開(kāi)關(guān)電源整體更換的方案研究

　　任何一種設備都是有它本身的生命周期，到了設備生命周期的晚期階段，設備不可避免地會(huì )出現老化、效率下降、故障增多等種種情況，也不利于生產(chǎn)安全，且易發(fā)生關(guān)聯(lián)故障，引起重大損失。另外，由于設備生產(chǎn)廠(chǎng)家的原因，生命周期后期的各種備品備件無(wú)法得到保障，給設備的維護檢修帶來(lái)一定困難，故需對到期設備進(jìn)行更新改造，確?，F網(wǎng)生產(chǎn)安全。

　　-48 V直流是傳輸、交換設備的主要用電規格，部分數據設備也使用-48 V直流，因此直流開(kāi)關(guān)電源［1］是通信設備的主要保障電源，根據《中國移動(dòng)通信電源、空調與監控維護管理規定（2008版）》第三章第一節第十九條規定，高頻開(kāi)關(guān)整流變換設備的更新周期為12年，到期即需組織專(zhuān)業(yè)人員制定更換方案并安全實(shí)施［2］。

　　由于開(kāi)關(guān)電源所負責供電的通信設備絕大部分都是核心網(wǎng)元，要求提供24 h不間斷工作電源，因此開(kāi)關(guān)電源在整體更換過(guò)程中必須確保輸出不中斷，整個(gè)過(guò)程不能對負載有任何不良影響，威脅網(wǎng)絡(luò )安全。開(kāi)關(guān)能源整體更換方案具有較大難度和風(fēng)險。中國移動(dòng)成立已滿(mǎn)10年，開(kāi)關(guān)電源設備已開(kāi)始陸續進(jìn)入更換期，而在整體更換方面，還沒(méi)有太多的經(jīng)驗。本文對開(kāi)關(guān)電源整體更換方案進(jìn)行了詳細介紹，并通過(guò)具體工程對其可行性進(jìn)行了充分驗證，在此提供一種可供借鑒的方法。

　　上海移動(dòng)公司于2008年和2011年先后在漕溪大樓和武勝大樓成功地實(shí)施了對西門(mén)子和臺達的開(kāi)關(guān)電源進(jìn)行整體更換改造工程。對整個(gè)替換過(guò)程和注意要點(diǎn)，筆者進(jìn)行了總結，在此作相關(guān)介紹。

　　1 更換方案的比較

　　-48 V直流開(kāi)關(guān)電源系統如圖1.開(kāi)關(guān)電源設備整體更換更新基本有以下幾種基本方案，具體優(yōu)缺點(diǎn)分析如下：

　　圖1 -48 V直流開(kāi)關(guān)電源系統圖

　　1.1 原位更換

　　方案要點(diǎn)：在機房?jì)劝惭b一套臨時(shí)電源系統，與老系統并接后，將所有負載割接到臨時(shí)系統后，在原位安裝新電源系統，再次與臨時(shí)系統并接后，將所有負載割回新系統的方式，并拆除臨時(shí)電源系統。

　　優(yōu)點(diǎn)：機房整體協(xié)調，不破壞原有供電系統，對通信設備影響較小，適合于少量套數電源更換，投資較低，且適合無(wú)多余裝機位置的老機房。

　　缺點(diǎn)：難度最大，包括方案的制定和具體的施工實(shí)施，要求對系統非常熟悉，施工工作量大，涉及大量不停電割接。

　　1.2 換位更換

　　方案要點(diǎn)：在機房?jì)劝惭b一套新系統后，與老系統并接后，對所有負載重新布放新電纜或老電纜利舊接長(cháng)后，在線(xiàn)割接所有負載到新系統后，拆除老系統。

　　優(yōu)點(diǎn)：施工難度較小，工作量明顯小于原位更換方案，適合裝機位置富裕的機房。

　　缺點(diǎn)：原有供電系統中的輸出電纜由于路由改變都將重新布放，或通過(guò)電纜復接等手段延長(cháng)原有電纜，留有隱患，投資較大。

　　1.3 保留原有直流配電屏，只更新整流模塊部分

　　方案要點(diǎn)：在機房?jì)劝惭b臨時(shí)電源系統，與老系統并接后，拆除原有整流模塊屏，安裝新模塊屏，與直流配電屏并接后，拆除臨時(shí)電源系統。

　　優(yōu)點(diǎn)：施工工作量小，對負載熟悉程度要求較低，投資小，若是更換同廠(chǎng)家同型號產(chǎn)品，則難度較低。

　　缺點(diǎn)：由于廠(chǎng)家設備也在不斷更新，同型號產(chǎn)品很可能已經(jīng)停產(chǎn)，此方案中的模塊屏和直流屏的連接和安裝方式需重新設計，難度較大。若是不同廠(chǎng)家產(chǎn)品，則牽涉到系統的檢測、控制和告警系統混用，難度更大，且電源系統內部設備周期不一致，存在后續更新工作量。

　　不同更換方案優(yōu)缺點(diǎn)及適用場(chǎng)景對比如表1.綜合各方面因素從長(cháng)遠考慮，本案例采用了方案1.雖然施工難度較大，但屬于一勞永逸，可以確保電源長(cháng)期穩定輸出。只要做好前期準備工作，成功把握性還是比較大。

