摘要：采用基于磷酸铁锂电池的供电方案，以及快速接入应急保障方案，有效提高小型通信机房供电保障能力。
关键词：磷酸铁锂电池；应急供电保障
一、项目背景
根据某移动市场部上一年度运营报告表明，全年OLT机房共脱管故障96次，其中供电原因导致的占比达75%。详情如下表：
表1 全年OLT机房脱管故障原因分析
OLT设备在停电后短时间内即发生脱管。按照OLT机房的电源配置（3KVA UPS+65AH蓄电池），日常负荷在直流20A以内，理论后备时长能达3小时以上，但根据脱管记录，往往设备在收到停电告警后几分钟至2小时内，甚至立即就出现脱管故障，从而中断通信服务。
二、优化提升
OLT机房是典型的小型通信机房，采用的是用UPS电源为OLT设备保障供电的方式，供电结构如下图：
图1 整改前OLT机房供电结构图
从这个结构图可以看出，配电三级供电，存在至少3个会直接导致OLT设备脱管故障隐患点：
1、蓄电池性能差，停电后短时间脱管；
2、UPS逆变故障切换至旁路，出现市电后立即脱管；
3、架顶开关电源模块故障，因无电池保障，直流输出中断，OLT脱管。
另外OLT机房通常处于地下停车场等环境较为恶劣的场所，存在市电不稳定、机房温度高等问题，蓄电池加速老化，保障能力不足。
经东莞移动动力专家小组分析，要彻底改善OLT机房供电情况，必须改变采用UPS电源的供电结构为采用开关电源的供电结构，减少配电分级。同时考虑机房空间小，及大部分OLT机房市电为单相输入的情况，最终确定了采用“铁锂电池+嵌入式开关电源”一体化电源柜的整改方案。整改后供电结构如下图：
图2 整改后OLT机房供电结构图
整改后的供电结构较整改前具备以下优点：
1、配电层级减少为2级，隐患点减少；
2、电池容量从65AH提高到300AH，铁锂电池后备时间长，能满足满负荷（假设2台OLT设备，合计20A负荷）停电续航8小时以上的要求；
3、铁锂电池耐高温性能优良，在恶劣环境下性能保持较好；
4、嵌入式开关电源智能监控功能完善，能实现电源告警监控上传。
8月起，东莞移动动力专家组陆续对35个OLT机房进行了电源整治。整治效果良好，完成整治后的机房因供电原因导致脱管的次数为0。
另外，针对OLT机房通常下沉至小区居民区，常用的汽油发电机应急发电噪音扰民受阻挠的情况较多，有必要开发一种静音便携式的应急手段。经过东莞公司动力专家小组研究，以下两种方案能实现OLT机房的快速应急供电：
1、基于铁锂电池+调压逆变装置的应急电源系统。
其主要技术要求及特点如下：
1.1移动应急电源系统为直流-48V /交流 ～220V两种输出，以匹配现有OLT设备用电电压等级，并适用于不同的场所；
1.2移动应急电源系统配置1个50AH/48V电池包、1套5KW逆变器及1套DC-DC调压输出装置，实现不同电池包能安全快速接入原电源系统；
图4 整改后铁锂电池+嵌入式电源供电现场图片
1.3建设的应急电源系统为移动推车式，其中内置的电池包、逆变器、调压装置为独立单元模块式设计，方便进行装卸、扩容及日常维护保养；
1.4每台应急电源系统外置充电器。
图5 应急电源系统设计图正反面
2、采用铁锂电池直连OLT设备的方式。
OLT设备均有主备两路电源板，当机房出现停电或电源故障时，可以用铁锂电池直接连接OLT设备的备用电源板进行保障供电。而应急铁锂电池的日常充电保养问题，可利用在电源整治过程中拆除的架顶开关电源，组装成充电电压可调的充电器，给应急铁锂电池充电。
图7 利旧架顶开关电源搭建的充电桩
目前方案1的应急电源系统已完成研发，但由于成本及采购路径的问题，尚未配置到位，在应急电源系统到位前，建议采用方案2的应急保障方案。
三、结语
OLT机房具备小型通信机房空间小、环境恶劣等典型特征，本案例中采用的嵌入式电源+铁锂电池的可靠供电方式，能显著提升小型通信机房的供电保障能力，提升客户感知，从而在市场竞争中获得优势，值得各通信运营商推广采用。
论文作者:陈冠文
论文发表刊物:《基层建设》2019年第4期
论文发表时间:2019/5/23
标签：机房论文; 电源论文; 锂电池论文; 设备论文; 开关电源论文; 故障论文; 系统论文; 《基层建设》2019年第4期论文;