大負荷開關(guān)電源使用活動小油機發(fā)電方案的探析

李 錚

（湖北移動襄陽分公司，湖北 襄陽 441000）

0 引 言

針對近年站點業(yè)務(wù)用電負荷持續(xù)增加的情勢，傳輸匯聚機房及基站內(nèi)組合式開關(guān)電源（也出現(xiàn)了分立式開關(guān)電源）負載功率接近或者突破10 kW的情況越來越多，單臺10 kW發(fā)電機對單套開關(guān)電源發(fā)電也出現(xiàn)困難。因此，在不過分增加基層搶修難度，充分利用現(xiàn)有資源的情況下，進行適當(dāng)?shù)陌l(fā)電改造，以解決越來越突出的開關(guān)電源大負荷情況下的發(fā)電疑難。

1 組合式開關(guān)電源發(fā)電改造

通過研究組合式開關(guān)電源在交流輸入側(cè)的供電方式，適當(dāng)改進其結(jié)構(gòu)（尤其是零線供電結(jié)構(gòu)），可以實現(xiàn)3臺5 kW單相油機，或者3臺10 kW單相油機，同時為組合式開關(guān)電源供電，發(fā)電功率可以得到變相提升。從現(xiàn)有組合電源的市電零線排上引出三根新零線，增加一個三相雙擲刀開關(guān)，使得A相、B相、C相模塊槽的零線分別接入刀開關(guān)基座側(cè)三個柱頭上，另一側(cè)用于分別接入3臺單相油機的零線即可[1]。因組合式開關(guān)電源模塊為單相模塊，通過改造可實現(xiàn)A、B、C槽位上的模塊分別由不同的單相油機供電，而零線互不干擾的目的。最大發(fā)電功率可以實現(xiàn)從15 kW（3臺5 kW單相油機）至45 kW（3臺15 kW單相油機）的不同組合。發(fā)電結(jié)束后只需要將該刀開關(guān)倒換至市電零線后，即可實現(xiàn)市電正常供電。

組合式開關(guān)電源的供電結(jié)構(gòu)，其每個模塊槽位的火線分別取至三相市電的A、B、C三相，使用的是單相模塊，零線取自同一個零排[2]。具體情況如圖1所示。

圖1 組合式開關(guān)電源的供電結(jié)構(gòu)

要實現(xiàn)3臺不同的單相油機共同給一套電源供電，主要癥結(jié)點在于所有模塊的零線取在一起會有干擾，影響供電安全。從相關(guān)經(jīng)驗知道，3臺油機共用零線經(jīng)常會造成油機跳閘保護，屬于不規(guī)范、有安全隱患的使用方法。所以需要對零線部分進行改造，實現(xiàn)ABC三相在發(fā)電時分別有一套獨立零線系統(tǒng)。而在市電供電時，則將零線重新整合在一起[3]。筆者提出引入三相雙置刀開關(guān)，以實現(xiàn)此功能。

具體改造方案如圖2所示，市電總零線需要接入三相刀開關(guān)的上三柱頭，3臺單相發(fā)電機的零線分別接入刀開關(guān)的下三柱頭，組合開關(guān)電源的所有A槽位、B槽位和C槽位的零線分別接入刀開關(guān)的中三柱頭上。因為組合開關(guān)電源模塊為單相模塊，所以即便零線加開關(guān)裝置也只起著通斷作用，不會影響設(shè)備的安全運行。為避免3臺單相油機的火線和零線匹配錯誤，需要在三相火線斷路器和三相零線斷路器上分別標(biāo)記對應(yīng)的標(biāo)識[4]。油機火線和零線的接線位置不匹配，每臺油機的供電無法構(gòu)成回路，實際也不會出現(xiàn)嚴(yán)重問題。

圖2 具體改造方案

另外，只建議在控制組合式開關(guān)電源供電的上級開關(guān)上做此改造，禁止在整個站內(nèi)的總開關(guān)處做此改造，避免因整站零線忘記倒換而造成站點三相電供電故障。

如想智能避免誤切換等情況，還可以放棄刀開關(guān)，改用多個繼電器組成互鎖電路，在油機供電時，油機側(cè)零線吸合，市電零線處的繼電器斷開，當(dāng)油機供電結(jié)束后，油機側(cè)的零線斷開，市電繼電器自動閉合。繼電互鎖二次原理圖如圖3所示。

圖3 繼電互鎖二次原理圖

2 分立式開關(guān)電源發(fā)電改造

分立式開關(guān)電源由于使用三相模塊，沒有上述組合式開關(guān)電源改造后帶來那么明顯的發(fā)電功率提升效果，但也并非一籌莫展。因分立式開關(guān)電源的整流系統(tǒng)一般有兩個交流引入，分別控制一個整流柜或各控制一個整流柜的一半模塊槽位。如圖4所示。

圖4 分立式開關(guān)電源發(fā)電改造

因此可以考慮在整流系統(tǒng)的交流輸入側(cè)給每一路交流線路做一個市電/油機切換端口， 通過使用兩臺10 kW或者15 kW的活動油機，至少可以為沒有配置固定油機但使用分立式開關(guān)電源的匯聚機房業(yè)務(wù)，提供20～30 kW的活動油機應(yīng)急發(fā)電能力，一定程度上緩解單臺油機發(fā)電帶不動業(yè)務(wù)的窘境[5]。

3 結(jié) 論

按照上述方案，一次應(yīng)急發(fā)電需要同時出勤多臺活動發(fā)電機，因此需要數(shù)十臺庫存機組時刻保持良好的應(yīng)急準(zhǔn)備狀態(tài)。而油機啟動電池又屬于不及時充電就極易虧損的部件，會影響發(fā)電機的啟動和持續(xù)穩(wěn)定運行。如何同時使數(shù)十臺活動發(fā)電機啟動電池一直處于電量飽滿狀態(tài)，傳統(tǒng)做法是通過外置充電器對一只只電池進行充電，但工作量極大且充電效果較差。

為解決上述問題，試制了一種活動發(fā)電機啟動電池集中充電裝置（見圖5和圖6）。通過集成充電裝置和電池充電倉（架）（電池倉數(shù)量可擴容），一次性可對數(shù)十只活動發(fā)電機組啟動電池進行浮充。該裝置可自主調(diào)節(jié)充電電流避免過充，充電線也集中在充電倉（架）內(nèi)，可大幅減少油機日常充電維護的工作量。

圖5 集中充電裝置

圖6 電池充電倉（架）