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(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、無人值守和電池自動管理等功能,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,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)的動態(tài)性能等等方面都取得長足的進(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、小功率場合,采用雙單端電路或半橋電路是適宜的;在大功率場合則采用全橋變換電路。
二、通信電源發(fā)展趨勢
(一)開關(guān)器件的發(fā)展趨勢
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,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)展市場需求發(fā)展
在需求與技術(shù)的共同推動下,通信直流電源產(chǎn)品體現(xiàn)了如下的發(fā)展態(tài)勢:
體系架構(gòu)相當(dāng)長的一段時(shí)間內(nèi)維持穩(wěn)定。通信直流電源在相當(dāng)長的時(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。
按照TRIZ理論(“創(chuàng)造性解決問題的理論”的俄語縮略語)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。
[論文關(guān)鍵詞]:通信電源通信網(wǎng)現(xiàn)狀發(fā)展趨勢
[論文摘要]:通信電源是向通信設(shè)備提供交直流電的電能源,是整個(gè)通信電信網(wǎng)的能量保證。通信電源系統(tǒng)由交流供電系統(tǒng)、直流供電系統(tǒng)和相應(yīng)的保護(hù)系統(tǒng)構(gòu)成。通信電源系統(tǒng)的設(shè)備多,分布廣,不僅單個(gè)電源設(shè)備的可靠性會影響系統(tǒng)的可靠性,電源系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)也會對自身的可靠性造成很大的影響。
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、無人值守和電池自動管理等功能,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,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)的動態(tài)性能等等方面都取得長足的進(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、小功率場合,采用雙單端電路或半橋電路是適宜的;在大功率場合則采用全橋變換電路。
二、通信電源發(fā)展趨勢
(一)開關(guān)器件的發(fā)展趨勢
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,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)展市場需求發(fā)展
在需求與技術(shù)的共同推動下,通信直流電源產(chǎn)品體現(xiàn)了如下的發(fā)展態(tài)勢:
體系架構(gòu)相當(dāng)長的一段時(shí)間內(nèi)維持穩(wěn)定。通信直流電源在相當(dāng)長的時(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。
按照TRIZ理論(“創(chuàng)造性解決問題的理論”的俄語縮略語)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。不過通信設(shè)施所處環(huán)境越來越復(fù)雜,人煙稀少、交通不便都會增大維護(hù)的難度,這對電源設(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)無法實(shí)現(xiàn)的優(yōu)勢,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)無法實(shí)現(xiàn)的優(yōu)勢.
4.通信電源的環(huán)保要求。環(huán)保問題,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電網(wǎng)的負(fù)載特性,減少給電網(wǎng)帶來嚴(yán)重污染的情況,還可減少對其他網(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,對于三相四線制的電網(wǎng)來說,還很有可能因中性線電流過大而出現(xiàn)不安全隱患。
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[11]《通信電源需求現(xiàn)狀分析》.
[12]唐勇偉,《通信電源技術(shù)的發(fā)展》.
1通信電源概述
從遠(yuǎn)古時(shí)代以來,陽光、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。正是由于通信系統(tǒng)的安全優(yōu)質(zhì)運(yùn)轉(zhuǎn),無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,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、遙測維護(hù)。在實(shí)施過程中,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,宜簡勿繁。
