通信樞紐樓供電安全問題(朱清峰)

通信樞紐樓供電安全問題

中訊郵電咨詢設(shè)計院電源處朱清峰通信樞紐樓供電安全的重要性中國通信企業(yè)經(jīng)過重組形成中國電信、中國移動、中國聯(lián)通三大全業(yè)務(wù)通信運營商，每個運營商通信樞紐樓的使用也會逐步成為綜合性通信設(shè)備安裝運營的主要場所，是每個省分公司極其重要的通信機房，它的供電安全問題不容忽視。通信樞紐樓供電安全的重要性從我院多年來對通信樞紐大樓供電系統(tǒng)的設(shè)計、整改、故障處理及各運營商集團公司反應(yīng)的電源問題來看，電信、移動、聯(lián)通三大運營商樞紐樓有不少均存在著安全隱患，這些安全隱患積累到一定時候必然爆發(fā)。樞紐電源故障帶來的影響

直接影響●通信業(yè)務(wù)中斷●業(yè)務(wù)收入損失●網(wǎng)絡(luò)安全形象降低●客戶流失●用戶投訴●經(jīng)濟賠償

間接影響●維護指標(biāo)考核不過關(guān)●維護人員獎金扣除●重大事故直接領(lǐng)導(dǎo)下課常見的安全隱患市電電源配置不規(guī)范問題油機的容量問題UPS的配置問題蓄電池的使用問題無功補償問題配電分級問題供電線路瓶頸問題直流系統(tǒng)配電斷路器選擇問題市電電源配置不規(guī)范問題☆表面上是兩路市電，但兩路市電上級來自同一個變電所或開閉所，俗稱“假兩路”市電。案例一：湖北某運營商省會級樞紐假兩路市電，由于上級變電所火災(zāi)導(dǎo)致2路市電停電十多天，全靠油機發(fā)電，造成恐慌，后改造市電花費2千多萬。案例二：山西某運營商樞紐假兩路市電上級變電所遭雷擊造成2路市電全停電5天，后期1路市電路由改造花費900萬元。市電電源配置不規(guī)范問題☆表面上是兩路市電，但兩路市電的容量不相等，當(dāng)主用市電停電時，備用市電容量不能滿足保證負(fù)荷用電，這種情況不能稱之為2路市電?！顑陕肥须娡瑴现甭?，被其他單位施工挖斷造成2路市電長時間停電。市電電源配置不規(guī)范問題☆表面上是兩路市電，但兩路市電上級來自同一個變電所或開閉所，俗稱“假兩路”市電。案例一：湖北某運營商省會級樞紐假兩路市電，由于上級變電所火災(zāi)導(dǎo)致2路市電停電十多天，全靠油機發(fā)電，造成恐慌，后改造市電花費2千多萬。案例二：山西某運營商樞紐假兩路市電上級變電所遭雷擊造成2路市電全停電5天，后期1路市電路由改造花費900萬元。市電電源配置不規(guī)范原因☆按舊規(guī)范設(shè)計，不滿足現(xiàn)在需要；新規(guī)范YD/T5040-2005已經(jīng)2路市電重新定義?！罱ㄔO(shè)倉促，設(shè)計的2路市電，當(dāng)時不具備條件或引入路由過遠(yuǎn)投資大，從而只引一路市電，后期也不增補另一路。☆租用機房或購買機房，配電已建設(shè)，雖不滿足規(guī)范要求，也并未做改造直接投入使用。油機的容量問題☆顯性不足樞紐樓在建設(shè)的初期，發(fā)電機組容量一般都滿足要求，但隨著負(fù)荷的日益增大，建設(shè)單位和設(shè)計單位忽略了發(fā)電機組的擴容，有些設(shè)計單位忽略了蓄電池均充負(fù)荷的計算，導(dǎo)致油機容量無法滿足停電后保證負(fù)荷的需求，就是保證負(fù)荷的最大值大于發(fā)電機組的容量，可以通過測量和計算得出明顯結(jié)論。☆隱形不足

