探討通信運(yùn)營(yíng)機(jī)房的UPS電源割接技術(shù)

摘 要：在通信運(yùn)營(yíng)機(jī)房當(dāng)中，UPS電源割接技術(shù)作為一項(xiàng)難度系數(shù)非常高的工程。在進(jìn)行USP電源割接的過(guò)程當(dāng)中，確保通信設(shè)備供電的持續(xù)不中斷是首要任務(wù)，進(jìn)而保證通信運(yùn)營(yíng)的安全可靠；除此之外，因?yàn)閁SP電源割接是在設(shè)備帶電的狀況下進(jìn)行操作的，因此確保相關(guān)工作人員的人身安全與通信設(shè)備的安全是重中之重。因此，制定應(yīng)急預(yù)案與割接方案以及做好USP電源割接的前期準(zhǔn)備尤其重要。本文主要對(duì)UPS電源割接方法進(jìn)行了一系列的探討研究，在USP電源割接的過(guò)程當(dāng)中，對(duì)于怎樣達(dá)到交流同源進(jìn)行了充分詳細(xì)的介紹，敘述了在USP電源割接方案當(dāng)中需注意的問(wèn)題以及UPS電源的工作原理。

關(guān)鍵詞：UPS；電源；割接；通信

中圖分類(lèi)號(hào)：TN86 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7344（2018）17-0283-02

引 言

維修旁路、靜態(tài)開(kāi)關(guān)、蓄電池組、逆變器以及整流器共同構(gòu)成了UPS電源。市電發(fā)生故障的時(shí)候，UPS主要通過(guò)逆變器輸出與電池放電的方式能夠向負(fù)載持續(xù)進(jìn)行供電，進(jìn)而確保供電的連續(xù)不斷；當(dāng)市電恢復(fù)正常時(shí)，UPS電源又恢復(fù)成一個(gè)具備穩(wěn)壓穩(wěn)頻功能的高性能濾波器，進(jìn)而確保靜態(tài)、無(wú)動(dòng)干擾的純正弦波的高質(zhì)量交流電源的提供、。在通信運(yùn)營(yíng)機(jī)房電源這一領(lǐng)域當(dāng)中，UPS電源設(shè)備取得了廣泛的運(yùn)用，比如IDC機(jī)房、計(jì)費(fèi)認(rèn)證中心、網(wǎng)絡(luò)中心以及DC中心等重要場(chǎng)所。伴隨著UPS電源系統(tǒng)容量與規(guī)模的不斷擴(kuò)大，UPS電源割接工程也隨之逐漸增多，同時(shí)UPS電源割接工程也越發(fā)復(fù)雜，怎樣可靠安全地運(yùn)行UPS電源設(shè)備替換和割接技術(shù)也越發(fā)受到相關(guān)維護(hù)人員的高度重視。

1 UPS電源工作原理

UPS作為Uninterruptible Power System的英文縮寫(xiě)，表示持續(xù)不間斷的電源系統(tǒng)，習(xí)慣于將其簡(jiǎn)稱為UPS電源。UPS電源的主要功能在于凈化交流市電電源與對(duì)交流電源進(jìn)行連續(xù)不斷的提供。在數(shù)據(jù)（網(wǎng)管）中心與計(jì)算機(jī)機(jī)房等場(chǎng)合當(dāng)中UPS電源受到了廣泛的運(yùn)用。在通信網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中，UPS設(shè)備主要運(yùn)用于為網(wǎng)管系統(tǒng)、增值業(yè)務(wù)系統(tǒng)、支撐系統(tǒng)、智能網(wǎng)設(shè)備以及數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等的供電。我國(guó)目前的通信運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)當(dāng)中還未運(yùn)用到旋轉(zhuǎn)UPS電源，然而對(duì)于靜態(tài)交流不間斷電源設(shè)備的運(yùn)用確是非常廣泛，在通信運(yùn)營(yíng)網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中，運(yùn)用得最多的雙變換在線式UPS電源。靜態(tài)式雙向變換在線式UPS電源的工作原理如圖1所示。

