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一、通信電源的發(fā)展現(xiàn)狀
(一)供電系統(tǒng)的現(xiàn)狀
通信電源是通信系統(tǒng)必不可少的重要組成部分,其設(shè)計(jì)目標(biāo)是安全、可靠、高效、穩(wěn)定、不間斷地向通信設(shè)備提供能源。通信電源必須具備智能監(jiān)控、無(wú)人值守和電池自動(dòng)管理等功能,從而滿足網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的需求。通信電源系統(tǒng)由交流配電、整流柜、直流配電和監(jiān)控模塊組成。
(二)通信電源設(shè)備的更新?lián)Q代
近年來(lái),隨著技術(shù)的進(jìn)步,特別是功率器的更新?lián)Q代,新型電磁材料的不斷使用,功率變換技術(shù)的不斷改進(jìn),控制方法的不斷進(jìn)步,以及相關(guān)學(xué)科的技術(shù)不斷融合,通信電源在系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性,電磁兼容性,消除網(wǎng)側(cè)電流諧波、提高電能利用率、降低損耗、提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能等等方面都取得長(zhǎng)足的進(jìn)步。
(三)現(xiàn)行通信電源的電路模型和控制技術(shù)
目前通信電源的變換電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)主要采用雙單端電路,半橋電路和全橋電路,各有優(yōu)缺點(diǎn)。一般認(rèn)為,在中、小功率場(chǎng)合,采用雙單端電路或半橋電路是適宜的;在大功率場(chǎng)合則采用全橋變換電路。
二、通信電源發(fā)展趨勢(shì)
(一)開關(guān)器件的發(fā)展趨勢(shì)
電源技術(shù)的精髓是電能變換,即利用電能變化技術(shù)將市電或電池等一次電源變換成適用于各種用電對(duì)象的二次電源。其中,開關(guān)電源在電源技術(shù)中占有重要地位,從10kHz發(fā)展到高穩(wěn)定度、大容量、小體積、開關(guān)頻率達(dá)到兆赫茲級(jí),開關(guān)電源的發(fā)展為高頻變化提供了硬件基礎(chǔ),促進(jìn)了現(xiàn)代電源技術(shù)的繁榮和發(fā)展。
(二)通信直流電源產(chǎn)品的技術(shù)發(fā)展市場(chǎng)需求發(fā)展
在需求與技術(shù)的共同推動(dòng)下,通信直流電源產(chǎn)品體現(xiàn)了如下的發(fā)展態(tài)勢(shì):
體系架構(gòu)相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)維持穩(wěn)定。通信直流電源在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)還是維持現(xiàn)有的交流配電、整流器模塊(并聯(lián))、直流配電、監(jiān)控單元、蓄電池等為主要組成部分的架構(gòu);功率變換模式也將維持現(xiàn)有的高頻開關(guān)模式,暫時(shí)不會(huì)出現(xiàn)類似從線性電源到開關(guān)電源的階躍性的變化。
功率密度不斷提高。通信一次電源的核心部件整流器的功率密度不斷提高,推動(dòng)了通信直流電源整機(jī)的功率密度不斷提高,但配電器件、蓄電池等密度基本維持穩(wěn)定,一定程度制約了整機(jī)系統(tǒng)的功率密度的提高比率。
更高的可靠性。高可靠性是通信電源的最基本要求。隨著器件技術(shù)、通信電源技術(shù)的成熟,以及各通信直流電源設(shè)備廠家在可靠性研究上大力投入,通信直流電源產(chǎn)品可靠性呈不斷提高的趨勢(shì)。
按照TRIZ理論(“創(chuàng)造性解決問(wèn)題的理論”的俄語(yǔ)縮略語(yǔ))描述的技術(shù)系統(tǒng)發(fā)展進(jìn)化規(guī)律,一般而言,技術(shù)的生命周期包含四個(gè)階段:嬰兒期、成長(zhǎng)期、成熟期和衰退期,種種跡象表明,通信直流電源的核心技術(shù),開關(guān)電源技術(shù)基本上開始步入成熟期:效率的提升變得緩慢和困難、而電源損耗不能大幅度降低限制了功率密度的進(jìn)一步提高,未來(lái)幾年甚至十幾年內(nèi),通信直流電源產(chǎn)品將進(jìn)入一個(gè)緩慢發(fā)展的階段,直至有一天,一種新的電源變換技術(shù)出現(xiàn),通信直流電源產(chǎn)品就會(huì)再出現(xiàn)一個(gè)階躍性的發(fā)展,就像開關(guān)穩(wěn)壓技術(shù)替代線性穩(wěn)壓技術(shù),給電源帶來(lái)了革命性的變化。
(三)通信用蓄電池技術(shù)研究的新進(jìn)展
通信用蓄電池作為通信系統(tǒng)后備的能源供應(yīng)手段,其研制、生產(chǎn)和應(yīng)用技術(shù)一直備受世界各國(guó)通信行業(yè)的重視。隨著科技的發(fā)展和技術(shù)的不斷進(jìn)步,國(guó)外正在研制和試驗(yàn)新一代的通信用蓄電池,有的已經(jīng)進(jìn)入商用化階段。這些新的蓄電池,由于其材料、結(jié)構(gòu)和技術(shù)上的先進(jìn)性,在性能上具有傳統(tǒng)的VRLA電池?zé)o可比擬的優(yōu)越性。
中國(guó)1.釩電池(VanadiumRedoxBattery)。釩電池(VRB)是一種電解值可以流動(dòng)的電池,目前正在逐步進(jìn)入商用化階段。
2.燃料電池。燃料電池是一種化學(xué)電池,也是一種新型的發(fā)電裝置,它所需的化學(xué)原料由外部供給,如氫氧燃料電池,只要外部供給氫和氧,經(jīng)過(guò)內(nèi)部電極、催化劑和堿性電解液的作用,就能產(chǎn)生0.9V電壓的直流電能,同時(shí)產(chǎn)生大量的熱能.
3.電源監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用日益普及和信息處理技術(shù)的不斷發(fā)展,通信系統(tǒng)從以前的單機(jī)或小局域系統(tǒng)逐漸發(fā)展至大局域網(wǎng)系統(tǒng)或廣域網(wǎng)系統(tǒng),大量人力、物力被投入到網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的管理和維護(hù)工作上。不過(guò)通信設(shè)施所處環(huán)境越來(lái)越復(fù)雜,人煙稀少、交通不便都會(huì)增大維護(hù)的難度,這對(duì)電源設(shè)備的監(jiān)控管理提出了新的需求,保護(hù)通信互聯(lián)網(wǎng)終端的電源設(shè)備必須具備數(shù)據(jù)處理和網(wǎng)絡(luò)通信能力。此時(shí),數(shù)字化技術(shù)就表現(xiàn)出了傳統(tǒng)模擬技術(shù)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的優(yōu)勢(shì),數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展逐步表現(xiàn)出傳統(tǒng)模擬技術(shù)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的優(yōu)勢(shì).