2電源系統(tǒng)使用中應(yīng)重視的問題
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,這雖給用戶帶來了許多便利,但在使用過程中還應(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,將會造成電源系統(tǒng)設(shè)備工作異常或損壞。
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,通過測量比重可以了解電池的存儲能量情況。閥控式密封蓄電池是貧液電池,且無法進(jìn)行電解液比重測量,所以如何判定它的好壞,預(yù)測貯備容量已成為當(dāng)今業(yè)界的一大難題。用電導(dǎo)儀測電池的內(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)為原動機(jī)發(fā)電機(jī)組。四沖程油機(jī)結(jié)構(gòu)簡單,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)境濕度不超過指標(biāo)要求。
1UPS
1、UPS組成。UPS由整流器、逆變器、靜態(tài)開關(guān)、維修旁路開關(guān)和監(jiān)控模塊組成,當(dāng)交流正常供電時(shí),UPS可看成一臺穩(wěn)頻穩(wěn)壓電源,輸入電源既向蓄電池組充電又向逆變器供電,逆變器輸出潔凈的交流電源。市電中斷時(shí),UPS立即將電池的直流電能,通過逆變器向負(fù)載供電。為保證通信設(shè)備在主電源中斷或波動等情況下通信各子系統(tǒng)仍能可靠的工作。
2、UPS運(yùn)行方案。本工程選取了艾默生的UL33系列UPS系統(tǒng),根據(jù)實(shí)際情況,將UPS的運(yùn)行分成控制中心并機(jī)方案和車站、車輛段、停車場單機(jī)方案。a)控制中心并機(jī)方案(1、2號線合用UPS)。在南關(guān)嶺控制中心由專用通信系統(tǒng)對UPS進(jìn)行整合,為1、2號線專用通信、信號、AFC、FAS、BAS、SCADA系統(tǒng)統(tǒng)一供電。此方案采用由2臺三進(jìn)三出工頻UPS構(gòu)成“1+1”冗余并聯(lián)設(shè)備。b)車站、車輛段、停車場單機(jī)方案3、UPS系統(tǒng)的幾種工作模式.正常工作模式:整流器將三相交流電轉(zhuǎn)化為直流電,經(jīng)逆變器后轉(zhuǎn)為交流供給負(fù)載,主要起到穩(wěn)定電流的作用。蓄電池工作模式:主電源供電中斷,蓄電池由充電狀態(tài)轉(zhuǎn)為放電狀態(tài),經(jīng)逆變器給負(fù)載供電。由于蓄電池放點(diǎn)的時(shí)間由實(shí)際設(shè)置的數(shù)量決定,所以,當(dāng)主電源恢復(fù)供電前,電池有可能放電停止,這種情況下,逆變器將會停止運(yùn)行;若主電源在蓄電池電未放盡前恢復(fù)供電,則蓄電池自動由放電狀態(tài)轉(zhuǎn)為充電狀態(tài)。靜態(tài)旁路工作模式:當(dāng)逆變器的輸出出現(xiàn)負(fù)載短路、過載、欠壓、過壓或故障時(shí),系統(tǒng)會自動切斷逆變器,轉(zhuǎn)為靜態(tài)旁路直接輸出給負(fù)載。手動旁路模式:手動旁路模式通常是在維修時(shí)用到,首先手動合上旁路開關(guān),將負(fù)載轉(zhuǎn)向維修旁路直接供電,以實(shí)現(xiàn)對UPS不停電維護(hù)。此時(shí),維修人員可對UPS柜內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行維修。
2開關(guān)電源
開關(guān)電源為傳輸設(shè)備、電話交換機(jī)、部分無線設(shè)備等通信設(shè)備提供質(zhì)量良好的直流不間斷電源。直流配電輸出單元將整流器輸出端接入配電裝置的輸入端進(jìn)行分配,輸出至有關(guān)通信設(shè)備。高頻開關(guān)電源的工作方式采用輸出電壓軟啟動工作方式,所有模塊和插板均可帶電插拔。開關(guān)電源具備對蓄電池限流充電、過放電保護(hù);具有電池容量在線監(jiān)測、設(shè)置電池放電終止電壓,并具有強(qiáng)制蓄電池退出功能;能夠在網(wǎng)管中心對電池進(jìn)行定期充放電維護(hù)。
3交流配電屏
交流配電屏在控制中心、車站、車輛段為專用地鐵通信系統(tǒng)提供UPS輸入輸出配電。在控制中心可實(shí)現(xiàn)在停電期間對負(fù)載回路進(jìn)行分時(shí)供電方式(2小時(shí)、1小時(shí)、0.5小時(shí)):為專用通信系統(tǒng)后備時(shí)間2小時(shí),信號系統(tǒng)后備時(shí)間0.5小時(shí),AFC后備時(shí)間2小時(shí),F(xiàn)AS后備時(shí)間1小時(shí),BAS后備時(shí)間1小時(shí),SCADA后備時(shí)間1小時(shí)的分時(shí)輸出配電。
4蓄電池
