通信电源论文范文

时间:2022-03-13 01:50:19

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通信电源论文

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一、通信电源的发展现状

(一)供电系统的现状

通信电源是通信系统必不可少的重要组成部分,其设计目标是安全、可靠、高效、稳定、不间断地向通信设备提供能源。通信电源必须具备智能监控、无人值守和电池自动管理等功能,从而满足网络时代的需求。通信电源系统由交流配电、整流柜、直流配电和监控模块组成。

(二)通信电源设备的更新换代

近年来,随着技术的进步,特别是功率器的更新换代,新型电磁材料的不断使用,功率变换技术的不断改进,控制方法的不断进步,以及相关学科的技术不断融合,通信电源在系统的可靠性、稳定性,电磁兼容性,消除网侧电流谐波、提高电能利用率、降低损耗、提高系统的动态性能等等方面都取得长足的进步。

(三)现行通信电源的电路模型和控制技术

目前通信电源的变换电路拓扑结构主要采用双单端电路,半桥电路和全桥电路,各有优缺点。一般认为,在中、小功率场合,采用双单端电路或半桥电路是适宜的;在大功率场合则采用全桥变换电路。

二、通信电源发展趋势

(一)开关器件的发展趋势

电源技术的精髓是电能变换,即利用电能变化技术将市电或电池等一次电源变换成适用于各种用电对象的二次电源。其中,开关电源在电源技术中占有重要地位,从10kHz发展到高稳定度、大容量、小体积、开关频率达到兆赫兹级,开关电源的发展为高频变化提供了硬件基础,促进了现代电源技术的繁荣和发展。

(二)通信直流电源产品的技术发展市场需求发展

在需求与技术的共同推动下,通信直流电源产品体现了如下的发展态势:

体系架构相当长的一段时间内维持稳定。通信直流电源在相当长的时间内还是维持现有的交流配电、整流器模块(并联)、直流配电、监控单元、蓄电池等为主要组成部分的架构;功率变换模式也将维持现有的高频开关模式,暂时不会出现类似从线性电源到开关电源的阶跃性的变化。

功率密度不断提高。通信一次电源的核心部件整流器的功率密度不断提高,推动了通信直流电源整机的功率密度不断提高,但配电器件、蓄电池等密度基本维持稳定,一定程度制约了整机系统的功率密度的提高比率。

更高的可靠性。高可靠性是通信电源的最基本要求。随着器件技术、通信电源技术的成熟,以及各通信直流电源设备厂家在可靠性研究上大力投入,通信直流电源产品可靠性呈不断提高的趋势。

按照TRIZ理论(“创造性解决问题的理论”的俄语缩略语)描述的技术系统发展进化规律,一般而言,技术的生命周期包含四个阶段:婴儿期、成长期、成熟期和衰退期,种种迹象表明,通信直流电源的核心技术,开关电源技术基本上开始步入成熟期:效率的提升变得缓慢和困难、而电源损耗不能大幅度降低限制了功率密度的进一步提高,未来几年甚至十几年内,通信直流电源产品将进入一个缓慢发展的阶段,直至有一天,一种新的电源变换技术出现,通信直流电源产品就会再出现一个阶跃性的发展,就像开关稳压技术替代线性稳压技术,给电源带来了革命性的变化。

(三)通信用蓄电池技术研究的新进展

通信用蓄电池作为通信系统后备的能源供应手段,其研制、生产和应用技术一直备受世界各国通信行业的重视。随着科技的发展和技术的不断进步,国外正在研制和试验新一代的通信用蓄电池,有的已经进入商用化阶段。这些新的蓄电池,由于其材料、结构和技术上的先进性,在性能上具有传统的VRLA电池无可比拟的优越性。

1.钒电池(VanadiumRedoxBattery)。钒电池(VRB)是一种电解值可以流动的电池,目前正在逐步进入商用化阶段。

2.燃料电池。燃料电池是一种化学电池,也是一种新型的发电装置,它所需的化学原料由外部供给,如氢氧燃料电池,只要外部供给氢和氧,经过内部电极、催化剂和碱性电解液的作用,就能产生0.9V电压的直流电能,同时产生大量的热能.

3.电源监控系统的发展。随着互联网技术应用日益普及和信息处理技术的不断发展,通信系统从以前的单机或小局域系统逐渐发展至大局域网系统或广域网系统,大量人力、物力被投入到网络设备的管理和维护工作上。不过通信设施所处环境越来越复杂,人烟稀少、交通不便都会增大维护的难度,这对电源设备的监控管理提出了新的需求,保护通信互联网终端的电源设备必须具备数据处理和网络通信能力。此时,数字化技术就表现出了传统模拟技术无法实现的优势,数字化技术的发展逐步表现出传统模拟技术无法实现的优势.

