时间:2023-04-03 09:57:10
引言:易发表网凭借丰富的文秘实践,为您精心挑选了九篇通信电源论文范例。如需获取更多原创内容,可随时联系我们的客服老师。
[论文摘要]:通信电源是向通信设备提供交直流电的电能源,是整个通信电信网的能量保证。通信电源系统由交流供电系统、直流供电系统和相应的保护系统构成。通信电源系统的设备多,分布广,不仅单个电源设备的可靠性会影响系统的可靠性,电源系统的总体结构也会对自身的可靠性造成很大的影响。
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》.
[10]《全球通信电源技术发展呈现五大趋势》.
通信电源的配置以及工程建设和系统设计都存在着不同程度的问题,对通信电源的设计只考虑了可靠的使用性,而忽略了应急方面的设计。在建立新的通信站时供电设备不齐全,发生通信事故时,蓄电池不能长时间持续供电,当时又没建立应急措施,便会导致通信线路中断。另外,并没有按照严格要求建立通信站,在运行过程中,极可能会引起电源系统的故障,比如火灾等一些严重事故。选址通信站的建立环境相当重要,除了好的主设备机房配备外,其它的组成部分比较差,导致电源设备不能长期而可靠的运行,相应的机房对防台风、防汛、防雷电工作也不到位。无法保证通信电源长期可靠的运行。电力通信系统运行管理的不完善与设计技术的不规范不切实,在设计和维护时遵循的规章制度不完善,给整个电力通信网的正常运行带来了严重的影响。基本没有设置专门的通信电源维护和管理的有关岗位。另外,没有相应的技术管理,也更是缺少相应的维护方法,通信电源各种设备的运行维护不能有计划的、科学的维护管理。
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。
3小结
通讯应用范围极为广泛,而且,在每个行业中的应用都能为行业带来直接或间接的经济效益,从某种意义上来讲,通信科技的发展,也是标志着我国科技进步的重要标志[3]。但是,当今通信电源管理过程中,却存在一定的问题,例如:缺乏企业化、规范化的管理,缺乏管理对应策略,另外,还存在通信电源应用技术支持问题、维护成本分摊问题等,这都是通信电源在运行过程中需要注意的问题。
2通信电源的管理与应用分析
2.1加强通信电源的运行管理通过以上对通信电源运行中需要注意的问题分析得知,通信电源在运行的过程中经常受到内部或外部因素的影响,使得通信电源经常发生通信故障,为了避免这类现象的发展,要加强对通信电源的运行管理,科学的使用通信电源设备资产,优化通信电源的组合预防恶性事故的发生[4]。首先对通信电源的运行管理,要严抓电源的节能降耗环节,很多通信电源的管理正是因为忽视了这方面的管理,使得通信电源的使用能耗较高,使用寿命也会随之缩短,不利于通信电源的长期运行,通信电源的节能降耗管理与电源专业技术有着直接的联系,因此,要加大对电源专业技术的管理才能有效的落实通信电源节能降耗的工作。其次,要加强对通信电源运行的监控,通信电源在运行过程中一般都会受到自身、环境、机房温度等方面的影响,因此,对通信电源监控管理主要从通信电源、机房温度也就是空调设备、环境等几方面进行监控,尤其是在后期对通信电源的维护工作,应严格按照通信电源维护规范流程、维护技术规范、安全操作等方面进行,切实的做好通信电源的运行监控。最后,要加强对通信电源管理制度的完善,制度的制定和实施不能过于盲目,要结合实际的情况来制定,如:通信电源的使用环境等。
