通讯系统电源可靠性改造

通讯系统电源可靠性改造

张娅文

伊犁新天煤化工有限责任公司835000

【摘要】：随着通信技术的发展，通讯设备的不断更新，现代通讯对通讯电源的稳定性要求越来越高。弱电机柜是全厂通讯系统主机的集中地，通讯设备多数是小型电子元器件组成，对瞬间电流电压波动非常敏感。电源作为通讯系统的心脏，在通讯系统中具有无可比拟的重要地位，电压电流异常波动或断电都会影响通话质量或导致全厂通讯中断，给人民和企业会造成重达经济损失。本文主要是为了保证我厂通讯的可靠安全稳定迅速，对我厂弱电机柜电源回路的研究，制定相应整改措施，最终完成电源可靠性改造，保证通讯系统的可靠稳定运行。

关键字：通讯系统、解决方案、可靠性、创造价值

现况介绍

目前我厂通讯系统使用的是80年代的分散式供电模式，系统多，分布面广，供电分散，可控性差，给运维人员工作带来极大的不便。现我厂有电话系统、无线对讲系统、视频监控系统、门禁系统、大屏系统、火灾报警系统、扩音对讲系统等7个系统，通讯系统的中间传输设备和部分主机分布在全厂43个机柜间。前端设备电源90%是从就近机柜间取电，10%设备是现场就地取电。由于历史原因我厂的通讯设备电源品牌复杂，质量差，空开未按标准容量安装。加之近2年来投产，通讯网络的不断扩大，通讯设备的不断增加，原设计机柜电源是单回路供电，新增加设备后机柜电源冗余不足，导致机柜电源不稳定容易跳闸损坏设备。

存在的问题

自我厂通讯系统投入使用以来，由于电源不稳定跳闸导致通讯系统多次瘫痪，是安全生产的重要隐患。我们对全厂弱电机柜电源进行了逐个分析，并采取相应的对策，来确保弱电机柜电源的可靠性。以下举例说明弱电系统存在几个比较典型的问题：

1.现有的弱电机柜电源未设置冗余，单回路供电不可靠。

2.热电机柜电源线路来源不明，线路标识混乱不清，维护难。

3.厂前区弱电室电源取自室电，稳定性差。

4.中央控制室扩音对讲机柜UPS长期处于浮充电状态，造成电池损坏。

5.电气检修未通知直接断送电，机柜电源没有监测保护设置，瞬间电流电压超出允许变化范围，对通讯设备造成二次伤害。

6.通讯系统大多数都是独立系统，没有热备设备，一旦断电或故障，造成通讯数据错乱丢失。

7.现有低压断路器多数是机械式无保护，凡是前后端跳闸造成的短路、断路，都无法快速的判断故障原因，维修时间加长。。

针对以上问题对我厂通讯设备全面评估和对历年故障缺陷统计分析，发现弱电机柜电源不稳定是造成设备损坏的主要原因，机柜电源没有监测保护系统，电流、电压是否超出允许变化范围，是否有下级用电设备短路、断路的情况发生，这些都会对通讯设备造成二次伤害。因此，我们提出此次技改方案。因此，我们提出此次技改方案。

解决方案

根据弱电系统的实际情况，为通讯设备的长期可靠稳定运行，维护方便简单时间短，性价比高等原则提出了三个方案。

方案一，合理选择电源品牌和空开容量，按弱电机房电源标准，更换空开，并做好冗余。此方案经济便宜，但工程量大，只能解决电源容量问题，无法彻底解决电源稳定性。

方案二，每个机房新增一套UPS装置。通过大致计算每个机房需配备6Kwh蓄电池，可提供一小时左右供电。此方案施工简单，但电池组多，容易损坏，保养贵，总价高。

方案三，采用分布式电源远程控制系统双回路供电模式，每个机柜增加1套自动电源切换装置和保护监测设备，以备紧急断电时自动切换。主电源从DCS电源柜或电气UPS接入，备电增加1套小型备电给检测和传输设备提供紧急电源，只考虑提供10分钟左右稳定可靠电源，主要是特殊情况下能够检测和控制主电，以免短路、断路、瞬间电流电压过大对前端设备造成破坏。具体方案如图:

此方案采用分布式电源远程控制系统，充分利用I/O输入输出模块，通过远程网络及控制软件进行监管电源状态，一旦出现主电中断等异常情况时在主电空开跳闸之前系统自动安全关闭，并及时发出故障报警提示，防止异常关机导致系统数据丢失。

分布式电源远程控制系统实现机柜级能源可靠管理，简化机柜供电及备电部署架构，无需独立UPS空间和大容量电池，设备体积小价格便宜，电源运行可靠性高，IT监测维护快速简便、扩容性好，压缩故障排查时间，提高检修效率。

分布式电源远程控制系统，可以自定义管理界面，根据现场设备实际点位画出对应图形，实时监控设备的运行状态，包括输入输出电压电流参数、短路或断路故障分析和故障点定位，实现多站点设备分组管理和多设备运行状态集中监控，给运维人员提供多层次维修监控管理手段。

可行性分析

通过班组认真讨论分析，我们认为第三种方案更加可靠经济，在保证供电质量的前提下，尽量降低了总费用，利用近几年的新设备自动转换开关和自动稳压控制开关，大大提高了设备效率。技改后的工作电源冗余量为后期新增设备做好了充分的电源准备。当主电压波动过大或突发断电、送电，双电源转换开关快速自动切换，检测设备测量到到转换开关动作，迅速输出保护信号控制主电空开动作，记录主电源最后电流电压值，检测线路故障原因并将数据传回控制界面显并进行失电报警提示。改造后维护人员可远程监控控制电源，报警信号也能够提示维护人员及时发现电源故障位置。同时在负载电路上增加一台浪涌保护器可以保证设备不会受到电流电压谐波干扰，节约了大量的电能，进而有效的提高了弱电机柜电源的可靠性和用功功率。

创造价值

本次改造高效提升全厂机房利用率，充分利用了原有的电源线路，减少了施工量，降低了技改成本。分布式电源远程控制管理电源，无需专业电力工程师即可运维也可保障通讯系统得安全稳定运行，此次技改节省运维人力成本40%，较少设备损坏率60%，节约电能损耗20%，增加电源冗余40%，提高通讯设备可靠性80%，节约经济成本20万左右。通过管理平台进行实现通讯系统远程巡检、故障定位和分布式电源统一管理。

总结

通过本次技改针对我厂的实际问题进行了深入分析和改造，从根本上消除了通信设备电源波动隐患。有效的解决了传统机房暴露的电源重复性缺陷，大大的提高了通讯系统稳定运行的可靠性，有效的保障了我厂的安全生产。

参考文献：

[1]齐占庆，王振臣．电气控制技术[M]．北京:机械工业出版社，2002．

[2]李道霖．电气控制与PLC原理及应用[M]．北京:电子工业出版社，2004．

[3]史国生．电气控制与可编程控制器技术[M]．北京:化学工业出版社，2003．