哈尔滨电力职业技术学院 黑龙江哈尔滨 150030
摘要:信息化时代的到来,互联网技术的日渐发展都进一步的推动了通信行业的发展。同时也使得通信设备对于电源的安全供电要求升高。加之不断扩大的数据机房规模,更是促使用电量远远超越了传统的交换以及传输等通信业务。过去多采用UPS系统来实现数据机房的系统供电,然其可靠性以及能源消耗都会随着UPS设备使用规模的扩大而受到影响。于是高压直流供电系统(HVDC)日渐成为业界备受推崇的供电系统之一,其中240V直流供电技术因其电路结构简单、元器件较少,更是得到了极其广泛的适用。因此文章重点就240V高压直流供电技术在通信行业中的应用展开相关探讨。
关键词:240V高压直流供电技术；通信行业；应用
1.信息通信网络演变对供电保障电源的要求
(1)信息通信网络系统设备分等级供电保障的需求信息通信技术的发展已经使得信息通信网络的演变越来越趋向于两极分化。一方面，信息通信网络核心层面越来越集中，对信息通信质量的影响越来越大，其供电保障要求也越来越高；另一方面，信息通信网络接入层面越来越分散，接入点越来越多，供电保障的难度越来越大。千篇一律地要求所有信息通信系统设备的不间断供电保障已经不能适应发展要求，也不现实。因此，通信运营商越来越倾向于根据业务需求分等级保障供电。
(2)核心层面的供电负荷的压力在信息通信网络的核心层面，系统设备的功率密度已经从原来的每机柜不到500W迅速发展到数千瓦乃至数万瓦，特别是业务平台、支撑系统、ICT、IDC业务尤为突出，整体的用电负荷也迅速增长。单套电源系统的供电能力已经或正在成为瓶颈，供求矛盾将越来越突出，不但要求保障安全供电，而且急需有大功率的电源系统满足用电负荷的迅速增长。
(3)接入层面供电环境条件的差异化随着信息通信网络的发展扩大，可用的通信局站资源日趋紧张，越来越小。信息通信网络接入层面的基础环境越来越差，供电条件的差异化也越来越大，有些地方甚至连最基本的供电能力都不具备。因此，单一一种且互不兼容的通信电源供电已经不能满足需求，需要兼容性强的一种供电制式。
(4)信息通信设备的多元化随着社会发展对信息网络的需求越来越多，信息通信网络已经从单一的语音网络演变成多元化的信息网络。各种业务需求的开发，系统设备的种类越来越多。除传统的语音交换设备外，网络交换机、路由器、KVM、服务器，移动通信的基站设备和终端设备，光接入的各种有源或无源的设备等，数不胜数，要求的供电方式也各自不同。这些都需要探讨在供电制式上形成统一的规范和标准。
(5)生产成本提升和采购价格下降的压力信息产业的市场竞争越来越激烈，信息通信设备、通信电源设备生产的人工成本、材料成本都在提升，而通信运营商的集中化、规范化采购已经成为潮流，销售的价格只能下降。这些都使得产品利润空间日渐缩小。
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2.通信网络基础电源的演变
(1)信息通信网络的基础电源的核心所谓“通信电源”即是为通信网络设备提供电力的系统设备，而“信息通信网络的基础电源的核心”可以理解为连续在线为信息通信网络设备提供达到一定的供电品质而确保信息通信网络畅通的电源系统设备。要保障网络畅通，就必须能够保障不大于10ms级的不间断供电，一旦核心电源系统发生故障，退出工作或输出瞬间中断，则将引起供电中断，所带信息通信设备负载将立即掉电而无法运行，造成通信电路中断，信息通信系统瘫痪，直接影响信息通信网络的畅通，从而造成极大的经济和社会效益损失。由此划分，直流电源系统、交流UPS系统和在线的蓄电池组等是信息通信网络基础电源的核心系统。虽然市电是信息通信网络基础电源的常规电力源，但它和油机、蓄电池等系统设备都是可以允许瞬断或中断的，因此它们只是后备的信息通信网络基础电源系统。