4.通信電源的環(huán)保要求。環(huán)保問(wèn)題,一方面的指標(biāo)是通信電源的電流諧波要符合要求,降低電源的輸入諧波,不但可以改善電源對(duì)電網(wǎng)的負(fù)載特性,減少給電網(wǎng)帶來(lái)嚴(yán)重污染的情況,還可減少對(duì)其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的諧波干擾。另一個(gè)重要方面,是材料的可循環(huán)利用和環(huán)境的無(wú)污染,這方面需要產(chǎn)品滿足WEEE/ROHS指令。
在通信電源開發(fā)、生產(chǎn)早期,人們主要集中研究電源的輸出特性,較少考慮到電源的輸入特性。例如:傳統(tǒng)的在線式電源輸入AC/DC部分通常采用橋式整流濾波電路,其輸入電流呈脈沖狀,導(dǎo)通角約為π/3,波峰因數(shù)大于純電阻負(fù)載的1.4倍。這些諧波電流大的電源給電網(wǎng)帶來(lái)了嚴(yán)重的污染,使電網(wǎng)波形失真,實(shí)際負(fù)荷能力降低,對(duì)于三相四線制的電網(wǎng)來(lái)說(shuō),還很有可能因中性線電流過(guò)大而出現(xiàn)不安全隱患。
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其按種類劃分主要可分為富液式和閥控密封式兩種類型。且兩者有著顯著不同的特征。其中第一種電池具有著較長(zhǎng)的壽命,同時(shí)安全性能也很高,耐用性,可以使用較長(zhǎng)的時(shí)間所以其被廣泛應(yīng)用在很多的國(guó)家中的通信電源設(shè)備中。我國(guó)大部分應(yīng)用到電源的地方則主要使用的是第二類型的電源,所以,在鉛蓄電池被普遍使用的情況下相關(guān)方面的技術(shù)水平也有相應(yīng)的加強(qiáng)。近幾年來(lái)經(jīng)常出現(xiàn)變化例如電池的內(nèi)部空間逐漸變大,能夠供電的時(shí)間逐漸變長(zhǎng)等。新出來(lái)的有關(guān)的方式和方法也越來(lái)越多樣化。有一種新型的電池,憑借其能夠供電的時(shí)間之長(zhǎng),現(xiàn)在已經(jīng)被廣泛投入了使用。在相關(guān)的研究和調(diào)查的內(nèi)容中顯示,新出現(xiàn)的冷壓純鉛板成型的手段。這樣就能夠在更加進(jìn)一步的程度上讓電池具有更高的壽命和更高的效率和使用更能。
1.2鋰離子電池
鋰離子電池在不斷被投入使用和研究的基礎(chǔ)上,技術(shù)水平上也不短的提高,應(yīng)用的范圍也在不斷地加大。同時(shí)在經(jīng)過(guò)技術(shù)不斷的優(yōu)化的條件下,鋰離子電池能夠供電的時(shí)間也越來(lái)越長(zhǎng),性能越來(lái)越好。所以在應(yīng)用的范圍方面也逐漸擴(kuò)大,就目前來(lái)看,不僅僅能夠被使用在便攜產(chǎn)品的使用方面,還能夠被應(yīng)用在后備電源,車輛機(jī)械等多個(gè)范圍中,同時(shí)還在逐漸的向外擴(kuò)展。
1.3組合電池
目前,在不斷提倡環(huán)境友好的前提下,對(duì)于電池在使用過(guò)程中造成的環(huán)境的問(wèn)題已經(jīng)日益明顯,所以在節(jié)能減排方面的要求也出現(xiàn)了越來(lái)越多的規(guī)定。目前出現(xiàn)的很多環(huán)境友好的電池已經(jīng)占領(lǐng)了市場(chǎng)的很大的一個(gè)領(lǐng)域中,例如通過(guò)對(duì)太陽(yáng)能,水力能源等多種自然資源的利用來(lái)進(jìn)行發(fā)電。然而由于通信電源技術(shù)在很多方面有著同其他不一樣的特殊化的相關(guān)規(guī)定,所以在不同的要求和背景下,我們所采用的具體的對(duì)策和應(yīng)急方式也是不一樣的。其中最主要的就是單獨(dú)設(shè)定的通過(guò)采光來(lái)提供電源的方式。風(fēng)、光、柴混合或風(fēng)、光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng),光伏發(fā)電和燃料電池系統(tǒng)等。
2.通信電源系統(tǒng)的發(fā)展和現(xiàn)代化
主要是通過(guò)交流電來(lái)進(jìn)行供電的系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)首先是十分復(fù)雜的。包括了以下幾個(gè)方面的組成部分:首先是降壓變壓器,高壓配電裝置,油機(jī)發(fā)電機(jī),UPS以及低電壓的配電屏等相關(guān)的組成。所以這個(gè)系統(tǒng)的交流電源有以下幾個(gè)部分組成:通過(guò)油機(jī)來(lái)進(jìn)行電源供應(yīng)的系統(tǒng)。后補(bǔ)的電源系統(tǒng),UPS的供給電源設(shè)備。首先來(lái)進(jìn)行第一種的介紹。由于油機(jī)發(fā)電機(jī)。出現(xiàn)市電不足的情況的時(shí)候,發(fā)電機(jī)就會(huì)自動(dòng)來(lái)給系統(tǒng)進(jìn)行交流電的供給。UPS:這是一種為了能夠使得通信電源保持完整的,沒(méi)有突變并且能夠提供持續(xù)的穩(wěn)定的電流的系統(tǒng)。其中包含了多種結(jié)構(gòu)。例如有鉛蓄電池,整流器,逆變器和不動(dòng)態(tài)的電源通斷控制器等設(shè)備。在相關(guān)的一切的情況都正常的情況下,在市電的逆變器一起并聯(lián)并作為一種能夠提供交流電流的設(shè)備來(lái)進(jìn)行使用。
3.應(yīng)對(duì)通電系統(tǒng)中的多種復(fù)雜情況的方法。
我們最終希望達(dá)到的目的是為了盡可能減少由于各種通信電源出現(xiàn)故障之后出現(xiàn)的各種通信電路相關(guān)的障礙,例如出現(xiàn)的電路中斷等相關(guān)的情況。在電源平時(shí)基本的維護(hù)工作被完成了之后,要同系統(tǒng)中系統(tǒng)的實(shí)際情況相結(jié)合起來(lái),擬定好相應(yīng)的能夠?qū)ο到y(tǒng)出現(xiàn)的任何障礙和故障順利應(yīng)對(duì)并解決好的完整對(duì)策。從而能夠在發(fā)生多種事故的時(shí)候,有急事解決的對(duì)策的出現(xiàn),來(lái)對(duì)問(wèn)題進(jìn)行完整解決。這樣的方式的采用還能夠在很大程度維持電源持續(xù)工作,使得電源停運(yùn)的時(shí)間大大的縮短。首先,要保證有有效并合理的管理制度,使得相關(guān)的管理人員和操作人員能夠在事故出現(xiàn)的第一時(shí)間達(dá)到事故發(fā)生的地點(diǎn),并盡可能在短時(shí)間內(nèi)找出造成出狀況出現(xiàn)的原因以及相應(yīng)的解決方式。要不就應(yīng)該將一些輔助的設(shè)施關(guān)閉。讓電源能夠維持較持久的電流供應(yīng)。如果出現(xiàn)的相應(yīng)的交流電的問(wèn)題是因?yàn)榻涣麟娕潆娤到y(tǒng)中出現(xiàn)了很多相應(yīng)的毛病造成的,可以采取的措施是首先要將接觸器置于短路的狀態(tài),完成之后再進(jìn)行相應(yīng)的維修工作。如果沒(méi)有出現(xiàn)交流電路中的相關(guān)的問(wèn)題,整流電流的輸出也是運(yùn)行良好的,可以首先將電源供應(yīng)上之后,在進(jìn)行接觸器的恢復(fù)工作。
