通信机房UPS主机原位不断电更换割接方案研究

1、通信机房UPS主机原位不断电更换割接方案研究TELEcoMENG|NEER|NGTEcHNIcsANDSTANDARD|zATloN通信机房UPS主机原位不断电更换割接方案研究李玉,魏泳,郑建军(1中国移动通信集团设计院,北京100080;2中国移动通信集团广东深圳分公司,深圳518048)摘要本文主要通过对通信机房UPS供电系统结构的分析,结合实际改造工程经验,对UPs电源供电系统设备更换割接进行技术方面的研究,给出UPS电源设备不断电割接技术方案,为工程设计,施工的割接方案编制提供参考.关键词UPS主机;割接;不停电中图分类号TN929.5文献标识码A文章编号10085599(2011)0

2、70036041前言中国移动通信网络始建于20世纪90年代,在此期间使用的UPS电源设备已经运行了1015年,UPS电源设备在使用上出现了设备老化,性能下降,设备使用寿命到期,配件停产和维护困难等问题,给通信网络正常运行带来很大的安全隐患,如何在保证通信设备不断电的情况下,对现有的UPS电源设备进行在线更换割接已成为了通信电源工作者们思考的问题.本文将结合实际工程经验,对UPS电源供电系统设备更换割接进行技术方面的研究,给出UPS电源设备不断电割接技术方案,为工程设计,施工的割接方案编制提供参考.2tiPS主机割接更换工程勘察设计在工程开展初期,建设单位需组织设计单位,施工收稿日期:20110

3、336单位和监理单位对即将要更换的UPS电源系统进行现场详细勘察,其主要工作内容如下:(1)对现有的UPS电源系统结构,供电方式进行详细的分析;(2)详细记录UPS电源系统所带的通信负载类型,负载容量,后备电池容量等参数;(3)确定新UPS设备选型,新的UPS电源系统结构应用原UPS电源系统保持一致,设备尺寸大小必须小于或等于原UPS设备尺寸,系统容量应大于等于原系统容量;(4)确定临时电源方案,对于采用原位更换方式的割接,需在旧系统旁边安装临时过渡交流电源,临时交流配电系统的容量应根据现网最大负荷配置,输出部分需配置2路与原UPS输出屏输入总开关同容量的备用开关(以下简称临时电源输出开关).

4、只要容量和分路能够满足割接时的需要,临时电源可以是为割接专门准备的UPS交流电源系统,也可以是同机房内正在运行?2011年第7期?一一一一电信工程技术与标准化的其它UPS交流电源系统;(5)对UPS设备所在的周围空间情况进行勘察,明确设备割接期间,新旧设备,临时电源设备的安装位置,施工人员分布位置.3UPS主机割接更换方案制定由于UPS主机更换割接是在通信设备正常运行的情况下进行的,所以,UPS交流供电系统更换必须采用在线割接的方式进行更换,其重点是保证UPS系统在割接过程中保持同相位,同频率地不间断为通信负载供电.在UPS电源系统更换割接工程中,并联冗余UPS系统原位更换割接过程比较复杂,本

5、文以典型的”l+1”并联冗余UPS系统为例作详细介绍,其它UPS系统更换割接可参照.3.1第一阶段:割接前准备工作(1)检查记录本次需更换的UPS系统(以下称为旧UPS系统)输出配电柜内所接入的通信负载情况,通知各专业做好UPS更换割接前的业务备份工作,制定更换割接期间的业务保障方案;(2)检查后备发电机组(固定机组或移动机组),确保后备发电机组状态良好,能够长时间连续供电,并能够随时投入使用(一旦主用电源故障后,后备机组应立即投入运行,如出现意外,则也必须在后备电池放电终止前输出合格的交流电源),确保燃油等消耗品储备充足;(3)对原系统电池进行放电试验,并进行恢复充电.确保准确掌握现有电池的

6、后备时间,如果后备时间过短或电池有损坏,应先进行维护处理或更换电池;(4)提前准备好割接期间需要用的临时设备,电力电缆(包括新UPS系统的输入,输出,电池线,保护接地线),施工工具等设备进入施工现场.3.2第二阶段:临时UPS电源安装及电缆布放第一步:在计划好的位置上安装好1套临时UPS系统(含配套电池)及输出配电柜(如果采用同机房内正在运行的其他UPS交流系统作为临时电源,此步骤可以不做).第二步:检查调测新装的临时UPS系统至正常工作状态,然后断开输出柜内所有输出开关(确保开关为分离状态,并挂牌:”有人作业禁止合闸”).第三步:分别从临时UPS的输出配电柜内指定的输出开关上敷设2条临时电缆

