由于航天通信系統(tǒng)的專用性和保密性特點(diǎn)，特別是較高的時(shí)效性要求，通信電源的可靠性是航天通信部門(mén)首要考慮的問(wèn)題，是通信系統(tǒng)安全運(yùn)行的重要保證。

當(dāng)前，航天系統(tǒng)各通信局（站）普遍采用UPS系統(tǒng)作為IT設(shè)備的主用電源，它克服了因市電中斷而導(dǎo)致的系統(tǒng)中斷。但是，UPS自身、甚至并機(jī)冗余系統(tǒng)的故障導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)通信事故也時(shí)有發(fā)生，已產(chǎn)生較大的社會(huì)影響和相當(dāng)?shù)慕?jīng)濟(jì)損失。

240V高壓直流供電系統(tǒng)（HVDC）作為一項(xiàng)簡(jiǎn)單、可靠的技術(shù)，其減少了電力轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)，供電可靠性和效率大大提高，受到了業(yè)界的廣泛關(guān)注。航天通信部門(mén)應(yīng)積極跟蹤電源科技的發(fā)展變化，關(guān)注應(yīng)用實(shí)踐中的探索成果，將新技術(shù)轉(zhuǎn)換為新應(yīng)用，提升航天通信系統(tǒng)的可靠性水平。本文結(jié)合航天通信系統(tǒng)電源的現(xiàn)狀，對(duì)高壓直流供電技術(shù)的可行性和應(yīng)用技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行了分析，并提出了在航天通信系統(tǒng)中推廣應(yīng)用的建議。

1  UPS系統(tǒng)的不足 

UPS是IT設(shè)備電源保障的主流設(shè)備。有些通信局（站）利用-48V蓄電池組資源與逆變器組合，來(lái)提升IT設(shè)備的供電保障等級(jí)，為非主流用法，產(chǎn)品較少。

圖1為UPS的構(gòu)成圖。在線式UPS運(yùn)行的工作過(guò)程為整流（AC/DC）—浮充—逆變（DC/AC）—輸出；市電中斷時(shí)360V蓄電池組經(jīng)逆變電路保障IT設(shè)備的電能供給；UPS故障時(shí)，將維修開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)入市電旁路維持供電。

圖1 UPS的構(gòu)成

圖2為逆變電源的構(gòu)成圖。相對(duì)于UPS來(lái)說(shuō)，其特點(diǎn)是利用傳統(tǒng)通信局站已有的-48V蓄電池組和整流設(shè)備，配置逆變器即可。該系統(tǒng)適用于小容量不間斷交流供電，為減少整流設(shè)備的負(fù)荷，采取旁路運(yùn)行模式。

 

圖2 某航天通信局逆變電源的構(gòu)成

如圖1、圖2所示，二者從輸入端到輸出端都經(jīng)歷整流—浮充—逆變—輸出的過(guò)程，轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)較多。系統(tǒng)均存在如下問(wèn)題：①存在單點(diǎn)故障的可能，系統(tǒng)可靠性不高；②并聯(lián)運(yùn)行時(shí)（并機(jī)冗余系統(tǒng)）負(fù)載率低；③維護(hù)難度大，對(duì)廠家的依賴度較高；④轉(zhuǎn)換效率低。 

2  240V高壓直流供電系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì) 

240V高壓直流供電系統(tǒng)有著技術(shù)成熟、可靠性高、維護(hù)操作簡(jiǎn)易、轉(zhuǎn)換效率高、在線擴(kuò)容簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，通信業(yè)界一直在探討采用高壓直流系統(tǒng)來(lái)代替UPS系統(tǒng)。240V高壓直流供電系統(tǒng)具有明顯技術(shù)優(yōu)勢(shì)和價(jià)格優(yōu)勢(shì)，且能在沿用現(xiàn)有的IT設(shè)備的前提下推廣使用，因此得到了各級(jí)部門(mén)的廣泛重視和支持。 

2.1  系統(tǒng)構(gòu)成簡(jiǎn)單

 圖3為240V高壓直流供電系統(tǒng)構(gòu)成圖。由圖中可以看出，原理、架構(gòu)與傳統(tǒng)通信局（站）的-48V直流供電系統(tǒng)完全相同，而后者的可用性及可靠性均得到數(shù)十年運(yùn)行的檢驗(yàn)。因此，該系統(tǒng)易于維護(hù)，對(duì)廠商的依賴度降低；負(fù)載率高且易于擴(kuò)容；運(yùn)行效率高；直流母排是電池組、整流器、負(fù)載的共同匯結(jié)點(diǎn)，系統(tǒng)可靠性高。
 

圖3 240V高壓直流供電系統(tǒng)的構(gòu)成

圖4為240V高壓直流供電系統(tǒng)圖（通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YD/T 2378-2011圖A.1）。由圖中可以看出，電池組經(jīng)熔斷器與整流模塊輸出端在總輸出屏構(gòu)成輸出母排，系統(tǒng)兩路輸出（A路和B路），通過(guò)列頭柜配電，來(lái)滿足雙電源服務(wù)器的需求，而單電源服務(wù)器僅使用A路或B路。