引言
由于歷史發(fā)展的原因,當(dāng)前通信電源供電體制基本上是以集中放置、集中供電方式為主,有人值守、故障維修為主。而電源的負(fù)載,如傳輸、交換、數(shù)據(jù)、移動(dòng)等專業(yè)的維護(hù)方式正朝著集中監(jiān)控、集中維護(hù)、少人或無(wú)人值守方向發(fā)展。通信基站是通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的重要組成部分,保證任何情況下的正常供電,是保證通信網(wǎng)絡(luò)安全運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)。為此各通信基站內(nèi)均配備了較先進(jìn)的電力電源供電系統(tǒng),包括開關(guān)整流設(shè)備、免維護(hù)蓄電池、油機(jī)等。這些設(shè)備是保障供電穩(wěn)定和連續(xù)性的重要設(shè)備,對(duì)這些設(shè)備維護(hù)的好壞,不僅影響電源系統(tǒng)設(shè)備的壽命和故障率,而且直接涉及通信網(wǎng)絡(luò)的平穩(wěn)運(yùn)行。
一、通信電源概述
從遠(yuǎn)古時(shí)代以來(lái),陽(yáng)光、空氣、食物和水一直是人們賴以生存的必需品,而今在科學(xué)技術(shù)飛躍發(fā)展的時(shí)代,電也已成為人們的必需品。因?yàn)橛辛穗?,我們的生活才有了歡樂(lè)。正是由于通信系統(tǒng)的安全優(yōu)質(zhì)運(yùn)轉(zhuǎn),無(wú)處不在的通信電源則是堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)和根本保障。實(shí)施集中監(jiān)控管理是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì),是現(xiàn)代通信網(wǎng)的要求,也是企業(yè)減員增效的有效措施。各種電源設(shè)備要智能化、標(biāo)準(zhǔn)化,符合開放式通信協(xié)議。若電源系統(tǒng)不能輸出規(guī)定電流,電壓超出允許波動(dòng)范圍,雜音電壓高于允許值時(shí)間并持續(xù)10s以上者均判定為系統(tǒng)故障。原交流系統(tǒng)中的電壓、頻率或波形畸變超出規(guī)定范圍持續(xù)時(shí)間大于60s者均判定為故障。為此,要保證通信電源系統(tǒng)的可靠性,有條件的通信部門應(yīng)盡量從兩個(gè)不同的地方引入2路市電輸入,并設(shè)置2路市電電能自動(dòng)倒換裝置;所用設(shè)備要選用可靠性高的高頻開關(guān)整流設(shè)備,采用模塊化、熱插拔式結(jié)構(gòu)以便于更換,并合理配置備份設(shè)備。任何新技術(shù)、新設(shè)備未經(jīng)充分驗(yàn)證、試運(yùn)行前均不得進(jìn)入供電系統(tǒng)。供電方式要大力推廣分散供電,使用同一種直流電壓的通信設(shè)備采用兩個(gè)以上的獨(dú)立供電系統(tǒng),這也是今后通信網(wǎng)絡(luò)容量和規(guī)模不斷擴(kuò)大、各種新業(yè)引入的新要求。為了盡量縮短設(shè)備的平均故障修復(fù)時(shí)間,要經(jīng)常分析運(yùn)行參數(shù),預(yù)測(cè)故障發(fā)生的時(shí)間并及時(shí)排除。還要提高技術(shù)維護(hù)水平,采用集中維護(hù)、遠(yuǎn)程遙信、遙測(cè)維護(hù)。在實(shí)施過(guò)程中,三遙點(diǎn)的設(shè)置要合理,絕不是越多越好,要以可靠性、實(shí)用性為基本原則,宜簡(jiǎn)勿繁。
二、電源系統(tǒng)使用中應(yīng)重視的問(wèn)題
電源系統(tǒng)目前廣泛使用高頻開關(guān)電源系統(tǒng)設(shè)備,其智能化程度高,電池采用了免維護(hù)蓄電池,這雖給用戶帶來(lái)了許多便利,但在使用過(guò)程中還應(yīng)在多方面引起注意,確保使用安全。
2.1按電源系統(tǒng)的使用要求和功率余量大小來(lái)分,在使用中要避免隨意增加大功率的額外設(shè)備,也不允許在滿負(fù)載狀態(tài)下長(zhǎng)期運(yùn)行。工作性質(zhì)決定了電源系統(tǒng)幾乎是在不間斷狀態(tài)下運(yùn)行的,增加大功率負(fù)載或在基本滿載狀態(tài)下工作,都會(huì)造成整流模塊出故障,嚴(yán)重時(shí)將損壞變換器。自備發(fā)電機(jī)的輸出電壓、波形、頻率和幅度應(yīng)滿足電源系統(tǒng)對(duì)輸入電壓的要求,另外發(fā)電機(jī)的功率要大于開關(guān)電源設(shè)備的額定輸入功率,否則,將會(huì)造成電源系統(tǒng)設(shè)備工作異?;驌p壞。
2.2電池應(yīng)避免大電流充放電,理論上充電時(shí)可以接受大電流,但在實(shí)際操作中應(yīng)盡量避免,否則會(huì)造成電池極板膨脹變形,使得極板活性物質(zhì)脫落,電池內(nèi)阻增大且溫度升高,嚴(yán)重時(shí)將造成容量下降,壽命提前終止。在任何情況下都應(yīng)防止電池短路或深度放電,因?yàn)殡姵氐难h(huán)壽命和放電深度有關(guān)。放電深度越深循環(huán)壽命越短。在容量試驗(yàn)或放電檢修中,通常放電達(dá)到容量的30%-50%就可以了。
2.3鉛酸蓄電池的容量和電解液的比重是線性關(guān)系,通過(guò)測(cè)量比重可以了解電池的存儲(chǔ)能量情況。閥控式密封蓄電池是貧液電池,且無(wú)法進(jìn)行電解液比重測(cè)量,所以如何判定它的好壞,預(yù)測(cè)貯備容量已成為當(dāng)今業(yè)界的一大難題。用電導(dǎo)儀測(cè)電池的內(nèi)阻是判定蓄電池好壞的一種有參考價(jià)值的方法,但尚不能準(zhǔn)確測(cè)定電池的好壞程度。目前,最可靠的方法還是放電法。在可靠性、經(jīng)濟(jì)性、可使用性、維護(hù)性等方面綜合比較,應(yīng)選用四沖程油機(jī)為原動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)組。四沖程油機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,采用多缸均衡做功、增壓等一系列成熟技術(shù)適合于大容量機(jī)組的要求。其噪音小、污染小、性價(jià)比高。使用中把機(jī)組產(chǎn)生的熱量排到室外,保證機(jī)組周圍環(huán)境濕度不超過(guò)指標(biāo)要求。
三、電源系統(tǒng)的維護(hù)與檢修
