通信設(shè)備電源新技術(shù)及其應(yīng)用

李 永

（上海東洲羅頓通信股份有限公司，上海 200949）

0 引 言

在我國社會經(jīng)濟的全面發(fā)展中，電力網(wǎng)絡(luò)建設(shè)起到了不可或缺的作用，而在電力網(wǎng)絡(luò)的實際運行過程中，對于通信穩(wěn)定性也有著極高的要求。只有保障通信系統(tǒng)的良好穩(wěn)定運行，才能夠讓電力網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)信息在各個部門之間進(jìn)行有效傳輸，以實現(xiàn)信息的良好共享，及時發(fā)現(xiàn)電力系統(tǒng)運行問題，并對電力系統(tǒng)的正常運行加以合理保護(hù)。由此可見，通信設(shè)備在電力網(wǎng)絡(luò)中發(fā)揮著十分關(guān)鍵的作用，而通信設(shè)備電源新技術(shù)又是電力網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備穩(wěn)定運行的關(guān)鍵。因此，電力行業(yè)應(yīng)加強對該技術(shù)的研究與應(yīng)用，使其在電網(wǎng)運行中發(fā)揮出充分的作用與優(yōu)勢。

1 通信設(shè)備電源新技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢和電池容量選擇方法

1.1 電源新技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢

在傳統(tǒng)電力通信設(shè)備中，電源一定要安裝到電池室，以此來為設(shè)備提供電能，但是由于傳統(tǒng)的電源以鉛蓄電池為主，這就使得通信設(shè)備有著較大的體積，不僅十分笨重，且運行過程中的噪聲也很大，酸霧污染問題也比較嚴(yán)重[1]。

將通信設(shè)備電源新技術(shù)應(yīng)用到電力通信系統(tǒng)中，通過分散式供電模式的應(yīng)用，可以針對不同的通信系統(tǒng)和機房層級來靈活進(jìn)行電源設(shè)置，讓每一個電源都可以成為系統(tǒng)中的一個小型甚至微型電源，這樣就可以選擇一些體積比較小、更具靈活性的通信設(shè)備電源，也可以讓系統(tǒng)電壓更加穩(wěn)定，以此來保障供電系統(tǒng)的可靠性。

1.2 電源新技術(shù)應(yīng)用中的電池容量選擇

電源新技術(shù)應(yīng)用中，主要應(yīng)選擇電解液消耗小、放電小、體積小、耐熱性強的免維護(hù)電池。在電池容量選擇時，可以按照如下的公式進(jìn)行計算：

其中，Q代表電池容量，單位是Ah；I代表負(fù)荷電流，單位是A；K代表安全系數(shù)，在此取1.25；η代表放電容量系數(shù)；T代表放電時間，單位是h；t代表電池所在環(huán)境的實際溫度，如果有采暖，則t值應(yīng)按照15 ℃考慮，如果沒有采暖，則可以按照5 ℃考慮；α代表電池的溫度系數(shù)，單位是1/℃。放電容量和電池溫度系數(shù)的具體取值情況如表1、表2所示。

2 通信設(shè)備電源新技術(shù)應(yīng)用要點

2.1 保障運行穩(wěn)定

在通信設(shè)備電源新技術(shù)的應(yīng)用中，一定要保障其穩(wěn)定性，這樣才可以保障電力通信設(shè)備的安全穩(wěn)定運行。在通信設(shè)備的實際運行中，電源電壓對其穩(wěn)定性起到了直接的影響作用，如果電壓超過了設(shè)定值，設(shè)備元件就可能被損壞；如果電源電壓太低，系統(tǒng)的正常運行將無法保障。所以在該技術(shù)的具體應(yīng)用中，電源電壓一定要得到合理控制。

表1 放電容量具體取值情況

表2 電池溫度系數(shù)具體取值情況

2.2 保障運行可靠

保障通信設(shè)備和電源運行的可靠性是保障整個通信系統(tǒng)正常運行的關(guān)鍵。因為大多數(shù)的通信設(shè)備都需要電源系統(tǒng)來提供電能，所以一旦電源系統(tǒng)出現(xiàn)故障，整個通信系統(tǒng)的穩(wěn)定運行都將會受到影響，進(jìn)而直接影響到大范圍的供電質(zhì)量。所以在該技術(shù)的具體應(yīng)用中，為保障電網(wǎng)供電可靠性，應(yīng)該將電池和整流器以并聯(lián)浮充的形式設(shè)置在直流供電系統(tǒng)中，并將整流模塊并聯(lián)到開關(guān)整流器里，以此來提升系統(tǒng)供電效果。在這樣的運行條件下，單一模塊故障并不會對整個電源系統(tǒng)的正常運行造成不利影響，依然可以維持系統(tǒng)的正常供電[2]。

2.3 運行高頻性

隨著當(dāng)今社會用電需求的不斷提升，電網(wǎng)通信系統(tǒng)的設(shè)備容量也需要不斷擴展，這也就不斷增加了電源的負(fù)荷。為實現(xiàn)電能消耗的有效降低，就需要對電源裝置做出相應(yīng)改善，以此來提升電源系統(tǒng)的使用效率。而要想實現(xiàn)電力系統(tǒng)的節(jié)能目標(biāo)，通信設(shè)備電源頻率的提高至關(guān)重要。在當(dāng)今的通信設(shè)備中，電源切換系統(tǒng)應(yīng)用的是控制性整流器，該裝置的效率比較低，且對變壓器也有著很大消耗，這就需要將更高頻率的開關(guān)電源應(yīng)用到通信設(shè)備中，以此來實現(xiàn)其高頻性，促進(jìn)電力系統(tǒng)節(jié)能目標(biāo)的實現(xiàn)。