2.2全面提升通信电源管理人员的技术水平传统的通信电源主要应用蓄电池、高压电流等作为电源,在使用的过程中极为不稳定,一旦引发电源故障后果不堪设想,而在专用通信电源应用的情况下,虽然有效的改善了传统通信电源的弊端,但是,在运行的过程中,通信电源需要有着一定的技术支持,而这些都要归结到工作人员来负责,现阶段通信电源应用的过程中主要面临的就是管理人员技术以及综合素质水平不高的问题,因此,应全面提升通信电源管理人员的技术水平[5]。针对通信电源人员技术水平的培训可以采取定期培训的方式,尤其是在通信电源技术更新的过程中,必须及时将新技术知识传授给相关的工作人员,确保工作人员能够掌握全面的技术知识。另外,可以建立一支高技术、高水平的通信电源技术维护队伍,不仅要将注意力集中到现有的人员培训工作中,还要高薪聘请高素质、高水平的通信电源管理人员,全面提升通信电源管理队伍的整体素质。此外,要选取一批年轻、有头脑、技术水平较高等综合素质水平较高的工作人员,为其提供专业的技术培训环节,培养一批技术骨干来负责通信电源的专业管理工作,避免传统通信电源管理问题的发生,全面提升通信电源的应用效率。
3结语
关键词:通信电源;设备管理;设备维护;阀控式蓄电池
通信电源的基本任务是向通信设备提供不间断的、符合质量要求的电能。它作为通信网的“血脉”,是确保通信畅通的必要条件。要保证现代化通信网全程全网的畅通并做到高可靠、低电磁干扰,低功耗通信电源系统是基础。
一、加强通信电源管理的专业化
随着通信网装备水平的逐步提高,电源也同样处在大量引进新设备、淘汰旧设备的时期,同时为配合维护体制全专业、大配套的改革,用了许多新的维护手段,出台了许多新的维护管理办法。论文百事通所以在通信网的各级管理层次及建设、维护方面都应该有独立的电源专业管理机构和人员。因为通信电源不仅是一个专业,而且是一个包括多种系统和学科的大专业,由其他专业的人员来兼管电源专业是不科学的,也是不专业的。因此,要管理和维护好现代化通信网,电源专业同其专业一样存在着维护人员素质、水平亟待提高的问题。要解决这一问题可以采取以下一些措施:
加强日常及定期管理,根据新设备、新技术的采用及新的网络体系结构重新制定和完善各项规章制度。
在新建工程时,要从工程设计、方案会审、工程实施到验收竣工各个阶段积极参与和把关。继续搞好技术练兵,加大培训力度。引进电源专业的高素质人才。
二、加强通信电源安全可靠运行的管理与维护
通信电源安全可靠运行是由多种因素和环节所决定的,它与设备质量、工程勘察与设计、运行方式选择、建设管理、运行维护管理等各环节相关。其中对于设备选择、方案设计、工程管理等环节尤其要加强重视和管理。一个先天不足的通信电源系统将造成通信安全的巨大风险和后期人力、物力、财力的巨大重复投入。
2.1动力电源
动力电源设备是所有通信设备运行的动力之源,其运行状态直接影响到通信业务能否有效提供。在日常设备运行中,常存在高压电源单引入、逆变电源不稳定、UPS应用不当等问题,为此应做好以下工作:
机房的高压宜采用双回路供电,即两路不同的变电站输入,以确保供电不间断。对于给机房通信设备供电的交直流电源列头柜,也应采用双路供电,以保障业务设备用电安全。逆变电源与整流电源应采用一体化设备,以保障安全供电,易于监控,同时可减少设备投资,降低维护工作量。目前,一些通信机房为部分设备提供220V交流电时,采用2KVA~6KVA的UPS(另带有220V蓄电池组)供电,单机工作不可靠,成本高。建议使用逆变且与整流功能一体化的电源设备,其结构为:在整流电源机架的空余子框中插入1KVA~1.5KVA逆变模块,1个子框一般插3~4个,逆变模块均流输出,实现N+1容量冗余,这样不会因某个模块出现故障而影响正常供电。逆变模块的运行监控由整流电源的监控模块统一实现,从而可节省机房空间。由于共用原有的-48V蓄电池组,省去了UPS必须另带其他型号电池组的费用(以16个单体65AH电池为一组,约需1.5万元)及其维护,并减少了动力环境监控系统的协议转换节点(约需0.4万元),6KVA的逆变器(4个1.5KVA模块)比同容量UPS少2万元,因此1个机房就可减少建设投资及运行维护成本约4万元,同时可大幅度减少维护工作量,设备运行也更安全可靠。同时建议在机房新建通信项目时,不应另购小的UPS/逆变器,而应使用机房原有的大UPS交流电源,以保障设备用电可靠,减少故障环节。
2.2蓄电池