4.通信电源的环保要求。环保问题,一方面的指标是通信电源的电流谐波要符合要求,降低电源的输入谐波,不但可以改善电源对电网的负载特性,减少给电网带来严重污染的情况,还可减少对其他网络设备的谐波干扰。另一个重要方面,是材料的可循环利用和环境的无污染,这方面需要产品满足WEEE/ROHS指令。

在通信电源开发、生产早期,人们主要集中研究电源的输出特性,较少考虑到电源的输入特性。例如:传统的在线式电源输入AC/DC部分通常采用桥式整流滤波电路,其输入电流呈脉冲状,导通角约为π/3,波峰因数大于纯电阻负载的1.4倍。这些谐波电流大的电源给电网带来了严重的污染,使电网波形失真,实际负荷能力降低,对于三相四线制的电网来说,还很有可能因中性线电流过大而出现不安全隐患。

参考文献:

[1]朱雄世,《通信电源的现状与展望》.

[2]《浅析全球通信电源技术发展趋势》.

[3]《通信直流电源发展趋势》.

[4]孙向阳、张树治,《国外通信用蓄电池技术研究的新进展》.

[5]《通信电源技术发展趋势及标准研究方向》.

[6]曾瑛,《浅谈通信电源》.

[7]王改娥、李克民,《谈我国通信电源的发展方向》.

[8]王改娥、李克民,《我国通信电源的发展回顾与展望》.

[9]侯福平,《UPS系统在通信网络中使用的特点及要求》.

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2通信电源常见的故障及维护

2.1蓄电池出现的故障及维护在多数的变电站事故中,多数导致事故的原因就是蓄电池内部发生短路的情况,由于电流出现了异常,最终致使蓄电池产生了爆裂的情况,蓄电池负极的接线外绝缘层可能受到了损坏,接触到了蓄电池架。由于蓄电池架连接着地面,绝缘层的损坏处接触到蓄电池架,导致对地放电,电源线会严重过热,从而引起火灾。所以管理人员在建设通信站时一定要注意在建立蓄电池柜时尽量不接触地面,以免造成上述的事故。交流供电替换载波机,交流分配屏接至载波室,防止微波室和载波室接地网通过电源线连接。另外,严格对蓄电池进行定期的检查工作,如发现蓄电池的损坏情况,及时地做出更换,并同时进行蓄电池的充放电工作,使蓄电池性能保证正常的使用要求,在通信站中蓄电池是不可或缺的部分。如果我们平时用电停止输送时,蓄电池发生故障,那么会导致所有的机器设备停止工作,进而整个通信发生中断现象。因此,蓄电池的维护工作非常重要。当然,蓄电池的维护工作也是有一定困难的,目前,我国的蓄电池大都是阀控式密封铅酸蓄电池,这种蓄电池较比以前的蓄电池有明显的优势,最为明显的就是大大减少了日常维护的工作量,而这种优势也导致工作人员忽略蓄电池的日常维护,致使长期的使用而并没维护的过程中出现故障。因此,虽说这种蓄电池的优势较大,但也要在正常的使用中定期的对蓄电池进行维护检查工作,如有损坏以便及时更换,保证蓄电池的使用状态达到指定的标准。

2.2高频开关电源的故障及维护如果主干网端发生了失压的情况,应首先对电源开关进行检查,检查结果会发现内部的一个开关电源出现交流警告,接着对出现交流警告的电源开关仔细检查,发现整流模块已经没有了丝毫的电压,对开关电源的检查,进线交流接触器没有完全的接合,再对交流切换控制的电路板检查,电路板控制插件出现了松动情况,那么立刻对控制插件进行紧固,使控制插件重新开始工作,经检查维修电源开关正常运行,还要对它观察一些时间,留意查看防止再出现异常。在出现失压的情况下,要对主要控制插件进行检查紧固,使其重新工作。设备重新工作时,还要留意观察,以防再次出现异常。电路板上的控制插件出现松动,是这种情况发生的主要原因。通常情况通信机房在初建时都会设置一台带有自动切换单元的交流配电屏,它具备两路自动切换单元功能。一般情况下两路市电是经过交流配电屏然后到达通信电源。所以工作人员应该甩开两路自动切换电源,将市电直接引入到整流模块控制空开和交流负载配电单元,经过改革后的通信电源交流电流,增加了稳定性,工作运行中会更安全、更稳定。

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引言

由于历史发展的原因,当前通信电源供电体制基本上是以集中放置、集中供电方式为主,有人值守、故障维修为主。而电源的负载,如传输、交换、数据、移动等专业的维护方式正朝着集中监控、集中维护、少人或无人值守方向发展。通信基站是通信网络系统中的重要组成部分,保证任何情况下的正常供电,是保证通信网络安全运行的重要环节。为此各通信基站内均配备了较先进的电力电源供电系统,包括开关整流设备、免维护蓄电池、油机等。这些设备是保障供电稳定和连续性的重要设备,对这些设备维护的好坏,不仅影响电源系统设备的寿命和故障率,而且直接涉及通信网络的平稳运行。

