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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。
中国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》.
1.2蓄电池的容量和质量判断蓄电池的容量和质量测试和判定一直是困扰通信电源维护和管理工作人员的一个重要问题。目前市面上尽管有着很多种蓄电池的测试仪器,但是经过实际的使用可以发现,其中很大一部分测试仪器都不能准确可靠地对蓄电池容量和质量进行检测和判定。蓄电池测试仪器检测出来的数据尽管达到了蓄电池检测的各项指标,但是根据蓄电池实际在线检测得到的各项结果来看,在一些放电的关键性时刻其表现并不能让人满意。另一方面,部分地区级单位没有足够的资金去配备性能可靠的蓄电池检测分析仪。本文根据蓄电池的实际运行经验,认为对蓄电池的容量和质量检测可以从以下几个方面进行:(1)对比标示蓄电池进行检测和观察。一组蓄电池组的容量大小一般取决于整个电池组中容量最小的一只单体电池,因此可以通过先放电再充电几次后进行观察和测试。针对测试中明显落后的电池组用均衡充电的方式进行处理,再次观察,看该电池组能否恢复到原有的电池容量。必要的时候可以对电压落后的电池进行单独处理,确保整体蓄电池组的电容量得以维持。(2)切断市电,改由蓄电池对通电设备进行供电。开始负载后,蓄电池的电压就会从53.8V慢慢下降,一般情况下,在蓄电池的电压下降到48V的时候还能维持很长时间。但是如果蓄电池的电压在很短的时间内就下降到了48V以下,那么该蓄电池的容量肯定就是存在明显缺陷的。(3)安装投入运行后的蓄电池。由于电力通信系统的重要性,一般情况下一些带有一定风险的深度放电测试是不被允许的。因此,一旦出现需要转换电源或者电源出现故障导致供电中断的时候,就应及时赶往现场对蓄电池的实际放电情况进行观察和记录,掌握蓄电池运行的第一手宝贵资料。
2电源模块的使用和维护
通信电源的电源模块一般都是采用多开关的电源形式。现阶段,随着科学技术的不断发展,我国国产的智能高频快关电源技术正在不断发展和成熟,产品性能也越来越稳定,对于通信机房的温度要求也没有以前那么严格,能够在-5~40℃之间正常工作。但是,不管是风冷式还是自冷式的电源模块,都必须保障通信机房内的清洁,避免灰尘和潮湿对电源模块产生影响。灰尘和潮湿不仅会导致电源模块的散热器件工作质量下降,严重时还会引起主机的工作出现异常和紊乱,严重影响电源模块的工作效率。因此,对电源模块的日常维护工作主要就是对电源模块和通信机房的清洁。另一方面,在使用过程中,要注意不能使电源模块长期处于满负载状态,更不能随意地增设大功率的用电设备。电源系统一般都是处于不间断的运行状态下的,因此长期处于满荷载状态和增加额外大功率设备都会造成电源模块出现故障。一些工作人员在对电源模块进行检修和维护时,经常将不同厂家型号的开关电源模块并列运行,这样做不仅容易导致电源模块出现故障,还会严重影响设备的长期稳定运行。这是因为不同厂家型号的开关电源模块的使用频率存在差异,开关电源不同于线性电源,其在使用和维护中对频率有着很高的要求,不能保证不同型号的开关电源输出电压校调至完全相同,也就难以实现各个电源模块的符合均摊。
3综合利用管理电源设备
电力通信部门由于要长期使用220V的交流电,因此必须通过UPS的方式进行解决。但是蓄电池通过UPS后往往会出现电池容量小的状况,在市电中断的时候蓄电池无法长时间为通信设备供电。现阶段,主要是通过合理利用大容量蓄电池组的通信电源来解决此类问题,其主要的实现方式是借助专门的逆变器和复用现有的蓄电池。具体结构如图1所示。电力通信部门还可以通过并列运行多套电源设备的方式提高电源设备的可靠性和安全性,在其中一套电源设备出现故障中断供电时,只要切换系统,其他的电源设备就可以继续不间断地为电力系统提供电能,保障系统的稳定运转。如图2所示。目前,市场上大部分电源设备为了方便和各个通信设备有效结合,实现电力通信系统的远程维护和实时监控,通常都会带有专门的通信接口。的通信机房一般都没有安排专门的工作人员进行值守,只要充分利用现有的先进技术和设备,就可以实现电力故障的及时发现和排查,切实提高电力通信系统的运行质量。
