电力通信设备电源新技术及其应用

李林泽，董 昊

（重庆信科设计有限公司，重庆 401121）

1 电力通信设备供电方式

电源对于电力通信设备来说就像是人的心脏，起着不可或缺的作用，一旦其出现问题，就会导致整个电力通信设备瘫痪[1]。现阶段，电源系统的技术研究还在不断进行当中，这也意味着目前的电源系统技术不够完善。随着时代的变化，电源系统的供电方式也随之进行改变，从集中供电向分散供电逐步转变，同时还应用了新型电力电子整流技术和免维护蓄电池等[2]。现在通信电源的供电方式主要都是集中供电形式，但由于这种供电方式需要在一定条件下进行，并且还存在着设备占地面积大、运作声音大以及产生酸雾等问题，因此电源供电系统不能安装在有人群活动的地方。这也会导致电源供电系统和负荷中心相距较远，使得在供电成本增加，所以集中供电并不能很好满足现阶段对电力系统的要求。

20世纪80年代以来，我国加大了对开关整流器及免维护蓄电池的监管力度，并且开始对这两种技术进行更多的人力物力投入[3]。这在一定程度上也说明了我国电源供电系统集中供电模式向着分散供电模式转变。根据实际情况可以使得集中式供电与分散供电相结合，这样就可以很好地发挥两种供电模式的优点，从而降低供电成本，提高效益，进一步改善现阶段我国电力领域的状况。虽然这种模式操作方便并且更加的安全可靠，但是也存在着一些问题，如电池数量增加，对电磁兼容性和维修人员的技术水平都有着更高的要求。

2 有关电力通信设备电源新技术

2.1 开关器件

对于电力通信设备电源供电系统来说，整流器发挥着十分重要的作用，其包含着高水平的技术，并且这些技术随着时代更新换代的速度很快[4]。我国电力系统早年使用的是晶闸管相控整流器，现阶段电力系统大部分使用的也是这种整流器。开关整流器的关键部分就是开关装置，之前使用的整流开关都是可控硅整流，通过改变导通角来实现输出电压和工作频率，但有时会不利于电力系统的顺利运行。现在所使用的开关主要是MOSFET和IGBT这两种，前一种开关工作频率较大，有时候可能会达到上百千赫，或是更高。在使用软开关技术之后，达到数百千赫也是有极大可能的，这为高频率及高功率密度整流器的发展前景做了很好的支持。目前为止，开关电源技术受到了很高的关注度，提高开关电源技术可以直接改善电源系统供电模式，所以很多国家都给予了大力支持。

2.2 功率因数矫正

开关整流器内场使用形式一般为双击变换。过程主要是先通过AC-DC整流，然后经过滤波电路将输入的交流电变为直流电，之后再经过DC-DC变为直流。而对于线性元件和储能元件而言，这两种元件的组合是整流和滤波两个环节的整合，所以站在电网的角度，将开关整流器当作一个电容负载。这使得电网供电过程可能出现不能预知的问题，这种问题不再停留在单一的基础波频率正弦波，甚至还会出现谐波污染的现象。

2.3 防雷网络

雷电是影响电力系统的一个自然因素，在一定条件之下会严重影响到电力系统的正常运行[5]。因为雷电的出现会使没有受到保护的电力设备电压骤增，当电力系统被这么高的电压覆盖时，会严重损害到电力系统内部结构，危害是无法估量的。雷击主要分为直击雷和感应雷两种。遭受直接雷击的线路及沿线的电路都会增加大量的电流，这样就会使得极强的电压直接加到了电源设备上，导致电网不能正常运转，同时也会再次出现体积大和低功耗密度的现象。现在国内外普遍采用的防雷措施是由三道防线一同组成的一个全方位的防护系统。第一道防线是将大量的雷击电流直接接地，在地中分解。第二道防线是阻断侵入波沿着引入线进入设备。第三道防线是将被保护设备上的电压幅值提升到一定范围之内。这3种防线可以有效避免因雷击所造成的问题，进而保障电力系统的顺利进行。

2.4 免维护蓄电池

过去的开口型电池，因为水会不断地蒸发以及充电终期的分解，所以需要不断往里面加蒸馏水[6]。并且在充电终期阶段，稀硫酸会随着氢离子和氧离子出去生成酸雾。酸雾会造成空气污染，因此还要对其进行定期清理。清理会消耗大量的人力，而免维护蓄电池可以很好地避免此类问题。免维护蓄电池的正极板与负极板以及电解质都和传统的蓄电池没有什么区别，但是免维护蓄电池的密封程度比传统蓄电池要高很多。电解质为凝胶状，被纳入多孔的隔离板中，不可以自由流动，同时正负极板被隔离板包裹，物质不易脱离，这种特质大大增加了蓄电池的使用时间。因为免维护蓄电池的密封性很好，所以会大大减少水分的蒸发，再加上使用的是阴极吸收法，利用正负极板来吸收氧气，氢气本身生成量就很少，所以没有必要定期添加蒸馏水。同时也因为稀硫酸不会跟随水分进入到空气中，所以大大降低了对空气的污染。免维护蓄电池可以很大程度上减少人力物力的使用，可以大大降低供电成本，因此能够很好地提高电网收益，保障电网的顺利运转。

