，中国移动与中国电信等通信公司一直致力于高压直流供电技术的开发、推广与应用，具有较高的经济可行性。

4.1目前通信机房后端设备的改造技术

在现网机房中运用高压直流供电技术要求充分分析出通信机房的后端设备，并在此基础上对其进行一定的改造。在目前的运行体系中多数后端设备中的内部电源采用的是功率因数补偿器、整流器等独立开关的电源模块，在供电过程中以此对外围中心、服务器、照明、计算中心与空调冷却设备提供电能。电源开关中的核心组成部分是交流-直流变换，在设备使用中电源开关的前端位置中输入200-400V直流与交流220V供电设备，以此电源设备能够正常开展工作，目前运行方式中高压直流供电系统在现网设备的运行方式中具有不同的组成体系。在运用过程中包括电源内部改造为全波整流的设备，电源内部为半波整流的设备，具有输入频率检测的设备，具有启动过压保护的设备，交流变压器输入中的纯交流设备，在运用过程中应当对这些设备进行相应调整，最终达到良好的节能效果。

4.2将电源内部改造为全波整流的设备

目前通信公司设备中的后端设备电源内部一般为全波整流，采用的连接方式是运用二极管的导通与关断设备，把现网联系中的交流电转变为直流电。如此在接入电源为高压直流电的情况下，不管电路设施中处于正极或者负极，都能够实现电路的导通。由此能够看到在通信设备的内部结构处于全波整流中200V交流现网设备的情况下，即使不对其进行改造，也能够实现直接运用高压直流进行供电。

4.3针对电源内部为半波整流的设备

目前在现网操作中能够看到，部分电源内部结构为半波整流中的后端设备，如果对其采用交流电供电方式，那么在交流正半波电路导通的情况下，能够在电路运行过程中实现半波整流。

由此这类后端设备在对其进行改造处理过程中，可以直接运用高压直流供电方式，严格按照正极与负极的顺序接入其中，同时在正常接入状态下难以正常工作，同时在需要输入高压直流电源过程中应当将正极与负极进行互换，以此实现设备的正常工作。

4.4具有输入频率检测的设备

在现网交流供电设备启动过程中需要对设备的运行情况进行检测，检查设备的频率运行情况，要求其处于50-60Hz之间，选用高压直流供电方式中，应当有效使用直流脉冲发射器，同时有效模拟50Hz频率的脉冲波，同时在设备成功启动之后，将脉冲发射器断开。

4.5具有启动过压保护的设备

目前在現网操作过程中部分交流供电设备开启了启动过压保护功能，在运行过程中如果需要运用高压直流供电方式，需要设置更多数量的降压变压器，在设备的运行过程中把高压直流电的压力值控制在合理的范围之内，使其能够符合电压启动中的压力值需要。

4.6模块维护性高

采用高压直流技术相较于UPS供电模式具有一定的可操作性，高压直流技术一般采用整流模块配制，可以根据模块进行维护且模块之间能做到安全不间断衔接，并且能够针对模块进行监控，监控单元控制单元互不影响，为维修提供便利。而UPS供电技术一般是一体化模式并且并机数量很有限，这样后期的维护维修就比较困难。高压直流的配置扩容就相对方便，在发生故障只需要通过热插拔更换故障模块，简单快捷的解决系统问题，保障系统运行正常。

4.7管理智能化

240V高压直流电源系统在实际操作中与传统的48V直流电源系统相比具有一致性，不仅在电池管理方面，还是在电池智能化管理方面，都有相似性。也就是说，这两种电源都有以科技手段为依托的智能化管理系统，实现电能集中智能管理。电能被集中管理之后，电池的使用寿命被延长。

4.8安全性高

高压直流供电系统采用正负极输出浮地方式，因其整流模块输出安规电容，其实际高压直流系统正负极到大地的电压基本在135V左右，电击危害程度相当于工频交流的40%。在工作人员日常工作中，劳保上岗其误碰到任何一根母排是不会受到过多的影响。且高压直流电源系统对分路输出和母线绝缘状况进行实时监控，进一步预防电击伤事故的发生，其安全性能较其他供电模式明显提高。

4.9能效性高

高压直流供电模式在供电过程中直接省去逆变环节，通过直接变流使得电源供电效率能达到90%以上。而使用传统的UPS供电模式其效率基本维持在70%。在高压直流供电中选取N+1供电配制，更具供电负载进行整流模块适配，从而使得高压直流供电过程中能一直处于一个较高的负载率。供电模块数可以根据负载实际需求进行调整，因此在机房整体使用生命周期中可实现较高效率。

结语

传统供电方式都以UPS和油机为主，对相位、相序、频率的同步要求很高，这是通信机房供电中常见故障频发点。采用高压直流供电方式将不存在相位、频率不同的考虑，在根据其模块设计的优势，从根本上解决了系统稳定性及可靠性的问题，为通信机房正常稳定运行提供必要保障。

参考文献：

[1]吴向阳，汪璟晔，郭明，马向东. 240V直流供电模式在通信机房的应用探讨[J]. 通信电源技术，2016，33（04）：225-227.

[2]马玉坤. 通信机房供电安全保障的经验与体会[J]. 通讯世界，2013（15）：18-19.