一、通信电源概述

从远古时代以来,阳光、空气、食物和水一直是人们赖以生存的必需品,而今在科学技术飞跃发展的时代,电也已成为人们的必需品。因为有了电,我们的生活才有了欢乐。正是由于通信系统的安全优质运转,无处不在的通信电源则是坚实的基础和根本保障。实施集中监控管理是网络技术发展的必然趋势,是现代通信网的要求,也是企业减员增效的有效措施。各种电源设备要智能化、标准化,符合开放式通信协议。若电源系统不能输出规定电流,电压超出允许波动范围,杂音电压高于允许值时间并持续10s以上者均判定为系统故障。原交流系统中的电压、频率或波形畸变超出规定范围持续时间大于60s者均判定为故障。为此,要保证通信电源系统的可靠性,有条件的通信部门应尽量从两个不同的地方引入2路市电输入,并设置2路市电电能自动倒换装置;所用设备要选用可靠性高的高频开关整流设备,采用模块化、热插拔式结构以便于更换,并合理配置备份设备。任何新技术、新设备未经充分验证、试运行前均不得进入供电系统。供电方式要大力推广分散供电,使用同一种直流电压的通信设备采用两个以上的独立供电系统,这也是今后通信网络容量和规模不断扩大、各种新业引入的新要求。为了尽量缩短设备的平均故障修复时间,要经常分析运行参数,预测故障发生的时间并及时排除。还要提高技术维护水平,采用集中维护、远程遥信、遥测维护。在实施过程中,三遥点的设置要合理,绝不是越多越好,要以可靠性、实用性为基本原则,宜简勿繁。

二、电源系统使用中应重视的问题

电源系统目前广泛使用高频开关电源系统设备,其智能化程度高,电池采用了免维护蓄电池,这虽给用户带来了许多便利,但在使用过程中还应在多方面引起注意,确保使用安全。

2.1按电源系统的使用要求和功率余量大小来分,在使用中要避免随意增加大功率的额外设备,也不允许在满负载状态下长期运行。工作性质决定了电源系统几乎是在不间断状态下运行的,增加大功率负载或在基本满载状态下工作,都会造成整流模块出故障,严重时将损坏变换器。自备发电机的输出电压、波形、频率和幅度应满足电源系统对输入电压的要求,另外发电机的功率要大于开关电源设备的额定输入功率,否则,将会造成电源系统设备工作异常或损坏。

2.2电池应避免大电流充放电,理论上充电时可以接受大电流,但在实际操作中应尽量避免,否则会造成电池极板膨胀变形,使得极板活性物质脱落,电池内阻增大且温度升高,严重时将造成容量下降,寿命提前终止。在任何情况下都应防止电池短路或深度放电,因为电池的循环寿命和放电深度有关。放电深度越深循环寿命越短。在容量试验或放电检修中,通常放电达到容量的30%-50%就可以了。

2.3铅酸蓄电池的容量和电解液的比重是线性关系,通过测量比重可以了解电池的存储能量情况。阀控式密封蓄电池是贫液电池,且无法进行电解液比重测量,所以如何判定它的好坏,预测贮备容量已成为当今业界的一大难题。用电导仪测电池的内阻是判定蓄电池好坏的一种有参考价值的方法,但尚不能准确测定电池的好坏程度。目前,最可靠的方法还是放电法。在可靠性、经济性、可使用性、维护性等方面综合比较,应选用四冲程油机为原动机发电机组。四冲程油机结构简单,采用多缸均衡做功、增压等一系列成熟技术适合于大容量机组的要求。其噪音小、污染小、性价比高。使用中把机组产生的热量排到室外,保证机组周围环境湿度不超过指标要求。