當(dāng)電源系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí),應(yīng)先查明原因,分清是負(fù)載還是電源系統(tǒng),是主機(jī)還是電池組。雖說(shuō)開關(guān)電源系統(tǒng)主機(jī)有故障自檢功能,但它對(duì)面而不對(duì)點(diǎn),對(duì)更換配件很方便,但要維修故障點(diǎn),仍需做大量的分析、檢測(cè)工作。另外如自檢部分發(fā)生故障,顯示的故障內(nèi)容則可能有誤。對(duì)主機(jī)出現(xiàn)擊穿、斷保險(xiǎn)或燒毀器件的故障,一定要查明原因并排除故障后才能重新啟動(dòng),否則會(huì)接連發(fā)生相同的故障。再好的設(shè)備也有壽命期,也會(huì)出現(xiàn)各類故障,但維護(hù)工作做得好可以延長(zhǎng)壽命并減少故障的發(fā)生,不要因?yàn)楦咧悄堋⒚饩S護(hù)而忽略了本應(yīng)進(jìn)行的維護(hù)工作,預(yù)防在任何時(shí)候都是安全運(yùn)行的重要保障。高頻開關(guān)電源設(shè)備在正常使用情況下,主機(jī)的維護(hù)工作量很少,主要是防塵和定期除塵。特別是氣候干燥的地區(qū),空氣中的灰粒較多,灰塵將在機(jī)內(nèi)沉積,當(dāng)遇空氣潮濕時(shí)會(huì)引起主機(jī)控制紊亂造成主機(jī)工作失常,并發(fā)生不準(zhǔn)確告警。另大量灰塵也會(huì)造成器件散熱不好。一般每季度應(yīng)徹底清潔一次。其次就是在除塵時(shí)檢查各連接件和插接件有無(wú)松動(dòng)和接觸不牢的情況。由于整流器對(duì)瞬時(shí)脈沖干擾不能消除,整流后的電壓仍存在干擾脈沖。蓄電池除有存儲(chǔ)直流電能的功能外,其等效電容量的大小與蓄能電池容量大小成正比。因此,維護(hù)檢修蓄電池的工作是非常重要的,雖說(shuō)蓄電池組目前都采用了免維護(hù)電池,但這只是免除了以往的測(cè)比、配比、定時(shí)添加蒸餾水的工作。但因工作狀態(tài)對(duì)電池的影響并沒(méi)有改變,不正常工作狀態(tài)對(duì)電池造成的影響沒(méi)有變,所以蓄電池的工作全部是在浮充狀態(tài),在這種情況下至少應(yīng)每年進(jìn)行一次放電。放電前應(yīng)先對(duì)電池組進(jìn)行均衡充電,以達(dá)全組電池的均衡。放電過(guò)程中如有一只達(dá)到放電終止電壓時(shí),應(yīng)停止放電,繼續(xù)放電須先排除落后電池后再放。核對(duì)性放電不是追求放出容量的百分比,而是關(guān)注并發(fā)現(xiàn)和處理落后電池,經(jīng)對(duì)落后電池處理后再作核對(duì)性放電實(shí)驗(yàn)。這樣可防止事故,以免放電中落后電池惡化為反極電池。平時(shí)每組電池至少應(yīng)有8只電池作標(biāo)示電池,作為了解全電池組工作情況的參考,對(duì)標(biāo)示電池應(yīng)定期測(cè)量并做好記錄。在日常維護(hù)中需經(jīng)常檢查的項(xiàng)目有:清潔并檢測(cè)電池兩端電壓、溫度;連接處有無(wú)松動(dòng)腐蝕現(xiàn)象,檢測(cè)連接條壓降;電池外觀是否完好,有無(wú)殼變形和滲漏;極柱、安全閥周圍是否有酸霧逸出;主機(jī)設(shè)備是否正常等。免維護(hù)電池要做到運(yùn)行、日常管理周到、細(xì)致和規(guī)范,保證設(shè)備保持良好的運(yùn)行狀況,從而延長(zhǎng)使用年限;保證直流母線經(jīng)常保持合格的電壓和電池的放電容量;保證電池運(yùn)行和人員的安全可靠。這是電池維護(hù)的目的,也是電池運(yùn)行規(guī)程中包括的內(nèi)容和運(yùn)行規(guī)則。當(dāng)電池組中發(fā)現(xiàn)電壓反極、壓降大、壓差大和酸霧泄漏的電池時(shí),應(yīng)及時(shí)采用相應(yīng)的方法恢復(fù)和修復(fù),對(duì)不能恢復(fù)和修復(fù)的電池要換掉。但不能把不同容量、不同性能、不同廠家的電池聯(lián)在一起,否則可能會(huì)對(duì)整組電池帶來(lái)不利影響。對(duì)壽命已過(guò)期的電池組要及時(shí)更換,以免影響到電源系統(tǒng)和設(shè)備主機(jī)。
從遠(yuǎn)古時(shí)代以來(lái),陽(yáng)光、空氣、食物和水一直是人們賴以生存的必需品,而今在科學(xué)技術(shù)飛躍發(fā)展的時(shí)代,電也已成為人們的必需品。因?yàn)橛辛穗姡覀兊纳畈庞辛藲g樂(lè)。正是由于通信系統(tǒng)的安全優(yōu)質(zhì)運(yùn)轉(zhuǎn),無(wú)處不在的通信電源則是堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)和根本保障。實(shí)施集中監(jiān)控管理是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì),是現(xiàn)代通信網(wǎng)的要求,也是企業(yè)減員增效的有效措施。各種電源設(shè)備要智能化、標(biāo)準(zhǔn)化,符合開放式通信協(xié)議。若電源系統(tǒng)不能輸出規(guī)定電流,電壓超出允許波動(dòng)范圍,雜音電壓高于允許值時(shí)間并持續(xù)10s以上者均判定為系統(tǒng)故障。原交流系統(tǒng)中的電壓、頻率或波形畸變超出規(guī)定范圍持續(xù)時(shí)間大于60s者均判定為故障。為此,要保證通信電源系統(tǒng)的可靠性,有條件的通信部門應(yīng)盡量從兩個(gè)不同的地方引入2路市電輸入,并設(shè)置2路市電電能自動(dòng)倒換裝置;所用設(shè)備要選用可靠性高的高頻開關(guān)整流設(shè)備,采用模塊化、熱插拔式結(jié)構(gòu)以便于更換,并合理配置備份設(shè)備。任何新技術(shù)、新設(shè)備未經(jīng)充分驗(yàn)證、試運(yùn)行前均不得進(jìn)入供電系統(tǒng)。供電方式要大力推廣分散供電,使用同一種直流電壓的通信設(shè)備采用兩個(gè)以上的獨(dú)立供電系統(tǒng),這也是今后通信網(wǎng)絡(luò)容量和規(guī)模不斷擴(kuò)大、各種新業(yè)引入的新要求。為了盡量縮短設(shè)備的平均故障修復(fù)時(shí)間,要經(jīng)常分析運(yùn)行參數(shù),預(yù)測(cè)故障發(fā)生的時(shí)間并及時(shí)排除。還要提高技術(shù)維護(hù)水平,采用集中維護(hù)、遠(yuǎn)程遙信、遙測(cè)維護(hù)。在實(shí)施過(guò)程中,三遙點(diǎn)的設(shè)置要合理,絕不是越多越好,要以可靠性、實(shí)用性為基本原則,宜簡(jiǎn)勿繁。
2電源系統(tǒng)使用中應(yīng)重視的問(wèn)題
電源系統(tǒng)目前廣泛使用高頻開關(guān)電源系統(tǒng)設(shè)備,其智能化程度高,電池采用了免維護(hù)蓄電池,這雖給用戶帶來(lái)了許多便利,但在使用過(guò)程中還應(yīng)在多方面引起注意,確保使用安全。
