优化供电系统提升供电安全.ppt
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1、中国联通中国联通20112011通信电源培训通信电源培训中国联通通信电源专业运维培训基地中国联通通信电源专业运维培训基地中讯邮电咨询设计院有限公司中讯邮电咨询设计院有限公司/电源与节能中心电源与节能中心优化供电系统提升供电安全优化供电系统提升供电安全1 1 主要内容一、通信电源安全能效管理一、通信电源安全能效管理二、二、通信供电系统的重要性通信供电系统的重要性三、三、交流输入电源系统交流输入电源系统四、与通信设备接口的电源系统四、与通信设备接口的电源系统五、电信和五、电信和数据中心供电系统数据中心供电系统现状现状六、电信和六、电信和数据中心供电系统的发展趋势数据中心供电系统的发展趋势七、七、结
2、束语结束语2 一、通信电源安全能效管理一、通信电源安全能效管理 1通信电源安全能效管理通信电源安全能效管理 的概念的概念 通信供电系统必须能稳定、可靠、安全通信供电系统必须能稳定、可靠、安全、高效、高效地供电,确保在任何情况地供电,确保在任何情况下通信设备不断电下通信设备不断电。因此因此电源电源设备的维护必须及时、可靠,以保障通信设备的维护必须及时、可靠,以保障通信系统的系统的供电供电正常,正常,同时达到通信电源系统的节能。也就是说要对通信电同时达到通信电源系统的节能。也就是说要对通信电源进行安全能效管理。源进行安全能效管理。目前,实现通信电源安全能效管理的时尚而有力的方法是采用目前,实现通信
3、电源安全能效管理的时尚而有力的方法是采用通信局通信局(站)动力及环境集中监控管理系统(简称动力监控系统)(站)动力及环境集中监控管理系统(简称动力监控系统)。通过通过动力动力监控系统监控系统可以可以及时发现故障,提示维护人员采取必要的措施解决问题,及时发现故障,提示维护人员采取必要的措施解决问题,提高了维护质量提高了维护质量。动力监控系统动力监控系统已已成为成为当今通信电源当今通信电源维护维护的的一种必要而一种必要而且有效的手段。且有效的手段。3 3 一、通信电源安全能效管理一、通信电源安全能效管理 2 2通信通信供电系统供电系统与通信电源与通信电源安全能效管理的关系安全能效管理的关系 通信电
4、源通信电源供电系统是供电系统是保证电信和保证电信和数据数据中心中心正常运行的最关键因素,是正常运行的最关键因素,是通通信电源信电源安全能效管理不可忽视的重要方面。虽然动力安全能效管理是属于运安全能效管理不可忽视的重要方面。虽然动力安全能效管理是属于运维的范畴,维的范畴,安全能效管理所安全能效管理所涉及的是涉及的是电信和电信和数据中心的具体的动力设备数据中心的具体的动力设备的维的维护护,但与供电系统的,但与供电系统的结构结构是密切相关的。是密切相关的。先进的供电系统,先进的供电系统,稳定可靠稳定可靠的供电系统的供电系统(包括高可靠性的电源设备和元(包括高可靠性的电源设备和元部件)部件)有利于有利
5、于电源电源安全能效管理,安全能效管理,使安全能效管理使安全能效管理可以达到事半功倍可以达到事半功倍效效果果。如果如果采用的采用的供电系统存在问题,供电系统存在问题,比如说是落后的供电系统比如说是落后的供电系统或者未达到最或者未达到最佳状态,佳状态,或者电源设备存在质量问题,电源或者电源设备存在质量问题,电源安全能效管理安全能效管理的结果必然是的结果必然是事倍功半。事倍功半。因此,了解供电系统设计因此,了解供电系统设计,优化通信电源供电系统,对于通信电源的维,优化通信电源供电系统,对于通信电源的维护和安全能效管理护和安全能效管理是是非常非常必要的必要的,而且是非常重要的,而且是非常重要的。优化供