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。
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。
2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。
一、前言
随着通信行业的大力发展,农话、小交换点、传输基站、接入网、广电等领域在基础建设上进行了大力投入,对中小容量电源的需求也日益旺盛,铁路等专网领域亦如此。在目前正能ZNDU系列产品中,中、小容量的组合电源系统主要包括ZNDU90B、ZNDU180、ZNDU300以及ZNDU90E,这些系统在某些方面已不能完全满足用户多样化的需要。为满足市场需求,增强ZNDU系列组合电源在中、小容量领域的竞争力,以嵌入式整流器组成的电源系统的研制被提上日程。正能实业以ZXD800E15A开关整流器为基础,组成了ZNDU45和ZNDU150两种系统,下文分别予以介绍。
二、ZNDU45-45A嵌入式电源系统
ZNDU45是为接入网配套开发的嵌入式系统,宽19英寸。该系统集交直流配电、整流器、监控单元于一体,满配置额定输出为-48V/45A,良好的电磁兼容设计使得系统可以用于一体化的接入网机架而和接入网设备互不干扰。
系统的外形共有6个槽位:整流器占3个槽位,交直流配电单元占2个槽位,监控单元占一个槽位。系统采用插箱结构,整流器和监控单元采用热插拔方式,安装、维护方便。
整流器单元采用最先进的功率变换技术,在全负载范围内都有很高的转换效率。损耗减少,不仅为用户降低了运行成本,而且使系统的可靠性得到有效保证。功率因数校正技术的应用,一方面提高了系统的功率因数(接近于1),另一方面使后级功率变换电路的直流输入电压相对稳定,工作更加可靠,在交流输入(130~300)V的范围内整流器可以输出额定功率。由于使用小容量电源系统的地区电网大多不稳定,有些地区甚至使用的是极其不稳定的小水电,嵌入式整流器对交流电网极强的适应能力使得在电力不稳定地区也可放心使用。
系统满配置为三个整流器,每个整流器的额定输出为15A。由于接入网一体化机架的用电量不大,如果以更大容量的整流器组成系统供电是不合适的,因为如果以单个大容量的整流器供电,系统没有备份,不安全;如果以2个或更多的大容量的整流器供电,则不经济,出现“大马拉小车”的现象。而以15A整流器组成系统,既经济,备份方式也更加合理。
交直流配电单元完成交流电源的输入与防雷保护、直流输出的分配、蓄电池的接入与保护等功能,并为监控单元提供检测信号。由于系统的容量很小,系统采用单相交流电源供电,在交流输入(130~300)V的范围内,系统可以正常工作。由于该系统主要用于一体化的接入网机架,配电单元遵循“简单即可靠”的原则,为接入网一体化机架度身定做,经济实用。
监控单元是系统的核心。实时检测交直流配电单元、整流器单元和蓄电池组的工作状态,对数据进行分析、处理,根据分析的结果完成系统的管理功能。监控单元具有本地的人机界面并可以通过多种传输方式和监控中心连接,实现远程监控。
三、ZNDU150150A组合电源系统
ZNDU150150A组合电源系统采用独立的一体化组合电源机架,整机外形尺寸和ZNDU600E600A组合电源系统兼容,高、宽、深分别为2000、600、660mm。系统集交流配电、整流器、直流配电、监控单元、二次模块、蓄电池组为一体,可广泛使用于中、小容量的程控交换局、移动基站、卫星地球站等场合,尤其适用于为农村电话支局、微波中继站、铁路信号站的通信设备供电。良好的电磁兼容设计使得系统可以和主设备放在一起而不互相干扰。
