高壓直流供電技術在通信行業(yè)的實踐

岳勝 常洪濤

【摘要】? ? 近幾年，我國通信行業(yè)得到了全面提升，致使大量高壓直流供電系統(tǒng)和試驗區(qū)域，無論是行業(yè)規(guī)范還是構建標準都不斷進行完善和優(yōu)化，致使高壓直流供電系統(tǒng)的基礎建設逐漸進入發(fā)展環(huán)節(jié)，其系統(tǒng)容量在不斷擴大，機房類型也在由運營商自有機房向大型數(shù)據(jù)中心機房發(fā)展。本文首先詳細分析高壓直流供電技術發(fā)展現(xiàn)狀，并且結合高壓直流供電系統(tǒng)種類，進一步總結出高壓直流供電技術適應性。

【關鍵詞】? ? 高壓直流供電技術? ? 通信行業(yè)? ? 維護系統(tǒng)? ?電源模式

信息通信以及互聯(lián)網(wǎng)平臺的不斷建設與進步，信息通信設備與系統(tǒng)對電源供電技術水平的要求隨之提升，加上現(xiàn)階段數(shù)據(jù)環(huán)境和應用范圍不斷擴大，其電量已經超出了傳統(tǒng)交換設備的基礎需求。

一、高壓直流供電技術發(fā)展現(xiàn)狀

隨著我國對互聯(lián)網(wǎng)以及信息通信行業(yè)的全面發(fā)展，高壓直流供電技術已經得到了廣泛的應用和技術操作，比如：中國電信企業(yè)為了進一步提升通信質量和效率，開始集中構建出240伏的高壓直流供電實驗局，并且在我國各個地區(qū)相繼開展一系列通信測試網(wǎng)點，經過長時間的實踐與優(yōu)化，直至2020年為止，已經構建出220套高壓直流運轉與維護系統(tǒng)，尤其是在南部地區(qū)，電信通信系統(tǒng)與硬件管理區(qū)域已經建設許多IDC控制區(qū)域、核心IT數(shù)據(jù)信息處理系統(tǒng)以及相關終端業(yè)務等，進而從根本保證高壓直流供電技術的全面發(fā)展和運轉。同時電信公司在高壓直流供電技術應用過程中，為了從根本上確保供電系統(tǒng)的穩(wěn)定運轉，先后在深圳、內蒙古等相關地區(qū)開展一系列高壓直流供電信息測試，同時為了保證測試結果的普遍性與真實性，除了選擇常規(guī)240伏電壓，還選擇了336伏直流電壓開展全面的數(shù)據(jù)和技能實驗，并且相繼在全國各個地區(qū)開展一系列測試地點。

高壓直流供電技術在運轉工程中，由于其內部結構中的HVDC系統(tǒng)普遍具有經濟支出成本較低、收益高等相關優(yōu)勢和特點，因此在我國通信行業(yè)得到了全面的應用和宣傳，我國移動信號企業(yè)為了保證高壓直流供電技術水平，開始建設建設出至少240伏的實驗企業(yè)與地區(qū)，進而選擇多個區(qū)域開展一系列信息基礎功能測試，同時以此作為基礎條件全面擴大高壓直流供電系統(tǒng)的基礎應用[1]。同時隨著大多數(shù)實驗區(qū)域的構建完畢，我國同樣不斷提高針對直流電力供應的編撰工作，提出了相應的標準規(guī)范，全方位、多角度推進系統(tǒng)產業(yè)化發(fā)展水平，有利于產品發(fā)展基礎進程，同時充分引導產品具體發(fā)展方向。如表1，不同電流運輸模式比較。

二、高壓直流供電系統(tǒng)種類

高壓直流供電系統(tǒng)項目以及基礎工程建設過程中，系統(tǒng)的基礎結構選擇成為現(xiàn)階段供電系統(tǒng)的主要問題之一，為此項目工程技術人員在實際運轉過程中，需要在系統(tǒng)性、安全性、經濟性以及穩(wěn)定性之間開展全面考核。同時為了進一步保證高壓直流供電系統(tǒng)項目結構穩(wěn)定性，需要進一步參考48伏的直流電源系統(tǒng)結構建設，以及UPS系統(tǒng)運轉模式，以此為項目工程提供一系列技術支持。