在我國當(dāng)前社會發(fā)展形勢下,通信電源在通信網(wǎng)絡(luò)中的作用越來越突出了。通信電源是通信系統(tǒng)最重要的基礎(chǔ)設(shè)施,是保障所有通信設(shè)備的正常運(yùn)行的基本條件。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,信息化技術(shù)在我國當(dāng)前社會發(fā)展領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。通信電源作為我國當(dāng)前社會發(fā)展下的一種重要設(shè)備,以科技為核心,不斷提高通信電源的性能,實(shí)現(xiàn)通信電源的智能化發(fā)展已成為通信事業(yè)發(fā)展的必然趨勢。同時(shí)在構(gòu)建社會主義和諧社會過程中,發(fā)展節(jié)能經(jīng)濟(jì)、綠色經(jīng)濟(jì)、環(huán)保經(jīng)濟(jì)已成為我國社會發(fā)展的主要方向,針對通信電源而言,發(fā)展節(jié)能的通信電源也將成為當(dāng)代通信行業(yè)發(fā)展的一個(gè)重要方向。
1.1智能化在我國當(dāng)前社會發(fā)展形勢下,通信網(wǎng)絡(luò)對通信電源的需求越來越高,而通信電源對通信網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性的影響也越來越大,如何確保通信電源的質(zhì)量已成為現(xiàn)代社會發(fā)展的一個(gè)重要問題。在這個(gè)科技不斷發(fā)展的時(shí)代,我國當(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)品市場競爭的日趨激烈,產(chǎn)品智能化優(yōu)勢在實(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。隨著社會的發(fā)展,能源緊缺問題已成為我國社會發(fā)展的一大問題。我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展是以犧牲環(huán)境為代價(jià)的,發(fā)展節(jié)能已成為我國當(dāng)前社會發(fā)展的重要方向。不加快調(diào)整經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)變增長方式,資源支撐不住,環(huán)境容納不下,社會承受不起,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)我國可持續(xù)化發(fā)展戰(zhàn)略的號召,從而促進(jìn)我國社會的穩(wěn)定、健康發(fā)展。
2結(jié)語
關(guān)鍵詞:通信電源 監(jiān)控系統(tǒng) 實(shí)時(shí)監(jiān)控 數(shù)據(jù)采集
1 通信電源監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
在通信行業(yè),電源設(shè)備通常被人們比作通信系統(tǒng)的“心臟”,通信網(wǎng)運(yùn)行質(zhì)量和通信安全取決于通信電源系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量。如圖1所示,交流供電系統(tǒng)、直流供電系統(tǒng)以及接地系統(tǒng)共同組成了電信局站的電源系統(tǒng)。
主用交流供電系統(tǒng)均采用市電,此外還采用油機(jī)發(fā)電機(jī)等設(shè)備作為備用交流電源以防備市電停電。一般大中型的電信局站均采用10KV高壓市電,而小型局站一般采用地壓市電電源。按照安裝電源設(shè)備的地點(diǎn)不同,可將直流供電系統(tǒng)分為集中直流供電系統(tǒng)和分散直流供電系統(tǒng)。
根據(jù)原郵電部1996年頒布的《通信電源和空調(diào)集中監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)要求(暫行規(guī)定)》(YDN023-1996),以及1997年原郵電部電信總局電網(wǎng)綜[1997]472號文《通信電源、機(jī)房空調(diào)集中監(jiān)控管理系統(tǒng)(暫行規(guī)定)》的規(guī)定:監(jiān)控系統(tǒng)的建立和實(shí)施應(yīng)以電信局(站)為基本單位,通過分布式計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng),逐步建成區(qū)/縣監(jiān)控系統(tǒng)和本地網(wǎng)(城市級)監(jiān)控系統(tǒng)。
根據(jù)圖2可看出,整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)是由多個(gè)監(jiān)控級自下而上逐級以匯接的方式組成的一個(gè)分布式計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò),分別對應(yīng)通信局、區(qū)縣以及地市三級電信管理體制。從網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)來看,監(jiān)控系統(tǒng)采用逐級匯接的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),每個(gè)上級監(jiān)控級均呈輻射狀與若干下級監(jiān)控級形成一點(diǎn)對多點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)連接,最后通過監(jiān)控模塊與被監(jiān)控的若干設(shè)備相連。