7、至旧UPS系统的输人柜和输出柜的输入开关的输入端(下文分别称为l#临时电缆和2it临时电缆),新敷设电缆要求做好两端的铜鼻子,临时UPS系统一侧的电缆应可靠连接到位(注意相序一致),旧UPS系统一侧的电缆在割接前应做好绝缘包扎处理.3.3第三阶段:UPS设备更换割接第一步:通知相关通信专业应提前做好重要设备的数据备份,应急预案等准备工作.第二步:断开楼层低压配电柜中为旧UPS系统输入柜供电的输出开关,此时旧UPS系统无市电输入,通信负载由旧UPS系统的电池放电供电,并检查旧UPS系统运行是否运行正常,通信负载是否出现异常,若出现异常,应立即恢复市电供电.第三步:确认上一步无异常后,断开旧UPS

8、系统的输入柜中的输入总开关,卸下输入总开关输入端的电缆(做好绝缘包扎处理),将1#临时电缆与输入总开关输入端连接好(注意相序一致).第四步:先合上临时UPS输出柜中对应l#临时电缆的输出开关,再合上旧UPS输人柜中的输入总开关,此时旧UPS输入柜由临时UPS供电,通信负载转为旧UPS主路供电,并检查旧UPS系统是否运行正常,通信负载是否出现异常.此时系统供电结构如图1所示.第五步:确认通信负载供电无异常后,先将旧UPS系统的2台UPS主机切换至静态旁路带载,然后再切换至维修旁路带载,并检查旧UPS系统和通信负载运行是否正常.第六步:先断开旧UPS系统的输出柜中对应1#UPS主机的输入开关(挂牌

9、:有人作业禁止合闸),此时通信负载全部由旧UPS系统中的2#主机旁路供电,确认无异常后,再断开旧UPS系统中l#UPS主?2011年第7期?37临时UPS临时UPS输出l临时UPS输出2一UPS市电输入柜UPSl#市电l输入开关l市电输总开关UPS2#市电输入开关旧UPSuPs输出柜UPS2#hIIUPSI#输出开关新UPSUPS2#输出开关负载负载负载图1临时UPS为IBUPS供电结构图机输出开关(挂牌:”有人作业禁止合闸”),卸下与输出柜中的输入开关输入端相连的电缆(做好绝缘包扎处理),将2#临时电缆与输出柜中的输入开关输入端连接好(注意相序一致).第七步:先闭合临时UPS输出柜中对应2#

10、临时电缆的输出开关,再闭合旧UPS系统的输出柜中对应原l#UPS主机的输入开关,此时通信负载由临时UPS主路和旧UPS系统中的2#主机旁路同时供电,并检查UPS是否运行正常,通信负载是否出现异常.此时系统供电结构如图2所示(由于旧系统2#主机的市电输入为临时UPS的主路输出,所以临时UPS主路和旧UPS系统中的2#主机旁路输出的交流电能够保证相位一致,频率一致).第八步:确认上一步无异常后,先断开旧UPS系统的输出柜中对应2#UPS主机的输入开关(挂牌:有人作业禁止合闸),此时通信负载全部由临时UPS主路供电,确认无异常后,再断开旧UPS系统中2#UPS主机输出开关(挂牌:有人作业禁止合闸),

11、卸下与输入开关输入端相连的电缆(做好绝缘包扎处理),并检查临时UPS是否运行正常,通信负载是否出现异常.此时系统供电结构如图3所示.第九步:确认上一步无异常后,关闭旧UPS系统,断开旧UPS系统输入柜中所有的输入,输出开关(挂牌:”有人作业38禁止合闸”),断开与旧UPS系统的所有连接电缆(做好绝缘包扎处理),拆除旧UPS系统中的UPS主机,交流输入屏,电池开关柜以及蓄电池组.第十步:在原位分别安装UPS主机,交流输入屏,电池开关柜以及蓄电组,并连接好所有对应的电缆,新交流输入屏输入总开关与1#临时电缆相连,由临时UPS系统供电,如果原电缆无法利旧的,应事先重新布放好新电缆,新UPS主机输出与

