Telecom Power Technology
供电技术
开关电源冗余方式探索
宪，张旭，李前，孟庆鹏
（中国移动通信集团北京有限公司，北京
随着通信业务的不断发展，直流设备的应用范围日益广泛。开关电源因其稳定高效的特点，大量应用在成为通信行业中最具代表性的直流供电设备。目前开关电源的备份普遍采用模块冗余形式，但开关电源的进线来源单一，成为其维护过程的薄弱环节，同时给割接改造工作带来挑战。文章针对开关电源备份方式进行探索，寻求更安全可靠的方案。 Research on Redundancy Mode of Switching Power Supply
ZHANG Xu，LI Qian，MENG Qing-peng
China Mobile Communications Group Beijing Co.，Ltd.
With the continuous development of communication services DC equipment is widely used. Due to
switching power supply is widely used in various DC power supply systems，and has become the most representative DC power supply equipment in the communication industry. At present
迸线柜
整流柜
蓄电池组1
蓄电池组2
输出柜1
直流负载
输出柜2
图1 开关电源常见冗余方式
metropolis准则
-08-09
宪（1994-），男，北京人，本科，主要从事动力运行维护工作。
2020年9月第37卷增刊1
Telecom Power Technology
Ｓｅｐ． ２０２０，Ｖｏｌ． ３７ Ｎｏ． Ｓ１ 张 宪，等：开关电源
冗余方式探索
场争取时间。维修人员抵达现场后若无法立刻恢复进线侧故障，则可手动切换至冷备进线柜供电模式，开关电源负载整体转换至另一套楼层低压配电系统，为维修工作提供充足的时间保障。
1.2 开关电源进线柜+整流架冷备
在1.1中进线柜冷备方案解决了进线侧备份不足的问题，但并未形成开关电源整体冗余备份。开关电源进线柜+整流机架冷备方式是新增进线柜与整流机架，增加开关电源运行可靠性的同时也为割接工作提供便利。两个进线柜分别与不同系统的楼层低压配电开关相连接，新增进线柜与未放置整流模块的整流架连接并处于冷备状态。主备开关电源共用蓄电池组与输出柜，如图3所示。
若主用侧开关电源发生故障，电池放电，维修人员赶赴现场时可将主用开关电源进线柜断开，启动冷备进线柜，并将主用侧开关电源的模块转移至备用侧整流机架中，完成主备切换。
此方案可简化开关电源割接操作步骤，降低割接操作难度。若开关电源达到报废年限需要做割接，可将负载转移至备用侧，待割接完成后再逐步恢复主用侧供电。由于备用侧开关电源处于冷备状态，进线柜与整流机架也可以灵活拆卸迁移，临时应用于无相应冗余备份的开关电源割接工作中。
1.3 适用场景
双进线柜1+1冷备模式适用于机房空间不足，需要提高进线侧保障的开关电源设备，针对开关电源维护薄弱环节增加备份，形成进线柜1+1备份、整流模块N+X冗余的双保险。当低压配电系统中一路停电或主用进线柜发生故障时，电池供电，此时人工启动备用进线柜，切换回整流模块供电，保障开关电源稳定运行。
开关电源进线柜+整流架冷备则更适用于新建大型数据中心，重要传输节点等，备用进线柜、整流柜与主用进线柜、整流柜连接不同低压配电系统。低压配电系统一路停电或主用进线柜、主用整流柜发生故障后负载整体迁移至备用系统，保证维修人员有充足的检修时间，维修完成后再将负载迁移回主用系统，给予设备充足备份保障。
楼层低压配电系统开关柜1楼层低压配电系统开关柜2开关电源
地震烈度
迸线柜1
开关电源
迸线柜2
整流柜
蓄电池组2
蓄电池组1
直流负载
输出柜2
输出柜1
大家来碴图2 双进线柜1+1冷备冗余方式
楼层低压配电系统开关柜1楼层低压配电系统开关柜2开关电源
迸线柜1
开关电源
迸线柜2
整流柜1
整流柜1
武汉职业技术学院蓄电池组2
蓄电池组1
直流负载
输出柜2
输出柜1
图3 开关电源进线柜+整流架冷备冗余方式
顾客价值
Telecom Power Technology
开关电源由于增加了一定的冗余备份能力，使得其可以尝试在低谷电费期间电池储能，高峰、尖峰电费期间电池放电。以北京市用电收费标准为例，工
倍左右，用峰谷电价的差值进一步节省电费，既提高蓄电池组利用
随着通信设备耗电量不断增加，供配电设备发热量也水涨船高，电力机房局部热点和制冷能力不足
整流架冷备方式由于没有明显的主备路，两路电源设备均可以完全承担全部负载，故整流器位置可以从主用侧转移至备用侧，发热位置也随之改变，利于合理分布电力机房热负荷。结合电力机房空调设备位置、风向等条件，合理减少局部热点，提高运维质量。
电力机房空调故障可能引发电源设备热保护停机，当空调发生故障时，
降低开关电源停机风险，为维修工作争取宝贵时间。3 总
上述两种冷备方案均保证输出电压相同的要求。考虑到建设、维护成本，进线柜
整流机架不放置整流模块，整流模块始终以离子交换层析
式冗余备份，且主备侧共用蓄电池组，保证切换过程电压稳定无跳变。
两种备份方式都可以应对双路低压配电系统中一路断电的问题，增加应急操作灵活性，为维修人员争取时间，保障维修工作的顺利完成。合理加强电源设备运行稳定性可以降低运行风险、减少运维成本，有益于形成高效可靠的运维体系。
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