電源和空調(diào)設(shè)備在通信局內(nèi)分散的安裝于不同的機(jī)房,由SM采集這些設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)和告警信息后實(shí)時(shí)傳遞給SU,因此,局監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇梢圆捎眯切谓Y(jié)構(gòu)或總線結(jié)構(gòu)。由于在區(qū)/縣監(jiān)控系統(tǒng)中,SU將SM傳送來的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)加以處理后傳送給SS,SS向SU下達(dá)控制命令,而SU之間不需要相互傳送數(shù)據(jù),因此,此系統(tǒng)結(jié)構(gòu)采用星形結(jié)構(gòu)。
2 采集內(nèi)容分析
2.1 被監(jiān)控設(shè)備
2.1.1 按照用途可將監(jiān)控對象分為通信動力系統(tǒng)和環(huán)境系統(tǒng)。
①通信動力系統(tǒng)是電源監(jiān)控系統(tǒng)的主要監(jiān)控對象,包括高壓配電、低壓配電、UPS(三相電壓、三相電流、功率、功率因數(shù)等),柴油發(fā)電機(jī)組(三相電壓、三相電流、頻率、柴油油位、啟動電池電壓等),整流器(輸出電壓、電流等)、蓄電池組(電池組總電壓、電池單體電壓、電池表面溫度、電池組充放電電流)等動力設(shè)備。
②環(huán)境系統(tǒng)包括空調(diào)、局房環(huán)境(門禁、溫濕度、紅外、煙霧、水浸等)。電源監(jiān)控系統(tǒng)通過對動力設(shè)備和環(huán)境合理布置監(jiān)測點(diǎn),就能準(zhǔn)確地將設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和運(yùn)行數(shù)據(jù)集中反應(yīng)到監(jiān)控中心。
2.1.2 按照監(jiān)控設(shè)備本身的特性,可將監(jiān)控對象分為智能設(shè)備和非智能設(shè)備。
①智能設(shè)備指設(shè)備本身具有一定的數(shù)據(jù)采集和處理能力,并帶有智能接口(口和網(wǎng)絡(luò)接口),可以直接與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信,如艾默生電源、Liebert UPS、海洛斯空調(diào)、卡特彼勒油機(jī)等。
②非智能設(shè)備本身不具備數(shù)據(jù)采集和處理能力,無智能接口,如低壓配電柜、普通分體空調(diào)、蓄電池組等。
對于智能設(shè)備,可通過獲取智能設(shè)備協(xié)議(包括智能設(shè)備通信協(xié)議、接口方式、數(shù)據(jù)包的結(jié)構(gòu)和內(nèi)容),直接納入監(jiān)控系統(tǒng)。對于非智能設(shè)備則需通過專門的信號采集器使其智能化再接入監(jiān)控系統(tǒng)。
2.2 被監(jiān)控信號
2.2.1 被監(jiān)控信號有非電量信號和電量信號。對于溫度、濕度以及郵箱油位等非電量信號應(yīng)當(dāng)通過傳感器將其變成電量信號后接入采集設(shè)備;對于三相電壓以及電流等不能直接測量的電量信號則應(yīng)當(dāng)通過變送器變換成適合采集信號后接入采集設(shè)備。
2.2.2 信號有模擬量,也有數(shù)字量。模擬量指隨時(shí)間連續(xù)變化的量(如交流電壓、交流電流、溫度等),對這些信號的測量,需采用模/數(shù)轉(zhuǎn)換設(shè)備把模擬量變成數(shù)字量后才能適合計(jì)算機(jī)采集;而數(shù)字量指不連續(xù)變化的、具有確定的幾種狀態(tài)的量,計(jì)算機(jī)一般可以直接測量。
3 采集方案的設(shè)計(jì)
3.1 模塊局、AG及接入網(wǎng)數(shù)據(jù)采集
3.1.1 以艾默生公司PMC-3設(shè)備作為現(xiàn)場監(jiān)控單元(SU)方式。
PMC-3設(shè)備適用于市話模塊局、AG及接入網(wǎng)等小規(guī)模局站。PMC-3采用模板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),內(nèi)部有四個(gè)擴(kuò)展槽,可插入四塊采集板,對采集板又分為三種類型:相控電源專用采集板、通用模擬量采集板和通用開關(guān)量采集板。相控電源專用采集板用于對一組-48V或24V通信電源的總電壓和分流器輸出進(jìn)行測量;通用模擬量采集板設(shè)有12路模擬量輸入及1路頻率輸入;通用開關(guān)量采集板設(shè)有12路開關(guān)量輸入和兩路開關(guān)量輸出。開關(guān)量輸入可以是有源信號,也可以是無源干接點(diǎn)以及LED燈輸入。RS422、RS232用于CPU板同上位機(jī)的通信。模塊局PMC-3現(xiàn)場接入方式如圖3所示。
3.1.2 采用ESC板作為動力設(shè)備監(jiān)控裝置的監(jiān)控方案分析。
這個(gè)方案利用華為公司的ESC板作為動力設(shè)備監(jiān)控裝置對端局設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控,ESC板有302,303兩種型號,對于302板,只能接入數(shù)字開關(guān)量,對于接入網(wǎng)供電系統(tǒng),無法在停電、電池放電等告警發(fā)生時(shí)進(jìn)行現(xiàn)場搶修,只有在模擬量采集上后,通過告警等級及相應(yīng)閥值設(shè)定,進(jìn)行判斷后才決定是否進(jìn)行現(xiàn)場故障處理,302板實(shí)現(xiàn)不了這些功能,無法達(dá)到集中監(jiān)控要求,故舍棄此方案。ESC303板方案采用華為ESC303板做為端局采集設(shè)備,通過RS232接口與華為接入網(wǎng)設(shè)備內(nèi)部網(wǎng)管傳輸時(shí)隙連接,網(wǎng)管中心通過客戶端軟件讀取監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)。