在市電進(jìn)行正常供電的過(guò)程當(dāng)中，交流市電經(jīng)過(guò)整流器進(jìn)行整流之后再將其供給逆變器的直流電源，再由逆變器輸出交流，經(jīng)過(guò)AC濾波器（又稱輸出濾波器）轉(zhuǎn)變?yōu)檎医涣麟妷哼M(jìn)行輸出，進(jìn)而向負(fù)載進(jìn)行供電，獲取電能，品質(zhì)上是和市電相互隔離的凈化電能。與此同時(shí)，還應(yīng)當(dāng)使用經(jīng)整流器整流過(guò)后的直流電源或者專(zhuān)門(mén)的電池充電器對(duì)蓄電池進(jìn)行相應(yīng)的浮充充電，從而確保蓄電池優(yōu)良的滿電待機(jī)狀態(tài)的保持。

一旦市電停止供應(yīng)，就由相關(guān)的蓄電池組對(duì)逆變器的直流輸入進(jìn)行供給，進(jìn)而確保逆變器持續(xù)不斷地向負(fù)載進(jìn)行交流電源的供電。市電供電恢復(fù)之后，依然由整流器對(duì)直流電源進(jìn)行輸出進(jìn)而給逆變器供電，與此同時(shí)，整流器還會(huì)對(duì)蓄電池進(jìn)行均衡充電，對(duì)蓄電池充完電之后應(yīng)當(dāng)自動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)楦〕涔╇姷男问健?/p>

當(dāng)其中的逆變器發(fā)生故障的時(shí)候，向負(fù)載供電的責(zé)任自然而然就轉(zhuǎn)給了靜態(tài)旁路市電。旁路供電與逆變供電的自動(dòng)轉(zhuǎn)換能夠使用晶閘管轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)或者接觸器轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)等來(lái)進(jìn)行，然而相關(guān)接觸器的轉(zhuǎn)換時(shí)間最低不應(yīng)超過(guò)80ms，而當(dāng)轉(zhuǎn)換元件運(yùn)用到晶閘管靜態(tài)開(kāi)關(guān)時(shí)，轉(zhuǎn)換的時(shí)間通常不超過(guò)1ms。因此在大功率通信運(yùn)營(yíng)與UPS電源領(lǐng)域當(dāng)中，為了滿足計(jì)算機(jī)等重要負(fù)荷對(duì)供電間斷時(shí)間的要求，在對(duì)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)進(jìn)行使用時(shí)，應(yīng)當(dāng)對(duì)其進(jìn)行嚴(yán)格的挑選，而晶閘管型的這一靜態(tài)開(kāi)關(guān)是最佳選項(xiàng)。

2 UPS割接方法分析

2.1 UPS輸出屏替換問(wèn)題

在制定UPS割接方案的過(guò)程當(dāng)中，不僅僅要對(duì)怎樣做到交流同源進(jìn)行重點(diǎn)考慮，進(jìn)而確保通信設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行與電源割接工作的順利進(jìn)行，除此之外，還應(yīng)當(dāng)對(duì)怎樣保證工作人員的人身安全、縮短割接工期以及減少電源割接的工作量等進(jìn)行重點(diǎn)考慮。

在進(jìn)行電源割接的過(guò)程當(dāng)中，若進(jìn)行電源UPS輸出屏拆除方面的工作，不僅僅會(huì)增加電源UPS割接的工作容量，同時(shí)還會(huì)延長(zhǎng)電力工程的周期，大量的帶電操作工作會(huì)使得工程觸電的發(fā)生概率大大增加，進(jìn)而危及相關(guān)操作人員的生命安全；除此之外，更換UPS電源輸出屏很有可能造成很大一部分的原有電纜無(wú)法再次利用，從而使得工程方面投資的增加，同時(shí)帶電割接負(fù)載還會(huì)導(dǎo)致電纜碰電的幾率大大提升，增加設(shè)備掉電、供電短路的風(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)而危及到通信網(wǎng)絡(luò)以及通信設(shè)備的運(yùn)行安全。因此，UPS電源的割接不論是由于設(shè)備更換，還是由于業(yè)務(wù)發(fā)生調(diào)整而進(jìn)行，UPS電源輸出屏是否替換或者拆除都是應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題。

