通信電源系統節能方案研究

石晶

【摘要】 通信電源是通信系統中的關鍵部分，如果通信電源質量不高，將直接影響到通信系統的正常運作，進而威脅到人們的正常通信，因此，保障通信電源的正常運作有著重要作用。本文主要對通信電源系統節能方案進行分析，提出了一些建議。

【關鍵詞】 通信電源系統 節能 研究

隨著人們的通信需求越來越大，通信電源的節能問題逐漸凸顯，這不僅是社會發展的需要，也是企業進步的需求。通信電源的節能進程中存在著多種風險因素，這就要求相關技術人員準確分析社會實際，從多方面促進通信電源的節能，從而更好為人們服務。

一、通信電源的發展現狀分析

在實際生活中，通信電源較多，主要包括開關電源、線性電源、相控電源。在這些電源當中，開關電源具有多種優勢，包括效率高、可靠性高、體積小，方便設計等優勢，所以其在通信行業中得到了廣泛應用，逐漸成為通信電源中的主體設備。開關電源租主導性地位的實現并非一蹴而就，從開關電源的發展歷程可以看出，多種技術的共同作用為開關電源的進步奠定了基礎。開關電源的模塊化設計功能主要由均流技術實現，在這種技術的作用下，開關電源可以實現多模塊并聯，進而組成大電流系統，可以較好提高系統的穩定性和可靠性。隨著開關路線不斷進步，開關電源的頻率也得到了較大提高，模塊變化功率得到了一定增強，而且運作效率不斷提高。在功率因數校正技術的作用下，開關電源的功率因素得到了有效提高，提升了環保價值。開關電源具有一定智能化，所以給技術人員的檢修以及維護工作帶來了便利。

隨著通信行業不斷進步，各通信企業間的競爭也越來越激烈，通信電源朝著理想化的方向發展，在成本、性能等方面都明顯優于以往的通信電源。由于各種通信技術不斷進步，而且電子元件也迅速發展，所以目前的通信電源與以往相比，更能滿足人們的通信需求。以往的通信電源體積較大、重量大，各方面性能都存在缺陷，而現代的通信電源不僅體積小、重量小，而且智能化水平、可靠性都較高。在實際生活中，通信電源的發展已經到了一種瓶頸狀態，如果要促進通信電源的再次發展，通信企業不僅要考慮到各種技術、工藝，而且還需著重考慮到節能降本，這樣既提高了通信電源的可靠性，而且增加了企業的經濟效益，所以促進通信電源系統的節能至關重要。

二、通信電源系統設計中的節能

2.1在通信設備機房安裝開關電源

一般在對直流電源設備進行安裝時，需滿足一定的面積需求，還需靠近負荷中心，所以技術人員可將開關電源在通信設備機房中進行安裝。在通信設備機房中安裝開關電源較好靠近了負荷中心，減少了通信設備與直流配電屏之間的電纜長度。這種安裝形式雖然對電池電纜長度進行了增加，但是在另一方面，由于電池處于浮充形式，電流較小，在這種情況下，通信設備與直流配電屏之間導線的發熱損耗會降低，進而實現節能目的。這種安裝模式下不需設置電力室，雖然會導致開關電源呈現出分散狀態，但能夠提高機房的使用率，而且開關電源整流模塊一般屬于熱插拔方式，所以維護量較小。例如，在一棟7000m2的機房樓中，欲安裝一套1500A直流供電系統，設計方案主要將開關電源分別安裝在通信設備機房以及電力電池室中，對比兩組方案損耗情況。在實際情況中，電流浮充電流較小，所以一般不對電池電纜的發熱損耗進行計算，主要將通信設備與開關電源之間的發熱損耗納入計算范圍內，年發熱損耗公式具體如下：