三、电源系统的维护与检修

当电源系统出现故障时,应先查明原因,分清是负载还是电源系统,是主机还是电池组。虽说开关电源系统主机有故障自检功能,但它对面而不对点,对更换配件很方便,但要维修故障点,仍需做大量的分析、检测工作。另外如自检部分发生故障,显示的故障内容则可能有误。对主机出现击穿、断保险或烧毁器件的故障,一定要查明原因并排除故障后才能重新启动,否则会接连发生相同的故障。再好的设备也有寿命期,也会出现各类故障,但维护工作做得好可以延长寿命并减少故障的发生,不要因为高智能、免维护而忽略了本应进行的维护工作,预防在任何时候都是安全运行的重要保障。高频开关电源设备在正常使用情况下,主机的维护工作量很少,主要是防尘和定期除尘。特别是气候干燥的地区,空气中的灰粒较多,灰尘将在机内沉积,当遇空气潮湿时会引起主机控制紊乱造成主机工作失常,并发生不准确告警。另大量灰尘也会造成器件散热不好。一般每季度应彻底清洁一次。其次就是在除尘时检查各连接件和插接件有无松动和接触不牢的情况。由于整流器对瞬时脉冲干扰不能消除,整流后的电压仍存在干扰脉冲。蓄电池除有存储直流电能的功能外,其等效电容量的大小与蓄能电池容量大小成正比。因此,维护检修蓄电池的工作是非常重要的,虽说蓄电池组目前都采用了免维护电池,但这只是免除了以往的测比、配比、定时添加蒸馏水的工作。但因工作状态对电池的影响并没有改变,不正常工作状态对电池造成的影响没有变,所以蓄电池的工作全部是在浮充状态,在这种情况下至少应每年进行一次放电。放电前应先对电池组进行均衡充电,以达全组电池的均衡。放电过程中如有一只达到放电终止电压时,应停止放电,继续放电须先排除落后电池后再放。核对性放电不是追求放出容量的百分比,而是关注并发现和处理落后电池,经对落后电池处理后再作核对性放电实验。这样可防止事故,以免放电中落后电池恶化为反极电池。平时每组电池至少应有8只电池作标示电池,作为了解全电池组工作情况的参考,对标示电池应定期测量并做好记录。在日常维护中需经常检查的项目有:清洁并检测电池两端电压、温度;连接处有无松动腐蚀现象,检测连接条压降;电池外观是否完好,有无壳变形和渗漏;极柱、安全阀周围是否有酸雾逸出;主机设备是否正常等。免维护电池要做到运行、日常管理周到、细致和规范,保证设备保持良好的运行状况,从而延长使用年限;保证直流母线经常保持合格的电压和电池的放电容量;保证电池运行和人员的安全可靠。这是电池维护的目的,也是电池运行规程中包括的内容和运行规则。当电池组中发现电压反极、压降大、压差大和酸雾泄漏的电池时,应及时采用相应的方法恢复和修复,对不能恢复和修复的电池要换掉。但不能把不同容量、不同性能、不同厂家的电池联在一起,否则可能会对整组电池带来不利影响。对寿命已过期的电池组要及时更换,以免影响到电源系统和设备主机。

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2.电力系统通信电源的日常维护

2.1通信电源设备的日常维护为通信系统电源建立起一套完善可行的运行维护制度是很必要的,这样就可以保证做到定期对设备进行检测,及时发现潜在的隐患,防患于未然。要定期检查设备的电器连接情况,尤其是重要负载与空气开关的连接和蓄电池连接,空气开关之间的连接,这些都极为重要。同时也应该定期检查交流配电设备的继电器开关、电表指示等。除了每次的定期检查,平时的日常巡查也是必要的。每次巡查的时候,应该仔细检查接地电缆和机架的连接是否牢固,检查电机房的接地电阻是否符合规定要求。除此之外,还要检查各模块的负载情况,在现场就要测量整个电力系统通信电源的电压,负载电流,交流电的电压和蓄电池的温度,环境温度和湿度以及检查告警功能等等。

2.2通信电源蓄电池的日常维护蓄电池是保证直流系统或者是交流系统能够不间断供电重要设备,是整个系统中最为关键的重要组成部分。日常对蓄电池的维护同样也是不能松懈的。对于蓄电池的日常维护,应该要先测出电池的电压,以此为主,用来发现各个电池间的电压是否均匀,并检查出有没有落后的电池。为了保证电池能够安全使用,要使电池在浮充状态下保持满容量,如果电池失去了容量,即使对前端的交流高低压系统、整流系统等配置管理得再好,都可能造成失电而引致通信故障。所以,我们在日常的维护工作中应改注意以下事项。蓄电池不能够过分放电,即使放电后也要及时的充电,同时也应该注意不能经常性的出现充电不足的现象,也不可以经常性的过分充电,这些行为都会使蓄电池受到损坏。对于阀控的密封电池,日常检测时则要注意检测极柱及周围安全阀是否有酸雾出现,连接情况是否松动和腐蚀,壳体是不是发生渗漏和变形。除了上述所提到了注意事项外,蓄电池也应该要保持清洁干净,室内外要保持干燥,通风情况良好,最好能够避免阳光直接照射到蓄电池本身。同时,值得注意的是,在存放蓄电池的室内不可以存放易燃,易爆和容易腐蚀的物品,更加不能将明火带入室内,以免造成不必要的伤害,甚至是引起火灾。在做好以上注意事项的基础上,平时注意不再蓄电池上放置任何金属物品,避免发生短路现象。并且还要做好日常维护,维修的记录。只有做到每个细节都层层把关,一丝不苟,才能保证电力系统通信电源能正常工作,提供高效的服务,带来可观的经济效益。

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