变电站通信机房标准化工艺设计研究

亓琦

摘  要：文章以特高压换流站为例，针对通信机房平面布置、设备机柜布局、室内及屏内走线、电源系统配置、接地、环境监控等相关工艺设计进行研究，做到技术先进、经济合理、安全适用、节能环保，为今后相关特高压变电站的建设提供有价值的参考。

关键词：标准化工艺;通信电源;机房布置

中图分类号：TM63 文献标志码：A 文章编号：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

隨着电力特高压建设的大力发展，国网两型一化变电站的推广，变电站建设对通信相关工艺设计愈发严格，对通信的施工规范化也越发变得重要。

1 通信机房特点及要求

通信机房作为各类信息传输通道的中枢，必须保证机房内设备具备安全稳定的运行环境，即：安全可靠、节能环保等。机房设计与施工的优劣直接关系到机房内整个通信系统是否能稳定可靠地运行，通信机房主要满足下列几方面的需求：（1）保障通信设备可靠运行;（2）延长通信设备的使用寿命;（3）方便管理和维护。

2 通信机房布置方案

根据特高压换流站通用设计要求，SDH光传输设备、调度交换机、行政交换机、高频开关电源、数据网接入设备以及配线设备等将放置于通信机房内;通信蓄电池将放置于通信蓄电池室内。

特高压换流站通信机房布置应遵循以下原则：（1）合理利用机房面积，便于施工和维护方便，操作安全，利于发展扩建，整体美观。（2）符合抗震加固要求，有利于自然采光。（3）同类设备宜相对集中，设备布置应有利于缩短布线距离。（4）机房内所有的机柜一次性配齐，统一颜色、尺寸、高度。

根据GB50174-2008《电子信息系统机房设计规范》等相关规程规范，结合《国家电网公司输变电工程通用设计±800kV换流站分册》，通信设备机房按照终期规模考虑其面积，同时根据实际情况合理布置屏（柜）位。本专题以某换流站为例，通信机房共配置通信机柜4排，每排15面屏，共60面屏。采用背靠背的布置方式，便于散热。机柜之间的距离为1.2m，机柜尺寸统一均为2260mm×600mm×600mm（高×宽×深）。换流站共使用25面屏柜，高频开关电源2面屏、直流分配2面屏、SDH光传输设备5面屏、光放大器2面屏、光配线柜2面屏、数字配线柜2面屏、音频配线柜2面屏、调度交换机1面屏、行政软交换设备1面屏、综合数据网接入设备1面屏、网络配线柜1面屏、网管系统1面屏、2M切换装置1面屏、动环监控1面屏、广播呼叫系统1面屏。

通信机柜布置按照功用分类，考虑每排机柜数量达15面屏，为了便于缆线敷设，两侧采用列头柜布置方式。电源系统分列布置在第一排和第二排;综合公用设备布置在同一列;直流特高压国网电路相关设备包括特高压线路光缆对应光配、国网SDH设备及对应数配等布置在同一列;500kV/1000kV线路光缆对应光配、省公司、网公司SDH设备及对应数配等布置在同一列。总体顺序从机房电缆竖井侧至门口方向依次放置。统筹兼顾，尽量让各种设备和布线系统处于合理位置。

3 通信电源系统

通信电源的可靠性和供电能力直接影响通信系统的安全乃至电网生产调度系统的指挥通畅。通信设备供电分为交流供电和直流供电，交流供电的主要对象是机房照明、通风设备和测试仪表等，直流主要是给通信设备和事故照明供电。

综合各种通信设备的用电情况，对通信直流负荷进行估算，其中SDH设备负荷约9500W，总电流约198A。根据《通信专用电源技术要求、工程验收及运行管理规程》（Q/GWD 11442-2015）：“承载一、二级骨干通信网业务或220kV 及以上继电保护、安控业务的通信站，容量应在模块数量为N的情况下大于本套高频开关电源蓄电池组容量的20%与通信站总负载容量之和”。建议配置2套高频开关电源，容量为-48V/400A，内含交流输出馈线空气开关;配置2套直流配电屏;共配置4组通信阀控式密封铅酸蓄电池，每组容量为-48V/500Ah。采用在线充电的全浮充方式运行。每套电源接1组蓄电池，构成双重化电源系统，为通信设备提供直流电源。每套高频开关电源输入要求来自两路不同站用电母线段的三相四线制380V交流电源，每路容量约20kVA。

