通信用直流电源分配装置研究

王威妮 曹晖晖 康宇

摘要：随着通信产业的迅猛发展，相关供电系统通信设备运行面临挑战，为保证通信线路畅通以及通信设备的正常、稳定、安全运行，应积极落实装置技术升级，并制定统一的管理标准。本文介绍了一种全新的通信用直流电源分配装置，分析其研究背景与应用功能，围绕该装置运行实际情况研究运行原理与关键技术、系统结构、模块功能、技术指标、系统功能、技术优势等内容，以供参考。

关键词：通信；通信用直流电源分配装置；故障

DOI：10.12433/zgkjtz.20240139

近年来，电信网络逐渐朝向规模化、复杂化的方向发展，对通信设备及直流电源分配安全也提出更高需求。传统通讯电源在分配方式上具有一定弊端，包括供电系统电路稳定性较低、各通信设备电压允许范围不一致以及通讯电源分配安全度低等，这不仅会影响通信设备的使用性能，还会进一步增加技术人员维修排查工作量。因此有必要加强技术创新，通过通信用直流电源分配单元装置实现系统运行的监控与告警。

一、通信用直流电源分配装置功能介绍

我国电网建设正逐渐朝向智能化、信息化发展，对电力通信也体现出更强的依赖性，随着电力通信网建设规模的扩大，应做好相应的设备维护工作，确保通信设备可处于稳定的运行状态。传统设备维护以人工维护模式为主，这一模式易受到外界因素影响，导致工作效率与质量不高，难以满足当前的设备维护需求。面对降低人力成本、无尘化、节能减排等方面要求，通信设备维护应顺应去人力化发展趋势，加强高质量、高可靠性产品应用，实现自动化管理水品的提升。特别是对于电源分配单元而言，作为通信设备的重要组成部分，其在电网运行期间发挥着关键作用。然而，电源分配单元大多只具备单一的电源输出功能，部分可以实现电流过载保护，现有的机房内直流配电柜针对带电设备运行总负荷进行监测，难以对单个设备的运行负荷寄及用电状态加以分析。

对此，可以加强对新型通信用直流电源分配装置的研究，将其应用于通信配电领域，实现对直流电源分配系统运行的在线监测，一旦出现配电故障系统，可及时发出告警提示技术人员，进而在第一时间采取相应的故障处理与排除措施；同时，准确定位通信设备的故障，确保在短时间内完成故障判断工作。智能电源分配单元作为通信设备的关键组成，在应用功能及可靠性方面具有较高需求，而通信用直流电源分配装置的应用可以显著提高系统稳定性，为用电设备的远程监测提供支撑，降低设备运行造价、提高运行效率。

二、通信用直流电源分配装置的运行原理与关键技术

（一）运行原理

通信用直流电源分配装置由告警处理板、信号采集板、连接电缆等部件构成，通过多路光电隔离的检测电路实现信号采集，检测端与保护器件断路器或熔断器下端负载端连接，实现对保护器件下端电位变化的监测，一旦出现跳闸或熔断故障，电源输入端电位与下端电位之间会产生一定的电压差，导致检测电路光电耦合器导通发出告警信号，经电路放大后通过告警处理板进行告警信号反馈。通信用直流电源分配单元告警装置内部配电主回路之间以及信号采集板与告警处理板之间均通过光电耦合器进行电气隔离，在模块化设计、接插件连接关键技术的支持下调节信号采集板，提升设备安全及维护的便捷，以满足分配单元运行的实际需求。

与此同时，通信用直流电源分配装置的优势还进一步体现在可避免占用断路器排布空间、影响断路器运行，有效降低设备运行成本，提升其安全性与可靠性。此外，高精度电量采集芯片和高速MCU控制器的应用可充分发挥电测量技术以及数据通信技术优势，获取设备运行期间的直流电压、直流电流、功率和电能参数，技术人员可通过终端获取相关测量数据，进而构建完整的监测网络。