系统的共分三层:
上层为交流配电单元和直流配电单元。交流配电单元位于机柜的上部前方,完成交流输入的防雷保护、多路交流输入的切换以及三相交流的分配,并为监控单元提供检测信号。根据用户不同的要求,交流输入可以提供单路手动、双路手动、双路自动切换等方式。在多路交流输入方式下,多路输入回路之间有可靠的电气和机械互锁装置。系统交流输入采用三相五线制输入方式,在没有三相电源的场合,也允许单相三线方式输入,方便用户的使用(系统在单相三线输入时,零线要适当加粗)。
直流配电单元位于机柜的上部后方,主要完成直流输出的分配与保护、蓄电池的接入与保护等功能。直流输出路数可以根据用户的需求灵活进行配置,在交流发生故障的情况下,还完成直流应急照明的输出,为工程现场提供照明。系统可以接入两组蓄电池,当交流输入故障、整流器组不能提供直流电源时由蓄电池组给直流负载、二次模块和监控单元供电,保证用电设备不间断工作。
机柜的中间为整流器和监控单元,分为两层排列,每层6个槽位。监控单元占用一个槽位,另外的11个槽位分配给整流器单元,系统可以在(30~165)A之间灵活配置,满配置输出容量为165A。整流器单元对输入的交流电能进行转换,变换成稳定的直流电源供给直流配电单元。整流器单元通过与背板的接口为监控单元提供检测信号。整流器和监控单元采用热插拔方式,维护、更换都很方便。
电池仓位于机柜的下部。一般的,用户将电池组放在机柜的外部,电池仓可以用来储藏工程维护用的工具、说明书等资料;也可以将小容量的电池组放在系统机柜的下部,特别适用于移动基站等对空间有特别要求的场合。
机架下部电池仓的上方有一个单元可以用来放置二次电源模块ZXDCMI。ZXDCMI模块为-48V输入,6V/13.8V/24V多路输出,满足用户多个直流电压等级的需求。当二次模块故障时,通过干节点将告警信息传送给监控单元。二次模块一般在ZNDU150用做铁路信号站电源时使用。
监控单元是该系统的核心,外形和整流器相同,占用一个整流器槽位。监控单元实时检测交流配电单元、整流器单元、直流配电单元、二次模块、蓄电池组的工作状态,对数据进行分析、处理,根据分析的结果完成系统的管理功能。监控单元具有本地人机界面,并可通过多种传输方式和监控中心连接,实现远程监控。当告警发生时,除了系统前端提供声、光告警以外,还可通过通信单元将告警信息送往远端,也可通过8个干节点状态的改变对维护人员进行提示。
系统具有完善的蓄电池管理功能,可以对蓄电池进行温度补偿,根据测得的电池温度,调整整流器的输出电压;可以对蓄电池进行自动均浮充管理,根据交流停电时蓄电池放电的深度或周期性地对蓄电池进行均浮充管理;在交流停电时监视蓄电池的放电状态并在过放电时提供保护功能。蓄电池管理功能的实施,可最大限度地延长蓄电池的使用寿命。
可以根据用户的需求提供蓄电池放电时的二次下电功能,将直流负载根据重要性的不同分为两组,在交流停电时由蓄电池组给负载供电,监控单元根据蓄电池放电的深度和负载重要程度的不同将负载分两次切除(先切除次要负载,如果蓄电池继续放电则切除全部负载)。二次下电功能的实现,在保护蓄电池不致过放电的同时保证了重要设备有尽可能长的工作时间。
四、ZXD800E主要技术特点
ZXD800E高频开关整流器是嵌入式电源的核心。它为单相交流输入,额定输出48V、15A。其结构为国际标准化设计,高度为3U,宽度70mm。19英寸标准机柜一层可以安排6个槽位。ZXD800E高频开关整流器具有以下突出特点:
高功率密度。采用混合散热设计方法,以自然冷却和强迫风冷相结合,ZXD800E整流器的功率功度可达到430mW/cm3,重量小于2kg,在国内外同类产品中处于领先水平。同时由于前后风道设计,可使其安装在任何结构的通信系统中都不会影响系统其它部件的正常工作。
