摘要：本文介绍了哈大客运专线通信电源系统，并探讨了哈尔滨西通信站的通信电源系统。
关键词：高频开关柜；不间断电源UPS；配电柜；蓄电池；双路供电
中图分类号：S972.7+6 文献标识码：A
1 工程概况
哈大客运专线南起滨海城市大连，经辽宁省营口、鞍山、辽阳、沈阳、铁岭，吉林省四平、长春、松原，终自黑龙江省会哈尔滨，线路纵贯东北三省，途径三个省会城市和七个地级市及其所管辖县。线路全长约893.2Km，其中辽宁境内约553.1 Km，吉林内约269.7Km，黑龙江境内约70.4 Km。
2 电源系统方案
2.1 系统组成
哈大客专通信设备用电类型有两种：一种是-48V直流用电设备；一种是220V/380V交流用电设备。本线根据通信设备用电需求，分别设置-48V直流电源及UPS交流电源。
电源系统采用-48V高频开关电源设备和阀控式密封铅酸蓄电池组，为各车站、信号中继站、区间无线基站、牵引变电所、分区所、AT所等信息接入节点的传输接入、GSM-R、调度系统等直流用电设备提供-48V直流电源供电。
2.2 系统方案
供电系统根据本线实际情况和站点类型的不同分为两类。
类型一：车站、段所等节点，耗电量较大，通信电源系统高频开关电源及蓄电池，不间断电源UPS、UPS蓄电池和交流输出配电设备组成。电源供电系统图如下：
类型二：区间节点，耗电量较小，通信电源系统由高频开关电源（内置交流切换单元及C级防雷器）和蓄电池，不间断电源UPS、UPS蓄电池和交流输出配电设备组成。电源供电系统图如下：
3 电源设备配置
3.1 电源配置的特点
基于铁路上通信系统安全方面的考虑，通信系统电源子系统采用双路供电，自动切换装置。即要求电力系统为通信系统电源子系统提供2路独立的三相电源，为保证电源输入端的不间断供电，采用两路自动切换装置。
由于整条线很多站点是无人职守机房，故配置了大容量的免维护铅酸蓄电池，在电力中断的情况下，可以提供充足的电源供应，以保证维护人员到达现场，排除障碍。
3.2 交流电源配置
交流不间断电源系统（UPS）的配置以满足本线交流通信设备供电要求为基本原则，容量需要根据通信机房中交流通信设备总功耗确定。当外供交流电源停电后，通信设备依靠电池供电，电池保证时间指再次来电时间间隔或油机发动时间间隔。各节点采用集中UPS供电方式
（1）UPS配置方法：
P=P负/（COS∮ц）
其中：P－额定容量；P负－负载功率；COS∮－功率因数（一般取0.8） ；Ц－保险系数（一般取0.8）
（2）UPS蓄电池配置方法：
采用恒电流法计算如下：
Q=P×T/K×V×η
式中：Q-蓄电池容量（AH）；P-负载功率；T-备用小时数；K-蓄电池放电系数；V-UPS整流后母线电压；η-蓄电池逆变效率。
3.3直流供电系统
新设的高频开关电源设备由交流配电屏（盘）、直流配电屏（盘）、整流器模块、监控模块、机柜、后备蓄电池组及蓄电池柜（架）组成。高频开关电源设备整流模块采用N+1方式备份，并内置交、直流分配单元。
（1）开关电源蓄电池配置方法
工程设计计算时，可按以下公式得到电池容量：
Q=K×I×T/η（1+α（t-25））
式中：Q-蓄电池容量（AH）；K-安全系数，取1.25；I-负荷电流（A）；T-放电小时数；η-蓄电池放电容量系数；α-蓄电池温度系数（1/0C），当放电小时率≥10时，取α＝0.006；当10>放电小时率≥1时，取α＝0.008；当放电小时率<1时，取α＝0.01；t-实际蓄电池所在地最低环境温度数值（按150C计算）
（2）蓄电池充电电流计算