（二）关键技术

目前，通信技术在电力系统中的应用愈发广泛，对于通信用直流电源分配装置而言，通信设备电源负荷状态在线监测技术的应用成为提高系统运行质效的关键。相关技术的关键点主要包括：第一，模块化设计与接插件连接，基于分配单元路数对调整信号采集板数量，大大提升了安装维护的便利性。通过电子电路方式采集断路器下端信号并产生告警信号，在不使用辅助告警触点的前提下发挥告警功能，从而获取更大的安全空间，提升系统集成度。第二，高精度电量采集芯片和高速MCU控制器的应用进一步发挥了电测量技术和数据通信技术优势，最大限度上确保直流电压、直流电流、功率、电能等数据获取的准确性与完整性，技术人员根据信息采取针对性的故障处理措施，通过构建完整的监测网络为提高系统运行稳定性提供保障。

三、通信用直流电源分配装置系统构建

（一）系统结构

通信用直流电源分配装置系统主要由高精度电量采集芯片和高速MCU控制器构成，应用于数据获取与状态监控，系统线路分布如图1所示。

装置获取的数据既可以实现本地显示，又可以借助RS485口通信口组成监测网络。通信用直流电源分配装置使用SL－D06直流多路电表，运行参数如表1所示。

结合表1数据看，SL－D06直流多路电表满足多回路测量要求，同时遵循《JJG 842－1993直流电能表》相关标准，通过可靠的冗余设计有效提升性能稳定性与测量精度，体现出占地小、操作简便和显示直观等优势。装置冗余电气连接情况如图2所示。

与此同时，导轨卡装式结构可以为设备装卸提供便利条件，保证被测信号、输出信号、电源之间的稳定隔离，具有良好的运行效果，因此可以广泛应用于用电自动化管理中。值得注意的是，电表外壳采用强度大、结构合理的阻燃ABS材料，既可以达到国家规定的绝缘、阻燃、防护标准，又可以避免紫外线对其使用性能造成影响，有效延长生命周期并实现重复利用。

（二）显示功能

通过通信用直流电源分配装置可对直流电压、直流电流、功率、电能等参数进行有效获取，数据既可以实现循环显示，也可通过菜单系统进行查询。技术人员登入系统后，通过菜单模式操作控制，显示设备显示数据内容包括直流电压、直流电流、电能量和功率，并查询15d以内的数据。与此同时，还可以借助上位机设置功能调节地址、波特率、时间和通讯配置等内容。

（三）技术指标

通信用直流电源分配装置运行期间，功耗电压回路为≤0.5W、电流回路为≤0.1VA；电压准确度等级为0.5%、电流准确度等级为0.5%、功率准确度等级为0.5%、电能准确度等级为1级；测量电压线性范围为0.7～1.4Un；当低于23℃参比温度时，时钟准确度≤±0.5s/d，且变化量优于0.1s/（d·℃）；当在25～60℃温度范围内，时钟准确度应≤±1s/d；供电电源为DC48V，在确保通电情况下，该模块可以处于正额定电流常工作状态。对于整机运行而言，输入电源采用一或两路电源输入，最大可达32A；输出分路采用一或两路电源输出分路，最大容量可达20支路。在满足上述技术参与的基础上，在整机设备安装时，通过紧凑型结构设计模式获取更大的安全操作空间，在安装维护时可不打开装置明确具体的接线位置，为各类线缆连接提供便捷。电源分配单元面板如图3所示。

（四）系统功能

通信用直流电源分配装置的应用与我国电网建设需求相适应，为更好地发挥其功能，在设备安装期间，应充分考虑机房配电特点，保证对设备应用环境及可能出现的故障类型相适应。通信用直流电源分配装置可同时满足单路及多路的告警和消警需求，主要功能包括以下方面：

1.断电告警。通信用直流电源分配装置通过信号采集板、告警处理板等装置实现故障指示，线路出现故障后，电流会超出断路器的最大额定电流，断路器断开并发出告警，由技术人员进行故障定位与处理。断电告警时的电路分布如图4所示。

2.分类告警。为满足特定用户需求，该装置可以进一步实现分类告警功能，即对紧急及非紧急情况进行区分。装置检测到交换机、光端机、传输设备等工作单元模块出现故障后，可根据具体的故障信号发出紧急/非紧急告警，紧急与非紧急情况的标准可由用户自行设置，并通过告警方式加以区分。

