通信系统不间断供电网络的设计

康润生

　　在现代通信系统中的网络管理、监控中心、数据中心、计费系统及客户服务系统中，为确保数据存储、程序运行，网络优化的安全及设备运行的连续、稳定和可靠，无不用到交流不间断电源（ＵＰＳ）。目前ＵＰＳ已成为计算机网络系统的重要组成部分，获得了前所未有的高速发展和广泛应用，为信息化发展的进程起到了保护神的作用。

　　为了使ＵＰＳ的输出供电更可靠、更安全，ＵＰＳ出现了多种供电运行方式，如串联备份、并联备份、多机备份等。但是随着时间的推移，已配置在网上运行的ＵＰＳ仍然存在着事故隐患，产生事故的原因主要有以下几种：

　　（１）备份蓄电池不能及时供电，而造成系统中断。据有关资料显示，６０％的ＵＰＳ故障是因蓄电池的损坏引起的。

　　（２）在雷雨天气或雷暴多发区，ＵＰＳ即使有避雷措施，也不能保护负载安全，往往自身遭到雷击，系统损坏。

　　（３）大中型ＵＰＳ均为集中输出，负载之间相互存在传导干扰，若出现短路，造成所有负载运行中断，损失面广，波及而大，后果严重。

一、系统设计方案

　　众所周知，由交换机供应商配套的逆变电源已广泛应用于通信系统的网管中心。因为逆变电源克服了ＵＰＳ固有缺陷，到目前为止在网上运行非常可靠。因此，在通信系统大力推广逆变电源进行分散供电，具有十分重要的社会意义。笔者就此提供几种交流不间断电源设计方案，以供广大网络设计人员参考。

　　（１）对于已立项而即将或正在设计中的通信大楼，交流不间断电源可按以下两种方式选择：

　　第一种方式是把直流系统设计成既能承担交换设备和传输设备的直流供电，又能保证为这些设备的网管、监控、数据系统的电脑服务器承担交流不间断逆变供电。

　　第二种方式是在电力室或分散供电的各楼层电源室，设计成各楼层独立的分散式交流不间断电源系统，与通信直流系统隔离，实现既能及时维护又能及时扩容的网络不间断电源。

　　（２）对于新建通信大楼，新设计的直流电源有足够的富余容量，它适用于网管监控、数据中心、前台营业和客户服务系统。

　　（３）对原有的通信大楼，由于按当时的直流电源容量设计，有较大的富余，但是，近几年通信业务的高速增长，富余的直流容量逐步减少，甚至有的大楼必须重新扩容，才能满足业务发展的需要。像这些通信大楼的交流不间断电源，即独立于通信４８Ｖ以外的不间断电源系统，适用于原有的大楼电源改造。

　　实际上把独立的ＵＰＳ分散化了，表面上相同容量的电源与ＵＰＳ相比造价会提高，但实际上无论是ＡＣ／ＤＣ模块，或ＤＣ／ＡＣ模块，国产技术已经成熟，与进口ＵＰＳ整机相比，价格差异不大，但其可靠性远远超过几个数量级。在目前电网改造结束，市电稳定的情况下，ＤＣ／ＡＣ逆变模块带有市电旁路，按市电优先方式运行，只要ＡＣ／ＤＣ整流模块对蓄电池有充电能力，就可以减少配置，降低整个系统的造价。

二、可靠性分析

　　通过以上分散式、模块化结构设计，可大大提高系统的可靠性和实用性，具有重大的经济效益和社会效益。

　　（１）在整流部分，采用已成熟ｎ＋１模块化结构，安全性提高了１００％；在蓄电池部分，采用一主一备方式连接，把蓄电池组按通信４８Ｖ结构安装，上架敞开排列，避免采用ＵＰＳ电池组进行箱式安装。同时要定人定岗监控管理，进行定期充放电维护，而目前的阀控式铅酸蓄电池，只要有专人维护管理，使用寿命由原来的２年已提高到现在的３年，部分品牌承诺可达４－６年。

　　改变了过去大型ＵＰＳ系统蓄电池独立集中供电，维护人员不习惯开箱在线测试，造成电池放空、掉电引起系统中断现象。

　　（２）采用ＤＣ／ＡＣ逆变模块化分散结构，即能及时扩容，又可减少因故障发生掉电的波及面，与ＵＰＳ集中供电的故障损失比较，分散结构的危害性大大降低，同时也避免了集中供电因电磁兼容而产生的传导干扰。

　　（３）通信电源系统由于有自备的ＤＣ ４８Ｖ电源，交流不间断电源采用ＤＣ／ＡＣ逆变模块，单元功能清晰，并应用了通信电源系统中固有的防雷电隔离装置，安全性能提高，给用户带来极大的便利。

三、应用举例

　　合肥联信电源设备有限公司于１９９７年开始研制生产通信专用４８Ｖ逆变电源，广泛应用于通信系统的网管、计费、前台、农话收费等。１９９９年联信公司开发了１９″标准柜式安装的模块化逆变电源产品，在安徽、江西、湖北、广东等省的通信系统，大型网络中心，获得了广泛的应用。其中合肥市肥东电信局的模块式逆变电源起到了示范作用。

　　肥东局当时交换机设备与监控、网管、数据等网络系统集中在同一机房，不间断电源设备有前期交换机供应商配置的小容量（５００ ＶＡ）逆变器３台，１ｋＶＡ逆变器２台，２ｋＶＡ的ＵＰＳ　２台，考虑到新业务的需要，以及不断的容量扩充，必须增加十几台电脑、服务器等终端设备。如果按新增容量配置不间断电源，就要重新布线，使机房布线结构日趋复杂，不适应发展规划。局方研究后，决定拆除小容量电源，优先选用了联信柜式逆变电源５ＫＶＡ容量３只，总容量为１５ｋＶＡ。采用在线式运行集中配置，三路分散供电方式，合理规划布线结构，把３０多台终端的电源全部解决。到目前为止，还没有出现电源中断事故，运行非常稳定、可靠。

四、结论

　　利用通信系统现有的直流电源及避雷、防雷措施，在计算机网络管理系统采用逆变电源进行柜式安装，实现分散供电。此种供电方案可避免交流负载传导干扰，同时具有防雷击、免维护、易扩容、减少占地等优点。

摘自　通信世界报