高壓直流電源在通信領(lǐng)域的應(yīng)用

費香邦

摘 要當下在通信領(lǐng)域中電源主要是UPS和高壓直流電源系統(tǒng)，UPS是傳統(tǒng)的電源系統(tǒng)，高壓直流電源則是新型的電源，經(jīng)過實踐，證明高壓直流電源與UPS相比無論是可靠性還是轉(zhuǎn)換效率，都有著比較明顯的優(yōu)勢，而且從經(jīng)濟效益上講，也要更加突出。很多通信企業(yè)還沒有普及這種技術(shù)，也有很多企業(yè)早已開始應(yīng)用。本文則是針對高壓直流電源在通信領(lǐng)域的應(yīng)用展開研究，希望能夠?qū)νㄐ判袠I(yè)的發(fā)展起到推動作用，也希望能夠?qū)υ擃I(lǐng)域研究進行補充。

【關(guān)鍵詞】高壓直流電源 通信領(lǐng)域 應(yīng)用

對于通信領(lǐng)域，電源就是整個系統(tǒng)的心臟，對于電源的依賴非常強，短時間的中斷都會造成非常嚴重的后果。在通信領(lǐng)域，我國這些年發(fā)展速度非常快，取得的成果也是非常顯著，技術(shù)上也不斷提升。高壓直流電源方面正是技術(shù)方面的一大革新，也是在通信領(lǐng)域得到廣泛關(guān)注的一項技術(shù)。尤其是近年來通信大量不斷增多，供電方面變得越來越富在，很多設(shè)備由于得不到保養(yǎng)也留下很多隱患。而很對通信系統(tǒng)發(fā)生故障都是由于在電源上出現(xiàn)的問題，這一類事故占據(jù)總量的一半。

1 UPS存在的問題

1.1 安全問題

UPS輸出的是最常見的220V交流電。備用蓄能則是專用的蓄電池組，作為蓄電池，輸出的是直流電，在進行使用的時候，不能為系統(tǒng)直接供電，而是要經(jīng)過轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)為交流電才能供給，這其中要依靠的就是UPS中的逆變模塊。這就意味著UPS一定要有非常高的穩(wěn)定性才能讓整個系統(tǒng)保持平穩(wěn)運行。而UPS一旦在逆變模塊上出現(xiàn)問題，蓄電池輸出的直流電無法得到轉(zhuǎn)換，就會讓供電出現(xiàn)問題，即便是蓄電池中的電能再充足，也無法為系統(tǒng)提供任何供給，就會造成難以預(yù)料的損失。

1.2 維護問題

處于在技術(shù)方面的保護和經(jīng)濟效益方面的維護考慮，UPS的廠家并不會將其系統(tǒng)內(nèi)部的維護方法公開，因此企業(yè)的維護人員也沒有任何有效的方式自行進行維護或者故障排除，只能依靠廠家完成維護，日常進行維護根本無法實現(xiàn)。

1.3 浪費問題

UPS通常都是設(shè)置兩個。一個用來日常維持供電，一個用于備份。通常一個系統(tǒng)的負荷率能夠達到50%，以兩個系統(tǒng)支持，若是再加一個主用系統(tǒng)，能夠?qū)⒇摵陕试偬嵘?6%作用。這機會就是能夠達到的最高的標準。有時候為了能夠讓負荷率提升，降低在供電中出現(xiàn)故障的幾率，會讓系統(tǒng)保持一定的冗余度，所以按照容量的80%來進行計算，每一套UPS大約要讓負荷率達到45%，通常為了能夠讓系統(tǒng)的供電提升安全性，就要使用兩套（N+1）UPS，讓每一套UPS負荷率盡可能降低，但這樣就造成了電能的浪費。