發(fā)電機組的容量表面上滿足樞紐樓保證負(fù)荷的需求，但實際上當(dāng)停電來臨時，發(fā)電機組根本無法帶保證負(fù)荷供電

油機的容量問題隱性不足案例一：湖南某運營商樞紐樓發(fā)電機組1200KW2臺均安裝在地下室，2臺機組并機運行，但實際帶載能力不足1200KW，究其原因是機組的進風(fēng)口面積不足，導(dǎo)致進風(fēng)量只能滿足一臺機組需要，直接影響機組的帶載能力。即將發(fā)行的通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《通信局站柴油發(fā)電機組設(shè)計暫行規(guī)定》給出了詳細(xì)的油機進、排風(fēng)口的詳細(xì)計算方法，設(shè)計人員和運營商可以參考執(zhí)行。案例二：湖北某地市樞紐樓2臺500KW的發(fā)電機組主備用使用，保證負(fù)荷只有260KW,表面上看容量滿足要求，實際上停電后開機5分鐘后自動停機，后來經(jīng)調(diào)查該樞紐的總諧波電流含量已達到30%，直接導(dǎo)致了發(fā)電機組的帶載能力降低。案例三：新疆某樞紐樓因諧波過大油機供電時直接導(dǎo)致發(fā)電機組的調(diào)速器燒毀。所以新的設(shè)計規(guī)范YD/T5040-2005要求配電系統(tǒng)總諧波電流含量超過10%必須進行諧波治理。帶來隱性不足的因素海拔、進排風(fēng)量、諧波、環(huán)境溫度

發(fā)電機組的容量受上述因素的制約，并不是額定容量是多少就能提供多少功率，一定要綜合分析，條件具備的可以做帶滿載實驗考查。隱性不足表面上是滿足的，實際上根本不行，所以隱性不足更容易被維護人員忽視，直到出現(xiàn)停電故障時才發(fā)現(xiàn)往往為時已晚。

純阻性負(fù)載的滿載實驗無法考查諧波負(fù)載UPS的配置問題2006年以前建設(shè)的UPS系統(tǒng)，蓄電池的配置往往由廠家自己配，差別很大，廠家為了追求利益最大化，蓄電池容量配置往往不足，加上大容量UPS需求電池只數(shù)很多，占地面積大，往往配置的UPS電池容量偏小，在UPS帶載負(fù)荷逐步增大后，加上蓄電池隨著使用時間增長而導(dǎo)致的容量下降，UPS在市電停電后電池的維持放電時間極短，有的可能只有幾分鐘，若發(fā)電機組在這幾分鐘內(nèi)無法開啟送電（一般維護要求市電停電后發(fā)電機組15分鐘內(nèi)開啟），就會導(dǎo)致UPS停機致通信設(shè)備停電。UPS的配置問題新的設(shè)計規(guī)范YD/T5040-2005給出UPS蓄電池的計算方法，可以避免上述問題的出現(xiàn)。另外UPS的本機故障也不少，重要的負(fù)載運營商已基本采用雙總線供電模式，減少由于UPS系統(tǒng)故障導(dǎo)致的停電事故。案例：上海某樞紐因UPS（1+1）單系統(tǒng)供電，當(dāng)其中1臺UPS的輸出濾波電容燒毀造成輸出短路時，出現(xiàn)通信設(shè)備中斷故障。對于N+1并聯(lián)冗余UPS系統(tǒng)來說，若輸出端短路就會造成整個輸出母線電壓跌落，從而造成后端通信設(shè)備蕩機；所以對于重要負(fù)載最好采用UPS雙總線供電。蓄電池的使用問題

新的規(guī)范上已經(jīng)明確規(guī)定：不同廠家、不同容量、不同型號、不同時期(出廠時間相差1年以上)的電池嚴(yán)禁并聯(lián)使用

主要是不同時期的蓄電池（同廠家、同容量、同型號）并聯(lián)使用，蓄電池的內(nèi)阻隨著使用時間的增長也在增大，不同時期的蓄電池組并聯(lián)使用導(dǎo)致放電時不能均分負(fù)荷，內(nèi)阻較小的一組電池承受的負(fù)荷會很大，有時內(nèi)阻較大的一組電池完全成了內(nèi)阻較小電池組的負(fù)載，結(jié)果是內(nèi)阻較小的一組電池輸出電流很大，導(dǎo)致輸出保險絲發(fā)熱熔斷。蓄電池的使用問題