在交流输入130Vac--300Vac范围内整流器可全额功率输出。ZXD800E整流器功率级由两级组成,前级完成功率因数校正,使其在全输入电压范围内功率因数为1,并进行电压预调整。后级主要完成功率变换和电压转换。宽范围输入电压设计使嵌入式电源对电网的适应能力大大增强,特别适合边远电网不稳定地区使用。
工作温度范围宽。ZXD800E整流器在-15℃--+55℃环境温度条件下可全额功率输出,在高温条件下进行适当的降额,工作温度范围上限可达+65℃,能满足从寒冷气候到热天气的储存和使用要求。通过合理的包装设计,能满足公路、铁路、飞机、海船等运输条件。
高技术保证高可靠性。ZXD800E采用特殊技术软化开关功率器件的开关过程,再大限度的减小功率器件的电压和电流应力,通过合理的风道设计降低功率器件特别是电解电容的温升,提高整机的可靠性。
良好的电磁兼容性。ZXD800E采用边界调频和无损吸收技术,并通过有效的屏蔽、接地、滤波,使其具有良好的电磁兼容性。其传导和辐射发射指标满足EN55022的B级要求,输出杂音指标远远优于邮标的要求。由ZXD800E组成的嵌入式电源即使与通信系统置于同一机架,也不会相互干扰。是“绿色电源”之极品。
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。
2监控系统软件系统设计
监控系统的软件部分采用模块化开发方式。整个系统共分为初始化、数据采集管理、控制与维护、人机界面、通信、系统维护等六个模块。在这六个模块中,数据采集管理模块及控制维护模块是整个监控系统的核心模块。数据采集模块可以分为模拟量采集与处理模块、数字量采集与处理模块、报警处理模块三个部分,分别负责系统模拟量和数字量的采集、汇总、处理、存储、转发等工作,同时在分析数据的基础上对系统的运行状态进行分析和判断,如果系统运行状态存在发生故障的可能性,就相应发出报警信号。系统的控制和维护模块的主要功能是接收来自于数据采集模块的数据及初判结果,并根据结果进行电源运行状态的管理,其中包括对系统的自检、故障自诊断、程序复位、系统安全等方面的功能。除此之处,还要完成对其他模块的调度。
(1)犹如人们对阳光、空气、食物和水的依赖
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。
(2)摩天大楼与基础的关联性
摩天大楼高耸入云,雄伟壮观,强风中坚定不移,坚实的基础则是默默无闻的功臣。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。
(3)广泛的实用性
在通信枢纽大楼里,在卫星地面站、光缆、微波中继站、国际海光缆登陆站……所有需要安装电器设施和通信设备的地方,都需要首先建设好电源和通信电源。众多电源设备能在不同类型外电环境中经不同组合生产出A、B和C不同级别的多种电源,以满足不同用户的不同需求,做到稳定、安全和可靠。
结论:电源是一切通信必不可少的坚实基础,而且是非常重要的根本保障。
2通信电源的重要性
下面列举了邮电行业几次因电源故障而引起的重大的事故:
A)1995年4月1日,广东汕头金砂邮电大楼电气特大火灾,直接经济损失1497.9万元;
B)1995年11月26日,贵州毕节地区邮电局通信大楼电气特大火灾,直接经济损失901万元,中断通信50h,间接经济损失335万元;
C)2002年2月27日0时35分,海南省海口市海府路通信楼无人值守市话传输机房失火,造成海府局的市话出入局中继大面积闭塞,出入局呼叫、数据通信、小灵通网络、部分金融系统网络和有线电视网络都受到不同程度的影响,同时造成6500个接入网用户通信中断,52个中国移动通信机站的通信受阻。其政治影响甚大。