2.2 臨時(shí)UPS同源保障

如圖2所示，同樣是兩套獨(dú)立的系統(tǒng)，通過(guò)以下步驟使系統(tǒng)2負(fù)載以及輸出屏割接到系統(tǒng)1輸出屏進(jìn)而向其供電的情形得以實(shí)現(xiàn)。

（1）在該系統(tǒng)當(dāng)中放置2條電纜，其中一條從系統(tǒng)1的輸出屏接到系統(tǒng)2的輸出屏，而另外一條則從系統(tǒng)1輸出屏接到系統(tǒng)2主機(jī)接線開(kāi)關(guān)。

（2）對(duì)系統(tǒng)2進(jìn)行相關(guān)的調(diào)整工作，由主機(jī)1進(jìn)行，而主機(jī)2則負(fù)責(zé)帶動(dòng)所有的負(fù)載，將第一步驟當(dāng)中放置的電纜接入主機(jī)1。待主機(jī)1上的電力運(yùn)行穩(wěn)定之后，再對(duì)系統(tǒng)2進(jìn)行相關(guān)的調(diào)整工作，由主機(jī)1負(fù)責(zé)供電，將UPS電源輸出屏的側(cè)主機(jī)2的連接開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，對(duì)主機(jī)1到旁路供電進(jìn)行相關(guān)的調(diào)整。

（3）將第一步驟中布置的電纜接入系統(tǒng)2的輸出屏備用開(kāi)關(guān)當(dāng)中（在實(shí)際的電力工程當(dāng)中，也許會(huì)存在相關(guān)輸出屏沒(méi)有備用輸入開(kāi)關(guān)的情形，在該種情況下，能夠采用運(yùn)用主機(jī)2將電能輸入開(kāi)關(guān)的方式，或者采用使用擁有充足容量的輸出開(kāi)關(guān)的方式，短時(shí)間供電，獲得和正常情況下供電的相同目的。），電源割接引電系統(tǒng)圖當(dāng)中系統(tǒng)1的輸出屏?xí)簳r(shí)將電纜連接到相關(guān)的開(kāi)關(guān)上電，對(duì)主機(jī)1連接開(kāi)關(guān)上端、系統(tǒng)2輸出屏側(cè)、備用開(kāi)關(guān)上端進(jìn)行相應(yīng)的檢測(cè)工作，看其相位、頻率以及電壓是否一致，確定一致后方可關(guān)閉備用開(kāi)關(guān)。

（4）使系統(tǒng)2的輸出屏側(cè)的主機(jī)1的連接開(kāi)關(guān)保持?jǐn)嚅_(kāi)的狀態(tài)，主機(jī)1下電。將臨時(shí)電纜進(jìn)行拆除，并將施工現(xiàn)場(chǎng)清掃干凈。

上述過(guò)程主要通過(guò)開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換以及供電主機(jī)，運(yùn)用系統(tǒng)1輸出交流電替代市電當(dāng)作負(fù)載轉(zhuǎn)移的紐帶，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)USP電源輸出交流電的同源并接。蓄電池組供電模式保障加上操作全程UPS電源供電模式保障，市電沒(méi)有出現(xiàn)直接供電的現(xiàn)象，即便市電發(fā)生故障中斷，電力設(shè)備依然可以持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，沒(méi)有掉電的風(fēng)險(xiǎn)，并且全部的接線均工作均是在無(wú)電的狀況下進(jìn)行操作的，進(jìn)而使得相關(guān)施工人員的生命安全能夠獲得更為有效的保障，實(shí)現(xiàn)UPS電源輸出屏的安全有效割接。

