通信机楼电源增容改造方案设计及分析

2018-05-17魏蕤

电子测试 2018年8期

魏蕤

（广东省电信规划设计院有限公司，广东广州，510630）

1 实践案例概述

1.1 A通信机楼配置

A通信机楼引入一路高压（10KV）和2台变压器（800KVA），并采取“一主一备”运行模式。其中，准备2台卡特彼勒柴油发电机组作备用电源使用，担负的作用在于为机房专用空调和通信等负荷提供备用交流电源。值得注意的是，这2台特彼勒柴油发电机组分别由 1台520KW容量的特彼勒柴油发电及1台560KW容量的特彼勒柴油发电机构成，主要作用在于支撑“主备份”运营模式。通信负荷电源能够将双回路牵引至末端，如此电源使用情况便能与一级负荷需求相匹配（如：图一）。文章提及的一级负荷，简单说来其实际上指的是中断供电后可能造成的人身伤亡或者可能造成损毁的主要供电设备，且在很长一段时间内这些设备都无法进行修复，并以此给石油提炼厂、大型医院、矿井及炼钢厂等国民经济带来十分巨大的经济损失。针对一级负荷，主要要求在供电系统某一线路运行环节出现发生故障而引起停电，依然需确保其供电连续性，此时便需要根据电力用户对供电连续性的实际需求，把供电负荷划分成一级负荷、二级负荷和三级负荷的过程。在所有供电负荷中一级负荷当属对连续性供电要求最高的一种负荷。

1.2 用电需求预测

结合现场观察到的实际情况， A通信机楼实际用电量的需求展开预测，并编制出“新增设备用电需求报表”。表中反映出的内容较多，总结如下。

机房1为5层信令自动化监测三期，交流负荷为60，空调负荷为174，属设计中的项目；机房1为5层DCN，交流负荷为5，空调负荷为174；机房3为5层MISC二期，交流负荷为17，空调负荷为174，属设计中的项目；机房4为5层彩铃系统，交流负荷为5，空调负荷为174；机房5为4层（16年）统一信息化平台，交流负荷为6，直流负荷为4，空调负荷为20；机房6为3层GWM十期交换设备，直流负荷为44，空调负荷为30，属空调专业项目；机房7为2层传输GSM十期，直流负荷为8；机房8为2层传输城域网六期，直流负荷为2；机房9为预留项目，预留100，含空调。总交流负荷为93；总直流负荷为58；总空调负荷为224；预留100。取利用系数（KW）之后，交流负荷kx为0.6；直流负荷kx为0.6；空调负荷kx为0.6；预留kx为1。合计KW为325，折合计算值（A）为 618。

图1 A通信机楼电源改造前的低压配电系统构成图

2 探究有效的电源增容改造设计方案

结合已有经验，有关通信机楼电源增容改造方案特征主要表现在施工难度大、旧管线结构复杂以及施工障碍多等。因施工者施工经验有限，未做好施工现场电源管控工作，以致在具体施工环节常发生断电问题。基于此，便急需对通信机楼的电源结构进行调整，科学采用电源增容改造设计方案。

2.1 改造高压段

A通信机楼涉及到的10KV电源实际上采取的是站前变元合线供电的方式，即由电力部门专业统一负责将电缆终端杆之上存在着的10KV进户开关替换成ZW32-12/600-2000A型真空断路器类开关。因原有的YJV22-10KV3X120型电缆基本满足电源供电需求，因此不用再作更换，只需增添变压器柜（1台）即可。

2.2 改造低压配电主接线段

2号变压器室增添800KVA3#变压器1台，且变压器运行方式当从传统形式的“一主一备”转换成“两主一备”的方式，因为这一方式能够使电源容量增大1倍以上。此外，还应增添油机1台，且柴油发电机运行方式也应当从传统的“一主一备”转换成“两主一备”的方式。所谓“两主一备”实际上指的是在原有2号变压器室的基础上新增1台800KVA3#变压器，原有设备同时运行，800KVA3#变压器设备作备用设备使用，当前面设备运行环节出现故障，需停止进行检修时，为确保供电持续性，作备用设备的800KVA3#变压器便会自行启动，持续供电，如此便实现“两主一备”。

2.3 改造PLC控制段

首先应对PLC这一可编程控制器的使用特性有一定了解，即该设备在抗干扰能力和高可靠性等方面表现良好。K1—K6型断路器分闸与合闸操作都需通过PLC才能完成，如此便间接验证了PLC具备较高可靠性。

一般来讲，电源由前端供给，然而从A通信机楼现场实际观察得知，因该工程项目内涉及到很多前端电源，如此便加大了PLC获取电源取变的难度。基于此，设计者便在PLC电源的基础上引进UPS系统，目的在于进一步确保PLC工作稳定性。

经改造后的系统涉及到自动、手动这两种工作方式，无论选择哪一种工作方式，都需要在PLC的帮助下实现电路器间的电气联锁反应。具体来讲，该系统实现功能有四种。第一种：市电正常运转时，将1#B和3#B作为主变压器；2#B作为备用变压器；在PLC系统应用下可二者间可实现自投自复操作。第二种：市电故障之时，将1#G及3#G作为主用油机；2#G作为备用油机；在PLC系统帮助下实现两者间自投自复操作。第三种：2#B在前，1#B在后，3#B在发生故障时，用于监测2#B工作状况莫若2#依然处在工作状态之中，则应开启3#G；若3#G发生故障，系统会自动向2#G发出与之相对的启动信号。第四种：故障闭锁功能。

最后在A通信机楼的值班室中还转门增添了信号显示屏（1台），主要用于有机故障和UPS故障监测和报警。

2.4 新增配电柜段

新旧配电柜间需通过母线进行连接，在具体连接过程中要求新增添的配电柜上端铜排相序务必同现有封闭式母线端相序保持一致，如此便能防止出现重复修改线路的问题，进而保障施工改造质量。

A通信机楼电源增容改造具体实施环节，设计在在2#变压器的帮助下引出封闭式母线，目的是为了将母线牵引至配电柜AA3’上，进而再连接到新增添的BB2之上。简单说便是在在原有AA3’配电柜上更换一个T型接头，增加母线继续连接到BB2配电柜。BB2配电柜有两段母线同时引入，另一段母线由3#变压器引来，在柜子的上面无法做母线相序的扭转。若封闭式母线相序同配电柜上端涉及到的铜排相序一样，则要求保证在配电柜相序同现有封闭式母线的相序务必保持一致。