若要恢复原有的通信能力,投入资金是损失资金的若干倍,投入的力量也将很大。
通信电源的质量与实用安全直接影响到通信质量、通信设施和人身安全,轻则影响通话质量,中断通信;重则毁坏机楼,酿成重大事故。A、B和C事故及以前的几个重大火灾,迫使邮电系统下大力气连续几年进行全行业的安全大检查。近年来暴露出的安全隐患问题,需要我们采取更有效的措施,扭转极不安全的被动局面。中国电信集团会经常性地进行安全大检查,扎扎实实地把安全生产抓好。
电源专业及应用对通信企业的安全生产有着至关重要的作用,万万不可忽视。
3通信电源的特点、现状及存在的问题
(1)设备品种甚多,使用组合奇特
高、低压配电设备;发电设备包括柴油、汽油发电机,风能、太阳能和燃汽轮发电机;交直流变换设备包括AC/AC、AC/DC、DC/DC、DC/AC、UPS和蓄电池设备等。
在通信枢纽大楼、卫星地面站、光缆、微波中继站、国际海光缆登陆站、交换机楼和模块局等众多的不同供电环境(条件)中,不同需求的魔方组合,神奇而多样化。一个关键问题是要严格贯彻通信电源的相关技术标准,遵循科学规律,做好设计、建设和维护工作。
(2)涉及专业学科知识多
通信电源的专业维护需要动力机械学、化学、电子、通信与自动控制技术和计算机应用知识。
(3)消耗能源巨大,设备资源丰富,需要精心管理通信生产用电和确保通信机房环境温度等用电,所消耗的电能源是巨大的。而且通信电源设备的种类多、数量多,通信电源、空调设备资产大约占总资产的3%~5%,在一个拥有4000多亿元人民币资产的强大通信企业——中国电信集团公司,通信电源、空调设备的资产约占200亿元人民币,因此加强管理,提高使用效率,降低成本,意义重大。
(4)维护好通信电源责任重大
电源专业工作常处于高电压、大电流、使用易燃油类和防雷保护等特殊环境,对安全生产、通信防护和消除火灾等方面有着不可推卸的责任。(5)通信电源专业维护体制亟待与通信维护体制改革同步
对于中国电信集团,该专业共有近万名员工,工作面广,维护设备多。目前的维护操作方法与传统方式变化不大,减员只是在人员看守设备方面有一定的潜力,而且必须达到通信电源设备自动化、监控手段完善化,只有安全防护达到无人值守条件时,才能实现无人值守。实际设备的检测需推广新技术和新方法,提高工作效率,减员才有实效。过去,通信能力飞速发展,而电源维护人员的数量却变化不大,这是生产效率提高的具体体现。
(6)电源专业方面存在的问题
·生产安全险象环生。近年来供电事故不断发生,严重影响并威胁到通信安全。例如,根据已了解到的电源设备事故分析,蓄电池事故占70%,高压切换事故占20%,高频开关电源事故占10%(强排风,灰尘侵入设备);全通信专业对通信电源的使用也存在很多的不安全因素,众多的火灾事件也都与电源或其使用有很多关联。技术管理需有效加强。缺乏对运行维护中存在的问题进行及时、有效的研究和有效的对策,对事故的分析,特别是通信电源的应用安全、通信机房环境、蓄电池的容量和放电等问题,值得深入研究其维护方法,进一步完善和提高监控系统的技术规范。
·亟待提高企业化管理。对企业体制发生巨大变化的今天,没有适应新的电源维护响应模式,没有企业化管理的应对策略。例如:全方位服务问题,电源维护成本分摊问题,高质量的通信电源应用技术支持问题等。
4重视通信电源的管理与应用研究
要加强运行管理,减少通信事故,预防、杜绝恶性事故发生;对于庞大的设备资产,要科学使用,优化组合;在抓节能降耗方面,电源专业有着很大责任,需加强管理;要抓好通信电源、机房专用空调和环境监控系统的完善研究推广应用,抓好通信电源的维护规程、技术规范和安全操作等方面的研究与推广应用;要进行电源专业维护体制改革的研究与推广;要对新的先进供电技术与设备进行应用验证研究,防止盲目性;在知名度极高的通信企业,要培养及配备有一定水平的通信电源管理专家,中国电信集团应在企业内部建立具有高水平、高素质的通信电源技术维护中心及维护队伍。