ESC303板方案在兩個(gè)模塊局及接入網(wǎng)機(jī)房進(jìn)行了試點(diǎn)。在完成了ESC303動力環(huán)境監(jiān)控箱的安裝與調(diào)試工作后,對該方案進(jìn)行了專門的數(shù)據(jù)采集對比和調(diào)查分析,并與華為技術(shù)中研部開發(fā)人員座談,試點(diǎn)結(jié)果如下:
①ESC板采用一48VDC工作電源,滿足通信供電要求。
②掛壁式安裝,具有6個(gè)模擬量擴(kuò)展通道,16個(gè)數(shù)字量擴(kuò)展通道,一個(gè)智能設(shè)備端口,能夠?qū)C(jī)房溫濕度、煙感、水浸、門禁等環(huán)境量以及華為整流器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。
③在客戶端軟件,可以設(shè)定告警門限值,并以不同顏色區(qū)分告警與正常狀態(tài)。
④具備遙控功能,如對整流器進(jìn)行遠(yuǎn)程均浮沖,或模塊的開關(guān)機(jī)。
⑤能提供報(bào)表功能,如電池組放電電壓曲線、電壓波動曲線的報(bào)表。可查詢歷史告警數(shù)據(jù)。
但該方案仍存在較大不足,主要有:
①只能接入華為公司HONENT產(chǎn)品,對于其他公司設(shè)備均無法接入。
②智能設(shè)備接入端口僅有一個(gè),該接口只能接入華為幾種類型的電源。這對于智能設(shè)備多于一個(gè)及非華為電源的機(jī)房來說,將是一個(gè)不容忽視的問題。
③ESC板采集溫度時(shí),發(fā)現(xiàn)有近2攝氏度的誤差。
④系統(tǒng)運(yùn)行時(shí),讀取端局交換設(shè)備初始化數(shù)據(jù)較緩慢,且經(jīng)常失敗。
⑤當(dāng)前界面顯示的機(jī)房信息,無法對需欲查詢機(jī)房進(jìn)行迅速定位,端局過多時(shí)難以及時(shí)了解所關(guān)心的機(jī)房情況。
⑥沒有單獨(dú)的當(dāng)前告警一覽表,且沒有單獨(dú)的聲光提示,若想查看各個(gè)機(jī)房有無動力環(huán)境告警,需在華為接入網(wǎng)網(wǎng)管界面上所有網(wǎng)管告警上逐個(gè)瀏覽,而網(wǎng)管告警是海量數(shù)據(jù)。
⑦告警不分級別,如一般、重要、緊急等,使得維護(hù)人員不便于對告警的輕重緩急進(jìn)行區(qū)別對待。
⑧雖然能提供歷史告警數(shù)據(jù)查詢,但查詢結(jié)果無法打印,查詢到的數(shù)據(jù)沒有進(jìn)行分析統(tǒng)計(jì)功能。
⑨動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)利用接入網(wǎng)網(wǎng)管內(nèi)部控制通道傳輸。數(shù)據(jù)配置、上報(bào)及存儲均在端局交換設(shè)備上完成,數(shù)據(jù)量過大時(shí)是否會對V5產(chǎn)生影響待觀察。
⑩該系統(tǒng)底端采用專用的采集板;且傳輸利用華為交換的控制通道,日后維護(hù)將會帶來極大不便。
綜合上述,利用ESC303板作為模塊局動力設(shè)備監(jiān)控的裝置方案可以達(dá)到基本的監(jiān)控要求,但如果采用該方案只能接入華為設(shè)備。考慮到西安電信本地網(wǎng)中接入網(wǎng)設(shè)備大多采用華為公司HONENT產(chǎn)品,因此在華為設(shè)備接入網(wǎng)中采用此種數(shù)據(jù)采集方案。
3.2 端局?jǐn)?shù)據(jù)采集
目前電源監(jiān)控系統(tǒng)對西安電信所有的端局相關(guān)設(shè)備都進(jìn)行了監(jiān)控,在端局采用的現(xiàn)場監(jiān)控單元(SU)是艾默生公司的PMC-3設(shè)備,PMC-3與現(xiàn)場被監(jiān)控設(shè)備的連接如圖4所示。其中AMS-1是數(shù)據(jù)處理單元,OCI-4是協(xié)議轉(zhuǎn)換器。每一個(gè)AMS-1都可以接入模擬量、開關(guān)量或控制量信號。如果這些信號是工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)信號,可以直接接入,否則,可以通過加裝傳感器、變送器接入。端局的專用空調(diào)如Lfabert,Hirnss,Atlas等型號的專用空調(diào)可以通過協(xié)議轉(zhuǎn)換器OCI-4接入系統(tǒng)。
4 結(jié)論
本論文以西安電信電源監(jiān)控系統(tǒng)工程為背景,根據(jù)西安電信通信網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際情況,設(shè)計(jì)并確定了電源監(jiān)控系統(tǒng)的管理層次及系統(tǒng)設(shè)備組網(wǎng)結(jié)構(gòu);并通過對監(jiān)控對象的確定,對采集設(shè)備的分析研究,對模塊局、AG、接入網(wǎng)及端局進(jìn)行數(shù)據(jù)采集方案的設(shè)計(jì),保證了通信電源監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)上報(bào)的準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性。
