通信電源系統節能技術

李獻軍

（中國電信股份有限公司喀什分公司，新疆 喀什844000）

1 節能技術在通信電源系統變壓器中的應用

1.1 提升變壓器運行的經濟性

在通信電源系統的變壓器運行過程中，主要的能源損耗來源于負載損耗以及空載損耗，而負荷電流與環境條件的變化均可造成變壓器損耗的變化，在有著一定的周波、波形以及電壓的情況下，變壓器的空載損耗和負載的容量之間是沒有關系的，但是負載損耗卻和負載量的平方之間有著正比關系[1]，即：

其中，P0表示的是變壓器空載狀態下的有功損耗，單位是kW；Pk表示的是變壓器滿載狀態下的有功損耗，單位是kW；Sc表示的是變壓器的計算負荷，單位是kVA；Sr表示的是變壓器的額定容量，單位是kVA；β表示的是變壓器的負載率。

表1 和表2 是某通信電源系統中所應用的SCB10系列變壓器的相關技術參數[2]和經濟運行臨界負荷。

表1 某通信電源系統中所應用的SCB10 系列變壓器的相關技術參數

從表2 可以看出，如果負荷低于表中的“減少一臺最大負荷”或者是負荷低于表中的“減少一臺最大負載率”，就可以輪流將其中的一臺變壓器關掉。通過這樣的方式，不僅可以降低損耗，也可以讓每一臺變壓器運行的時間都少一些，實現其使用壽命的提升。其他類型的變壓器也可以按照表中的參數來實現經濟運行臺數的確定。通常，變壓器的經濟運行負載率都是30%左右，如果長時間的負載率都在30%以下，就可以考慮減少一臺變壓器，以達到更好的節能效果。

表2 SCB10 系列變壓器的經濟運行臨界負荷

1.2 變壓器負載的合理分配

在對變壓器的容量以及臺數進行確定之后，要想進一步提升節能效果，就應該對其負載進行合理分配。當變壓器的總負載一定時，若使其負載率與某種規律相符合，就可以使其總的銅損達到最小。在這種情況下，就說明所有變壓器的負載率都是均衡的，這樣才能達到最佳的節能效果。否則，就說明所有變壓器的負載率不均衡。而在均衡與不均衡的兩種條件之下，銅損之差叫做變壓器不均衡的附加損耗。如果用S來表示通信電源系統的變壓器總負載，用n來表示同型號同容量變壓器投入到運行之中的總臺數，用Sn來表示每一臺變壓器額定的容量，用P0來表示變壓器的空載損耗，用Pk來表示變壓器的負載損耗。當變壓器負載不均衡的情況下，假設這n臺變壓器負載率是β1、β2、β3…βn，輸出的容量是S1、S2、S3…Sn，則可以按照如下的公式來進行計算[3]：

由此可以得出此時所有變壓器的總銅損是：

如果各個變壓器都有著相同的負載，那么每一臺變壓器的負載率是：

這時候，所有變壓器的總銅損是：

由此可以求出其不均衡附加損耗為：

其中，ΔP表示的是所有變壓器的不均衡附加損耗，單位是kW；Pk表示的是每一臺變壓器的負載損耗，單位是kW；如果β1=β2=β3=…=βn，則ΔP=0，如果β1≠β2≠β3≠…≠βn，則ΔP＞0。

由此可以看出，如果所有的變壓器都有著相同的型號與規格，并且全部投入到應用之中，在負載相同的情況下，其總銅損是最小的，只要其負載不相同，就會引起不均衡附加銅損的出現，這個附加銅損的值和變壓器負載率的差值平方之間有著正比關系。所以，調整變壓器的負載，讓所有的變壓器負載都保持相同，這樣才可以起到最佳的節能效果。

2 節能技術在通信電源系統諧波治理之中的應用

2.1 降低諧波的產生

諧波有著很多種治理的方法，在通信電源系統中，最為嚴重和突出的諧波源就是整流設備。所以，要想降低諧波的產生，進而達到節能目的，首先應該從設備技術這一方面著手，通過有源功率因數校正的技術，可以讓整流設備功率因數得以有效提升，進而實現諧波含量的降低。同時，也可以通過換流設備脈沖數的增加和頻率的增加來起到降低諧波的目的。

在新增電源設備中，應該對諧波輸入指標的要求予以提升，如果設備不能滿足相關的指標要求，就需要對其使用進行限制，或者是進行濾波設備的配置[4]。 表3 是新增電源設備的相關諧波標準規定。

表3 開關電源總的輸入電流諧波失真度規定參數

2.2 濾波裝置的安裝

首先是無源濾波器的安裝。在無源濾波器的應用過程中，系統自身的阻抗以及無源濾波器的阻抗可以對其濾波的效果起到決定性作用，所以當系統運行的過程中，如果系統阻抗發生了變化，那么并聯在系統之中的無源濾波器濾波的特性也就會受到嚴重的影響。系統阻抗和濾波器很可能出現并聯諧振的現象。如果系統之中的諧波電流比諧波過濾器額定的容量大，就會損壞諧波過濾器。所以，無源濾波器僅僅可以對幾次固定的諧波進行過濾，如果系統之中多次出現諧波，就需要對多級濾波器進行安裝。隨著當今有源濾波器的市場價格不斷降低，有源濾波器也開始逐漸取代了無源濾波器。

其次是有源濾波器的安裝。有源濾波器應該并聯安裝在變壓器的諧波源附近或者是低壓的一側，進而借助于外部的互感器對電信號進行實時地采集，然后借助于內部的檢測電路就可以將其中含有的諧波分離出來，再借助于IGRT 來逆變出和系統諧波有著相等大小和相反相位的補償電流，進而起到過濾諧波的作用。

3 節能技術在通信電源空調系統之中的應用

在通信機房中，風冷制冷空調的應用會增加耗能。所以，為了提升空調的利用率，可以選擇非電空調制冷技術，這一技術主要是通過溴化鋰溶液實現。將溴化鋰溶液加熱，由于水與溴化鋰的沸點不同，所以水就會很快蒸發，蒸發的水會流入到蒸發器中冷凝，而冷凝水可以再次與溴化鋰相溶，這樣就可以通過蒸發作用來冷卻需要降溫的一端，讓空調利用率顯著提升，并將耗能降低30%以上。同時，為進一步提升空調的利用率，也可以適當減小機房面積?；蛘呤峭ㄟ^分布式熱管空調的安裝來提升空調利用率，在設備的安裝過程中，應該更加重視冷卻設備的安裝，使其將熱管安裝的位置徹底冷卻。通過這樣的方式，可以有效提升空調利用率，進而提升系統的節能效果。

4 結 論

本文對通信電源系統的節能技術進行研究，以供參考。