固定传输机房通信电源系统勘察与设计

李 博，钟翩宇

（1.中国人民解放军75841部队，广东 广州 510510；2.中国人民解放军75842部队，广东 广州 510080）

1 通信电源系统勘察要点

随着通信技术的快速发展和通信安防、通信运维业务的信息化推进，传统固定通信机房的设备种类越来越多且越来越智能化，对通信电源的质量要求也越来越高。通信机房一般采用分散供电方式，其电源系统一般由交流供电系统、直流供电系统、接地系统3部分组成。在日常勘察作业过程中，通信机房电源系统勘察主要涉及新建和利旧2类。新建系统相对简单，主要满足新建机房的电源要求。利旧的机房相对复杂，不仅要对现有电源系统进行查看，还要结合新的任务需求设计改造方案。

1.1 了解电源系统组成及运行方式

电源系统一般采用集中供电方式、分散供电方式、混合供电方式。集中供电方式主要应用在通信设备相对集中、电源负载电流不大、通信系统相对简单的通信机房中，主要是在直流供电系统中采用1台高频开关电源为1台直流配电屏供电，所有通信设备集中直流供电。分散供电方式主要应用在业务量大、电源负载电流较大、通信设备较多以及设备分区域或分楼层部署的通信机房，采用不同交流配电设备、高频开关电源设备、直流配电设备对用电设备分别进行供电，降低交流供电设备、高频开关设备或直流配电设备损坏对通信设备造成的影响，供电安全性高，同时设备成本也较高。混合供电方式主要应用在新能源和常规能源组成的供电系统，为用电设备提供安全可靠的电力[1-4]。

1.2 测试记录相关数据

详细的数据收集和记录是后续进行方案设计、方案比选、方案确定的重要依据，机房电源系统勘察过程中测试记录的数据主要有3类，即运行数据、身份数据、配置数据。

（1）运行数据是所有在用电力设备目前的状态数据，主要包括交流输入/输出电压和电流、直流输入/输出电压和电流、设备负载电流大小以及蓄电池组电压等，现场勘查时要详细读取记录，确保数据准确。

（2）身份数据是各种电力设备自身的身份信息，主要包括设备生产厂家、型号容量、功率大小、启用年份以及位置布放信息等。目前主要的电力设备有变压器、交直流配电柜、柴油发电机组、高频开关电源、整流模块、蓄电池组、浪涌保护器、列头柜以及各种电力线缆等，在测试记录时需要确保身份数据详实。

（3）配置数据主要记录各电力设备配置的方式和数量，包括交流电接地形式、交直流配电箱负载配置情况、空开富余情况、整流模块配置数量、柴油发电机组数量、浪涌保护器配置情况以及接地系统组成情况等。例如，某台站需要新安装1套网络设备，根据现有的交流配电屏配置数据，结合新装网络设备的负载大小，就能迅速知道在用交流供电电源端口是否能满足要求、是否需要加装空开或更换空开，实时更新配置数据[5]。

1.3 绘制机房平面图

绘制机房平面图，图中主要包括通信机房朝向、地理坐标、电力设备尺寸和布放位置、电力线缆走向长度、市电和柴油发电机组引入孔分布、馈线孔分布、配电箱空开段子分布、工作地排和保护地排的具体位置以及各上下线孔/槽位置等，尤其还要注意收集地板的承重数据、各种设备详细用电情况、拟布放设备空开占用情况以及空开可扩展数量。此外，还要标注机房其他设备的布放情况和准确位置信息，标注新装设备拟布放位置、新装设备拟电源引接路由、新装设备拟布放路由的长度等，以便制定备选方案。

1.4 绘制设备连接图

绘制设备连接图，主要用来区分交流供电系统和直流供电系统。绘制用电设备的电源引接路由、电源系统和用电设备的连接方式、新装设备的拟引接路由等，尤其对新装设备或拟更换电源设备设计的路由、线缆布放长度、端口选用情况均需准确标注，以免后续设计出现缆线长度不够、引线端子不足等情况。此外，准确的设备连接图也为机房的电源系统升级或技术改造提供了基本的依据。

2 通信电源系统设计要点

设计人员根据现场勘查测试记录的相关数据，结合上级下达的设计任务书要求即可展开通信系统的设计工作。

2.1 变压器容量选择

变压器将输入的交流电压按照要求升高或降低为需要的电压，变压器的选择应该从市电供电类别、台站重要程度、经济条件等方面综合考虑。通信台站宜采用10 kV高压市电引入，使用专用变压器进行供电。采用一类、二类市电供应的核心枢纽台站，应设置2台变压器，其他站宜设置1台变压器。当高压市电电压变动范围超过额定电压的±7%时，宜采用有载调压变压器，使变压器输出电压保持正常值。