第一，高壓直流單電源系統(tǒng)內部結構中的雙向電路供電模式運轉過程中，該技術方式與傳統(tǒng)48伏直流供電系統(tǒng)運轉模式基礎相同，并且系統(tǒng)自身結構建設相對比較簡單，并且整體工程項目經濟投資相對較小，而實際運轉過程中，由于系統(tǒng)服務設備的雙路信息輸出一般來自于相同高壓直流電源系統(tǒng)，進而在系統(tǒng)結構的電源區(qū)域一側明顯存在單點故障問題，如圖1，單系統(tǒng)雙路供電結構圖[2]。

第二，高壓直流雙方向電源系統(tǒng)在雙路供電模式的選擇上，與雙向電路供電模式相互比較，該技術模式實施過程中，每臺列頭柜在系統(tǒng)配置方面上，其電源輸出分別來自2套電源供電系統(tǒng)，進一步消除了系統(tǒng)內部結構中單點故障問題，進而提升系統(tǒng)運轉電力供應的穩(wěn)定性與可靠性。但是該技術在實施過程中，由于系統(tǒng)所搭配的操作技術為2N模式，所以系統(tǒng)所造成的冗余度極大，導致系統(tǒng)在正常運轉過程中的基礎帶載率相對較低。

第三，UPS+直流雙方向電路供電模式中，主要將傳統(tǒng)的供電模式相互融合，并且使用1路UPS電源系統(tǒng)，而另外一路則是高壓直流電源的雙方向電力供應模式，該電力供應模式有效消除了系統(tǒng)單位置點故障問題，進而有效提升了電力供應的穩(wěn)定和可靠性，并且每個設備結構內部需要直接提供至少2路電源模式，其終端業(yè)務設備在電力連接方式上更加靈活和多變。然而此種技術所展現(xiàn)出的問題和不足同樣比較明顯，由于電力供應系統(tǒng)在新建機房區(qū)域中，需要建設中至少2種不同的電源供電系統(tǒng)，此種系統(tǒng)運轉模式無形之中增加了系統(tǒng)后續(xù)維護的基礎工作量，并且每個系統(tǒng)機架需要為系統(tǒng)提供2路直流供電系統(tǒng)，其中系統(tǒng)在使用性能和接地模式上均產生了不同程度維護難度。

第四，城市電力供應+高壓直流雙方向供電電路，此種模式一般需要使用1路城市電源供應模式，1路高壓直流電源雙方向供電模式，由于該技術模式的優(yōu)勢與缺陷十分相似，因此城市電路在運轉過程中無需開展電力能量的轉化，進而最大限度地提升系統(tǒng)運轉質量和效率。加上現(xiàn)階段電力供應需要綜合考慮城市電力供應計劃和方案、突發(fā)停電問題以及電力質量等相關因素，所以該供電技術模式的可靠性相比其他方式綜合性能相對較低，為此在通信行業(yè)運轉過程中，需要綜合

考慮高壓直流供電系統(tǒng)的結構特點，并結合通信行業(yè)廣泛應用的48V直流系統(tǒng)的現(xiàn)狀，需要選擇其中一種供電模式為系統(tǒng)提供足夠的供電可靠性，

三、高壓直流供電技術適應性

3.1系統(tǒng)配電器選擇

3.1.1直流電力配置

高壓直流供電系統(tǒng)和技術使用環(huán)節(jié)，與傳統(tǒng)系統(tǒng)相互比較，該系統(tǒng)需要進行輸出的分支線路數(shù)量相對較少，同時系統(tǒng)日常維護和工程運轉實施環(huán)節(jié)，直流電力搭配屏內部結構中的電氣零部件基礎操作性能相對較低，因此，熔斷設備在經濟支持以及直流維護具備一定經濟優(yōu)勢。與此同時，直流電力系統(tǒng)配置還需要充分考慮高壓直流電力供應系統(tǒng)內部結構中，系統(tǒng)熔斷器以及系統(tǒng)斷路器之間上級與下級之間的搭配聯(lián)系，同時為了進一步確保系統(tǒng)電力搭配的靈活性和系統(tǒng)性，為此需要根據(jù)直流配電模式的第一級別輸出實際情況，選擇熔斷器。而當系統(tǒng)內部結構中選擇熔斷器時，應該盡可能確保電流系統(tǒng)正、負極系統(tǒng)配置相關的熔斷器，同時兩個熔斷器在運轉過程中必須同時保持斷開狀態(tài)，防止出現(xiàn)系統(tǒng)單方向分段情況[3]。