2.1按電源系統(tǒng)的使用要求和功率余量大小來(lái)分,在使用中要避免隨意增加大功率的額外設(shè)備,也不允許在滿負(fù)載狀態(tài)下長(zhǎng)期運(yùn)行。工作性質(zhì)決定了電源系統(tǒng)幾乎是在不間斷狀態(tài)下運(yùn)行的,增加大功率負(fù)載或在基本滿載狀態(tài)下工作,都會(huì)造成整流模塊出故障,嚴(yán)重時(shí)將損壞變換器。自備發(fā)電機(jī)的輸出電壓、波形、頻率和幅度應(yīng)滿足電源系統(tǒng)對(duì)輸入電壓的要求,另外發(fā)電機(jī)的功率要大于開關(guān)電源設(shè)備的額定輸入功率,否則,將會(huì)造成電源系統(tǒng)設(shè)備工作異?;驌p壞。
2.2電池應(yīng)避免大電流充放電,理論上充電時(shí)可以接受大電流,但在實(shí)際操作中應(yīng)盡量避免,否則會(huì)造成電池極板膨脹變形,使得極板活性物質(zhì)脫落,電池內(nèi)阻增大且溫度升高,嚴(yán)重時(shí)將造成容量下降,壽命提前終止。在任何情況下都應(yīng)防止電池短路或深度放電,因?yàn)殡姵氐难h(huán)壽命和放電深度有關(guān)。放電深度越深循環(huán)壽命越短。在容量試驗(yàn)或放電檢修中,通常放電達(dá)到容量的30%-50%就可以了。
一般情況下,通信機(jī)房?jī)?nèi)走線架設(shè)置為2~3層,每層走線架的高度均為300mm,最底層走線架與通信設(shè)備機(jī)柜頂端間距約為200mm,防靜電地板高按500mm、工藝設(shè)備高按2200mm考慮。兩層走線架時(shí),電源線走線架在下層(對(duì)室內(nèi)地面標(biāo)高為2900mm),信號(hào)線走線架在上層(對(duì)室內(nèi)地面標(biāo)高為3200mm)。三層走線架時(shí),交流電源線走線架在下層(對(duì)室內(nèi)地面標(biāo)高為2900mm),直流電源線走線架在中間層(對(duì)室內(nèi)地面標(biāo)高為3200mm),信號(hào)線走線架在上層(對(duì)室內(nèi)地面標(biāo)高為3500mm)。這樣設(shè)置使得線徑粗、數(shù)量多的電源線的布放長(zhǎng)度最短,利于電源與工藝專業(yè)間實(shí)際走線的配合。
主走線架整體規(guī)劃、一次安裝到位,列走線架與通信設(shè)備同期建設(shè),分步實(shí)施。主走線架不宜安裝在設(shè)備上方。
2通信電源與土建專業(yè)的配合
通信建筑在使用初期,通信電源與土建專業(yè)的配合更為密切,包括電力機(jī)房位置、機(jī)房荷載、空調(diào)的設(shè)置位置及空調(diào)配電等。
2.1電力機(jī)房的位置電力機(jī)房的位置要考慮輸入輸出電纜進(jìn)出線方便,考慮供電至本層工藝設(shè)備的路徑盡量短、便捷暢通。電力機(jī)房的面積要能滿足樓層配電柜、為工藝設(shè)備供電的所有開關(guān)電源系統(tǒng)及UPS系統(tǒng)、部分預(yù)留面積的需求,需與建筑專業(yè)不斷溝通確定合適位置并考慮相應(yīng)上線井的需求。電力機(jī)房的荷載需按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的16kN/m2考慮。
2.2空調(diào)的設(shè)置電力機(jī)房?jī)?nèi)開關(guān)電源系統(tǒng)及UPS系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)會(huì)散發(fā)熱量,其他通信機(jī)房?jī)?nèi)的工藝設(shè)備運(yùn)行時(shí)更會(huì)散發(fā)大量的熱,所以需要設(shè)置機(jī)房專用空調(diào),達(dá)到降低環(huán)境溫度的目的,保證各設(shè)備正常工作??照{(diào)設(shè)置的位置要考慮設(shè)備的冷熱風(fēng)道及散熱量,如:電池和低壓柜不散熱,開關(guān)電源的整流模塊柜及UPS主機(jī)散熱,則空調(diào)設(shè)在散熱設(shè)備的對(duì)面??照{(diào)設(shè)置位置還要兼顧電源設(shè)備的近遠(yuǎn)期規(guī)劃。電力機(jī)房?jī)?nèi)可能設(shè)置空調(diào)配電柜,需與建筑電氣專業(yè)溝通具體放置的位置與走線路由,是否與通信電源合用交流走線架等。
通信電源是通信系統(tǒng)必不可少的重要組成部分,其設(shè)計(jì)目標(biāo)是安全、可靠、高效、穩(wěn)定、不間斷地向通信設(shè)備提供能源。通信電源必須具備智能監(jiān)控、無(wú)人值守和電池自動(dòng)管理等功能,從而滿足網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的需求。通信電源系統(tǒng)由交流配電、整流柜、直流配電和監(jiān)控模塊組成。
(二)通信電源設(shè)備的更新?lián)Q代
近年來(lái),隨著技術(shù)的進(jìn)步,特別是功率器的更新?lián)Q代,新型電磁材料的不斷使用,功率變換技術(shù)的不斷改進(jìn),控制方法的不斷進(jìn)步,以及相關(guān)學(xué)科的技術(shù)不斷融合,通信電源在系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性,電磁兼容性,消除網(wǎng)側(cè)電流諧波、提高電能利用率、降低損耗、提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能等等方面都取得長(zhǎng)足的進(jìn)步。
(三)現(xiàn)行通信電源的電路模型和控制技術(shù)
目前通信電源的變換電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)主要采用雙單端電路,半橋電路和全橋電路,各有優(yōu)缺點(diǎn)。一般認(rèn)為,在中、小功率場(chǎng)合,采用雙單端電路或半橋電路是適宜的;在大功率場(chǎng)合則采用全橋變換電路。
二、通信電源發(fā)展趨勢(shì)
(一)開關(guān)器件的發(fā)展趨勢(shì)
電源技術(shù)的精髓是電能變換,即利用電能變化技術(shù)將市電或電池等一次電源變換成適用于各種用電對(duì)象的二次電源。其中,開關(guān)電源在電源技術(shù)中占有重要地位,從10kHz發(fā)展到高穩(wěn)定度、大容量、小體積、開關(guān)頻率達(dá)到兆赫茲級(jí),開關(guān)電源的發(fā)展為高頻變化提供了硬件基礎(chǔ),促進(jìn)了現(xiàn)代電源技術(shù)的繁榮和發(fā)展。
(二)通信直流電源產(chǎn)品的技術(shù)發(fā)展市場(chǎng)需求發(fā)展
在需求與技術(shù)的共同推動(dòng)下,通信直流電源產(chǎn)品體現(xiàn)了如下的發(fā)展態(tài)勢(shì):
體系架構(gòu)相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)維持穩(wěn)定。通信直流電源在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)還是維持現(xiàn)有的交流配電、整流器模塊(并聯(lián))、直流配電、監(jiān)控單元、蓄電池等為主要組成部分的架構(gòu);功率變換模式也將維持現(xiàn)有的高頻開關(guān)模式,暫時(shí)不會(huì)出現(xiàn)類似從線性電源到開關(guān)電源的階躍性的變化。