电池最大充电电流值为电池充电的允许值，即限流值I充电：
I充电≤KQ
本次配置，充电系数K按0.1选取。Q为电池的容量C10。
（3）整流模块数配置计算
Iz＝I负荷＋I充电
整流模块配置数M计算公式为：
M= [Iz/IR+1]+1（取整）
IR为模块的额定电流
以上计算，整流模块采用N+1方式备份，即N个模块作为满足负荷与充电要求的整流器，另一个备用，采用负荷分担工作方式。
3.4系统网管
电源设备网管由通信电源及通信信号机房环境监控系统统一建设平台管理，本系统配置电源监控信息采集模块。
3.5主要设备数量及配置
高频开关电源设备中的交流配电单元设两个交流输入电源电路，两路均接外供交流电源，两路电源自动倒换，实行电气和机械联锁。两个交流输入电源电路中，一路为主用电路，一路为备用电路。具有短路保护装置。
高频开关电源后备固定型阀控式密封铅酸蓄电池组，电压额定值48V。蓄电池组容量额定值≤200Ah的，蓄电池电压额定值为12V/个；蓄电池组容量＞200Ah的，蓄电池电压额定值为2V/个。高频开关电源设备具备监测模块。
4哈西通信电源系统
4.1哈西客运站概况
哈尔滨西客站是新建铁路哈大客运专线的重要组成部分，建成后将作为哈尔滨市两个重要的综合客运交通枢纽中心之一，汇集铁路、轨道交通、城市公共交通、社会交通等多种交通方式，实现多种交通方式的有机衔接，确保人流、车流的快速集散。
4.2电源设备配置
4.2.1外供交流电源
由电力专业提供380V（三相五线制）外供交流电。
4.2.2直流电源系统
哈尔滨西车站西站房通信电源室设置-48V/1100A（10+1）高频开关电源一套（由交流柜、整流柜、直流柜组成），配置-48V/1000Ah（2V*24块）蓄电池组两组。
采用-48V直流电源的设备有：传输设备、接入设备、数据网设备、调度通信设备、GSM-R设备、电源及环境监控系统现场设备。
4.2.3交流电源系统
哈尔滨西车站西站房通信电源室设置100kVA UPS不间断交流电源设备一套（含输出配电柜），配置蓄电池组两组（12V/200Ah 64块）。
采用220V交流电源的设备有：综合网管设备、会议电视设备、综合视频监控设备、电源及环境监控系统中心设备、时间同步设备。
4.2.4GRIS供电系统
哈尔滨西车站西站房通信电源室设置16kVA UPS不间断交流电源设备两套（含输出配电柜），配置蓄电池组各一组（12V/65Ah 32块）；GSM-R交换机房设置STS切换设备两套，实现GRIS设备双总线供电方式。哈尔滨西通信站设置交直流列头柜，电源室设备至列头柜间电源配线冗余设置。
5结束语
哈大铁路客运专线是国家“十一五”规划的重点建设工程项目之一，纳入国家《中长期铁路网规划》，国家发改委于2005年末批复立项。 哈大客运专线是指在中国黑龙江省哈尔滨市与辽宁省大连市之间建设的高速客运专用铁路。通信电源系统成熟、稳定和可靠，是各系统安全运行的保证。哈大客运专线采用了在青藏铁路有优异表现的艾默生电源系统。在具体的工程实施中，采用科学方法解决技术难题，逐步完善优化系统方案，以满足我国铁路跨越式发展的需要，这也是我们在今后的工程建设过程中需不断探讨和研究的重点。
参考文献
[1]任文红.合武客运专线通信电源系统方案．铁路通信信号工程技术，2008，5(5)
[2]邱庆伟.高速铁路通信电源施工技术．中国高新技术企业，NO.18.2010.
[3]王国雨.客运专线通信电源系统的设计，铁道勘察与设计，2010（5）.
作者简介：宁强（1983-），男，陕西武功人，中铁第一勘察设计院集团有限公司助理工程师。