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關(guān)鍵詞: 通信電源 管理維護(hù) 防雷接地 發(fā)展前景
一、通信電源的發(fā)展及重要性
(一)、電源的發(fā)展
隨著中國通信事業(yè)的跨步飛越式發(fā)展,伴隨著通信電源的發(fā)展,并其需求也隨之增加,同時(shí)國外市場進(jìn)入中國,給中國帶來的更多更新的技術(shù),通信電源除了作通信主設(shè)備的配套產(chǎn)品以外,應(yīng)用范圍更加廣泛,現(xiàn)已涉及眾多領(lǐng)域,通信電源市場更加繁榮。
(二)、通信電源的重要性
通信電源是通信設(shè)備必不可少的重要組成部分,其核心內(nèi)容是保證整個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行,它可以被喻為“心臟”。如果通信電源發(fā)生故障,通信系統(tǒng)將全部中斷,即要求通信電源的可靠性和穩(wěn)定性極高,所以電源系統(tǒng)要有備份設(shè)備以防止電源系統(tǒng)發(fā)生中斷故障。
二、通信電源的管理
(一)、通信電源的管理應(yīng)被提到重要位置
在眾多電信運(yùn)行公司忽視電源設(shè)備,有的地方還存在設(shè)備滿負(fù)載、超年限運(yùn)行、已淘汰型號的交流開關(guān)電源設(shè)備仍在使用等問題,這就使通信設(shè)備載在一個(gè)不堪重荷的電源系統(tǒng)上;另外,由于種種原因形成幾個(gè)部門共同管理電源,這就不會形成合力,容易造成管理漏洞,所以其應(yīng)被行業(yè)足以重視,這才是通信暢通的重要保證。
(二)、加強(qiáng)通信電源管理人員
電源是電信網(wǎng)的心臟,各級領(lǐng)導(dǎo)應(yīng)給予足夠的重視.隨著電信網(wǎng)裝備水平逐步提高,電源也同樣處在大量引進(jìn)新設(shè)備,淘汰舊設(shè)備的時(shí)期,同時(shí)為配合維護(hù)體制全專業(yè)、大配套的改革,用了許多新的維護(hù)手段,出臺了許多新的維護(hù)管理辦法。因此,要維護(hù)和管理好現(xiàn)在的電信網(wǎng),電源專業(yè)其它專業(yè)一樣存在著維護(hù)人員的素質(zhì)、水平待提高的問題。要解決這一問題可以采取這樣一些措施:
1.加強(qiáng)日常及定期管理;根據(jù)新設(shè)備、新技術(shù)的采用及新的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)重新制定、完善各種規(guī)章制度。
2.在新上工程中,從工程設(shè)計(jì)、方案會審、工程實(shí)施到驗(yàn)收竣工要積極參與把關(guān)。
3.繼續(xù)搞好技術(shù)練兵,加大培訓(xùn)力度。
4.引進(jìn)電源專業(yè)的高素質(zhì)人才。
(三)、重視通信電源系統(tǒng)初期的設(shè)計(jì)、安裝
電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮容量大小、地理位置、空間布置、未來發(fā)展、設(shè)備質(zhì)量、工程勘察與設(shè)計(jì)、運(yùn)行方式選擇、建設(shè)管理、運(yùn)行維護(hù)等環(huán)節(jié)。
(四)、實(shí)施集中監(jiān)控、集中維護(hù)模式
建立此模式有四大好處:
1.依靠監(jiān)控平臺進(jìn)行電源空調(diào)設(shè)備的告警處理和障礙修理。
2.依靠監(jiān)控系統(tǒng)收集大量的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行智能管理。
3.依靠監(jiān)控平臺對電源維護(hù)工作進(jìn)行監(jiān)控。
4.依靠監(jiān)控平臺檢查無人值守流程是否正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
三、通信電源設(shè)備的維護(hù)與新設(shè)備的選擇
(一)蓄電池仍以固定型防酸隔爆式與閥控式密封鉛酸蓄電池共存。
自60年代末以來,通信主要采用防酸隔爆鉛酸蓄電池。從目前情況看,它的主要優(yōu)點(diǎn)是:維護(hù)人員對它較為熟悉;內(nèi)阻小、大電流放電性能好;使用壽命長。它的主要缺點(diǎn)是:在充電過程中有酸霧溢出對環(huán)境和設(shè)備有腐蝕作用,需在通風(fēng)良好的專用房間,需經(jīng)常添加蒸餾水。90年代初以來,閥控式密封鉛酸蓄電池大量進(jìn)入通信電源市場,它的主要優(yōu)點(diǎn)是:使用中幾乎無酸溢出,對環(huán)境和無污染和腐蝕,可以不單設(shè)蓄電池室,維護(hù)工作量少,占地面積少。它的主要缺點(diǎn)是電池電壓均勻性、一致性較差;使用壽命對環(huán)境溫度、浮充電壓有著嚴(yán)格的要求。但隨著閥控式密封鉛酸蓄電池生產(chǎn)量的加大,工藝水平的提高,它的價(jià)格會越來越低,質(zhì)量會越來越好,所以用閥控式密封鉛酸蓄電池是發(fā)展方向。
(二)高頻開關(guān)整流器將取代相控整流器
高頻開關(guān)整流器較相控整流器體積小、噪聲低、效率高、功率因數(shù)高、勸態(tài)性能好、可靠性高、對電網(wǎng)污染小,因此,取代相控整流器,作為更新?lián)Q代產(chǎn)品,已是必然趨勢。帶有智能接口的20N-200A不同大小模塊的開關(guān)整流器都已出現(xiàn),它具有易于監(jiān)控、易于擴(kuò)容、易于實(shí)現(xiàn)N+1備份等優(yōu)點(diǎn)。許多廠家根據(jù)用戶的要求,生產(chǎn)的開關(guān)整流器系統(tǒng)已經(jīng)具有了交直流配電一起考慮的單機(jī)架、雙機(jī)架,這些結(jié)構(gòu)都是進(jìn)行供電改革進(jìn)可選擇的產(chǎn)品,但對機(jī)房設(shè)備應(yīng)采取逐步更替的態(tài)度,不可一刀切,將原有設(shè)備隨意報(bào)廢。