功率密度不斷提高。通信一次電源的核心部件整流器的功率密度不斷提高,推動(dòng)了通信直流電源整機(jī)的功率密度不斷提高,但配電器件、蓄電池等密度基本維持穩(wěn)定,一定程度制約了整機(jī)系統(tǒng)的功率密度的提高比率。
更高的可靠性。高可靠性是通信電源的最基本要求。隨著器件技術(shù)、通信電源技術(shù)的成熟,以及各通信直流電源設(shè)備廠家在可靠性研究上大力投入,通信直流電源產(chǎn)品可靠性呈不斷提高的趨勢(shì)。
按照TRIZ理論(“創(chuàng)造性解決問(wèn)題的理論”的俄語(yǔ)縮略語(yǔ))描述的技術(shù)系統(tǒng)發(fā)展進(jìn)化規(guī)律,一般而言,技術(shù)的生命周期包含四個(gè)階段:嬰兒期、成長(zhǎng)期、成熟期和衰退期,種種跡象表明,通信直流電源的核心技術(shù),開關(guān)電源技術(shù)基本上開始步入成熟期:效率的提升變得緩慢和困難、而電源損耗不能大幅度降低限制了功率密度的進(jìn)一步提高,未來(lái)幾年甚至十幾年內(nèi),通信直流電源產(chǎn)品將進(jìn)入一個(gè)緩慢發(fā)展的階段,直至有一天,一種新的電源變換技術(shù)(文秘站:)出現(xiàn),通信直流電源產(chǎn)品就會(huì)再出現(xiàn)一個(gè)階躍性的發(fā)展,就像開關(guān)穩(wěn)壓技術(shù)替代線性穩(wěn)壓技術(shù),給電源帶來(lái)了革命性的變化。
(三)通信用蓄電池技術(shù)研究的新進(jìn)展
通信用蓄電池作為通信系統(tǒng)后備的能源供應(yīng)手段,其研制、生產(chǎn)和應(yīng)用技術(shù)一直備受世界各國(guó)通信行業(yè)的重視。隨著科技的發(fā)展和技術(shù)的不斷進(jìn)步,國(guó)外正在研制和試驗(yàn)新一代的通信用蓄電池,有的已經(jīng)進(jìn)入商用化階段。這些新的蓄電池,由于其材料、結(jié)構(gòu)和技術(shù)上的先進(jìn)性,在性能上具有傳統(tǒng)的VRLA電池?zé)o可比擬的優(yōu)越性。
1.釩電池(VanadiumRedoxBattery)。釩電池(VRB)是一種電解值可以流動(dòng)的電池,目前正在逐步進(jìn)入商用化階段。
2.燃料電池。燃料電池是一種化學(xué)電池,也是一種新型的發(fā)電裝置,它所需的化學(xué)原料由外部供給,如氫氧燃料電池,只要外部供給氫和氧,經(jīng)過(guò)內(nèi)部電極、催化劑和堿性電解液的作用,就能產(chǎn)生0.9V電壓的直流電能,同時(shí)產(chǎn)生大量的熱能.
2監(jiān)控系統(tǒng)軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)
監(jiān)控系統(tǒng)的軟件部分采用模塊化開發(fā)方式。整個(gè)系統(tǒng)共分為初始化、數(shù)據(jù)采集管理、控制與維護(hù)、人機(jī)界面、通信、系統(tǒng)維護(hù)等六個(gè)模塊。在這六個(gè)模塊中,數(shù)據(jù)采集管理模塊及控制維護(hù)模塊是整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的核心模塊。數(shù)據(jù)采集模塊可以分為模擬量采集與處理模塊、數(shù)字量采集與處理模塊、報(bào)警處理模塊三個(gè)部分,分別負(fù)責(zé)系統(tǒng)模擬量和數(shù)字量的采集、匯總、處理、存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)發(fā)等工作,同時(shí)在分析數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行分析和判斷,如果系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)存在發(fā)生故障的可能性,就相應(yīng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。系統(tǒng)的控制和維護(hù)模塊的主要功能是接收來(lái)自于數(shù)據(jù)采集模塊的數(shù)據(jù)及初判結(jié)果,并根據(jù)結(jié)果進(jìn)行電源運(yùn)行狀態(tài)的管理,其中包括對(duì)系統(tǒng)的自檢、故障自診斷、程序復(fù)位、系統(tǒng)安全等方面的功能。除此之處,還要完成對(duì)其他模塊的調(diào)度。
2原因分析
(1)正常運(yùn)行時(shí),1臺(tái)站用變壓器供全站低壓母線負(fù)荷,另外2臺(tái)站用變備用,而每季度的切換電源試驗(yàn)對(duì)各類設(shè)備均是一次沖擊考驗(yàn)。此次通信電源失電就發(fā)生在站用電切換試驗(yàn)時(shí)。(2)1號(hào)蓄電池組中的1只蓄電池容量嚴(yán)重不足,造成整組不能正常供電,全部負(fù)荷均由2號(hào)蓄電池組供電,較大電流在導(dǎo)線上的壓降造成蓄電池組供電時(shí)低電壓下電保護(hù)切除負(fù)荷,這是造成此次事件的直接原因。(3)通信設(shè)備不斷增加,尤其是大容量設(shè)備增加時(shí),未考慮通信電源蓄電池組容量及較長(zhǎng)導(dǎo)線(蓄電池組與直流母線分配屏不在一處安裝)的電壓降,負(fù)荷下電保護(hù)的采樣電壓與電池組端電壓實(shí)際值存在偏差,導(dǎo)致錯(cuò)誤地切除負(fù)荷,這也是本次事件的直接原因。(4)通信電源直流分配為單母線供電,形成線路薄弱點(diǎn),失去了電源線路雙配置的優(yōu)勢(shì)。
引言
通信電源是通信行業(yè)的動(dòng)力,在電信網(wǎng)絡(luò)中發(fā)揮著不可替代的作用,具有無(wú)可比擬的重要基礎(chǔ)地位。通信電源又是通信設(shè)備系統(tǒng)的心臟,即使是瞬間的中斷也是不允許的,因?yàn)橥ㄐ烹娫聪到y(tǒng)發(fā)生直流供電中斷故障是災(zāi)難性的,往往會(huì)造成整個(gè)通信局(站)和通信網(wǎng)絡(luò)的全部中斷和癱瘓。通信電源是電信網(wǎng)絡(luò)中不可缺少的重要組成部分,是一個(gè)完整、規(guī)模日趨龐大和復(fù)雜的交換、傳輸、數(shù)據(jù)、信息、業(yè)務(wù)、智能等通信網(wǎng)的基石和后臺(tái)保障,因此通信電源直接關(guān)系到整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定、可靠和暢通,而開關(guān)電源因效率高、體積小、重量輕等優(yōu)點(diǎn)被大量運(yùn)用在通信設(shè)備供電中。
一、開關(guān)電源占據(jù)通信電源的主導(dǎo)地位