蓄电池作为直流(直流系统)或交流(UPS系统)不间断供电的保证,在整个系统中最为关键。电池不但在交流系统或整流器出现问题时保证不间断供电,而且还要在市电正常转换时提供保证。如果电池丧失容量,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,在一次正常的市电转换中,都可能造成失电而引致通信故障。因此,应把蓄电池的维护管理作为一项重点工作来抓。目前阀控式密封蓄电池以其体积小、电压稳定、无污染、重量轻、放电性能高、维护量小等特点,而成为通信电源系统的首选电池。但在实际使用中,达不到理论预期寿命的比比皆是。
2.2.1影响阀控式蓄电池使用寿命的主要因素
阀控式蓄电池全浮充正常使用寿命在10年以上,理论上可到20年,但在实际使用中,影响阀控式蓄电池使用寿命的因素很多,主要有:
环境温度。环境温度过高对蓄电池使用寿命的影响很大。温度升高时,蓄电池的极板腐蚀将加剧,同时将消耗更多的水,从而使电池寿命缩短。蓄电池在25℃的环境下可获得较长的寿命,长期运行温度若升高10℃,使用寿命约降低一半。
过度充电。长期过充电状态下,正极因析氧反应,水被消耗,H+增加,从而导致正极附近酸度增加,板栅腐蚀加速,使板栅变薄加速电池的腐蚀,使电池容量降低;同时因水损耗加剧,将使蓄电池有干涸的危险,从而影响蓄电池寿命。
过度放电。蓄电池过度放电主要发生在交流电源停电后,蓄电池长时间为负载供电。当蓄电池被过度放电到其电压过低甚至为零时,会导致电池内部有大量的硫酸铅被吸附到蓄电池的阴极表面,在电池的阴极造成“硫酸盐化”。硫酸铅是一种绝缘体,它的形成必将对蓄电池的充、放电性能产生很大的负面影响,因此在阴极上形成的硫酸盐越多,蓄电池的内阻越大,电池的充、放电性能就越差,蓄电池的使用寿命就越短。
2.2.2阀控式蓄电池的正确使用和维护
蓄电池应放置在通风、干燥、远离热源处和不易产生火花的地方,安全距离为0.5m以上。在环境温度为25℃~0℃内,每下降1℃,其放电容量约下降1%,所以电池宜在15℃~20℃环境中工作。
要使蓄电池有较长的使用寿命,应使用性能良好的自动稳压限流充电设备。当负载在正常范围内变化时,充电设备应达到±2%的稳压精度,才能满足电池说明书中所规定的要求。浮充使用的蓄电池非工作期间不要停止浮充。
必须严格遵守蓄电池放电后,再充电时的恒流限压充电恒压充电浮充电的充电规律,条件允许的最好使用高频开关电源型充电装置,以便随时对蓄电池进行智能管理。
新安装或大修后的阀控式蓄电池组,应进行全核对性放电实验,以后每隔2~3年进行一次核对性放电实验,运行了6年的阀控式蓄电池,每年作一次核对性放电实验。若经过3次核对性放充电,蓄电池组容量均达不到额定容量的80%以上,可认为此组阀控式蓄电池寿命终止,应予以更换。
三、结语
虽然通信电源不是通信网的主流设备,但它却是整个通信网中最重要、最关键的设备。必须看到,通信电源是整个通信网的能量保证,它的作用是整体性和全局性的。在日常维护工作中,要引起足够的重视,明确工作重点,抓住工作重心,确保重点系统的安全运行,减少因电源引起的通信故障,降低故障的影响程度,从而确保通信网的安全畅通。
参考文献:
关键词:通信电源;设备管理;设备维护;阀控式蓄电池
通信电源的基本任务是向通信设备提供不间断的、符合质量要求的电能。它作为通信网的“血脉”,是确保通信畅通的必要条件。要保证现代化通信网全程全网的畅通并做到高可靠、低电磁干扰,低功耗通信电源系统是基础。
一、加强通信电源管理的专业化
随着通信网装备水平的逐步提高,电源也同样处在大量引进新设备、淘汰旧设备的时期,同时为配合维护体制全专业、大配套的改革,用了许多新的维护手段,出台了许多新的维护管理办法。所以在通信网的各级管理层次及建设、维护方面都应该有独立的电源专业管理机构和人员。因为通信电源不仅是一个专业,而且是一个包括多种系统和学科的大专业,由其他专业的人员来兼管电源专业是不科学的,也是不专业的。因此,要管理和维护好现代化通信网,电源专业同其专业一样存在着维护人员素质、水平亟待提高的问题。要解决这一问题可以采取以下一些措施:
加强日常及定期管理,根据新设备、新技术的采用及新的网络体系结构重新制定和完善各项规章制度。
在新建工程时,要从工程设计、方案会审、工程实施到验收竣工各个阶段积极参与和把关。继续搞好技术练兵,加大培训力度。引进电源专业的高素质人才。
二、加强通信电源安全可靠运行的管理与维护
通信电源安全可靠运行是由多种因素和环节所决定的,它与设备质量、工程勘察与设计、运行方式选择、建设管理、运行维护管理等各环节相关。其中对于设备选择、方案设计、工程管理等环节尤其要加强重视和管理。一个先天不足的通信电源系统将造成通信安全的巨大风险和后期人力、物力、财力的巨大重复投入。
2.1动力电源
动力电源设备是所有通信设备运行的动力之源,其运行状态直接影响到通信业务能否有效提供。在日常设备运行中,常存在高压电源单引入、逆变电源不稳定、UPS应用不当等问题,为此应做好以下工作:
机房的高压宜采用双回路供电,即两路不同的变电站输入,以确保供电不间断。对于给机房通信设备供电的交直流电源列头柜,也应采用双路供电,以保障业务设备用电安全。
逆变电源与整流电源应采用一体化设备,以保障安全供电,易于监控,同时可减少设备投资,降低维护工作量。目前,一些通信机房为部分设备提供220V交流电时,采用2KVA~6KVA的UPS(另带有220V蓄电池组)供电,单机工作不可靠,成本高。建议使用逆变且与整流功能一体化的电源设备,其结构为:在整流电源机架的空余子框中插入1KVA~1.5KVA逆变模块,1个子框一般插3~4个,逆变模块均流输出,实现N+1容量冗余,这样不会因某个模块出现故障而影响正常供电。逆变模块的运行监控由整流电源的监控模块统一实现,从而可节省机房空间。由于共用原有的-48V蓄电池组,省去了UPS必须另带其他型号电池组的费用(以16个单体65AH电池为一组,约需1.5万元)及其维护,并减少了动力环境监控系统的协议转换节点(约需0.4万元),6KVA的逆变器(4个1.5KVA模块)比同容量UPS少2万元,因此1个机房就可减少建设投资及运行维护成本约4万元,同时可大幅度减少维护工作量,设备运行也更安全可靠。同时建议在机房新建通信项目时,不应另购小的UPS/逆变器,而应使用机房原有的大UPS交流电源,以保障设备用电可靠,减少故障环节。
2.2蓄电池
蓄电池作为直流(直流系统)或交流(UPS系统)不间断供电的保证,在整个系统中最为关键。电池不但在交流系统或整流器出现问题时保证不间断供电,而且还要在市电正常转换时提供保证。如果电池丧失容量,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,在一次正常的市电转换中,都可能造成失电而引致通信故障。因此,应把蓄电池的维护管理作为一项重点工作来抓。目前阀控式密封蓄电池以其体积小、电压稳定、无污染、重量轻、放电性能高、维护量小等特点,而成为通信电源系统的首选电池。但在实际使用中,达不到理论预期寿命的比比皆是。
2.2.1影响阀控式蓄电池使用寿命的主要因素
阀控式蓄电池全浮充正常使用寿命在10年以上,理论上可到20年,但在实际使用中,影响阀控式蓄电池使用寿命的因素很多,主要有:
环境温度。环境温度过高对蓄电池使用寿命的影响很大。温度升高时,蓄电池的极板腐蚀将加剧,同时将消耗更多的水,从而使电池寿命缩短。蓄电池在25℃的环境下可获得较长的寿命,长期运行温度若升高10℃,使用寿命约降低一半。
过度充电。长期过充电状态下,正极因析氧反应,水被消耗,H+增加,从而导致正极附近酸度增加,板栅腐蚀加速,使板栅变薄加速电池的腐蚀,使电池容量降低;同时因水损耗加剧,将使蓄电池有干涸的危险,从而影响蓄电池寿命。