6、电系统有利于通信电源安全能效管理,可以使通信电源安全能效优化供电系统有利于通信电源安全能效管理,可以使通信电源安全能效管理达到事半功倍的效果。优化供电系统的内容包括从局站交流输入电管理达到事半功倍的效果。优化供电系统的内容包括从局站交流输入电源到与通信设备接口的电源设备的整个供电系统。源到与通信设备接口的电源设备的整个供电系统。4 4二二、通信供电系统的重要性、通信供电系统的重要性1 1 组成组成1 1)数据中心供电系统包括局站交流输入电源系统数据中心供电系统包括局站交流输入电源系统(高低压供电系统)(高低压供电系统)和与通信设备接口的和与通信设备接口的通信电源系统(通信电源系统(380/22
7、0V AC UPS380/220V AC UPS)。2 2)电信)电信中心供电系统包括局站交流输入电源系统中心供电系统包括局站交流输入电源系统(高低压供电系统)(高低压供电系统)和与通信设备接口的和与通信设备接口的通信电源系统(通信电源系统(-48V DC-48V DC 电源)电源)。3 3)电信和)电信和数据中心的交流输入电源必须由主用电源和备用电源组成。数据中心的交流输入电源必须由主用电源和备用电源组成。主用电源一般是两路或一路市电电源,备用电源是自备柴油发电主用电源一般是两路或一路市电电源,备用电源是自备柴油发电机组或燃气轮机发电机组。机组或燃气轮机发电机组。4 4)电信和)电信和数据中
8、心的交流输入电源由专用变电站数据中心的交流输入电源由专用变电站(高压配电柜、变(高压配电柜、变 压器、压器、低压配电屏低压配电屏)、市电、市电/发电机组转换屏、交流配电屏以及发电机组转换屏、交流配电屏以及 备备用用发电机组组成发电机组组成,可可以保证输入能源的不断以保证输入能源的不断;可以直接保证建可以直接保证建 筑负荷供电。筑负荷供电。但其电能质量尚不能满足但其电能质量尚不能满足电信和电信和数据通信负荷的数据通信负荷的 要求,不能直接为要求,不能直接为电信和电信和数据通信负荷供电,还需在交流输入电数据通信负荷供电,还需在交流输入电 源和通信设备之间配置源和通信设备之间配置 UPS UPS 电
9、源或高频开关电源电源或高频开关电源。5 5二二、通信供电系统的重要性、通信供电系统的重要性 2 2 原理原理1 1)在正常情况下,在正常情况下,UPSUPS从交流输入电源系统取得电源,从交流输入电源系统取得电源,经过适当经过适当的变换和调节,为数据通信设备提供稳定可靠的电源;的变换和调节,为数据通信设备提供稳定可靠的电源;高频开关电高频开关电源将交流输入电源变换为源将交流输入电源变换为-48V-48V直流电源供给电信设备。直流电源供给电信设备。2)2)交流输入电源交流输入电源故障时时,故障时时,48V 48V直流电源系统的蓄电池直接为电直流电源系统的蓄电池直接为电信设备供电;数据设备信设备供电
10、;数据设备由由UPS UPS 内部的短时间备用(蓄电池)供电内部的短时间备用(蓄电池)供电。3)3)当市电长时间故障时,局站内的长时间备用电源(自备发电机当市电长时间故障时,局站内的长时间备用电源(自备发电机组)启动供电。从而保证不间断地为数据通信设备供电。组)启动供电。从而保证不间断地为数据通信设备供电。图图1 1 是数据中心典型的供电系统方框图。整个供电系统分为交是数据中心典型的供电系统方框图。整个供电系统分为交流输入电源系统和流输入电源系统和UPS UPS 供电系统两部分。供电系统两部分。6 6二二、通信供电系统的重要性、通信供电系统的重要性 图图1 1 数据中心典型供电系统数据中心典型