3.告警无阻塞。通信用直流电源分配装置可针对重复性告警实现不阻塞功能，即装置在发出告警信号后，在技术人员认为关闭信号的情况下，如果再次出现新的告警，装置可不受到关闭操作影响再一次发出告警信号。

4.告警监控。基于通信技术装置可以将获取的告警数据发送至上级监控中心，进而实现远程监控功能。

（五）技术优势

第一，由信号采集板、告警处理板等构件实现智能电源分配単元监测功能，技术人员可根据分配単元具体路数增减信号采集板，有利于提高装置安装及维护效率。

第二，告警信号通过断路器下端信号采集产生，可以去除以往的辅助告警触点，通过扩大安装空间而提高系统集成度，进一步降低安装成本。

第三，实现电测量技术和数据通信技术的有效应用，提升数据获取的完整性与显示的直观性。

第四，获取机房设备的实时运行情况，一旦识别到异常情况可发出警报，或通过电子邮件等形式传递给技术人员，由其读取远程数据，确保可以第一时间获取故障信息、掌握设备运行状态，进而采取针对性的解决措施。在该装置的应用下，一方面可以提高运维效率，提升通信设备运维自动化水平；另一方面，确保技术人员不在现场就了解设备运行情况，为远程监控的实现提供技术支持。

第五，智能电源分配单元监测装置设计符合《JJG 842－1993直流电能表》规定，通过大量可靠性冗余设计提高测量精度。

第六，在发挥监测功能的过程中可有效实现短路保护、过载保护、控制隔离等功能，根据技术参数获取情况进一步制定IEC CB报告，为后续运维工作提供数据支持。

第七，具有强大的数据管理与计算功能，例如，对每路直流电电能以及电压、电流、功率等电参量瞬时值进行准确计量，同时在停电状态下实现数据管理与维护，电能数据保留时间可达到十年。

总的来看，通信用直流电源分配装置的应用不仅可以显著提升通信设备电源使用的安全性与稳定性，还可以对人力、物力资源进行合理规划，随着该装置的应用，进一步增强供电企业的实时监测能力，为提高经济效益与社会效益提供保障。

四、通信用直流电源分配装置的发展前景

（一）发展前景

通信用直流电源分配装置的应用很大程度上是为满足通信技术发展背景下电力设备运行的去人力化需求。结合当前的发展情况看，我国在电网建设及电力设备自动化管理领域还有一定的提升空间，有必要加强对相关技术与产品的研究。在此过程中，应以智能电源分配单元为研究重点，致力于提升其功能性与可靠性。在通信用直流电源分配装置的应用下，可以准确获取通信设备电源负载状态，实现故障诊断与巡检检修的有机结合，逐步推动通信设备监测工作朝向实时化、智能化和信息化发展。与此同时，该装置的应用还可以将技术人员从简单、繁复的工作中解放出来，有效降低重复劳动率与生产成本。由此可见，装置具有良好的发展前景与推广价值。

（二）推广效益

目前，通信用直流电源分配装置得到更为广泛的应用，通过通信设备电源负载状态监测可以显著提升数据获取的实时性与准确性。结合该装置在通信电源现场的实际应用情况看，已取得了较显著的测试效果。对于现场技术人员而言，既可以通过终端获取本地数据，又可以与动环系统连接实现模块管理，有效实现操作流程的简化，促进通信设备电源维护管理水平与通信网系统维护效率的提升。

五、结语

综上所述，本文介绍了一种全新的通信用直流电源分配装置，并对其系统结构、技术参数、系统功能等内容进行较为详细的阐述。装置在运行过程中体现出操作便捷、显示直观和可靠性强等优势，通过紧凑型结构设计模式获取更大的安全操作空间，可以在机房中得到广泛应用。随着通信产业的快速发展，更多先进的电源分配单元技术及设备将不断涌现，以更好地满足电网建设与运行需求。                  （下转第118页）（上接第115页）

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作者简介：王威妮（1992），女，江西省景德镇市人，硕士研究生，工程师，主要研究方向为信息通信技术。