(三)由于高精尖通信設(shè)備、儀表的大量使用,對環(huán)境溫濕度要求較高,機(jī)房普遍配有通信專用空調(diào)。一旦外界停電,蓄電池容量再大,由于空調(diào)用電得不到保證,室溫上升,通信設(shè)備仍不能保證正常運(yùn)行。今后對交流系統(tǒng)的要求會越來越高,油機(jī)發(fā)電機(jī)組發(fā)展方向?qū)⑹牵后w積緊湊、大容量、自動化功能完善、有智能接口、高可靠性、低噪聲。
四、通信電源安全的重要性
安全生產(chǎn)是電源專業(yè)最重要、最根本的要求。電源集中監(jiān)控的基本原則是把可靠性放在第一位。因此,要求監(jiān)控系統(tǒng)本身的可靠性應(yīng)高于被監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性。目前,監(jiān)控系統(tǒng)以監(jiān)為主、以控為輔,對可要可不要的監(jiān)控點(diǎn)就不要設(shè)置。實(shí)施監(jiān)控管理的設(shè)備以智能化、自動化的新型設(shè)備為主,在新建通信設(shè)備選型時(shí)應(yīng)考慮集中監(jiān)控的實(shí)施,選用具有集中監(jiān)控管理功能和標(biāo)準(zhǔn)接口的設(shè)備。對于老設(shè)備,不宜花費(fèi)很大精力和物力對其進(jìn)行大量的改造工作。就當(dāng)前的情況看,在安全大檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)了一些隱患。因某些維護(hù)人員技術(shù)不熟練、誤操作、責(zé)任心不夠強(qiáng)、擅離職守等造成通信電源系統(tǒng)故障。實(shí)行集中監(jiān)控后,對電源專業(yè)注入了很多新產(chǎn)品、新技術(shù)、智能化的系統(tǒng)能大減少許多人為的事故,但也應(yīng)有新的管理、新的維護(hù)和新的操作規(guī)章制度出臺。
五、通信電源系統(tǒng)的防雷
(一)、雷擊產(chǎn)生的危害
雷擊產(chǎn)生強(qiáng)電流和高電壓對人體和設(shè)備都將造成重大損害。直接雷和間接雷都將對通信設(shè)備產(chǎn)生巨大危害。防雷是一個(gè)系統(tǒng)工程,某種有效技術(shù)和器件的采用,只能降低雷擊危害的概率、減少損害,必須對所有進(jìn)出局的電纜電線進(jìn)行屏蔽和防雷處理,采用完善的接地系統(tǒng),按照規(guī)范要求嚴(yán)格接地,減少雷害。
(二)、防雷接地
為了防止雷電產(chǎn)生的過電壓過電流損壞電源設(shè)備,在通信電源系統(tǒng)中,一般設(shè)有防雷接地裝置,其接地阻值≤5Ω,在土壤電阻率低的地方,接地阻值應(yīng)≤1Ω。在通信電源系統(tǒng)中,要求防雷接地線一定要與工作接地線和保護(hù)接地線分開,而在電力通信電源系統(tǒng)中,要求防雷接地、工作接地、保護(hù)接地共用地線。
現(xiàn)在已開發(fā)出了各種各樣的雷電防護(hù)及接地技術(shù),這些都是確保通信網(wǎng)絡(luò)可靠性的重要技術(shù),也是通信領(lǐng)域中重要的基礎(chǔ)技術(shù)。現(xiàn)已普遍采用的聯(lián)合接地系統(tǒng)和進(jìn)出線防雷系統(tǒng)以及各種保安器,是目前行之有效的辦法。搞好通信設(shè)備防雷工作,同時(shí)還要采用理論和實(shí)用方面都比較成熟的避雷針、避雷帶、避雷線、避雷網(wǎng)等設(shè)備,誘導(dǎo)雷電流通過接地線進(jìn)入大地。事實(shí)證明,聯(lián)合接地系統(tǒng)和進(jìn)出線的防雷系統(tǒng)處理得好時(shí)能大大降低雷擊損害概率。
從接地的目的來看,特別是室外設(shè)備接地,防漏電和防雷顯得特別重要。對它們的接地電阻要求,照技術(shù)規(guī)范的規(guī)定執(zhí)行即可。為了保證接地電阻值符合規(guī)范要求,施工后的接地及接地電阻的檢查和測試工作就非常必要,定期或不定期的對接地電阻進(jìn)行測試,檢查接地裝置系統(tǒng),是一項(xiàng)應(yīng)堅(jiān)持的必要的制度。
六、通信電源的展望
我國通信電源走過一條引進(jìn)技術(shù)、合資生產(chǎn)、自主研制開發(fā)的道路。由于通信電源市場前景好,產(chǎn)品的附加值高,所以,國內(nèi)不少的科研院所、廠家投入大量的人力和物力, 研制開發(fā)性能良好的通信電源。目前,具有自主知識產(chǎn)權(quán)的國內(nèi)通信電源廠家主要有:武 漢的洲際通信電源集團(tuán)有限責(zé)任公司,深圳的華為公司、中興公司,北京的動力源公司, 珠海金電電源公司,杭州僑興公司等等。國內(nèi)主要的合資廠家有:上海的新電元公司,上海的西門子通信電源公司,上海的中達(dá)――斯米泰克公司,廣州的珠江電信設(shè)備制造有限 公司等等。市場上見到的主要國外通信電源的廠家有:美國的力博特公司和瑞達(dá)公司,挪威的易達(dá)集團(tuán)公司, 英國的萬斯電源等等。進(jìn)入90年代后,隨著技術(shù)的創(chuàng)新與進(jìn)步,目前國外通信 電源廠家的產(chǎn)品一般都具有以下技術(shù)特點(diǎn):
(1)采用電流控制模式代替電壓控制的模式。