11、供电系统7 7二二、通信供电系统的重要性、通信供电系统的重要性3 3要求要求 电信和电信和数据中心供电系统必须能稳定、可靠、安全地供电,确保在任数据中心供电系统必须能稳定、可靠、安全地供电,确保在任何情况下何情况下通信设备的通信设备的不间断供电。不间断供电。1 1)电信和电信和数据中心对供电电源的要求主要有供电安全、供电的高可用数据中心对供电电源的要求主要有供电安全、供电的高可用性、性、供电的高效率。供电的高效率。2 2)为为了了达到这些要求,供电系统的设计是关键。整个供电系统的每个达到这些要求,供电系统的设计是关键。整个供电系统的每个环节都不能忽略。从交流输入电源系统(市电的引入、变电配电、
12、备环节都不能忽略。从交流输入电源系统(市电的引入、变电配电、备用发电机组)到与通信设备接口的用发电机组)到与通信设备接口的 UPS UPS 和高频开关和高频开关电源设备电源设备,都要精都要精心设计。其中最重要的是要解决好与通信设备接口的心设计。其中最重要的是要解决好与通信设备接口的 UPS UPS 和高频开关和高频开关电源系统的设计。电源系统的设计。但是,交流输入电源系统故障会引起大规模更严重但是,交流输入电源系统故障会引起大规模更严重的问题。不容忽视。的问题。不容忽视。3 3)现有的电信和数据中心的供电系统各个环节可能未达到最佳,或存在现有的电信和数据中心的供电系统各个环节可能未达到最佳,或
13、存在着各种问题,应根据设计规范的要求,及时进行优化改造。着各种问题,应根据设计规范的要求,及时进行优化改造。8 8 8二二、通信供电系统的重要性、通信供电系统的重要性4 4电源系统故障实例电源系统故障实例 交流输入电源系统中的市电电源是局站的输入能源,发电机组是局站交流输入电源系统中的市电电源是局站的输入能源,发电机组是局站的交流备用电源,这是保证通信设备正常供电的基础;与通信设备接口的的交流备用电源,这是保证通信设备正常供电的基础;与通信设备接口的直流电源和直流电源和UPS UPS 电源是保证通信设备供电指标要求的,其中的蓄电池是短电源是保证通信设备供电指标要求的,其中的蓄电池是短时间备用电
14、源,是保护通信设备正常供电的最后一道防线。时间备用电源,是保护通信设备正常供电的最后一道防线。在实际运行中发生的严重故障,往往是先发生交流供电的故障,然后在实际运行中发生的严重故障,往往是先发生交流供电的故障,然后由直流电源或由直流电源或UPSUPS电源中的蓄电池,在蓄电池供电期间蓄电池又发生故障,电源中的蓄电池,在蓄电池供电期间蓄电池又发生故障,造成通信设备供电中断。造成通信设备供电中断。也有交流供电系统正常,直流电源系统或也有交流供电系统正常,直流电源系统或UPSUPS系统故障的情况,导致系统故障的情况,导致蓄电池放电,保护通信设备。在蓄电池供电期间蓄电池又发生故障,造成蓄电池放电,保护通
15、信设备。在蓄电池供电期间蓄电池又发生故障,造成通信设备供电中断。通信设备供电中断。下面介绍近期下面介绍近期(2011(2011年上半年年上半年)发生的电源系统故障。应该从这些故障发生的电源系统故障。应该从这些故障案例中吸取教训。体会到通信电源安全能效管理的极端重要性。案例中吸取教训。体会到通信电源安全能效管理的极端重要性。9 9 9 9二二、通信供电系统的重要性、通信供电系统的重要性4 4电源系统故障实例电源系统故障实例 下面介绍近期发生的电源系统故障。下面介绍近期发生的电源系统故障。(1)(1)故障实例故障实例1 1 2011 2011年年5 5月月1 1日日1010时时3030分至分至11
