开关电源整体更换的方案研究

　　任何一种设备都是有它本身的生命周期，到了设备生命周期的晚期阶段，设备不可避免地会出现老化、效率下降、故障增多等种种情况，也不利于生产安全，且易发生关联故障，引起重大损失。另外，由于设备生产厂家的原因，生命周期后期的各种备品备件无法得到保障，给设备的维护检修带来一定困难，故需对到期设备进行更新改造，确保现网生产安全。

　　-48 V直流是传输、交换设备的主要用电规格，部分数据设备也使用-48 V直流，因此直流开关电源［1］是通信设备的主要保障电源，根据《中国移动通信电源、空调与监控维护管理规定（2008版）》第三章第一节第十九条规定，高频开关整流变换设备的更新周期为12年，到期即需组织专业人员制定更换方案并安全实施［2］。

　　由于开关电源所负责供电的通信设备绝大部分都是核心网元，要求提供24 h不间断工作电源，因此开关电源在整体更换过程中必须确保输出不中断，整个过程不能对负载有任何不良影响，威胁网络安全。开关能源整体更换方案具有较大难度和风险。中国移动成立已满10年，开关电源设备已开始陆续进入更换期，而在整体更换方面，还没有太多的经验。本文对开关电源整体更换方案进行了详细介绍，并通过具体工程对其可行性进行了充分验证，在此提供一种可供借鉴的方法。

　　上海移动公司于2008年和2011年先后在漕溪大楼和武胜大楼成功地实施了对西门子和台达的开关电源进行整体更换改造工程。对整个替换过程和注意要点，笔者进行了总结，在此作相关介绍。

　　1 更换方案的比较

　　-48 V直流开关电源系统如图1.开关电源设备整体更换更新基本有以下几种基本方案，具体优缺点分析如下：

　　图1 -48 V直流开关电源系统图

　　1.1 原位更换

　　方案要点：在机房内安装一套临时电源系统，与老系统并接后，将所有负载割接到临时系统后，在原位安装新电源系统，再次与临时系统并接后，将所有负载割回新系统的方式，并拆除临时电源系统。

　　优点：机房整体协调，不破坏原有供电系统，对通信设备影响较小，适合于少量套数电源更换，投资较低，且适合无多余装机位置的老机房。

　　缺点：难度最大，包括方案的制定和具体的施工实施，要求对系统非常熟悉，施工工作量大，涉及大量不停电割接。

　　1.2 换位更换

　　方案要点：在机房内安装一套新系统后，与老系统并接后，对所有负载重新布放新电缆或老电缆利旧接长后，在线割接所有负载到新系统后，拆除老系统。

　　优点：施工难度较小，工作量明显小于原位更换方案，适合装机位置富裕的机房。

　　缺点：原有供电系统中的输出电缆由于路由改变都将重新布放，或通过电缆复接等手段延长原有电缆，留有隐患，投资较大。

　　1.3 保留原有直流配电屏，只更新整流模块部分

　　方案要点：在机房内安装临时电源系统，与老系统并接后，拆除原有整流模块屏，安装新模块屏，与直流配电屏并接后，拆除临时电源系统。

　　优点：施工工作量小，对负载熟悉程度要求较低，投资小，若是更换同厂家同型号产品，则难度较低。

　　缺点：由于厂家设备也在不断更新，同型号产品很可能已经停产，此方案中的模块屏和直流屏的连接和安装方式需重新设计，难度较大。若是不同厂家产品，则牵涉到系统的检测、控制和告警系统混用，难度更大，且电源系统内部设备周期不一致，存在后续更新工作量。

　　不同更换方案优缺点及适用场景对比如表1.综合各方面因素从长远考虑，本案例采用了方案1.虽然施工难度较大，但属于一劳永逸，可以确保电源长期稳定输出。只要做好前期准备工作，成功把握性还是比较大。

　　表1 不同更换方案优缺点及适用场景对比表

　　2 开关电源整体更换方案

　　根据方案一的要求，需要首先新建临时动力系统，将负载全部割接至临时系统，然后将原位置设备拆除，新建动力系统，再将临时系统上的负载全部割接至新建系统上。关键点有三个：

　　（1）负载排摸；前期准备，所有工作顺利完成的基础，确保业务不受影响的前提；（2）系统并接；难度最高的操作，也是最难控制的环节；（3）负载割接；不同的负载接入方式需要不同的割接方法，需要万分的谨慎和仔细。

　　下面对这三个重要环节逐一介绍。

　　2.1 负载排摸的方法

　　开关电源直流系统的负载在通信系统中非常重要，制定方案前必须将每套待更换的系统负载进行拉网式排摸，做到了然于胸，才能确保万无一失。如负载性质、负载大小、负载供电方式、负载路由等等。

　　由于待更换的系统都是老系统，经过10年以上的运行，负载多次割接，负载情况变得非常复杂，在负载的排摸过程中，不可能通过简单的测电流、摸线等方式就能摸清所有负载，需要采取一些非常规手段才能达到目的。