12、原UPS输出柜的输入开关暂时不要连接(电缆连接头做好绝缘包扎处理).第十一步:调测新UPS系统,做好新UPS并机工作,检测能够输出正常的交流电,确认新UPS正常工作后,将2台主机切换为旁路空载运行,此时使2台主机输出开关处于断开状态.第十二步:确认新UPS系统的2#主机输出开关和输出柜中对应2#主机的输入开关处于断开状态后,将2#主机的输出与原输出柜中对应的输入用电缆连接好旧UPSUPS市电输入柜lTT口1*ITPS拾m丘UPS1#市电输入开关UPS2#临时UPS市电输人ll士l广篓临时UPS总开关II新uPsl输出II临时UPSUPS2#市电lUPSl#UPS2#输出开关一输出2输入开关UP

13、S2#占I图2临时UPS与lEIuPs共同供电结构图日uPSUPSh电输入柜UPS1#一TT拾小炻UPSl#市电临时UPS输入开关UPS2#临时UPS士广旦出开关广_负载输出lI新UPS籼开一临时UPSUPS2#市电UPSl#UPS2#$开关输出2输入开关上UPS2#:?2011年第7期?图3负载由临时UPS供电结构图(注意相序一致),然后先闭合2#主机的输出开关,再闭合原输出柜中对应的输入开关,此时通信负载由临时UPS市电正常输入主路和新系统中的2#主机旁路同时供压一电,并检查UPS是否运行正常,通信负载是否出现异常(由于新系统2#主机的市电输人为临时UPS的主路输出,所以临时UPS主路和新

14、系统中的2#主机旁路输出的交流电能够保证相位一致,频率一致).第十三步:确认上一步无异常后,先断开原输出柜中对应2#临时电缆的输入开关(挂牌:”有人作业禁止合闸”),此时负载由新UPS系统2#主机旁路供电,确认通信负载是否出现异常后,再断开临时UPS系统的输出柜中对应2#临时输出电缆的开关(挂牌:有人作业禁止合闸),卸下2#临时电缆,将1#主机的输出与输出柜中对应的输入用电缆连接好(注意相序一致).第十四步:先闭合l#主机的输出开关,再闭合输出柜中对应的输入开关,此时通信负载由新系统中的1#主机和2#主机旁路同时供电,并检查UPS是否运行正常,通信负载是否出现异常.第十五步:断开l#临时电缆输

15、入开关(挂牌:有人作业禁止合闸),卸下与新系统中输入柜中的输入总开关输入端的电缆连接(电缆连接头做好绝缘包扎处理),此时通信负载由新UPS系统电池放电供电,再将原市电输入电缆与输入总开关连接好(注意相序一致),确认无误后,先闭合楼层低压配电柜中对应的输出开关,UPs市电输入柜UPSI#市电输入开关一总开关lUPS2#市输入开关新UPSuPs输出柜UPS2#T旧UPS图4新UPS供电结构图再闭合新系统中输入柜中的输入总开关.此时系统供电结构如图4所示.第十六步:确认所有负载正常供电无异常后,关闭临时UPS系统,拆除临时UPS系统及临时电缆,清理场地,整个割接结束.4结束语本文所叙述的UPS电源设

16、备原位更换割接方案,已在实际工程进行了验证,由于篇幅有限,本文未对其他供电方式的UPS系统及相关电源设备(电池,输入输出屏等)割接方案进行叙述,我们在具体工程中,需根据通信负载的重要性,电源供电结构以及机房空间情况,参照本文所提出的思路,制定出切实可行的方案.由于通信电源设备更换割接是个复杂的过程,为避免因更换时出现突发状况,而造成网络瘫痪或威胁到人身安全,具体割接流程需根据实际情况进行详细制定,经相关部门严格审核后,方可进行实施.ResearchonupsorthotopicreplacementofthehostUPSLIYushen;WEIYong;ZHENGJian-jun(1ChinaMobileGroupDesignInstituteCo.,Ltd.,Beijing100080,China;2ChinaMobileGroupGuangdongCo.,Ltd.ShenzhenBranch,Shenzhen518048,China)AbstractKeyw