3 通信設(shè)備電源新技術(shù)的具體應(yīng)用

3.1 開關(guān)器件新技術(shù)的應(yīng)用

開關(guān)整流器是通信電源中最重要的一部分，它在系統(tǒng)中所發(fā)揮的作用至關(guān)重要。傳統(tǒng)開關(guān)整流器主要是將可控硅作為開關(guān)器件，這種整流器有著較大的體積和重量，工作效率不高，且對環(huán)境的污染程度比較嚴(yán)重。在科學(xué)技術(shù)的不斷更新進(jìn)步中，高頻率開關(guān)整流器已經(jīng)完全取代了傳統(tǒng)的整流器。現(xiàn)階段，igbt和mosfet等新型開關(guān)器件已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用，其工作頻率可以達(dá)到幾百千赫，甚至可以達(dá)到兆赫級別，這就讓開關(guān)整流器的工作頻率得到了顯著提升[3]。

此外，隨著通信設(shè)備電源新技術(shù)的應(yīng)用，開關(guān)器件在開關(guān)管理方面也實現(xiàn)了自動化，這就讓人工控制所產(chǎn)生的錯誤率得到了最大限度的降低，設(shè)備的損壞概率也由此顯著降低，這對于電力設(shè)備運行效率的提升將會起到十分積極的作用。表3為高頻開關(guān)整流器主要工作參數(shù)。

表3 高頻開關(guān)整流器主要工作參數(shù)

3.2 防雷技術(shù)的應(yīng)用

在電力通信設(shè)備的實際運行中，雷電是一項重要的危害因素，雖然雷電并沒有很高的出現(xiàn)概率，但是如果通信設(shè)備上并未安裝防雷設(shè)施，僅僅一次的雷擊就可能對其帶來致命的損害。通常情況下，雷擊分兩種，一種是直擊雷。這種雷擊有著極大的危害性，在擊中設(shè)備或電纜后，雷電會一直順著電纜蔓延，對電力系統(tǒng)造成持續(xù)性的干擾，危害程度比較大。另一種是感應(yīng)雷，這種雷擊是借助于雷和云之間的放電或者是借助于對地放電而感應(yīng)電壓，進(jìn)而對附近用電設(shè)備或電纜導(dǎo)體造成影響，對設(shè)備安全造成威脅。無論是直擊雷還是感應(yīng)雷，一旦擊中，都將會對設(shè)備造成嚴(yán)重的危害。所以在通信設(shè)備電源新技術(shù)的具體應(yīng)用中，應(yīng)加強防雷技術(shù)方面的應(yīng)用和研究，以此來保障通信系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。

在目前的通信設(shè)備電源新技術(shù)中，主要的防雷技術(shù)有3種。第一，將一部分雷擊電流引入到其他位置，以此來降低雷擊給通信系統(tǒng)和設(shè)備電源造成的危害；第二，限制通信設(shè)備和其他設(shè)備的雷電電壓值；第三，對雷電過電壓的侵入波加以阻止。將這些防雷技術(shù)應(yīng)用到通信電源設(shè)備防雷保護(hù)中，將會顯著降低雷電對系統(tǒng)和設(shè)備的危害，避免雷電引起的電壓浪涌故障。

3.3 免維護(hù)蓄電池技術(shù)的應(yīng)用

將免維修蓄電池應(yīng)用到通信設(shè)備電源系統(tǒng)中，可以讓傳統(tǒng)開口電池的很多問題得以有效改善。例如，因為這種電池有著很好的密封性能，所以電池中的水分蒸發(fā)就非常少。同時，因為免維修電池應(yīng)用的是陰極吸收方法，可以有效避免氣體產(chǎn)生，所以在電池的整個生命周期中都不需要向其中添加蒸餾水[4]。此外，這種電池的維修也比較簡單，可進(jìn)一步降低工作人員的工作量和工作強度。圖1為免維護(hù)電池的應(yīng)用和安裝示意圖。

3.4 合理校正功率因數(shù)技術(shù)的應(yīng)用

在通信電源的開關(guān)位置、整流器內(nèi)部通常會采用兩級變換模式，具體運用過程中，就可以實現(xiàn)AC-DC形式的整流，通過對過濾波電路的合理運用，可以將其直接借助于DC-DC這一環(huán)節(jié)將交流電轉(zhuǎn)變成直流電。但是在具體的轉(zhuǎn)換中，系統(tǒng)功率可能會隨之發(fā)生變化，系統(tǒng)供電過程也就很容易受到影響。因此，將通信設(shè)備電源新技術(shù)應(yīng)用到整流器中，可以發(fā)揮出合理的功率校正功能，避免元件被損壞，同時也可以實現(xiàn)噪聲污染的進(jìn)一步降低，為電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行提供更好的保障。

圖1 免維護(hù)電池的應(yīng)用和安裝示意圖

4 結(jié) 論

在當(dāng)今電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的應(yīng)用與發(fā)展中，通信設(shè)備電源有著關(guān)鍵性的作用。隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，傳統(tǒng)通信設(shè)備電源越來越難以滿足實際需求，這就需要通過新的技術(shù)與設(shè)備來進(jìn)行通信設(shè)備電源系統(tǒng)的優(yōu)化。通信設(shè)備電源新技術(shù)的應(yīng)用，可以讓傳統(tǒng)通信設(shè)備電源問題得以有效解決，全面提高電源故障的預(yù)防和治理能力，提升開關(guān)整流效果，進(jìn)而保障電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。