5具体建议
在通信企业的集团公司总部和省级电信公司的运维部门设通信电源(空调)专业管理岗位,选用热爱通信电源专业并具有相当专业技术知识,对通信专业有一定的维护或管理经验,具有管理才能的技术骨干,负责通信电源(空调)专业的管理。主要抓以下工作:
·集团运维部侧重抓通信电源(空调)专业的运行维护技术管理,负责编制通信电源(空调)专业维护规程。技术规范。安全操作及规章制度,负责指导全通信部门安全管电和安全用电的具体实施工作。
·省运维部门侧重对本企业通信电源(空调)专业的设备运行维护管理,做到科学使用。优化组合;在抓节能降耗、安全生产、安全用电等方面,省运维部分负有责任。
·参与通信电源重大工程的技术选型及重大工程质量验收;电源设备选型应从5个方面考虑:电气性能符合规范要求;安全可靠;技术先进;厂家技术服务保障体系完善;价格合理。而这些方面需要在采购设备中完整体现,宏观地选型无法确定5个因素。应重视待选设备的应用历史及表现。
·负责进行电源(空调)专业维护体制改革的研究与推广;
·负责对新的先进供电技术与设备进行验证、研究与推广。科学技术在不断的发展,其新设备也不断推出,要积极地学习了解,严肃认真地进行实用研究,集团和省电信公司要严格把关。
·参加相关技术交流活动。这是虚心学习和展现中国电信维护管理水平和维护技术水平的极好机会。应积极参加国家相关标准的制定研究工作,参与国际相关方面的研讨事宜。
·在直接担负通信设备运行及维护的省会局和地、市局,要有专人抓通信电源、空调设备的具体维护工作,各维护部门应有专门的通信电源、空调设备的维护专业队伍(电源维护中心),培养和配备相关设备维护专家,抓好通信电源、机房专用空调及机房环境的集中监控系统的维护和完善工作,抓好对发电机组、整流设备、蓄电池和专用空调等设备的运行及例行检测。
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。
1.1变压器变压器节能可以从效率、容量选择、运行方式等几方面考虑。由于现目前用电负荷高,变压器一般有很多台,单台容量一般都在1600KVA以上,因此,变压器长期运行的话,损耗将是非常庞大的数字。比如,某品牌S10就较S9在80%负载率情况下课每年节能约0.48万KVH.所以选择合适的变压器室非常重要的。尽管可能在前期投入上会相对较多,但是从长期来看,绝对是划算的。同时,应该根据所载负荷的大小及成本,选择合适的变压器容量以及数量。以及根据实际运行情况调整多台变压器的主备用状态。
1.2电容补偿设备电容器是用来补偿系统的功率因素,提高系统效率的。其内部一般都有放点电阻,其作用就是当电容器从系统撤出时,电压能迅速至安全电压。但是投入系统时则有放电损耗。而电子式放电容器能避免这种损耗。进行供配电系统方案设计时,我们应该选择技术先进的节能型设备,减少设备自身损耗,提高节能效果。以及上面讲到的合理选择供电模式、降低导线用量;合理选择导线截面和敷设方式,降低配电线路损耗。设计中也应尽可能地考虑系统的功率因素,积极治理谐波干扰。
1.3无功功率的补偿无功功率的补偿能够有效的提高配电系统的功率因素,而提高功率因素的意义有以下几点:(1)能够提高供电设备的利用率,使其可以带更多有功负载,节约设备投资,达到间接节能。(2)提高输电效率,当有功功率一定时,若供电电压不变,功率因素越大,则电流越小,损耗也就越小。(3)可改善供电质量,提高输电安全。电流小,线路电压损耗小,发热量也小,输电线路安全性也得到提高。
2谐波治理
不论是在中心机房还是直流系统等情况下,蓄电池组都发挥着自己的功效。我们都知道,在平常蓄电池组都是处于在线的浮充电备用状态,但是一旦交流失电或者是出现充电机故障的情况,蓄电池组则必须立即应对,为程控交换机和其他的直流负荷提供所需要的能量,在这之后,可逐步恢复由油机进行供电。从这里可以看出,在平常没有有效运用于基站运行的蓄电池,在发生事故的时候,却能够摇身一变成为唯一的负荷能量提供者。而假设如此重要的蓄电池出现了失效的情况,基站的其他设备便会因此难以运行而最终造成通信发生中断,从而给我们造成重大的损失。由于蓄电池类型不同,各自的失效机理也有着巨大差别。因此,面对不同类型蓄电池的失效机理,我们要对其进行相应的维护管理。