过度放电。蓄电池过度放电主要发生在交流电源停电后,蓄电池长时间为负载供电。当蓄电池被过度放电到其电压过低甚至为零时,会导致电池内部有大量的硫酸铅被吸附到蓄电池的阴极表面,在电池的阴极造成“硫酸盐化”。硫酸铅是一种绝缘体,它的形成必将对蓄电池的充、放电性能产生很大的负面影响,因此在阴极上形成的硫酸盐越多,蓄电池的内阻越大,电池的充、放电性能就越差,蓄电池的使用寿命就越短。
2.2.2阀控式蓄电池的正确使用和维护
蓄电池应放置在通风、干燥、远离热源处和不易产生火花的地方,安全距离为0.5m以上。在环境温度为25℃~0℃内,每下降1℃,其放电容量约下降1%,所以电池宜在15℃~20℃环境中工作。
要使蓄电池有较长的使用寿命,应使用性能良好的自动稳压限流充电设备。当负载在正常范围内变化时,充电设备应达到±2%的稳压精度,才能满足电池说明书中所规定的要求。浮充使用的蓄电池非工作期间不要停止浮充。
必须严格遵守蓄电池放电后,再充电时的恒流限压充电恒压充电浮充电的充电规律,条件允许的最好使用高频开关电源型充电装置,以便随时对蓄电池进行智能管理。
新安装或大修后的阀控式蓄电池组,应进行全核对性放电实验,以后每隔2~3年进行一次核对性放电实验,运行了6年的阀控式蓄电池,每年作一次核对性放电实验。若经过3次核对性放充电,蓄电池组容量均达不到额定容量的80%以上,可认为此组阀控式蓄电池寿命终止,应予以更换。
结语
虽然通信电源不是通信网的主流设备,但它却是整个通信网中最重要、最关键的设备。必须看到,通信电源是整个通信网的能量保证,它的作用是整体性和全局性的。在日常维护工作中,要引起足够的重视,明确工作重点,抓住工作重心,确保重点系统的安全运行,减少因电源引起的通信故障,降低故障的影响程度,从而确保通信网的安全畅通。
参考文献:
1.1更换前准备情况1)将中达电源柜搬运至车站通信机械室,临时对该设备接上一路交流电源,检查整流模块输出电压、测量蓄电池内阻、检查设备监控模块设置参数,确认准备使用电源柜工作正常。2)对正使用的电源柜蓄电池内阻测量,均小于4mΩ,认为蓄电池状态正常。3)且对该车站通信机械室进行标准化整治后,交直流电源线、地线等已加套波纹管防护并绑扎整齐放置在防护钢槽内,如果从新敷电源线等比较麻烦,在对比两电源直流输出位置,发现线够长,决定在原位置不影响正在运行的通信设备使用情况下实现电源设备倒换。4)据此制订了电源设备割接方案,然后明确具体人员职责,准备材料工具,确定具体施工日期等。
1.2设备更换具体操作各方准备工作完成后,按照事先分工开始准备;到行车室要点登记并防护,参与人员开始按照分工进行设备拆卸和电源线割接;为了保障运行设备安全,专设一人负责观察运用设备状态,防止发生设备掉电等意外时不能及时发现;首先将动力源电源柜交流停电,在负载未割接前用蓄电池供电,然后将交流线从电源柜开关松开,将接头等绝缘防护处理后慢慢从设备内顺出撤下,松开地下固定螺栓,挪动电源设备,腾出位置,然后将中达电源柜安装至原位置上,开始将原撤下交流电源线整理并压接至新设备上;在开始敷设临时直流电源线时,时间用了近两个小时。
1.3意外发生情况和处理在原使用电源设备交流停电后,蓄电池直流输出电压很快降至49.8V,然后匀速下降,约10min下降0.1V左右,2h后降至48.6V,这时输出电压开始发生较大变化,下降趋势加快,当负责监控人员发现异常时,电压已降至47.8V,并且电压降速如雪崩般开始,当时现场十分慌乱,决定先临时恢复电源柜交流供电,急忙将原临时使用过的交流电源线压上,这时蓄电池输出电压已低于46V,马上将到电源柜一级掉电保护电压,即将影响通信设备使用;在交流电源线接上后,简单确认没有问题,急忙将空开推上,交流电输入恢复。接着电源柜整流模块等部件开始工作,直流输出电压显示50.2V,并开始对蓄电池有15A左右充电电流,但充电电流下降很快,5min后只有3A左右,不过通信设备掉电危机解除了。
