通信电源系统及主要电源设备.PDFVIP

◆ 1 ◆ 第一章 通信电源系统及主要电源设备 第一节 通信电源系统的重要性和可用性要求 一、概述 通信电源系统是通信系统的一个组成部分，常被称为通信系统的“心脏”，这说明 通信电源系统在通信系统中占有极为重要的地位。 只有在各个通信设备正常供电的情况下，整个通信系统才能正常运行。如果通信电 源系统发生故障，致使供电质量下降或供电中断，通信系统就不能正常运行，必然引发 通信系统的故障。通信系统的故障将会造成巨大的经济损失和不可估量的政治影响。因 此，对于电信运营商而言，在一定意义上，通信电源是头等重要的。可以说，“没有通 信电源，就没有通信业务，就没有经济效益”。所以，为了保证通信畅通，必须对通信 电源给予足够的重视，并采取各种必要的措施，以达到通信电源的高可用性的要求。 通信供电系统必须能稳定、可靠、安全地供电，确保在任何情况下通信设备不断 电。通信供电系统的结构应十分完善，必须由主用电源和备用电源组成。主用电源一 般是两路或一路市电电源，备用电源又分为长时间备用电源和短时间备用电源。短时 间备用电源一般是蓄电池等储能装置；长时间备用电源是自备柴油发电机组或燃气轮 机发电机组。在正常情况下，通信电源系统将市电电源经过适当的变换和调节，为通 信设备提供稳定可靠的电源；市电电源故障时或电源变换和调节设备发生故障时，先 由短时间备用电源供电（由储能装置直接供电或经电力变换装置供电）；当市电长时间 故障时，自备发电机组启动供电。配置这些电源设备和完善的电源系统的目的，就是 为了提高通信电源系统的可用性，不间断地满足各种通信设备的动力需求，保证通信 畅通，万无一失。 二、通信电源系统的可用性要求 电信系统、数据通信系统和通信电源系统常常以“几个 9”表示系统的可用性（A）， 可用性是指一年内系统正常运行的时间占全年时间的百分比。例如，“4 个 9”是指 现代通信电源技术及应用 ◆ 2 ◆ 99.99%的可用性，表示一年内（365 天）的停机时间小于 53 min；“5 个 9”（99.999%） 的可用性，表示一年内停机时间小于 5.3 min；“6 个 9”（99.9999%）的可用性表示一年 内只有 32 s 的停机时间。此外，还可以用术语“不可用性（U）”指标表示系统的可用性。 实际上，术语“可用性（A）”表示的是系统正常运行的能力，术语“不可用性（U）” 表示的则是系统故障的可能性。可用性（A）和不可用性（U）的关系是：A=1－U。例 如，假设可用性 A=99.99%（4 个 9），则不可用性 U=1-0.9999=1×10?4。 综上所述，通信电源的可用性是指一年内正常供电时间占全年时间的百分比（例如 可用性为 99.99%，表示每年的故障时间为 53 min）。通信电源的不可用性是指一年内故 障时间占全年时间的百分比（例如不可用性为 1×10?4，表示每年的故障时间为 53 min）。 根据《通信局（站）电源系统总技术要求》（YD/T1051-2000）的规定，不同通信局 （站）电源系统的不可用性的要求如下。 （1）省会城市和大区中心通信枢纽（含国际局）、市话汇接局、电报（数据）局、 无线局、长途传输一级干线站、市话端局以及特别规定的其他通信局（站），电源系统 的不可用性应≤5×10?7［相当于 6 个 9，（99.99995%）的可用性］。即每年内电源系统 故障时间应≤15.8 s；平均 20 年内，电源系统故障的累计时间应≤5 min。 （2）地（市）级城市综合局、1 万～5 万门市话局、长途传输二级干线站或相当的 通信局（站）等，电源系统的不可用性应≤1×10-6［相当于 6 个 9（99.9999%）的可用性］。 即每年内电源系统故障时间应≤31.5 s；平均 20 年内，电源系统故障的累计时间应 ≤10 min。 （3）县（含县级市）综合局、万门以下市话局，电源系统的不可用性应≤5×10-6［相 当于 5 个 9（99.9995%）的可用性］。即每年内电源系统故障时间应≤2.6 min；平均 20 年内，电源系统故障的累计时间应≤50 min。 三、高可用性通信电源的关键要素 为了保证通信电源的高可用性，通信电源系统必须具备以下 4 个关键要素。或者说， 必须通过以下 4 个途径才能实现高可用性的通信电源系统。 （1）可靠性 要求各种电源设备（包括高频开关电源模块、UPS 模块、蓄电池、备用发动机组等）、 各种开关、转换开关和其他的配电设备必须非常可靠，具有很高的 MTBF 指标。系统力 求简单，并采取消除或减少单点故障的设计方法。 （2）功能性 要求各种电源设备（包括高频开关电源模块、UPS 模块、蓄电池、备用发动机组等） 必须能稳定供电，各项输出指标满足质