通信設備電源新技術及其應用

李 永

（上海東洲羅頓通信股份有限公司，上海 200949）

0 引 言

在我國社會經濟的全面發(fā)展中，電力網絡建設起到了不可或缺的作用，而在電力網絡的實際運行過程中，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，才能夠讓電力網絡中的數(shù)據(jù)信息在各個部門之間進行有效傳輸，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。由此可見，通信設備在電力網絡中發(fā)揮著十分關鍵的作用，而通信設備電源新技術又是電力網絡通信設備穩(wěn)定運行的關鍵。因此，電力行業(yè)應加強對該技術的研究與應用，使其在電網運行中發(fā)揮出充分的作用與優(yōu)勢。

1 通信設備電源新技術應用優(yōu)勢和電池容量選擇方法

1.1 電源新技術的應用優(yōu)勢

在傳統(tǒng)電力通信設備中，電源一定要安裝到電池室，以此來為設備提供電能，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重[1]。

將通信設備電源新技術應用到電力通信系統(tǒng)中，通過分散式供電模式的應用，可以針對不同的通信系統(tǒng)和機房層級來靈活進行電源設置，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 電源新技術應用中的電池容量選擇

電源新技術應用中，主要應選擇電解液消耗小、放電小、體積小、耐熱性強的免維護電池。在電池容量選擇時，可以按照如下的公式進行計算：

其中，Q代表電池容量，單位是Ah；I代表負荷電流，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 通信設備電源新技術應用要點

2.1 保障運行穩(wěn)定

在通信設備電源新技術的應用中，一定要保障其穩(wěn)定性，這樣才可以保障電力通信設備的安全穩(wěn)定運行。在通信設備的實際運行中，電源電壓對其穩(wěn)定性起到了直接的影響作用，如果電壓超過了設定值，設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。所以在該技術的具體應用中，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)正常運行的關鍵。因為大多數(shù)的通信設備都需要電源系統(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，進而直接影響到大范圍的供電質量。所以在該技術的具體應用中，為保障電網供電可靠性，應該將電池和整流器以并聯(lián)浮充的形式設置在直流供電系統(tǒng)中，并將整流模塊并聯(lián)到開關整流器里，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

隨著當今社會用電需求的不斷提升，電網通信系統(tǒng)的設備容量也需要不斷擴展，這也就不斷增加了電源的負荷。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，通信設備電源頻率的提高至關重要。在當今的通信設備中，電源切換系統(tǒng)應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電源應用到通信設備中，以此來實現(xiàn)其高頻性，促進電力系統(tǒng)節(jié)能目標的實現(xiàn)。

3 通信設備電源新技術的具體應用

3.1 開關器件新技術的應用

開關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)揮的作用至關重要。傳統(tǒng)開關整流器主要是將可控硅作為開關器件，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重。在科學技術的不斷更新進步中，高頻率開關整流器已經完全取代了傳統(tǒng)的整流器。現(xiàn)階段，igbt和mosfet等新型開關器件已經得到了廣泛應用，其工作頻率可以達到幾百千赫，甚至可以達到兆赫級別，這就讓開關整流器的工作頻率得到了顯著提升[3]。

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

表3 高頻開關整流器主要工作參數(shù)

3.2 防雷技術的應用

在電力通信設備的實際運行中，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，但是如果通信設備上并未安裝防雷設施，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電壓，進而對附近用電設備或電纜導體造成影響，對設備安全造成威脅。無論是直擊雷還是感應雷，一旦擊中，都將會對設備造成嚴重的危害。所以在通信設備電源新技術的具體應用中，應加強防雷技術方面的應用和研究，以此來保障通信系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。

在目前的通信設備電源新技術中，主要的防雷技術有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)和設備電源造成的危害；第二，限制通信設備和其他設備的雷電電壓值；第三，對雷電過電壓的侵入波加以阻止。將這些防雷技術應用到通信電源設備防雷保護中，將會顯著降低雷電對系統(tǒng)和設備的危害，避免雷電引起的電壓浪涌故障。

3.3 免維護蓄電池技術的應用

將免維修蓄電池應用到通信設備電源系統(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，因為免維修電池應用的是陰極吸收方法，可以有效避免氣體產生，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，可進一步降低工作人員的工作量和工作強度。圖1為免維護電池的應用和安裝示意圖。

3.4 合理校正功率因數(shù)技術的應用

在通信電源的開關位置、整流器內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)將交流電轉變成直流電。但是在具體的轉換中，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，將通信設備電源新技術應用到整流器中，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 免維護電池的應用和安裝示意圖

4 結 論

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