1.4任务完成情况在危险解除后,将通信设备上第二路直流输入端子临时敷设电源线至新电源设备,等线接好后,准备让新安装电源柜同时向设备供电;这时动力源电源设备直流输出电压只有51.3V,而中达电源柜现在均充状态下直流输出电压达到56V,这时压差过大,且老设备蓄电池亏电,一旦给两电压并接,必然产生有从新装电源柜直流输出端子对老电源蓄电池充电电流,且无法估计该电流大小,很可能出现烧直流保险等问题;于是暂时停工,观察设备状态,直到下午新电源柜处于浮充状态电压在53.6V,而老电源柜输出电压也上升至53.4V,这时开始让通信设备上有两电源柜输出直流电源并接,然后在老电源柜拔下直流输出保险,停止给设备供电。在中达电源柜监控模块中对各项技术指标进行按照标准和实际情况设置;撤除通信设备上至老电源柜电源线;确认设备使用无异常后,撤除老电源柜;更改动环监控模块参数,使对新电源设备动环监控正常,完成了本次电源设备割接倒换工作。
2需要吸取的教训
事后通过对这次工作过程进行总结分析,主要需要吸取的教训如下:1)对老电源设备蓄电池电量认知存在问题,应该看到本次设备更换,是认为该设备不能进入均充状态,输出电流小不能满足电池维护的需要,且故障率高而做出的决定,对蓄电池现有容量虽然有考虑,并测试了蓄电池内阻,但内阻测试指标只能反映电池现在状况,不能根据内阻大小确定存有电量;2)在制定方案时考虑到负载电流小(4A),而蓄电池为100AS,主观认为电量供设备使用5h应该没有问题。按照以前的多次经验,在制订方案时按照蓄电池现有电量能够满足本次割接需要考虑,结果出现意料之外情况;3)施工时只图方便,因为重新敷设各种电源线比较麻烦,既要撤除旧线,还要对新线防护绑扎等,这两项工作至少需要半天时间。而利用旧线则比较省事,只是老电源柜停电时间较长,但过去也曾多次发生过恶劣天气时,区间基站交流停电5h负载电流10A情况下没有影响设备使用情况,故决定按省事方案实施;4)整个应急预案有问题,在施工时只考虑如果不小心造成个别通信设备掉电,怎样及时发现恢复等,没有考虑到整个电源直流供电中断,认为在过去电源柜割接时没有发生问题,未看到此次是因设备存在故障更换,与过去更换老设备的区别,因此遇到情况一片混乱,临时决定先恢复交流使用,如果加上交流电后,电源柜直流输出不能恢复,下一步应该如何进行没有方案;5)充分反映了设立安全监控人员的必要性,在设专人担任防护时,有人提出没有必要,室内空间小,在旁边不直接参与施工有妨碍等。如果不能及时发现电源电压发生异常情况,就没有处理问题的时间,发生掉电故障不可避免。
3结束语
1UPS
1、UPS组成。UPS由整流器、逆变器、静态开关、维修旁路开关和监控模块组成,当交流正常供电时,UPS可看成一台稳频稳压电源,输入电源既向蓄电池组充电又向逆变器供电,逆变器输出洁净的交流电源。市电中断时,UPS立即将电池的直流电能,通过逆变器向负载供电。为保证通信设备在主电源中断或波动等情况下通信各子系统仍能可靠的工作。
2、UPS运行方案。本工程选取了艾默生的UL33系列UPS系统,根据实际情况,将UPS的运行分成控制中心并机方案和车站、车辆段、停车场单机方案。a)控制中心并机方案(1、2号线合用UPS)。在南关岭控制中心由专用通信系统对UPS进行整合,为1、2号线专用通信、信号、AFC、FAS、BAS、SCADA系统统一供电。此方案采用由2台三进三出工频UPS构成“1+1”冗余并联设备。b)车站、车辆段、停车场单机方案3、UPS系统的几种工作模式.正常工作模式:整流器将三相交流电转化为直流电,经逆变器后转为交流供给负载,主要起到稳定电流的作用。蓄电池工作模式:主电源供电中断,蓄电池由充电状态转为放电状态,经逆变器给负载供电。由于蓄电池放点的时间由实际设置的数量决定,所以,当主电源恢复供电前,电池有可能放电停止,这种情况下,逆变器将会停止运行;若主电源在蓄电池电未放尽前恢复供电,则蓄电池自动由放电状态转为充电状态。静态旁路工作模式:当逆变器的输出出现负载短路、过载、欠压、过压或故障时,系统会自动切断逆变器,转为静态旁路直接输出给负载。手动旁路模式:手动旁路模式通常是在维修时用到,首先手动合上旁路开关,将负载转向维修旁路直接供电,以实现对UPS不停电维护。此时,维修人员可对UPS柜内的设备进行维修。