2.2 交流配电箱的选择

交流配电箱的容量主要根据建设方提供的负载总功率P总来确定，负载总功率为生活用电功率、通信用电功率、未来建设期用电功率之和。配电箱的电流为

式中：η为功率因数，交流配电箱一般取值为0.8。常用的交流配电箱电流标准I标为50 A、100 A、200 A、400 A、630 A、800 A、1 000 A以及1 600 A，根据计算的I配选择相近的I标，其中I配必须略大于I标。

2.3 直流配电箱的选择

直流配电箱主要保障机房内直流设备用电和电源分配，同时还要兼顾远期的负荷配置。由于目前通信机房基本都是-48 V直流设备，则

式中：W负载为目前已用电源设备和即将安装设备的总功率；W远期为远期的负荷配置功率。目前主要的直流配电箱电流标准I标为50 A、100 A、200 A、400 A、800 A、1600 A以及2 000 A，根据计算的I配选择相近的I标，其中I配必须略大于I标。

2.4 柴油发电机组功率选择

柴油发电机组一般作为市电的备用电源使用，其标称环境条件要与当地的气候环境相互匹配。考虑到目前通行台站的发展趋势和电源稳定性需求，柴油发电机组一般选用微机型全自动机组。柴油发电机组的额定功率为

式中：P应急为需要柴油发电机组提供应急电源的所有设备功率之和；P远期为远期规划负载的功率。

2.5 高频开关电源的选择

高频开关电源是综合电源输出设备，主要为直流设备供电并实现蓄电池组充电。高频开关电源的选择要根据直流设备和蓄电池组确定，其功率为

式中：P电池为蓄电池组的设备功率；P直流为高频开关电源提供直流供电的设备功率。标准电流为

式中：λ为高频开关电源的一般功率因数。根据高频开关电源标准，选择合适的I配，其中I配必须略大于I标。高频开关电源的整流模块一般选择N+1配置，根据选择的整流模块标准电流I整流，则有

当N不为整数时，要取大一位。例如，某个工程计算出N为5.1，则必须取6。

2.6 蓄电池组的选择

传输系统常用的蓄电池组为阀控式密封铅酸电池，一般配置2组。蓄电池容量计算公式为

式中：k为安全系数，取1.25；I为负荷电流，A；T为放电小时数，h；η为放电容量系数，t为温度系数；a为电池温度系数。

2.7 电源线缆的选择

区分交流用电、直流用电、接地系统，分别选择不同型号的通信用电源线缆。在市电的引入中，要根据实际低压接地方式选择不同的线缆。一般-48 V直流全程压降为3.2 V和2.7 V这2种，需要分别对照选择的压降，并计算每一段线缆的允许压降，从而选择合适横截面积的导线。

3 注意事项

3.1 空开使用情况记录

在勘察阶段，详细记录交流配电柜和直流配电柜的空开端子使用情况、富余情况、空开型号等，这对后期的设计非常重要。如果空开够用，设计阶段原则上不再进行相关调整；如果富余情况不能满足需要，则需要对空开组进行调整或更换。

3.2 负载供电路数预留

在设计阶段，如果对即将安装的设备不清楚，需要按照可能出现的最多供电路数进行设计和预留。例如，某工程光传送网（Optical Transport Network，OTN）设备可能采用华为设备（4主4备），也可能采用烽火设备（2主2备），在设备厂家不明确的情况下，需要按照4主4备即8条供电路数进行设计和预留。

3.3 接地系统相关问题

通信机房一般采用综合接地系统，考虑到安全因素，设备的保护接地和工作接地必须单独引接至接地汇集线，避免出现保护接地、工作接地、防雷接地混接在一起的情况。

3.4 现场相关意见收集

勘察阶段，要第一时间收集整理并记录勘察负责人、项目负责人、维护单位负责人以及施工单位负责人对项目设计的相关意见和要求，必要时可以请求相关人员签字确认，这对后续的设计非常重要。

4 结 论

固定传输机房电源系统的勘察和设计是一个系统性过程，通过详尽的勘察、严谨的计算以及合理的规划，根据实际电源需求设计合适的电源系统方案，从而为通信电源领域的长久发展提供保障。