蓄电池组安装采用钢架组合结构，便于安装维护和更换。台架距离地面150mm～300mm，整体高度不宜超过1600mm。通信蓄电池组放置在蓄电池室内，蓄电池组之间设置防火墙。

当同一机柜内安装多个需要供电设备时，可在机柜内安装电源分配单元PDU。例如当多个外置光放大器、预放大器共同组屏时，在机柜顶部设置PDU，方便机柜内多个设备同时供电，并减少从电源分配屏至设备机柜的电源线数量。

4 机房地面布置

通信机房地面采用防静电活动地板，规格为600×600mm，活动地板高度不小于400mm。防静电活动地板宜采用全钢制，贴面材料与周围地面一致。防静电活动地板及其配套支撑系列的技术性能要符合《国家电网公司输变电工程标准工艺》的要求。地板下铺设防静电泄露铜箔网，防静电活动地板应符合现行国家标准《防静电活动地板通用规范》的要求，并将地板可靠接地。

根据设备安装工艺要求，通信设备机房活动地板下布置设施包括：通风管道、设备底架、机房内接地系统、电缆槽道、通信管线及机房专用空调管线等。

5 防雷接地

雷电过电压及电磁干扰防护，是保护通信线路、设备运行及人身安全的重要技术手段，是电力通信网建设及运行管理工作的重要組成部分，对通信设备的安全运行和数据的可靠传输有着重要影响。

防雷接地系统设计原则如下：（1）通信机房的防雷接

地设计应满足DL548 -1994《电力系统通信站防雷运行管理规程》和GB50689-2011《通信局（站）防雷与接地工程设计规范的要求》。（2）通信机房应装设120mm2的铜质环形母线，环形母线应采用两点以上就近接入站内主接地网。（3）通信设备保护接地与工作接地合用一组接地体。（4）通信设备各直流电源的正极，在电源设备侧均应直接接地。

通信机房采用联合接地方式，与主接地网相连接，共同组成联合地网。在通信机房内，围绕机房敷设环形接地母线。机房内各种电缆的金属外皮、设备的金属外壳和不带电的金属部分、各种金属管道、金属门框等建筑物金属结构、金属进风道、走线架等，以及保护接地、工作接地，均以最短距离与环形接地母线连接。环形接地母线采用两点以上就近接入总接地网。

设备机柜的接地端子应通过接地线就近接至接地铜排上，接地线应采用不小于25mm2的黄绿双色相间的塑料（橡胶）绝缘铜芯多股软导线。接线端头应选用与接地线线径相同的铜质非开口接线鼻子。机柜前、后门和侧门的下方有接地端子和接地标志的位置，必须分别通过截面积不小于6mm2的黄绿铜芯导线接到机柜结构体的接地端子上。

6 通信线缆敷设设计

室外通信线缆主要包括光缆、电力电缆、高频电缆、音频电缆等，在变电站电缆沟内穿放时应全程穿入PE管。PE管的管头及开口处要用防火泥封堵，转弯处要用波纹管可靠连接，以满足线缆的转弯半径。室外通信线缆与电缆沟内的强电电缆不应布放在同一层支架上;不同类型的线缆不得混合绑扎。一般导引光缆安排在强电的上方，避免被其他缆线挤压、受损。导引光缆敷设在电缆沟、竖井内和穿越不同防火区的桥架、支架及电缆沟进出口位置时，必须要有防火隔断措施。电缆沟内的PE管应可靠固定在电缆支架上，PE管的首尾两端要进行牢固固定，中间每间隔500mm-1000mm加设固定点。

通信设备内部缆线布放首先做好设备侧的端头。布放时，先将设备侧端头接插牢固，然后将线缆理顺排齐，沿机柜侧壁自上而下顺序布放、绑扎。设备侧用户电缆插头附近的散线束绑扎后，应平顺整齐;线缆转弯处应留有适当弧度，避免损伤线芯。机房内跳纤、2M/155M电缆布放穿管时，要对线缆头进行防护，避免线缆头污染和受损。所有缆线做统一标识。

7 结论

本文针对通信专业工艺设计，设备机柜采用一次性配齐的方法，统一尺寸颜色;合理考虑设备负荷，保障电源系统可靠供电;整体布置通信设备，保障通信缆线有效利用;多个通信设备组屏的机柜内置电源分配单元PDU，优化了电源连接供电，为今后相关特高压变电站的建设提供有价值的参考。

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