2开关电源
开关电源为传输设备、电话交换机、部分无线设备等通信设备提供质量良好的直流不间断电源。直流配电输出单元将整流器输出端接入配电装置的输入端进行分配,输出至有关通信设备。高频开关电源的工作方式采用输出电压软启动工作方式,所有模块和插板均可带电插拔。开关电源具备对蓄电池限流充电、过放电保护;具有电池容量在线监测、设置电池放电终止电压,并具有强制蓄电池退出功能;能够在网管中心对电池进行定期充放电维护。
3交流配电屏
交流配电屏在控制中心、车站、车辆段为专用地铁通信系统提供UPS输入输出配电。在控制中心可实现在停电期间对负载回路进行分时供电方式(2小时、1小时、0.5小时):为专用通信系统后备时间2小时,信号系统后备时间0.5小时,AFC后备时间2小时,FAS后备时间1小时,BAS后备时间1小时,SCADA后备时间1小时的分时输出配电。
4蓄电池
电源系统交流输入设计两路,一路从市电接入,一路从柴油发电机输入,当市电出现异常时,自动切换至柴油发电机发电,如图1所示。三相市电R,S,T分别由空开L1、L2、L3接入,给整流模块供电,控制板上设有市电过高或者过低的指示灯,在市电正常供电时,报警指示灯熄灭,市电过高或者过低时,相应的报警指示灯会亮起。考虑到可能会有浪涌电流的产生,损坏通信设备,在开关整流模块和交流辅助输出口之前安装C级防雷系统。
交流配电单元(屏)设计方案:(1)交流接入电路:市电经过交流空气开关输入通信电源系统,交流空气开关的额定容量即为交流配电单元的额定容量。安装基站装机容量为8KW计算,交流配电容量属于50A等级。选取50A三相交流空气开关,具体型号为施耐德空气开关C65N系列三相50A4P50型。(2)整流模块交流输入开关:在市电接入空气开关之后,交流配电单元分别为每个整流模块提供一路单独的交流输入开关,开关额定电流大小根据开关整流模块的容量确定,本系统设计选用台达DPR2000C系列开关整流模块,故选择额定电流12A的施耐德单相空气开关。(3)交流辅助输出:电源系统的交流配电除了给整流模块提供交流电外,还需配置额定容量不同的各种的交流输出接插口,供基站内交流用电设备使用,因此外加一个交流配电排,供其他交流设备取电使用。(4)交流侦测电路:由1:20的交流变压器和整流滤波器件组成,将交流配电单元的原始电压、电流和频率等参数转化为监控电路可以接收的采样信号。(5)交流监控电路:通信电源监控单元有专门处理交流配电情况的微处理器电路,可以自动完成采样信号的接收、处理、报警、显示等功能。(6)防雷器:选用电源C级电涌保护器,具体型号选用ASP公司的AM1-80/3+NPE。
二、直流配电单元设计
直流配电单元的正负母排分别与整流模块输出的正负极相连,同时它还接入了三组电池组BAT1、BAT2、BAT3。电池通过熔断器,LVDS直流电流切断器及分流器接入-48V铜排。霍尔传感器检测电池1、电池2、电池3的各自电流及负载的总电流,接触器CB1-CB6由直流断电控制板及监控模块来控制,实现电池及负载的自动切断及重新接入功能,电流信号经信号转接板转换后送入监控单元。
LVDS为电池直流电流切断器,做一次或者二次下电使用,本设计方案设计只有一路直流下电控制,以保护蓄电池组,防止过度放电造成电池损坏。当交流中断,系统靠电池电流维持运转时,监控系统会检测蓄电池组当前电压值,当目前电压值低于预设电压时,会发出跳脱信号,控制LVDS切断直流供电。负载电路所选用短断器由每路设计通过电流决定,24载频通话,直流功耗为3KW,选择施耐德EA9AN2C60,60A断路器,WCDMA机柜每个1.5KW,选择施耐德EA9AN2C30,30A断路器3个,还有一路提供给传输设备,传输设备功耗0.5KW,选择施耐德C65N-2P-10A,10A断路器,剩余3个直流负载位置预留,为以后基站升级扩容留下空间。