Q=I2Rt

R=I/γS

在公式中，Q指的是發熱損耗，I指的是電流，一般通信設備與開關電源之間的電流按100A進行計算。R指的是電纜電阻。t指的是電流經過電纜時間，一年發熱量既為t=3.15*107s。γ指的是銅芯電纜電導率，由于通信機房一般采用銅芯電纜，所以可取值為57。因此，年電能損耗公式主要為

kWh=Q/（3.6*106）

根據兩種設計方案的計算情況來看，在通信機房內安裝開關電源有著多種優勢，既降低了電能損耗，而且減少了電纜投資，從而更好達到節能降本的效果。

2.2使用高壓直流供電替代傳統UPS

在實際生活中，大多數服務器都采用UPS系統進行供電，如圖1，顯示的是UPS供電原理圖。如圖2，顯示的是高壓直流供電原理圖，這種供電模式與UPS供電形式相比，減少了一個UPS設備直流-交流逆變環節，減少了一個服務器內部交流-直流整流兩個環節，從而有效提高了供電系統運作效率，而且供電系統的發熱損耗得到了降低，從而更好節約電能。

三、系統運行維護中的節能

3.1實現變壓器的經濟運行

變壓器在運作中會出現多種損耗，主要包括負載損耗以及空載損耗。在實際情況中，變壓器損耗情況會隨著外部環境發生變化，具有一定的復雜性。一般情況下，如果電壓、周波以及波形處于固定狀態，變壓器的空載損耗和負荷容量大小之間并沒有直接關系，負載損耗和負載率則成正比形式。變壓器有功損耗公式如下：

PT=P0+PKβ2

β=Sc/Sr

在公式中，P0指的是變壓器的空載有功損耗。PK指的是變壓器的空載有功損耗。PK指的是變壓器的滿足有功損耗。Sc指的是變壓器的計算負荷。Sr指的是變壓器的額定容量。β指的是變壓器負載率。在這種計算方式的作用下，SCB10系列變壓器經濟運行的臨界負荷主要見表1。如果實際負荷值比表中“減少1臺運行更經濟的最大負荷”值小時，即可在輪換條件下將一臺變壓器進行關閉，這樣不僅能降低整體損耗，還能提高變壓器運作的可靠性以及使用壽命。

3.2對變壓器負載進行合理的分配

當技術人員對變壓器的容量以及臺數進行明確后，必須根據實際情況對變壓器負載進行合理分配，以更好降低電能損耗。在變壓器群方面，如果總荷載處于固定狀態，當變壓器群符合一定的均衡條件時，總銅損則較小；如果變壓器群不符合一定的均衡條件，總銅損將較大。其中負載率在這兩種狀態下所產生的總銅損之差，屬于負載不均衡附加損耗。如果變壓器群各方面都處于一致狀態，如果每臺變壓器在負載率方面都相同，那么總銅率則較小，這種情況下無負載不均衡附加損耗。如果變壓器的復雜率不一致，就會導致負載率不均衡附加銅損。因此，對負載進行合理調整，并對變壓器負載率進行均衡是促進通信電源節能的重要舉措。

3.3處理好低壓供電系統的諧波

通信局房內一般會存在多種非線性設備，進而導致供電系統中形成多種諧波，不僅對供電系統的正常運作造成重大影響，還會危害到其他設備，產生發熱造成電能浪費。因此，技術人員需對供電系統的諧波問題進行明確，并采取對應措施進行解決，以更好促進通信電源的節能。

四、節能措施及效果案例

在開關電源整流模塊工作模式下節能效果測試過程中，某通信企業選取了10個具有一定差異性基站的耗電測試結果進行分析，可知基站每日大概減少耗電量為1.2KWh，較好實現了節能降本。基站在閑時直流負荷為91A，忙時直流負荷為112A；基站一共配置了兩組500AH蓄電池。如果基站開關電源直流輸出負荷比100A小，系統就會自動將兩個整流模塊進行開啟，而其他模塊則呈休眠形式，從而降低了大概0.45A交流電流；基站開關休眠模式狀態下大致降低了2.1KWh耗電量。當企業基站開關電源均采用新型方法進行運作時，全年則可減少耗電量277921KWh，節能效益較高。

結束語：在對通信電源系統的節能方案進行研究時，技術人員必須從多方面進行操作，主要可從通信電源系統的設計以及運行過程中的維護著手，注重各種細節問題，這樣才能更好保障通信電源的高效運作，達到節能目的。在實際情況中，通信電源的運作過程會受到多種風險因素的影響，這就要求在節能設計中必須注重全面性，并對節能效果進行準確檢測，以確保其具有較高的可靠性和可行性，從而為人們的正常通信提供便利。

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