通信直流穩(wěn)壓電源按照其實(shí)現(xiàn)直流穩(wěn)壓方法的不同,可分為:線性電源、相控電源和開關(guān)電源三種。
1.1線性電源是通過(guò)串聯(lián)調(diào)整管來(lái)連續(xù)控制,其功率調(diào)整管總是工作在放大區(qū)。由于調(diào)整管上功率損耗很大,造成電源效率較低,只有20~40%,發(fā)熱損耗嚴(yán)重,安裝有體積很大的散熱器,因而功率體積系數(shù)只有20~30W/dm3。因此線性電源主要用于小功率、對(duì)穩(wěn)壓精度要求很高的場(chǎng)合,如通信設(shè)備內(nèi)部電路的輔助電源等。
1.2相控電源是將市電直接經(jīng)整流濾波后提供直流,通過(guò)改變晶閘管的導(dǎo)通相位來(lái)控制直流電壓。由于相控電源的工作頻率低,工頻變壓器的體積和噪聲大,造成對(duì)電網(wǎng)干擾和負(fù)載變化的響應(yīng)慢,設(shè)備笨重,且危害維護(hù)人員的身體健康。另外,其功率因數(shù)較低,只有0.6~0.7,嚴(yán)重污染電力電網(wǎng),效率較低,只有60~80%,造成能源的極大浪費(fèi)。因此傳統(tǒng)的相控電源已逐漸被淘汰。
1.3開關(guān)電源的功率調(diào)整管工作在開關(guān)狀態(tài),主要的優(yōu)點(diǎn)在"高頻"上。其工作頻率高,大都在40kHz以上,無(wú)煩人的噪聲。體積小,重量輕,適用于分散供電,可與通信設(shè)備放在同一機(jī)房。效率高,大于90%,在當(dāng)前能源比較緊張的情況下,能夠在節(jié)能上做出很大的貢獻(xiàn)。功率因數(shù)高,大于0.92,當(dāng)采用有效的功率因數(shù)校正電路時(shí),功率因數(shù)可接近于1,且對(duì)公共電網(wǎng)基本上無(wú)污染。模塊化的設(shè)計(jì),可實(shí)行N+1配置,可靠性高。維護(hù)方便,可在運(yùn)行中更換模塊,而不影響系統(tǒng)供電,擴(kuò)容方便、分段投資,可在初建時(shí),預(yù)留終期模塊的機(jī)架,隨時(shí)擴(kuò)容。調(diào)試方便,內(nèi)設(shè)模擬測(cè)試電路,無(wú)需另配假負(fù)載。具有監(jiān)控功能,并配有標(biāo)準(zhǔn)通信接口,可實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)控,無(wú)人值守。
二、開關(guān)電源的關(guān)鍵技術(shù)
開關(guān)電源中具有技術(shù)突破主要有體現(xiàn)在以下四個(gè)方面:
2.1均流技術(shù)
大功率電源系統(tǒng)需要用若干臺(tái)開關(guān)電源并聯(lián),以滿足負(fù)載功率的要求,另外通信電源必須通過(guò)并聯(lián)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)模塊備份,以提高電源系統(tǒng)的可靠性。因此并聯(lián)技術(shù)在供電系統(tǒng)中必不可少,而并聯(lián)運(yùn)行的整流模塊間需要采用均流措施,它是實(shí)現(xiàn)大功率電源系統(tǒng)的關(guān)鍵,用以保證模塊間電流應(yīng)力和熱應(yīng)力的均勻分配,防止一臺(tái)或多臺(tái)模塊運(yùn)行在限流或滿載狀態(tài),同時(shí)延長(zhǎng)電源系統(tǒng)的壽命和平均無(wú)故障時(shí)間。
2.2軟開關(guān)技術(shù)
DC-DC變換器是開關(guān)電源的主要組成部分,因此功率變換技術(shù)一直受到全世界電力電子學(xué)科和行業(yè)研究的關(guān)注。而如何降低開關(guān)損耗,提高開關(guān)電源的頻率和開關(guān)電源的系統(tǒng)效率,代表了開關(guān)電源的發(fā)展趨勢(shì)。在經(jīng)過(guò)了硬開關(guān)PWM(或PFM)技術(shù)和硬開關(guān)加吸收網(wǎng)絡(luò)技術(shù)后,軟開關(guān)技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用。這樣能夠極大地降低開關(guān)損耗,減小功率器件電和熱應(yīng)力,改善器件工作環(huán)境,降低電磁干擾,提高功率密度等,為開關(guān)電源實(shí)現(xiàn)高效、節(jié)能、體積小、重量輕和高可靠性的要求做出了貢獻(xiàn)。軟開關(guān)技術(shù)有:諧振技術(shù)、準(zhǔn)諧振技術(shù)、PWM和準(zhǔn)諧振相結(jié)合的技術(shù)。
2.3功率因數(shù)校正技術(shù)
功率因數(shù)校正技術(shù)有:采用三相三線制整流,即無(wú)中線整流方式,可使諧波含量大大降低,功率因數(shù)可達(dá)0.86以上;采用無(wú)源功率因數(shù)校正技術(shù),即在三相三線整流方式下加入一定的電感,可使功率因數(shù)達(dá)0.93以上,諧波含量降到10%以下;采用有源功率因數(shù)校正技術(shù),即在輸入整流部分加入一級(jí)功率處理電路,使無(wú)功功率幾乎為0,功率因數(shù)可達(dá)0.99以上,諧波含量降到5%以下。
2.4智能化監(jiān)控技術(shù)
開關(guān)電源大量應(yīng)用控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù),進(jìn)行各種異常保護(hù)、信號(hào)檢測(cè)、電池自動(dòng)管理等,實(shí)時(shí)監(jiān)視通信電源設(shè)備運(yùn)行狀態(tài),記錄和處理有關(guān)數(shù)據(jù),及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障,以先進(jìn)的、集中的、自動(dòng)化的維護(hù)管理方式來(lái)管理通信電源設(shè)備,從而提高供電系統(tǒng)的可靠性。智能化監(jiān)控技術(shù)的應(yīng)用,使得維護(hù)人員面對(duì)的不再是復(fù)雜的器件和電路,而是一個(gè)人機(jī)表達(dá)和交流的信息,大大改進(jìn)了維護(hù)管理方式。
三、開關(guān)電源的發(fā)展
開關(guān)電源在發(fā)展,今后仍要不斷提高開關(guān)電源和供電系統(tǒng)的高新技術(shù)含量,以支撐高速發(fā)展的現(xiàn)代化通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)和運(yùn)行維護(hù)管理為主導(dǎo)方向,以高可靠性、高穩(wěn)定性和可維護(hù)性為最終目的。具體有以下幾個(gè)方面:
3.1小型化