(2)“直流48V”供电制式通信网络的直流供电系统先后经历了+24V、-60V、-48V等多种供电制式。回顾基础电源演变的历程，它是随着通信业务和通信设备的变化而形成的。从20世纪70年代以来，随着程控交换机成为PSTN的基础核心，直流电源逐步统一为“直流48V”的供电制式，也自然成为通信网络基础电源的核心。而且，通过长时间的实际应用，也证明“直流48V”供电技术的可用性能够满足通信网络供电保障的需求。
3.240V高压直流供电技术在通信行业中的具体应用
目前,由于HVDC系统的成本低廉,且效率相对较高,因此迅速在我国各大运营商中得到了广泛推广。由此可见,该系统已经开始广泛应用于通信行业之中,在具体使用时,还需注意以下问题[2]
3.1系统架构选择
目前应用HVDC系统时,可供选择的系统架构主要包含以下三种:
(1)独立电源双路模式。240V高压供电系统类似于48V直流供电系统,结构较为简单,且成本低廉。然而由于是同一套系统提供电源,因此容易出现单点故障现象。
(2)双电源双路模式。其供电系统类似于前者,主要不同在于其有两个电源供电,能够有效防范单点故障问题,并可提升供电的可靠性。不过正是由于两个电源同时运行,相对来说会增加系统的冗余度,并相对较低带载率。
(3)将HVDC系统增加在传统模式之上,也就是将UPS电源和高压直流电源分别进行设置。这样一来,可以显著提升供电的可靠性,并且促使终端设备更加灵活的进行电源系统的选择。不过由于其存在两个系统,相对来说会增加后期维护成本。对于通信行业来说,应该依据自身实际状况,选择适宜的系统架构。通常来说,常规状况时仅需选择第一种即可,重要情况下则需选择第二种。
3.2配电器件选择
在240VHVDC系统构建中,通常可选择双极直流微型断路器。这样一来,当其和熔断器串联的时候,可以全面保护整个系统。对于机架配电方式,通常可选择和列头柜相对应的隔离开关,诸如插座式PDU,这种类型的插座在安装接线时较为快捷,但是长期使用中容易出现拉弧现象,容易出现安全隐患,不建议在大型工程中使用。相对来说,端子式的PDU则可以有效保护末端设备,然而其接线量较大,特别是针对大型机房来说,难以有效确保接线质量。因此可以采取整合上述两种方式在一起的办法,从而有效突破二者存在的不足,切实提升系统的安全性。
3.3连接方式选择
由于通信行业的规模相对较大,且复杂程度也极高。因此为确保营造一个安全可靠的工作环境,可以采取不接地方式进行系统建设。一般来说,综合成本、结构以及性能等多方面因素,对于通信行业来说,最佳的电缆模式为双路单芯电缆,同时设置统一的地线网络,有助于全面提升整个系统的清晰度。
结语：
近10年来，随着通信行业的迅猛发展，对通信电源设备的要求日趋增高，特别是IDC（互联网数据中心）机房和MDC（多媒体数据中心）机房。总之,通信行业的快速发展对于系统供电提出了更高的要求。高压直流供电技术因成本低廉,效率较高等优势逐渐呈现快速发展趋势。因此需要引起高度重视,并不断完善相关技术,从而确保高压直流供电系统得到更好的发展。
参考文献：
[1]通信用直流UPS可用性与可靠性研究.中国通信标准化协会研究报告,SR131-2013
[2]通信用240V直流供电系统维护技术要求.通信行业标准,YD/T2556-2013
[3]中国电信240V直流电源供电总体技术要求.中国电信企业标准,Q/CT2461-2012
论文作者:姜涛,姜京京
论文发表刊物:《防护工程》2019年第5期
论文发表时间:2019/6/18
标签：系统论文; 通信网络论文; 信息论文; 电源论文; 供电系统论文; 通信行业论文; 设备论文; 《防护工程》2019年第5期论文;