2 高壓直流電源在通信領(lǐng)域應(yīng)用的優(yōu)勢

2.1 安全可靠

相比于以往使用的UPS，直流供電在安全性和可靠性上有了很大的提升。首先就是高壓直流電源會采用閥控式鉛酸蓄電池組，這種電池組和通信設(shè)備及女性并聯(lián)。這樣結(jié)構(gòu)在安全性上有一定的保障，一旦系統(tǒng)輸入的電能過程出現(xiàn)故障，就會觸發(fā)閥控式鉛酸蓄電池組，讓其為通信設(shè)備直接進行供電，而中間不必再使用轉(zhuǎn)換器。高壓直流電源并不需要以往UPS那樣每個模塊之間都要進行必要的通信，讓每個模塊保持同步，即便是高能直流電源中某個模塊出現(xiàn)問題，主要保持電壓穩(wěn)定，系統(tǒng)依舊可以持續(xù)為通信系統(tǒng)供電。

2.2 效率更高

首次就是高壓直流電源在進行供電的時候不會經(jīng)過逆變的過程，在這一過程中，就會節(jié)約大約5%的電能，因此使用高壓直流電源能夠讓電能的使用效率得到明顯的提升。然后就是對通信系統(tǒng)輸入的電壓是高壓電，不會存在設(shè)備上的諧波干擾，這就讓電纜不會產(chǎn)生太多的發(fā)熱量。最后就是高壓直流電源的并機技術(shù)非常簡單便捷，其中每個模塊都是直接并聯(lián)的，并且每個模塊能夠達到75%的使用率。高壓直流電源目前能夠達到的轉(zhuǎn)換率大約是90%左右，與以往使用的UPS相比，大約可以達到25%左右的節(jié)電效果，節(jié)能的效果非常明顯。

2.3 維護簡單

不同于UPS的維護技術(shù)被廠家緊緊把持，高壓直流電源的系統(tǒng)主要是用模塊化構(gòu)建，只要依據(jù)一定的方法和標準就能完成安全防護的工作，企業(yè)的維護人員也不需要很高的專業(yè)技能，只需要進行簡單培訓就可以掌握維護的方法。在日常的維護中，企業(yè)自身完全能夠完成，不必再以來廠家。高壓直流電源單個系統(tǒng)的電源容量是600A，擴容也非常簡單，只有預(yù)先留下一些機架的位置，在日后有需要的時候隨時可以進行擴容。

3 高壓直流電源的可行性

以當下通信領(lǐng)域的標準，通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中對電源也有明確的標準，有功能因數(shù)校正的電源，其電壓標準是在200V到400V之間，而沒有進行功率因數(shù)校正的電源則是要在300V以下，根據(jù)這兩種電源電壓的要求，高壓直流電源完全在能夠容納的范圍內(nèi)。相比于從前的交流電，直流電進行供電，其電流比交流電小得多，相當于交流電的91.7%，而產(chǎn)生的熱量也是更少，根據(jù)熱量方面的計算，以直流電作為電源，輸入后產(chǎn)生的熱量大約是交流電的五分之四左右，因此現(xiàn)有的設(shè)備中，完全能夠應(yīng)用高壓直流電源進線供電。

4 高壓直流電源的缺點

高壓直流電源也有其自身的缺點，在進行應(yīng)用的時候要格外注意。首先就是高壓直流電源對配電開關(guān)的滅弧性能有著非常嚴格的要求。交流電在一個周期內(nèi)會存在過零點，在發(fā)生短路時，過零點就會讓開關(guān)在斷開時，很容易讓產(chǎn)生的電弧滅弧。其次就是電纜線徑要相對增加。UPS輸出電能到配電柜，其中采用的是三相四線的供電方式，而一旦使用高壓直流電源，就要用一相兩線的方式進行供電，在相同的電壓下，高壓直流電源對電纜的消耗更大。

5 結(jié)論

相對來說高壓直流電源雖然有一點的缺點，但與其優(yōu)勢相比，還是值得推廣，兩種缺點也是能夠彌補的，但高壓直流電源在通信領(lǐng)域卻有著不可替代的高效性、安全性以及可靠性，這些性能都是通信領(lǐng)域非常需要的，也是UPS所缺少的，因此高壓直流電源非常適合在通信領(lǐng)域應(yīng)用。當然，在這套供電系統(tǒng)的發(fā)展中，要想被眾多通信企業(yè)接受，還有很多問題需要解決，但未來一定會成為在供電方面的主流產(chǎn)品，為我國通信行業(yè)的發(fā)展發(fā)揮出價值。

參考文獻

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作者簡介

上海航天電子通訊設(shè)備研究所 上海市 201108