隨著通信設(shè)備日益集成化、小型化和分散化的發(fā)展,以及勢(shì)在必行的分散供電的廣泛應(yīng)用,要求開關(guān)電源也相應(yīng)小型化,而開關(guān)電源工作頻率高頻化和控制電路集成化,使開關(guān)電源的小型化成為可能。特別是隨著小型化開關(guān)電源的市場(chǎng)迅速擴(kuò)大,如接入網(wǎng)、數(shù)據(jù)產(chǎn)品、移動(dòng)基站、無(wú)線市話等,一些小功率模塊插件形式的開關(guān)電源將應(yīng)運(yùn)而生,大有蓬勃發(fā)展之勢(shì)。如中興通訊的ZXDU45嵌入式電源,在結(jié)構(gòu)上采用標(biāo)準(zhǔn)的19英寸插框設(shè)計(jì),高度為4U,功能齊全,使用起來(lái)極為安全方便。
3.2高智能化
隨著開關(guān)電源在通信領(lǐng)域多方面的廣泛使用,而維護(hù)人員又不是專業(yè)電源維護(hù)人員,只有借助其智能化,對(duì)電源設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)自動(dòng)檢測(cè),對(duì)電源故障及時(shí)發(fā)現(xiàn)、診斷和處理。這就要求智能化在原有監(jiān)控功能的基礎(chǔ)上,增加診斷功能,即故障診斷專家系統(tǒng),以指導(dǎo)維護(hù)人員處理問(wèn)題,加快故障診斷和檢修過(guò)程。
3.3電池管理
1.1變壓器變壓器節(jié)能可以從效率、容量選擇、運(yùn)行方式等幾方面考慮。由于現(xiàn)目前用電負(fù)荷高,變壓器一般有很多臺(tái),單臺(tái)容量一般都在1600KVA以上,因此,變壓器長(zhǎng)期運(yùn)行的話,損耗將是非常龐大的數(shù)字。比如,某品牌S10就較S9在80%負(fù)載率情況下課每年節(jié)能約0.48萬(wàn)KVH.所以選擇合適的變壓器室非常重要的。盡管可能在前期投入上會(huì)相對(duì)較多,但是從長(zhǎng)期來(lái)看,絕對(duì)是劃算的。同時(shí),應(yīng)該根據(jù)所載負(fù)荷的大小及成本,選擇合適的變壓器容量以及數(shù)量。以及根據(jù)實(shí)際運(yùn)行情況調(diào)整多臺(tái)變壓器的主備用狀態(tài)。
1.2電容補(bǔ)償設(shè)備電容器是用來(lái)補(bǔ)償系統(tǒng)的功率因素,提高系統(tǒng)效率的。其內(nèi)部一般都有放點(diǎn)電阻,其作用就是當(dāng)電容器從系統(tǒng)撤出時(shí),電壓能迅速至安全電壓。但是投入系統(tǒng)時(shí)則有放電損耗。而電子式放電容器能避免這種損耗。進(jìn)行供配電系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)時(shí),我們應(yīng)該選擇技術(shù)先進(jìn)的節(jié)能型設(shè)備,減少設(shè)備自身?yè)p耗,提高節(jié)能效果。以及上面講到的合理選擇供電模式、降低導(dǎo)線用量;合理選擇導(dǎo)線截面和敷設(shè)方式,降低配電線路損耗。設(shè)計(jì)中也應(yīng)盡可能地考慮系統(tǒng)的功率因素,積極治理諧波干擾。
1.3無(wú)功功率的補(bǔ)償無(wú)功功率的補(bǔ)償能夠有效的提高配電系統(tǒng)的功率因素,而提高功率因素的意義有以下幾點(diǎn):(1)能夠提高供電設(shè)備的利用率,使其可以帶更多有功負(fù)載,節(jié)約設(shè)備投資,達(dá)到間接節(jié)能。(2)提高輸電效率,當(dāng)有功功率一定時(shí),若供電電壓不變,功率因素越大,則電流越小,損耗也就越小。(3)可改善供電質(zhì)量,提高輸電安全。電流小,線路電壓損耗小,發(fā)熱量也小,輸電線路安全性也得到提高。
2諧波治理
1.1智能化在我國(guó)當(dāng)前社會(huì)發(fā)展形勢(shì)下,通信網(wǎng)絡(luò)對(duì)通信電源的需求越來(lái)越高,而通信電源對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性的影響也越來(lái)越大,如何確保通信電源的質(zhì)量已成為現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的一個(gè)重要問(wèn)題。在這個(gè)科技不斷發(fā)展的時(shí)代,我國(guó)當(dāng)前通信網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)得到了普遍的覆蓋,智能化已成為科技發(fā)展的必然,高度集成化、通過(guò)采用模塊化線路實(shí)現(xiàn)體積小型化,化解了通信網(wǎng)絡(luò)對(duì)尺寸要求的壓力。智能化技術(shù)在其應(yīng)用中主要體現(xiàn)在計(jì)算機(jī)技術(shù),精密傳感技術(shù),GPS定位技術(shù)的綜合應(yīng)用。隨著產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日趨激烈,產(chǎn)品智能化優(yōu)勢(shì)在實(shí)際操作和應(yīng)用中得到非常好的運(yùn)用,其主要表現(xiàn)在:大大改善操作者作業(yè)環(huán)境,減輕了工作強(qiáng)度;提高了作業(yè)質(zhì)量和工作效率;一些危險(xiǎn)場(chǎng)合或重點(diǎn)施工應(yīng)用得到解決;環(huán)保、節(jié)能;提高了機(jī)器的自動(dòng)化程度及智能化水平;提高了設(shè)備的可靠性,降低了維護(hù)成本;故障診斷實(shí)現(xiàn)了智能化,降低不必要的人力、物力、財(cái)力的投入,節(jié)約成本,保障通信網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性、可靠性、連續(xù)性。
1.2節(jié)能在我國(guó)通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中,通信電源作為通信設(shè)備中的重要組成部分,其能耗也是相當(dāng)大的。隨著社會(huì)的發(fā)展,能源緊缺問(wèn)題已成為我國(guó)社會(huì)發(fā)展的一大問(wèn)題。我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展是以犧牲環(huán)境為代價(jià)的,發(fā)展節(jié)能已成為我國(guó)當(dāng)前社會(huì)發(fā)展的重要方向。不加快調(diào)整經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)變?cè)鲩L(zhǎng)方式,資源支撐不住,環(huán)境容納不下,社會(huì)承受不起,經(jīng)濟(jì)發(fā)展難以為繼。只有堅(jiān)持節(jié)約發(fā)展、清潔發(fā)展、安全發(fā)展,才能實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)又好又快發(fā)展。在通信行業(yè)中,通信電源只有不斷發(fā)展節(jié)能技術(shù),不斷提高通信電源設(shè)備的資源利用率,才能響應(yīng)我國(guó)可持續(xù)化發(fā)展戰(zhàn)略的號(hào)召,從而促進(jìn)我國(guó)社會(huì)的穩(wěn)定、健康發(fā)展。