目前,我国通信电源在设备配置、工程建设以及系统设计方面都存在着一定的问题。在对通信电源进行设计时,只是着重考虑可靠性的要求,对于应急方面并没有进行深入的设计。同时一些通信站在建立时,其供电设备不是十分齐全,当通信站出现突发事故之后,蓄电池无法持续长时间供电,又没有其他应急措施,从而导致通信线路长时间中断。此外,在建设通信站的过程中,并没有严格按照要求进行建设,当通信站投入到使用时,非常容易引起电源系统的故障,严重时甚至会出现火灾等一些事故。同时,通信站的环境也是非常的重要。在建设通信站时,除了主设备机房的配备好一些之外,其余的组成部分相对来说就比较差一些,使得电源设备无法长期可靠地运行。因此,对于电力通信电源系统运行管理和设计技术来说,相关章程和制度还不够完善。当对通信电源进行设计时或者是对其进行维护时没有可遵循的规章制度,从而导致了在进行这项工作时极度不规范,严重地影响到了电力通信网的正常运行。在对通信电源进行维护和管理时,没有专门设置于此有关的岗位,同时还缺少相应的技术管理,没有相应的维护方法,无法以电源系统中各种各样的设备运行和维护的特点作为根据,进行合理的、有效的维护和管理。
2电源系统中常见的故障和维护
2.1蓄电池方面出现的故障变电站中出现事故之后,其最有可能出现的原因就是因为蓄电池内部出现了短路的情况,电流出现了异常,从而导致了电池发生爆裂的情况,电池组的负极在接线处的绝缘层可能受到损坏,并且与蓄电池架有所接触。蓄电池架是与地面相连接的,电池组经过蓄电池架对地放电,使电源线过热,从而引发了火灾。所以,工作人员对通信站进行建设时首先要注意在建立蓄电池柜时使其尽量不要接触地面,以免出现上述故障。其次,要定期对蓄电池组进行检查,当发现蓄电池出现损坏的情况,要及时地对其进行更换,同时对所有的蓄电池进行充放电,使蓄电池的性能达到指定的要求。蓄电池在通信站中是必不可少的部分,如果在市电停止输送时,蓄电池出现故障,那么所有的设备都将会停止工作,从而使得整个通信出现中断的情况。因此,对于蓄电池的维护工作是十分重要的,同时相对来说也是有些困难的。目前,我国使用的蓄电池一般都是阀控式密封铅酸蓄电池,这种蓄电池较原有的蓄电池有着非常明显的优势,其中最为明显的就是维护的工作量大大减少了,从而导致了维护人员出现了一些错误的认识,认为这种蓄电池是可以不用维护的,忽略了对蓄电池的维护,从而导致了在正常的使用过程中出现故障。因此,工作人员在对蓄电池进行维护时,应该定期对其进行仔细的检查,使蓄电池的状态达到指定的标准。
2.2高频开关电源方面的故障当主干网设备光端机出现了失压的情况,首先应该对电源的开关进行检查,通过检查可以发现其中的一个开关电源出现交流告警,然后对出现告警的开关电源进行仔细的检查,会发现整流模块没有丝毫电压的存在。蓄电池组的电压是42V,对开关电源再一次进行仔细的检查,会发现进线交流接触器没有完全的吸合,同时对交流切换控制的电路板进行检查,控制插件出现了比较松动的情况,此时,应该将控制插件进行紧固,并且使其重新工作。当设备正常运行时,对其观察一段时间,看其是否会再次出现异常。一般出现这种状况的主要原因是因为其电路板上的控制插件出现了松动的情况,使得开关电源交流接触器不能进行正常的吸合,整流模块就会出现失压的状况,从而使得整个电力通信出现业务中断的情况。一般在对通信站进行建设时都会设置一台交流配电屏,这种配电屏具备两路自动切换单元的功能。两路市电在通常的情况下是经过交流配电屏然后到达通信电源。所以,工作人员应该直接将自动切换单元抛开,将市电直接引入到其中。当通信电源交流电流经过改造之后,大大地增加了其稳定性,使其可以更加安全、稳定地进行工作。在使用高频开关的过程中一定要注意,大功率的设备不要进行随意的增加,同时在满负载的状态下一定不要进行长时间的运行。通信电源一般都是24h运行的,很少出现中断的情况,增加开关电源的负载量是及其容易造成模块出现故障,甚至是损坏整个电力通信网中的电源系统。
3结语