(2)采用相移控制模式的軟開關(guān)技術(shù),即全橋零電壓開關(guān)。
(3)采用功率因數(shù)校正技術(shù)。
(4)具有模塊自動均流功能。
(5)具有完善的遙控、遙測、遙信、遙調(diào)四遙功能。
(6) 具有完善的蓄電池監(jiān)測、充電限流、二次下電等管理技術(shù)。
(7)界面友好的監(jiān)控軟件。
(8)良好的電磁兼容性和防雷措施。
(9)完備的保護(hù)和告警功能。從整體性能來看,我國通信電源水平與國外同類產(chǎn)品相比,存在一定的差距。主要差距在工作的可靠性、穩(wěn)定性和技術(shù)性能等方面。因此,組織力量研制開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán),技術(shù)含量高的新一代通信電源,對振興民族工業(yè)、提高產(chǎn)品的質(zhì)量和競爭力,提高開發(fā)隊(duì)伍的研究水平具有重要的意義,也會帶來顯著的經(jīng)濟(jì)效益和良好的社會效益。
參考文獻(xiàn):
1、本 《電信技術(shù)》 人民郵電出版社會 2003年
2、陳振華 《現(xiàn)代通信電源運(yùn)行維護(hù)與集中監(jiān)控實(shí)用全書》
北京科大電子出版社 2004年
作者簡介:
論文摘要:在通信行業(yè)中,人們通常把電源比喻為通信系統(tǒng)的心臟。近年來,電信網(wǎng)全方位快速發(fā)展,同時(shí)也給從事電源維護(hù)管理工作的人員提出了許多新的問題。由于電源設(shè)備正處在新老并存、逐步更新?lián)Q代的時(shí)期。基于此,本文就通信電源的維護(hù)和管理方面談幾點(diǎn)想法。
0 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。
1 通信電源概述
從遠(yuǎn)古時(shí)代以來,陽光、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。正是由于通信系統(tǒng)的安全優(yōu)質(zhì)運(yùn)轉(zhuǎn),無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,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、遙測維護(hù)。在實(shí)施過程中,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,宜簡勿繁。
2 電源系統(tǒng)使用中應(yīng)重視的問題
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,這雖給用戶帶來了許多便利,但在使用過程中還應(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,將會造成電源系統(tǒng)設(shè)備工作異常或損壞。
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,通過測量比重可以了解電池的存儲能量情況。閥控式密封蓄電池是貧液電池,且無法進(jìn)行電解液比重測量,所以如何判定它的好壞,預(yù)測貯備容量已成為當(dāng)今業(yè)界的一大難題。用電導(dǎo)儀測電池的內(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)為原動機(jī)發(fā)電機(jī)組。四沖程油機(jī)結(jié)構(gòu)簡單,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)境濕度不超過指標(biāo)要求。
3 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。雖說開關(guān)電源系統(tǒng)主機(jī)有故障自檢功能,但它對面而不對點(diǎn),對更換配件很方便,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,否則會接連發(fā)生相同的故障。再好的設(shè)備也有壽命期,也會出現(xiàn)各類故障,但維護(hù)工作做得好可以延長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松動和接觸不牢的情況。由于整流器對瞬時(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比、配比、定時(shí)添加蒸餾水的工作。但因工作狀態(tài)對電池的影響并沒有改變,不正常工作狀態(tài)對電池造成的影響沒有變,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)先對電池組進(jìn)行均衡充電,以達(dá)全組電池的均衡。放電過程中如有一只達(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)對落后電池處理后再作核對性放電實(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,對標(biāo)示電池應(yīng)定期測量并做好記錄。在日常維護(hù)中需經(jīng)常檢查的項(xiàng)目有:清潔并檢測電池兩端電壓、溫度;連接處有無松動腐蝕現(xiàn)象,檢測連接條壓降;電池外觀是否完好,有無殼變形和滲漏;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,否則可能會對整組電池帶來不利影響。對壽命已過期的電池組要及時(shí)更換,以免影響到電源系統(tǒng)和設(shè)備主機(jī)。
參考文獻(xiàn)