2.3 市電同源保障

若通信運(yùn)營(yíng)得負(fù)載重要等級(jí)不是很高的情形下，通信企業(yè)能夠考慮運(yùn)用市電作為同源保障，進(jìn)而確保更換UPS電源或者UPS電源在線業(yè)務(wù)割接的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

如圖3所示，該系統(tǒng)圖當(dāng)中有兩套相對(duì)獨(dú)立的UPS電源系統(tǒng)，將系統(tǒng)圖中的系統(tǒng)1中的輸出屏的后端負(fù)載割接到系統(tǒng)圖中的系統(tǒng)2輸出屏電力供給。

一共有兩種方式：其中的第一種方式，將圖中的兩套系統(tǒng)主機(jī)都調(diào)整到旁路供電，通過(guò)市電直接供電，之后再以臨時(shí)的電纜連接圖中兩個(gè)系統(tǒng)中的輸出屏，先把圖中的系統(tǒng)1輸出屏的整體割接到圖中的系統(tǒng)2輸出屏電力供給，等到這兩套系統(tǒng)的負(fù)載都由系統(tǒng)2逆變器進(jìn)行供電保障之后，再一路一路將系統(tǒng)1輸出屏負(fù)載帶電割接到系統(tǒng)2輸出屏電力供給。第二，直接將兩套UPS電源系統(tǒng)主機(jī)調(diào)整到旁路電力供給，兩套系統(tǒng)都由市電進(jìn)行直接的供電之后，再在帶電的狀況下運(yùn)用反供電技術(shù)或者穿刺技術(shù)把系統(tǒng)1輸出屏負(fù)載一路一路割接到系統(tǒng)2輸出屏供電。

該兩種方式，都必須將UPS電源主機(jī)調(diào)整到旁路供電，通過(guò)市電直接對(duì)負(fù)載進(jìn)行電力供給。然而在此期間，市電成為了兩套系統(tǒng)之間的負(fù)載并接與遷移的橋梁，保證負(fù)載電力供給質(zhì)量的一致性，這便是前文中所提到的同源。但是，把市電當(dāng)作同源保障，只可以針對(duì)那些所帶負(fù)載能夠短時(shí)間停電的及供電等級(jí)偏低的系統(tǒng)，由于旁路供電當(dāng)中，若市電停止，兩套UPS電源系統(tǒng)后端的通信設(shè)備直接停止掉電進(jìn)行，難以保證供電的持續(xù)進(jìn)行。因此，運(yùn)用市電當(dāng)作同源保障，盡管能夠?qū)崿F(xiàn)UPS電源負(fù)載的在線割接的順利進(jìn)行，但是，因?yàn)樵谶M(jìn)行割接的過(guò)程當(dāng)中，存在著掉電的風(fēng)險(xiǎn)，所以該種方法不被大力提倡。

3 結(jié)束語(yǔ)

由于交流電會(huì)對(duì)人的生命安全產(chǎn)生危險(xiǎn)，因此，在對(duì)USP電源進(jìn)行割接的過(guò)程當(dāng)中，不僅僅要做好短路現(xiàn)象的預(yù)防，同時(shí)還應(yīng)當(dāng)做好由于電力工程施工當(dāng)中的不當(dāng)操作而造成的觸電現(xiàn)象的防備工作。所以，在進(jìn)行相關(guān)操作的過(guò)程當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)著重做好相關(guān)的安全防護(hù)工作。除此之外，在對(duì)UPS電源割接方案進(jìn)行制定的過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)以“安全”作為首要準(zhǔn)則，嚴(yán)格遵守“同源”這一基本要素，做好相對(duì)應(yīng)的應(yīng)急保護(hù)措施，進(jìn)而確保USP電源在線割接的安全可靠運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1]朱紅兵.UPS電源系統(tǒng)在線割接方案研究[J].山東工業(yè)技術(shù)，2014（2）：27～28.

[2]侯振義，王義明.UPS技術(shù)講座.電源技術(shù)應(yīng)用，1999（04）.

[3]馮立忠.淺談UPS電源割接[J].通信電源技術(shù)，2010，17（2）：60～61.

收稿日期：2018-5-10