16、11时时0909分、分、1111时时2222分至分至1111时时2626分,安徽省分公分,安徽省分公司合肥轻工商城长途机房开关电源出现高温停机保护,蓄电池放亏。造司合肥轻工商城长途机房开关电源出现高温停机保护,蓄电池放亏。造成三套长途波分设备掉电,固话省际长途来去话中断,省际省内互联网成三套长途波分设备掉电,固话省际长途来去话中断,省际省内互联网中继电路大面积中断,互联网质量劣化,影响部分省际省内集团客户电中继电路大面积中断,互联网质量劣化,影响部分省际省内集团客户电路。路。此次故障的主要原因是动力维护人员和机房值班人员未能对多次发生的此次故障的主要原因是动力维护人员和机房值班人员未能对多次发
17、生的动力系统告警引起充分重视并及时处理,导致开关电源停机,蓄电池放动力系统告警引起充分重视并及时处理,导致开关电源停机,蓄电池放亏后负载设备掉电亏后负载设备掉电。环境温度升高的原因:环境温度升高的原因:2001 2001年投入使用(大金、年投入使用(大金、5P5P)2011 2011年年3 3月月7 7日进行了巡检。日进行了巡检。2011 2011年年4 4月月3030日日9 9:0000动环监控发现环境高温告警,发现空调设备停机,动环监控发现环境高温告警,发现空调设备停机,维修后恢复运行。维修后恢复运行。5 5月月1 1日日 10:3010:30断电故障发生时,空调设备停机,机房环境温度断电
18、故障发生时,空调设备停机,机房环境温度42.542.5。(开关电源设备工作环境温度要求:开关电源设备工作环境温度要求:-5 -40-5 -40)1010101010二二、通信供电系统的重要性、通信供电系统的重要性4 4电源系统故障实例电源系统故障实例(2 2)故障实例)故障实例2 2 2011 2011年年5 5月月5 5日日1313时时4545分,上海市分公司漕河泾长途机房所在地区电网故分,上海市分公司漕河泾长途机房所在地区电网故障供电瞬断,部分蓄电池未能正常放电,造成三个厂家长途传输设备掉障供电瞬断,部分蓄电池未能正常放电,造成三个厂家长途传输设备掉电电4 4分钟,影响部分语音中继及专线业
19、务分钟,影响部分语音中继及专线业务1010分钟。此次故障的主要原因是分钟。此次故障的主要原因是蓄电池超期服役,个别蓄电池单体内部老化严重,导致蓄电池组短时间蓄电池超期服役,个别蓄电池单体内部老化严重,导致蓄电池组短时间放电终止。放电终止。蓄电池组蓄电池组20022002年年2 2月投入使用,月投入使用,1000AH21000AH2组,系统负荷为组,系统负荷为550A550A。20102010年年3 3月月9 9日和日和3 3月月1010日进行过电池容量测试,结果分别为日进行过电池容量测试,结果分别为87.16%87.16%和和87.50%.87.50%.解剖发现:负极汇流排、极柱氧化严重、部分
20、断裂、以及极板筋条部分解剖发现:负极汇流排、极柱氧化严重、部分断裂、以及极板筋条部分氧化严重有断裂现象。电池内部严重干涸、失水。氧化严重有断裂现象。电池内部严重干涸、失水。11二二、通信供电系统的重要性、通信供电系统的重要性故障单体蓄电池解剖故障单体蓄电池解剖1212 4 4 电源系统故障实例电源系统故障实例(3)(3)故障实例故障实例3 3 2011 2011年年3 3月月7 7日日1515:2020分,贵阳中南枢纽机房市电停电,值班人员将分,贵阳中南枢纽机房市电停电,值班人员将市电输入进行倒换,设备供电恢复正常。操作过程中发现:中南市电输入进行倒换,设备供电恢复正常。操作过程中发现:中南5