　　表1 不同更換方案優(yōu)缺點(diǎn)及適用場(chǎng)景對比表

　　2 開(kāi)關(guān)電源整體更換方案

　　根據方案一的要求，需要首先新建臨時(shí)動(dòng)力系統，將負載全部割接至臨時(shí)系統，然后將原位置設備拆除，新建動(dòng)力系統，再將臨時(shí)系統上的負載全部割接至新建系統上。關(guān)鍵點(diǎn)有三個(gè)：

　?。?）負載排摸；前期準備，所有工作順利完成的基礎，確保業(yè)務(wù)不受影響的前提；（2）系統并接；難度最高的操作，也是最難控制的環(huán)節；（3）負載割接；不同的負載接入方式需要不同的割接方法，需要萬(wàn)分的謹慎和仔細。

　　下面對這三個(gè)重要環(huán)節逐一介紹。

　　2.1 負載排摸的方法

　　開(kāi)關(guān)電源直流系統的負載在通信系統中非常重要，制定方案前必須將每套待更換的系統負載進(jìn)行拉網(wǎng)式排摸，做到了然于胸，才能確保萬(wàn)無(wú)一失。如負載性質(zhì)、負載大小、負載供電方式、負載路由等等。

　　由于待更換的系統都是老系統，經(jīng)過(guò)10年以上的運行，負載多次割接，負載情況變得非常復雜，在負載的排摸過(guò)程中，不可能通過(guò)簡(jiǎn)單的測電流、摸線(xiàn)等方式就能摸清所有負載，需要采取一些非常規手段才能達到目的。

　?。?）首先對本局點(diǎn)所有直流負載資料進(jìn)行核對，摸清大致情況；

　?。?）重點(diǎn)對待更換系統負載進(jìn)行二級配電屏位置確認，可以開(kāi)啟均充模式，在二級屏處量得均充電壓的，都為本系統輸出負載，必要時(shí)采用調整浮充電壓再次確認，要求輸出屏有多少熔斷器輸出，必須找到多少受電端子；

　?。?）測量每路熔斷器電流值，同時(shí)測熔斷器端和受電端，如測得電流一致且與其余電流值差異較大，則可確認對應關(guān)系；

　?。?）若電流值差異較小，則可根據電纜線(xiàn)徑加以判斷；

　?。?）若線(xiàn)徑相同，則可根據電纜外觀(guān)加以判斷，包括電纜的顏色、新舊程度、電纜皮的材料等；

　?。?）若電纜外觀(guān)相同，則可根據電纜接線(xiàn)頭加以判斷，包括接線(xiàn)頭的材質(zhì)、顏色、絕緣包布的材質(zhì)、顏色等；

　?。?）若接線(xiàn)頭也相同，則需采用非常規手段了，如有可能，請通訊專(zhuān)業(yè)同志配合增加或減少負載量，根據電流變化判斷；

　?。?）若不可行，則可接駁假負載，人為制造電流變化，加以判斷；

　?。?）同時(shí)需結合電纜吊牌、電纜路由、走向等其它因素共同判斷熔斷器端和受電端的對應關(guān)系，不能放過(guò)任何一個(gè)疑點(diǎn)，要求同時(shí)符合所有條件才能最終判定；正線(xiàn)的排摸過(guò)程中，兩端測得的電流很可能不一致，則可找到大致對應關(guān)系后結合電纜線(xiàn)徑、材質(zhì)、電纜頭等多種因素后判斷；若仍不能確認，也采取人為影響負載變化的方法，包括復接正線(xiàn)等手段，都可以采用。

　　2.2 系統并接的方式

　　開(kāi)關(guān)電源更換中的一個(gè)難點(diǎn)在于臨時(shí)系統和更換前的老系統及更換后的新系統的并接上。由于通信設備的連續工作特性，要求兩套系統并接需帶電進(jìn)行，且不能影響設備用電，難度較大。系統并接前，需關(guān)閉電池均充模式，同時(shí)調節系統浮充電壓。

　　系統并接一般有以下幾種方式：

　　2.2.1 銅排直連

　　兩套系統的正負銅排直接采用硬連接，即銅排直連，老系統需有螺栓緊固點(diǎn)，連接銅排需現場(chǎng)測量尺寸加工沖孔，難度很大，也不美觀(guān)，尤其是采用只更新整流模塊方式的，必須采用銅排連接，其中還牽涉到原有銅排的拆除，難度更大。

　　2.2.2 電纜連接

　　兩套系統的正負銅排采用電纜直接接駁銅排，難度在于由于電纜較多，較難找到正負銅排上足夠的螺栓緊固點(diǎn)，或找到也不集中，影響負載割接時(shí)的施工空間?？蛰d系統浮充電壓適當低一點(diǎn)，以免接電纜時(shí)冒火星，并接后，慢慢調高浮充電壓，承擔負載電流。

　　2.2.3 通過(guò)蓄電池端連接

　　兩套系統的正負銅排通過(guò)蓄電池組正負排連接，較安全，施工難度小，且電池在其中起到了調節作用，減小系統波動(dòng)?？蛰d系統浮充電壓適當調高一點(diǎn)，隨著(zhù)負載的逐漸增加，系統電壓會(huì )降低。

　　本案