3.1.2列頭柜

在直流列頭柜線路進入方式的選擇上，則應該選擇標準熔斷器設備，或者直流超負荷系統(tǒng)隔離開關設備，系統(tǒng)輸出路線的選擇上，還需要充分考慮系統(tǒng)該操作頻率和質量，由于系統(tǒng)結構上熔斷設備所占據(jù)的空間相對較大，所以針對系統(tǒng)運行過程中，應該首先配置雙方向的直流斷路器，同時系統(tǒng)上、下級別的配電器零部件具有一定選擇性，而熔斷器與直流斷路器開展串聯(lián)保護時，熔斷器則應該安裝在設備內部環(huán)境，保證其標準額定電流不能小于額定電流數(shù)據(jù)的兩倍，使其具有選擇性。

3.2電纜選擇

現(xiàn)階段信息通信行業(yè)在電力供應模式上，傳統(tǒng)48伏直流供電系統(tǒng)一般需要使用正極接地運轉系統(tǒng)，同時為了考慮到系統(tǒng)穩(wěn)定性、可靠性，高壓直流供電系統(tǒng)需要使用不接地運轉系統(tǒng)，進一步討論了高壓直流供電模式與電纜選擇技術方式。第一，與傳統(tǒng)48伏直流系統(tǒng)的接地模式相比較，主要供電電路需要使用3路單芯電纜線路，所以對于傳統(tǒng)48伏運轉系統(tǒng)來說，系統(tǒng)PE接地模式主要體現(xiàn)出三個基礎作用。比如：等電位聯(lián)結、抑制外界電磁干擾等相關方面，進而保證系統(tǒng)產生接地故障問題時，可以構成保證電流通常的連接通道和形式，致使已經產生故障問題電流形式最快速度回到電源一側。同時對于高壓直流不接地系統(tǒng)運轉模式來說，PE接地的實際作用主要體現(xiàn)出兩個方面。比如：等電位、抑制電磁干擾等相關方面，因此使用此種技術方式在接地方面上具有明顯優(yōu)勢。

第二，在連接方式的選擇上，主要電力供應線路需要使用至少2路單芯電纜模式，并且終端業(yè)務區(qū)域內需要來自機房接地模式，因此該系統(tǒng)運轉模式與傳統(tǒng)方式相比較，主要電力供應電路直接節(jié)省了1路電纜線路，其中機房列頭柜的PE系統(tǒng)需要基機房的地線相互連通，盡可能降低和減少了鋪設給用以及線路設計空間[3]。

3.3監(jiān)察系統(tǒng)選擇

在高壓直流供電系統(tǒng)中，供電模式一般使用不接地供電系統(tǒng)，此種模式不僅有效提升了系統(tǒng)基礎穩(wěn)定性，并且還可以強化對技術人員的人身安全，但是不接地系統(tǒng)運轉過程中，如果產生以此單極接地之后無法及時發(fā)現(xiàn)故障問題，系統(tǒng)運轉過程中的高穩(wěn)定性、高安全性等優(yōu)勢則無法充分體現(xiàn)。所以不接地系統(tǒng)內部結構中必須搭配相應的絕緣檢查設備和管理制度，并且可以及時發(fā)現(xiàn)且有效排出一次性故障問題，防止系統(tǒng)產生二次故障問題。

四、結束語

由此可見，通信行業(yè)在運轉過程中，作為國家經濟發(fā)展的核心行業(yè)，其電源系統(tǒng)和操作技術水平直接影響整個行業(yè)的發(fā)展以及基礎發(fā)展，面對行業(yè)激烈競爭帶來的巨大挑戰(zhàn)，高壓直流供電技術將成為未來通信領域發(fā)展的重點方向。

參? 考? 文? 獻

[1]賈德晉. 市電與高壓直流混合供電技術在通信領域應用與探討[J]. 中國新通信， 2019， v.21（21）：39-40.

[2]趙江繼， 王力祥， 靳志月. 通信用高壓直流供電系統(tǒng)的可靠性研究[J]. 通信電源技術， 2020， v.37;No.197（05）：169-170.

[3]魏巍. 電力通訊技術在電力監(jiān)控及自動化系統(tǒng)中的實踐應用[J]. 信息周刊， 2020， 000（006）：P.1-1.