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浅析提高通信电源可靠性的方法

出处:论文网
时间:2017-09-09

浅析提高通信电源可靠性的方法

  1 概述

  目前,安全稳定控制系统、调度自动化系统和电力专用通信系统已经成为现代电网不可缺少的三大支柱,其中,通信系统又是其中的基础和保证。通信系统对通信电源的基本要求是可靠、稳定、高效,目前,随着通信设备近几年的快速发展及通信理念的不断进步,在系统设计时设备采用冗余配置,通道部分采用双路或环路结构,发生故障往往是局部性的,可控的,但通信电源发生故障将会造成全局通信中断和瘫痪。所以必须加强通信电源设备的运行及维护。

  2 通信电源直流供电系统的组成及供电方式

  目前我国的通信直流供电系统中,广泛使用的一次电源采用整流器、交直流配电部分和控制器组成,同时和蓄电池、系统接地构成不间断直流电源供电系统。高频开关整流输出的直流电压通过直流配电部分,连接到蓄电池和通信网,构成整流器与蓄电池组并联向通信设备供电的全浮充供电系统。交流供电正常时,整流器输出的电压供给通信设备,并对蓄电池组进行浮充充电,保持蓄电池的容量。当交流供电中断时,整流器停止工作,由蓄电池向通信设备供电。交流供电恢复后,又由整流器向通信设备供电,同时对蓄电池进行补充充电,然后转为浮充状态。

  3 蓄电池浮充电压的选择

  通信电源中的蓄电池大多采用全浮充制供电方式,这样可以使电池经常处于充电状态,抑制和补充电池自放电所引起的容量损失,从而保证蓄电池有充足的容量储备。

  浮充电压的确定,应以能抑制蓄电池的自放电,并及时补充自放电造成的容量损失为依据,依据我国通信行业标准YD/T799-2002《通信用阀控式密封铅酸蓄电池》中规定:“蓄电池浮充电单体电压为2.20∽2.27V(25℃)”“蓄电池均充电单体电压为2.30∽2.35(25℃)”。考虑到蓄电池个体差异及、负载及市电的波动,在规定温度下(一般10℃∽30℃,最好20℃±5℃)取2.23V×24节=53.5V,而在均充中,取2.35×24节=56.4V。根据我们的实践经验,单只电池的浮充电压为2.23 伏时,电池即可获得足够的补充充电电流,从而保证有足够的储备容量。

  在实际应用中,往往根据产品设计参数选择合适的浮充/均充电压,过高的浮充电压将加剧正极板板栅的腐蚀,并可能使蓄电池排气频繁、失水、温度升高,从而缩短电池的使用寿命。

  4 通信电源系统的运行方式

  4.1 通信电源系统的构成

  现在成熟的通信系统其一次电源均采用两套独立的架构构成,即独立的市电(或油机发电、太阳能等)、独立的充电屏、独立的负载屏,提供给通信设备1+1的电源保护,但二次电源的保护容易忽略,在发生通信电源故障的时候,单路电源进入通信设备迫使其中的1路二次电源模块满负荷运行,无法起到二次模块的热备用/或均流的效果,一般有两种解决办法。

  (1)在通信设备的一次电源输入端加装均流模块,利用二极管的隔离作用,在一路一次电源失电时,另一路一次电源能够保障通信设备两路二次电源的运行。

  (2)在两个独立的负载屏(或二路独立电源安装在一个负载屏)之间加装均流模块,可以起到同样的效果。

  4.2 二次下电技术

  二次下电,是指在极端情况下(电源故障或停电等),为保证重要通道(用户)的设备运行,依据事先设定的参数,在蓄电池组放电过程中,先期退出部分次要用户,延长主设备的运行时间,并在电池电压下降到保护电压时,停止蓄电池的放电,以保护蓄电池组。这种两级断开负载的动作和措施即为二次下电。

  4.3 隔离变压器技术

  现代通信为实现多样化,在光纤通信普及的今天,仍然保留部分微波通信、载波通信等传统方式,微波站地处高山,易遭雷击,采用三相四线制供电一方面造成微波站铁塔雷击通过地线(零线)传导到供电一方,另一方面供电方发生电源故障(比如单相短路或故障)其地位的变化也会对微波站的通信设备造成反击,由于微波站地处偏僻山上,地域狭小,受条件限制,往往采用零-地混用方式,地线电位的突变造成零线电位的突变,损坏通信电源设备,通过在微波站通信机房电源进线处加装隔离变压器,即保证了市电的输送,又使供电方及微波站的地网独立分开。

  5 整流屏(充电屏、开关电源)的使用运行

  整流屏输入市电(交流220V)原则上应具备两条彼此独立的(不同点的供电变压器)交流供电。只具备1路交流供电的通信站应配置发电机或其他备用发电装置。开关电源设备整流模块容量应能同时满足负载供电和蓄电池充电需求,并考虑一定的冗余,模块数量按N+1冗余配置。具备两套开关电源的通信站其每套电源必须保证符合5.2要求。开关电源交流输入端须具备自动/手动切换功能。首次市电接入时,应检测三相交流电的相序,以免造成设备异常。并在开关电源前端(交流输入侧)加装C级浪涌保护器件(SPD)

  6 交直流配电屏使用及运行

  通信站的负载屏一般列装交流分配和直流分配单元,其中交流分配单元直接取至交流输入切换开关后,由于切换过程的存在一定的延时和抖动,发生切换时会出现设备重启现象,对一些重要交流用户而言是不允许的,为此,我们在负载屏上加装了逆变单元,其输入分为两路,一路交流220V输入,一路直流-48V输入,正常时通过-48V逆变输出交流220V,当-48V异常时自动倒换到旁路220V交流输出,保证了重要用户的不间断供电。

浅析提高通信电源可靠性的方法

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