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通信电源设备的可靠性分析

2018-03-26陈周天刘宏宇

数字通信世界 2018年12期
关键词:市电整流器蓄电池

陈周天,刘宏宇,李 媛,李 刚

(中国移动通信集团设计院有限公司黑龙江分公司,哈尔滨 150000)

就通信设备的正常运行来说,电源是最基本的保障,如果电源运行不稳定,那么整个通信系统都难以正常稳定工作。通信系统对于电源的要求就是稳定、可靠的基础上,还要保持高效。我国通信系统建设已经处于比较领先的位置,各种设备工作状态对于电源的标准要求更加多样化,对于电压、电流的波动有更高的要求。并且,通信设备还处于不断升级优化过程中,一些新设备对于电源稳定功率输出也有更大的负载考验。

1 通信电源供电系统概述

对于我国现行的通信供电设备中,普遍采用一次电源并通过整流器以及交直流配电和相关的控制器共同构成,此外,蓄电池以及接地系统也一起组合成不间断供电电源,提供必要情况下的短时供电需求。在电源运行过程中,高频整流开关会输出直流电,经过直流控制配电,与系统的蓄电池以及整个通信网连接,形成包括整流器兼备蓄电池组的并联系统,向整个通信设备进行实时供电。

在交流电正常进行供电时,供电系统的整流器可以将220V 50Hz的交流电进行整流,并以通信系统需要的电压电流进行输出,提供给各种通信设备的正常使用,同时,还要对整个蓄电池组完成充电工作,确保蓄电池组随时具备电力输出的能力。当正常的交流市电供应发生中断时,此时的整流器将不再进行工作,蓄电池会跳转到工作状态,继续向连接的通信设备进行供电,同时会进行报警等提升,以提醒值班人员及时进行处理,恢复正常供电状态。当交流市电的供应被恢复后,可以转回到整流器的正常工作模式下,由整流器向通信设备进行供电,并对蓄电池充电,补充消耗的电量,蓄电池转为充电模式,如此往复,这就是通信电源系统的正常工作模式。

2 通信电源设备的可靠性分析

2.1 通信电源运行问题解决

目前再用的通信系统都会采用一次电源和二次电源结合的方式,一次电源作为主用供电模式,二次电源提供备用供电。具体来说,通信系统电源采用相对独立的架构设计,即独立的市电、蓄电设备和负载设备,这些独立设计可以给通信设备提供双重的供电支持保护。但在实际运行中,对二次电源采取的保护措施常常难以引起通信单位应有的重视。当通信电源发生故障时,由单路进行供电给通信设备的情况转为其中一路二次电源要处于满负荷工作状态,难以发挥二次模块应有的热备份和分流的实际作用。

对于二次供电下电情况,主要是针对一些特殊情况,比如电源故障或市电停电等,为有效保障重要的通信信道各相关通信设备的正常运行,按照预先设计的工作参数,在蓄电池组进行放电时,会将一些次要的用电部分设备退出,进而延长最核心设备的正常工作时间,同时检测蓄电池的供电电压情况,如果供电电压已降至预定的保护电压以下,则立即停止通过蓄电池进行供电,以形成对蓄电池的有效保护作用。

目前的通信已经实现了信道多样化选择,在光纤为主的通信方式得以普及同时,仍还有其他的一些备用通信方式,包括微波、载波等通信方式。这些微波基站大多建于高山等地形中,容易受到雷击,如果采用普通的三相四线进行供电,这就会导致微波基站遭雷击时感应电流会通过零线直接传到供电单位,引起更大的损伤。针对这个问题,通常会采用将零线和地线混用的模式,需要在微波站以及通信机房内的电源线进入位置加装避雷作用的隔离变压装置,可以同时满足市电输入和有效避雷效果。

2.2 确保整流屏的正常运行

在通信系统的电源设备中,在市电输入情况下,整流屏的设计要有各自独立的两条交流电流供电。如果只备有一路交流进行供电,那么该通信基站要配备发电机等应急发电手段。电源开关设备的模块电流容量要能够同时符合通信系统运行供电以及蓄电池进行充电的功率需求,并要有适当的冗余设计,通常情况下,模块数量要按照N+1的方式设计冗余。第一次进行市电的接入试机,可以对三相交流电的各相序进行检测,防止导致设备的异常运行状态。

2.3 确保交直流配电屏的正常运行

通信基站的整个负载屏通常都将交、直流分配进行列装,对交流输入电源的分配部分可以直接选择交流电源切换开关之后。这主要是考虑到切换动作存在延时以及抖动等情况,会导致切换中发生设备的重新启动。这种情况对于一些非常关键的设备和重要用户是不能发生的问题,因此,可以在整个负载屏上同时加装必要的逆变装置,输入的电流可以分成两路,其中一路输入为交流220V,另一路输入为直流-48V。正常状态下进行逆变输出,自动切换到旁路,确保供电的安全稳定。

3 结束语

综上所述,通信电源设备的稳定运行对于整个通信网络的作用发挥有非常直接的影响,没有稳定可靠的电源系统保障,通信稳定性就无从谈起。为此,必须强化对电源设备的优化和管理,要选用性能质量更有保证的电源设备,更要注重正常的电源维护检修,严格按照标准规范的流程的要求,确保电源始终处于良好状态。电源的稳定性不仅在于输出的稳定,还要考虑其工作状态对通信设备的影响,比如电源电磁干扰等问题,可能影响通信信号,需引起注意。

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