同時期的蓄電池組并聯(lián)也出現(xiàn)過這種問題

案例：重慶某樞紐樓一直流系統(tǒng)帶4組3000AH的蓄電池組，負(fù)荷只有2600A，但當(dāng)停電時，蓄電池只放電了7分多鐘就電壓急劇降低，導(dǎo)致通信設(shè)備蕩機，造成很大的通信故障。究其原因，原來是有兩組蓄電池靠窗放置，南曬，電池室又沒空調(diào)，窗戶也沒涂隔陽涂料，因長期高溫運行導(dǎo)致這兩組蓄電池組內(nèi)阻明顯高于另外2組，加上使用年限已很長，造成容量極低且?guī)捉M電池內(nèi)阻差別太大，放電時內(nèi)阻大的蓄電池組又成為了負(fù)載，導(dǎo)致蓄電池組容量迅速放光，故障不可避免。無功補償問題

通信樞紐樓的低壓配電部分的無功補償裝置（電容器柜），電容回路不加電抗器，系統(tǒng)由于諧波的存在，電容和系統(tǒng)電感構(gòu)成LC回路會導(dǎo)致某次諧波放大，存在諧振可能，而諧波增大會引起設(shè)備發(fā)熱、發(fā)電機組故障、空氣開關(guān)誤跳閘、電容器燒毀等一系列問題，通過對比測量證實了諧波放大問題的存在。無功補償問題

樞紐樓因為有開關(guān)電源系統(tǒng)和UPS系統(tǒng)內(nèi)部整流電路的存在，諧波不可避免，一般情況下5次、7次、11次、13次、17次、19次諧波較大，一般樞紐樓電容器柜串聯(lián)6%或7%比例的電抗器將諧振點前移，避開高次諧波諧振點即可解決諧波放大問題。配電分級問題

通信樞紐交流配電分級過多配電開關(guān)級數(shù)越多，上下級之間的選擇性跳閘參數(shù)設(shè)置容易忽略、也沒有根據(jù)負(fù)荷變化及時調(diào)整。下級配電開關(guān)總額定容量之和不能大于上級輸入開關(guān)（錯誤觀念）配電分級問題故障案例案例一：新疆某樞紐樓一列低壓配電柜的變壓器輸出開關(guān)下端測量互感器由于相互搭接安裝，系統(tǒng)中的諧波又很大，導(dǎo)致電流互感器的外殼熔化，里面的銅線圈搭接造成相間間接短路，結(jié)果變壓器總輸出開關(guān)沒跳閘，高壓配電柜輸出開關(guān)也沒跳閘，導(dǎo)致供電局的開閉所開關(guān)跳閘，造成1路市電停電。究其原因還是開關(guān)參數(shù)設(shè)置的問題，因上、下級沒有選擇性而導(dǎo)致短路故障范圍擴大。配電分級問題故障案例案例二：河南某樞紐樓一套300KVAUPS供電系統(tǒng)，最末端的一個頭柜的輸出開關(guān)端子被施工單位安裝人員的螺絲刀造成短路，結(jié)果離短路故障最近2級250A的開關(guān)均沒跳閘，UPS的總輸出800A開關(guān)跳閘，造成大面積通信干線阻斷。配電分級問題故障案例供電線路瓶頸問題

后期設(shè)計不考慮前期引入電纜在輸出垂直母線分支系統(tǒng)擴容負(fù)荷不進行核算。高壓柜屏頂母線容量在擴容變壓器時易忽略前級開關(guān)容量易忽略。直流系統(tǒng)配電斷路器選擇問題

在樞紐樓的-48V直流供電系統(tǒng)中，有一些建設(shè)單位在選擇二級直流配電時（直流配電頭柜）采用空氣開關(guān)作為斷路裝置，有一些優(yōu)點，維護操作方便、故障恢復(fù)快等，但總體來說在直流系統(tǒng)中使用空氣開關(guān)相對于熔斷器，弊大于利，且降低了供電系統(tǒng)的可靠性，空氣開關(guān)更容易因人為的刮碰而分?jǐn)?，宜受到涌流干擾而分?jǐn)?，熔斷器因其安裝方式避免了意外的刮碰而斷路的可能，也因其不同于空氣開關(guān)的結(jié)構(gòu)而避免了涌流干擾，所以建議在直流系統(tǒng)中使用熔斷器可靠性更高，因為直流系統(tǒng)在頭柜上斷電將直接導(dǎo)致通信設(shè)備中斷。因直流配電頭柜使用空氣開關(guān)（意外分?jǐn)啵┒鸬耐ㄐ胖袛嗳珖呀?jīng)發(fā)生不少起。結(jié)束語通信樞紐樓因供電系統(tǒng)復(fù)雜、設(shè)備繁多，建設(shè)的不規(guī)范及擴容時考慮不周全就會造成這樣和那樣的問題，上述