1.2常见的蓄电池的测试方式对比
虽说在一般情况下,高频开关电源设备的主机维护需求相对是比较小的,但是由于其具有的特殊性和重要性,我们也应该根据相关的一些维护规章的要求,对蓄电池进行应有的检查,其中包括每月的、每季度的以及年度的保养和检查。在平常的检查中,维护运行人员则要保持蓄电池的清洁,检查是否有过热的痕迹,并且对其电压进行测量,一旦发现有与规定电压有所差别时,便应该做出均衡充电等的及时反应。在现今社会,各种不同的蓄电池维护方法都被不断地发展并运用于我们的实际生活当中,其中包括了电导测试(内阻测试)、核对性放电测试、蓄电池网络化在线监测测量技术等,而这几种测量技术中又有着不同的优缺点。
(1)电导测试(内阻测试)
顾名思义,电导测试是通过利用交流或直流的信号电源,来对蓄电池进行简短的电导测试或者内阻测试。它的优点是测试所需时间短。相应的其缺点是在反馈蓄电池当前容量时有所欠缺,并且要求较高精度的测试仪器仪表以及更好的蓄电池运行环境。该技术在国内外的邮电、通信以及电力等行业运用较广。
(2)核对性放电测试
当蓄电池有多大容量,便能够相应地放出多大容量,这就是核对性放电测试--能够更好地真实地反映出来目前蓄电池的实际容量。放电测试过程中需要用蓄电池目前容量的百分之十的电流来对蓄电池恒流进行10h放电。核对性放电测试的优点是能够准确测量,并且在维护方面没有太大的需求。然而在测试过程中却要求观察充电过程并且进行放电观察。此项技术在邮电、铁路等方面运行较广。
(3)蓄电池网络化在线监测
蓄电池网络化在线监测是一项能够通过远端监控蓄电池的技术,只需要利用目前较为方便成熟的技术,便能够对蓄电池进行监控。如果想要达成远端遥控放电,只需要再加装上放电模块(负荷)。不过这项技术的缺点是需要在所有蓄电池上都加装系统。该技术也是在邮电和铁路方面使用较广。
2.针对蓄电池的维护提出的建议
2.1针对蓄电池系统的维护提出的建议
(1)以下情况应该避免发生:蓄电池长期搁置不用;蓄电池过放电;长期浮充却不放电;选择的充电机波纹过大。
(2)建立对应的温度补偿功能(蓄电池浮充电压随温度上升而下降,-2~+4mV/℃)。
(3)及时为使用过的蓄电池充电。
2.2关于发现和处理老化蓄电池的建议
(1)关于发现老化蓄电池的建议:①对电池的浮充电压进行监测;②对电池内阻的变化进行监测。
(2)关于处理老化蓄电池的建议:①对浮充电压长期处于偏低状态的蓄电池进行补充充电;②对老化蓄电池进行及时的监测,如果发现内阻偏大或者严重偏大,以及电压出现巨大问题的老化蓄电池,要进行及时的应急处理,例如活化或者更换。
2.3关于阀控式铅酸蓄电池如何维护的建议
(1)应该对以下项目进行定期的监测:①蓄电池电压;②连接处是否有松动;③电池壳体是否合格。
(2)应该对出现以下情况的电池充电:①浮充电压有2只以上低于2.18V;②放出20%以上额定容量;③全浮充使用时间达一个季度;④闲置不用超过一个季度。
(3)虽然蓄电池的容量和内阻并没有什么精确的相应联系。但我们可以通过对比上次的测量结果或者出厂时厂家提供的数据来进行比较,通过测量蓄电池的内阻,从而能够观察其离散性。如若出现了内阻或者离散型较为不正常的电池,更要特别注意处理。
(4)在蓄电池的核对性放电方面,应该保持一年一次的核对性额定容量的放电测试,如若发现了蓄电池组有故障,针对其再进行额外的测试。
(5)如若情况允许,则尽量选用多组蓄电池。或者是通过把大的蓄电池由一拆分为二的方法,并且进行电联。这样不仅能够更好地促进稳定安全性,并且并不会增加预算。