王 平

（中移鐵通有限公司，北京 100033）

1 -48 V直流電源系統(tǒng)常見供電中斷原因分析

1.1 中斷原因

按照設(shè)計規(guī)范，-48 V直流電源系統(tǒng)需要配備2～4組滿足30 min及以上后備時間的蓄電池，直流供電系統(tǒng)示意如圖1所示[1,2]。

圖1 直流供電系統(tǒng)

由于這種直流電源系統(tǒng)安全穩(wěn)定性好，尤其是新上線運行帶載率較低的前幾年，維護(hù)人員除了進(jìn)行必要的計表工作外，幾乎感知不到它的存在，因此也常常因放松了維護(hù)造成一些低級事故。常見供電中斷原因包括：蓄電池質(zhì)量問題；電源設(shè)備或蓄電池超期服役問題；電源系統(tǒng)配置嚴(yán)重不符合規(guī)范問題；電源系統(tǒng)帶載率過高問題；未認(rèn)真執(zhí)行維護(hù)規(guī)程要求的對蓄電池進(jìn)行容量實驗問題；維護(hù)人員責(zé)任心問題；系統(tǒng)中設(shè)備故障問題。

1.2 某-48 V電源系統(tǒng)供電中斷案例分析

某樞紐機房-48 V電源系統(tǒng)由20個50 A整流模塊（10臺/整流柜×2）和4組1 000 Ah蓄電池組成，所帶負(fù)載電流約400 A，已經(jīng)運行9年多。某日此系統(tǒng)主用市電中斷，由于其前端兩路市電自動切換開關(guān)（Automatic Transfer Switch，ATS）故障未動作，致使蓄電池放電不足5 min后，電源系統(tǒng)供電中斷造成負(fù)載掉電事故發(fā)生。

除了ATS開關(guān)故障造成第二路交流市電不能及時供應(yīng)外，蓄電池容量嚴(yán)重不足（此時的蓄電池也是超期服役設(shè)備）才是電源系統(tǒng)斷電的主因。在眾多的-48 V直流電源系統(tǒng)供電中斷事故中，絕大多數(shù)都是由于蓄電池釋放不出電能所致。

2 -48 V直流電源供電中斷后應(yīng)急處置安全分析

2.1 上述案例的應(yīng)急處置

上述-48 V電源系統(tǒng)供電中斷后，維護(hù)人員迅速手動操作ATS開關(guān)，使第二路市電接入此套電源系統(tǒng)，暫時恢復(fù)了負(fù)載的直流電供應(yīng)[4]。由于無備用的ATS開關(guān)，故無法在短時間內(nèi)更換此開關(guān)，維護(hù)人員就將此電源系統(tǒng)第一臺整流器柜上的10臺整流模塊的交流電源接入了主用的第一路交流市電，也即此套-48 V電源系統(tǒng)20臺整流模塊分別由兩路市電供電。任何一路市電停電，此系統(tǒng)都有10臺整流模塊能夠得到另一路市電的能源供應(yīng)。

由于新購蓄電池需要較長的采購周期，維護(hù)人員決定暫從4組蓄電池中挑選出2組質(zhì)量較好的蓄電池接入系統(tǒng)中（2×1 000 Ah），等新購蓄電池到貨后再將這2組蓄電池徹底更換。為防止斷電事故再次發(fā)生，維護(hù)人員用另一套300 A容量的-48 V開關(guān)電源（配置了2組200 Ah蓄電池),作為在兩路市電同時停電時現(xiàn)有2 000 Ah蓄電池?zé)o法供電情況下的應(yīng)急手段。

2.2 應(yīng)急處置安全分析

雖然應(yīng)急處置屬于臨時方案，但也應(yīng)遵循確保電源系統(tǒng)安全供電的原則。上述應(yīng)急處置使得-48 V電源系統(tǒng)控制模塊無法監(jiān)控第一臺整流器柜上10臺整流模塊的交流供電情況，即使這10臺整流模塊交流供電已經(jīng)中斷，由于是無人值守機房，維護(hù)人員也不會通過動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)及時發(fā)現(xiàn)，存在運行安全隱患。

由于重新組建的2組1 000 Ah舊蓄電池未進(jìn)行容量測試，實存容量不詳，結(jié)合實際發(fā)生的斷電事故情況，這2組蓄電池極有可能也存在容量嚴(yán)重不足的情況，而另一套-48 V電源系統(tǒng)蓄電池總?cè)萘坎?00 Ah，相對于400 A左右的負(fù)載而言容量太小，如果不能支撐市電與發(fā)電機供電倒換所需時間，仍然會發(fā)生-48 V供電中斷事故。

3 -48 V直流電源系統(tǒng)供電中斷后應(yīng)急處置

3.1 找出供電中斷的原因，迅速解決主要問題

電源系統(tǒng)供電中斷后，要第一時間恢復(fù)供電，然后再分析供電中斷的原因，采取有效措施解決問題。

上述案例中，ATS開關(guān)故障使得-48 V電源系統(tǒng)未及時得到市電供應(yīng)，是負(fù)載中斷故障的次要原因，主要原因是-48 V電源系統(tǒng)的蓄電池容量嚴(yán)重不足。解決這個故障的主要方案包括：一是更換這套-48 V電源系統(tǒng)的蓄電池；二是在無新電池可用的情況下將部分負(fù)載供電割接到其他電源系統(tǒng)上，使小容量-48 V電源系統(tǒng)能夠承擔(dān)剩余負(fù)載供電。

3.2 執(zhí)行應(yīng)急預(yù)案，避免產(chǎn)生二次隱患

通信行業(yè)的二次電源系統(tǒng)無論是-48 V直流供電還是UPS交流供電，電源系統(tǒng)中蓄電池是必不可少的關(guān)鍵設(shè)備。為了掌握蓄電池隨著運行時間的延長容量下降帶來的風(fēng)險，執(zhí)行企業(yè)維護(hù)計表是關(guān)鍵手段，與此同時各個運營企業(yè)都制定了詳細(xì)的應(yīng)急預(yù)案，也每年進(jìn)行應(yīng)急演練，這就為供電中斷的應(yīng)急處置提供了手段和方法，也避免了由于臨時方案不完善產(chǎn)生二次安全隱患。

3.3 臨時處置方案要簡潔實用

故障發(fā)生后，應(yīng)制定盡可能簡潔的處置方案，重點依據(jù)先恢復(fù)負(fù)載的能源供應(yīng)再處理故障的原則。臨時處置要確保處置方案本身的完善避免發(fā)生二次事故，以確保安全為總原則，當(dāng)恢復(fù)供電與確保安全有沖突時，在充分考慮現(xiàn)場實際能力的情況下，可以對非重要負(fù)載進(jìn)行臨時下電處理，待供電能力滿足需求后再回復(fù)供電。