2.5 电源集中组网监控

对于通信电力系统电源的监控来说，监控技术逐渐发展并走向现代化，更加先进且集中的维护监管方式也是电源系统发展的必然趋势[7]。集中监控就是为了对分布的电源和别的设备进行遥控和遥测。对于电力设备进行实时监控，可以及时发现系统中存在的问题并在最佳时间解决，从而保障电力系统的运转。监控系统可以对相关数据进行记录整理。现阶段，我国电力领域的组网监控技术中不断发展，组建了动力与环境智能监控网络，目的就是可以实时监控系统及设备的运行状况，将相关的数据记录下来，对一些问题数据进行处理。通信网络安全最关键的部分就是动力的管理，一旦动力系统存在问题，就有可能导致整个系统运行中断或是直接瘫痪，因此构建动力与环境智能监控网络非常重要。

3 有关电力通信设备电源新技术的应用要点

3.1 电源新技术必须要确保系统运行的稳定性

目前为止，我国在电源新技术方面有了很大的技术性突破，但是仅仅技术方面的突破远远不够，还需要加强电源新技术运行的稳定性[8]。对于电源设备运行来说，稳定性要放在首位，只有确保稳定性才能确保系统可以正常运转。一旦稳定性不能得到保障，就会导致更多的问题出现。要想确保通信设备的运行的稳定性，必须要保障电源电压的稳定，所以电源电压要保障在合理的范围内，不能过高也不能过低。

3.2 电源新技术必须要确保运行的可靠性

保障电源新技术必须要确保运行可靠性的原因是通信设备需要依靠电力系统的可靠性来保持畅通。一般来说，大部分通信设备的用电都源于电源系统，因此电源新技术的可靠性非常关键。如果电力系统发生了问题，那么会对一定范围内的居民用电造成严重的影响，所以需要保障电源新技术运行的可靠性。需要在直流供电系统中有效连接电池及整流器，大大提高电源系统运行的可靠性。即便是某些原因导致了一个元件发生了故障，也不会影响到整个电力系统的正常运行，电力系统依旧可以正常供电。

3.3 电源新技术必须要确保运行的高频率

目前，我国科学技术有了很大的飞跃，电源新技术也要不断创新，使得电源技术得到完善与优化。通信设备的容量大幅增加，同时电源系统的负荷量也得到了相应的增加。要想有效降低电能功耗，必须要完善电源装置，推动电源系统的优化。这样既符合绿色发展的理念实现节能的目的，又可以确保电网的效益。而完善装置的重中之重就是通信电源设备必须具有较高的频率。相控整流器作为通信设备中配备的一种电源切换设备，其缺点是效率太低，对变压器的消耗过高，工作效率往往不能达到预期的要求，所以应该使用高频率的开关电源，提高效率，从而实现节能环保的目的。

3.4 电源新技术必须要确保设备的小型化

目前为止，电力系统的很多设备体积过大，占地面积大[9]。而要想使得电力系统进一步的发展，必须要解决体积大这个问题，所以电源新技术需要确保设备的小型化和集成化。现阶段应用到的集成稳压器和无功率变压器都需要朝着小型化的目标发展。电源系统设备小型化不仅可以节省能源消耗，而且还能够节省空间，提高电源系统的工作效率。现在很多技术人员使用的是谐振型开关电源，这种开关电源的工作频率很高，并且体积很小，重量也较轻，所以在应用方面有着一定的优势。

4 有关电力通信设备电源新技术应急预案

现在国内外的电力通信设备电源技术都有很大的发展，国内将电源新技术的发展放在了极为重要的位置，并在新技术的发展中投入了大量的人力物力财力[10]。虽然国内的电源新技术有了很大发展，但是依旧存在着一些问题，这些问题会使得电力系统不能正常运行，从而严重影响到居民的用电，给人们以及电力公司带来巨大的损失。在这种情况之下，需要定期的维修和保养电源设备，同时还应该制定有关电力通信设备电源新技术的应急预案。一旦有故障出现，就立刻开启应急预案，这样就可以最大程度上降低风险带来的损失，减少电力中断的时间。

应急预案中需要对工作人员有严格的要求。当电力系统发出警报时，相关技术人员必须第一时间检查故障，对故障出进行初步处理。必要时工作人员可以根据情况关闭辅助设备，在尽可能短的时间内恢复供电。当故障较为棘手需要大量的时间修复时，可以采用柴油发电机进行临时发电，这样就可以给维修人员争取到一定的时间进行修理，还可以降低供电中断带来的危害。所以应急预案中，工作人员需要有较强的设备维修素质，保障在故障时能够做到清楚原因和果断决策。

在工作人员在检查故障之后，如果确定故障原因是交流接触器损坏，那么正确的措施就是短路交流接触器。如果确认两组接触器都有问题，那么正确的做法就是将所有负载都转移到别的组块当中。如果交流电及整流器都是正常状态，那么就需要检查电压，确保电压在合理范围内。维修的原则就是要第一时间恢复供电，然后详细检查设备，对其进行维修处理。

如果故障处的直流电失压，但在检查过程中没有出现电压降低的问题，那么这个时候就要进一步检查直流输出熔断器。应急预案可以在关键时刻帮助工作人员选择一个最适合的方法处理故障，保障工作人员第一时间解决供电中断问题。先确保供电继续进行，然后在根据应急预案处理问题，这样就可以做到有条不紊，避免造成更多的损失。应急预案的准备非常必要，在应急预案的准备中，需要对各种可能发生的或是极少发生的问题进行准备，尽可能使应急预案全面完整，具体如表1所示。

表1 应急预案处理

5 结 论

电力领域的发展对于国家的整体发展至关重要，人们的生活中处处需要电力支持，一旦供电中断就会导致各种各样的问题，因此要对电力系统进行优化和完善。其中电力系统通信电源技术尤为重要，其可以保障正常供电，并且可以更好地促进电力发展。但是现阶段我国的电源新技术还需要不断的完善，同时也应该加以重视应急预案，避免故障带来的损失，进而促进电力的发展。