21、 5楼楼一干传输设备(汉城西环一干传输设备(汉城西环SDH2.5G/L-1SDH2.5G/L-1、汉城西环、汉城西环SDH2.5G/L-3SDH2.5G/L-3)出)出现瞬间掉电,历时现瞬间掉电,历时1 1分钟。分钟。经查为停电后转蓄电池供电,输出电压快速下降造成部分设备瞬断经查为停电后转蓄电池供电,输出电压快速下降造成部分设备瞬断 。蓄电池:蓄电池:2000AH 22000AH 2组,组,20002000年投入使用,年投入使用,20112011年年2 2月底深度放电测月底深度放电测试,指标基本正常。试,指标基本正常。20112011年年3 3月月7 7日日8 8:3030分发现发现单体裂纹漏
22、液,分发现发现单体裂纹漏液,决定更换。在拆掉一组电池,准备更换过程中,市电停电,另一组决定更换。在拆掉一组电池,准备更换过程中,市电停电,另一组蓄电池不能正常供电。蓄电池不能正常供电。采用两路市电供电时,高压系统的两路进线宜设置备用市电电源自采用两路市电供电时,高压系统的两路进线宜设置备用市电电源自动投入装置,同时还应具备手动操作功能动投入装置,同时还应具备手动操作功能 二二、通信供电系统的重要性、通信供电系统的重要性13 4 4 电源系统故障实例电源系统故障实例(4 4)故障实例)故障实例4 4 河北张家口沙城中继站(无人值守)河北张家口沙城中继站(无人值守)2011 2011年年4 4月月
23、1616日日12:3112:31京太西沙城中继站干线传输京太西沙城中继站干线传输SDHSDH保护倒换,波保护倒换,波分设备正常,原因不明。分设备正常,原因不明。12:4812:48分到现场后,发现干线传输设备所用分到现场后,发现干线传输设备所用的直流供电系统开关整流模块不工作,电池电压的直流供电系统开关整流模块不工作,电池电压44V,44V,造成干线传输造成干线传输SDHSDH设备掉电,京太西设备掉电,京太西SDH2.5G/L-1SDH2.5G/L-1、京石太、京石太SDH2.5G/L-1SDH2.5G/L-1两系统保护两系统保护倒换。倒换。本次故障确定为市电异常引起。本次故障确定为市电异常引
24、起。4 4月月1212日,监控中心发现此套监控系统主机故障,经检查是由于电日,监控中心发现此套监控系统主机故障,经检查是由于电脑主板故障,随通知厂家维修,但此电脑于脑主板故障,随通知厂家维修,但此电脑于20032003年投入使用,型号年投入使用,型号老旧,配件购买困难,没能及时恢复。致使该站停电后未能及时发老旧,配件购买困难,没能及时恢复。致使该站停电后未能及时发现。现。二二、通信供电系统的重要性、通信供电系统的重要性14144 4 电源系统故障实例电源系统故障实例(4 4)故障实例)故障实例4 4 3 3月月1111日下午日下午1717:0606点,广西南宁市大塘干线中继站机房两套华为点,广
25、西南宁市大塘干线中继站机房两套华为1600G1600G波分设备宕机。波分设备宕机。1717:4545分到达站点,经现场检查发现,市电中分到达站点,经现场检查发现,市电中断,开关电源停机,蓄电池组放电终止,造成两套华为波分设备掉断,开关电源停机,蓄电池组放电终止,造成两套华为波分设备掉电,造成干线系统故障。启动发电机组,于电,造成干线系统故障。启动发电机组,于1919:0000恢复供电,设备恢复供电,设备恢复正常。恢复正常。市电中断的原因主要是因老鼠造成高压短路造成,没有及时安装动市电中断的原因主要是因老鼠造成高压短路造成,没有及时安装动环监控系统,导致外市电停电无法进行监控环监控系统,导致外市
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