电力通信电源新技术的运用分析

2023-11-30侯丽芳

电气技术与经济 2023年8期

侯丽芳

(国网山西省电力公司朔州供电公司)

0 引言

电网中的通信装置类型较多, 工作环境比较复杂。从原来的为传输设备和调度系统提供电力供应,到将来的为OA 系统和通信网管系统提供电力资源,随着5G、融合通信等新技术的发展, 也逐渐增多了通信电源系统的业务, 这就需要保障系统的稳定性。因此需要推广利用电力通信电源新技术, 保障整体供电过程的安全性。

1 电力通信电源技术的特点

1.1 可靠性

若要改善电网的安全性和稳定性, 则必须在电网中使用整流器和蓄电池并联浮充供电方式。当供电系统处于正常运行状态时, 一旦出现故障, 将导致整个通信系统陷入瘫痪状态。直流电源、多路交流输入功率分配装置等组成了一个安全、稳定的电力系统, 原理如下图1。为了相互转换两路或三路交流电与柴油发电机输入, 应使用多路交流输入配电单元和并联交流母排。如果其中一条线路发生了故障, 则可以将该线路转换为备用电路, 从而保证柴油机运行的稳定性, 即使两路交流线路都发生了故障, 也能与供电系统相连接[1]。

图1 源系统原理图

1.2 稳定性

若要保证通信的品质, 则必须保证电力通信电源电压的安全性与稳定性。若其电压较高, 则会对装置产生较大的危害; 如果电压比较低, 若电网运行中出现较大的故障, 则会影响电网运行的稳定性。

1.3 高效率

由于社会的迅速发展, 通信技术的升级速度也越来越快, 因此逐渐提高响应设备的需求量, 这就要求利用高频通信电源装置, 既有利于节约能源, 又有利于环境保护, 同时也有利于降低整体电源系统的负载[2]。

2 常见的电力通信电源新技术

2.1 电源集中组网监控技术

电源集中组网监控技术是当前电力通信供电技术的重要发展方向。在国内, 由于传统的控制模式已经无法适应当今社会的发展需要, 因此, 技术人员利用计算机技术和网络通信技术, 开发出了一种新的电源集中组网监测技术, 采用集中式和自动化的管理方法, 来完成对通信电源设备的综合管理。运用电源集中组网监控技术, 能够对电流、电压进行控制, 使电流和电压能够顺畅地提供给电力通信供电设备, 还能够通过计算机技术进行远程监测和实时监测, 保证电力供应系统的可靠性。在我国输电线传输系统中, 集中式电源监测技术得到了普遍应用, 为国家电网设备的安全运行奠定了坚实基础。集中式组网监视的目的在于实现对电力通信系统的远距离监视, 并实时监视通信系统的工作状态。一旦发现了电力通信系统中的任何一种电源故障, 都能及时地组织技术人员对其进行维修。此外, 还能够从长时间的数据记录中对装置的易损部位进行标识, 以便能够及早地进行防范, 有效地避免对电力通信供电装置的损坏, 提高其工作效率。

2.2 高频开关电源柜

将交流功率模块的输入量经由交流互投设备导入到高频功率模块中。交流通信设备可以实现交流冗余, 在一方发生故障时, 可以及时切换另外一个电源。所述的输入量在由交流开关设备处理之后, 再由所述的互连装置与所述的两台切换电源相联接。高频开关功率控制系统主要由交流输入端、高频开关整流模块、监测单元、直流输出端等构成。在实际工作中, 通过高频开关电流整流模块之后, 交流电源通过直流母线向配电柜供电。在此期间, 蓄电池以漂浮方式进行充电。在交流市电未连接的情况下, 蓄电池组为负载提供电力。在供电后, 再将蓄电池重新充满。在一般情况下, 两套高频率的开关电源不能并联, 且在工作时, 两套高频率的开关电源之间不能互相干扰。当多组件并联运行时, 各组件负载的电流必须能够自动正负切, 达到恒流的目标; 在两台及多台机组并联工作时, 在保证系统正常工作条件下, 系统输出的总电流不超过系统额定电压的±5%。并且保证功率因数不能低于0.90。在模块输入处, 如果交流电源符合相关要求, 需要控制系统输入端的谐波电流在30%范围内[3]。

2.3 开关整流技术

城市中心线输送的电力电压一般都比较高, 若在实际生产中利用, 将会引起电网内的电能发生短路,严重时会降低电网内电能质量。在用电时, 要将高压电转变为交流电, 然后再利用变换装置, 将其变换为可供用户使用的交流电。在国内开关整流技术发挥着重要的作用, 采用三段式转换, 实现全回路的电流转换, 使电流处理能力不断提高。采用开关式整流器,实现了对电流的控制, 提高了系统的容量, 是一种非常有效的控制方法。在运行过程中, 由于受到电网电压的影响, 导致了电网的重大事故。开关整流器能够对所有的电压-功率系数进行校正, 使电源系统中的电流保持相对稳定, 极大地减少了故障发生的几率,保障了电源系统和通信系统的正常运转。开关整流器利用其自身的储能装置, 将电网中的电能转化为可用的电能, 并将其输入到电源通信装置, 从而保障装置的正常运转。电压转换有很大的危险性, 所以在采用开关整流器时, 要尽量减少其对系统内电压的冲击,以保证施工人员的人身安全。

3 电力通信电源新技术的运用

3.1 蓄电池组

在通信电源系统中, 蓄电池是一个非常关键的部件, 在为通信网络提供动力的双路交流设备发生故障时, 蓄电池就会被激活, 为通信网络输送电能, 从而确保通信网络不会因为电力的干扰而发生中断。当前已经开始利用发空电池逐步代替传统蓄电池所使用的防酸隔爆电池, 不仅可以优化电池性能, 也有利于优化电池管控效果。但是, 在实际的使用中, 该电池还存在着很多问题, 比如, 由于周围的环境因素的作用较大, 比如, 温度的改变, 导致电池的寿命无法达到设计的标准, 并且电池的维修也比较困难, 这些都是制约其在实际中应用的主要因素[4]。

3.2 直流分配柜

直流分配柜是一种与直流负载相连的屏蔽装置。在进行直流配电柜的设计时, 必须考虑到直流总开关和负载开关之间的相互影响。根据其功能可以划分为两种类型, 一种是控制负荷, 另一种是电力负荷。配电箱和高压开关箱之间通过十字联接的方法进行联接。在充电和放电过程中, 或者某一台交流式供电设备发生故障时, 可以将该设备的直流负载切换至其他的开关电源柜中。

3.3 防雷网络

雷电主要包括感应雷和直击雷两种形式, 其中直击雷辉直接进入到电力通信线路, 从而损害电力通信设备, 导致通信网络污染。利用电力通信电源新技术, 可以将防雷器安装在输入端, 因此保护整流器。在设计和安装电力通信供电设备的时候, 需要合理设置防雷网, 可以利用电流通信新技术完善防雷网络,使电网防御水平因此提高, 保障电网的安全性。

3.4 开关器件的利用

开关箱是一种用来对电力通信装置进行操作的开关。但是, 在实际运行中, 因人为因素及开关柜本身的结构原因, 极易造成开关电源电压的突然升降, 从而降低开关电源的正常运行。严重时, 可能引起火灾, 从而影响到电力供应的整体安全性和稳定性。因此, 研究、开发和设计开关柜也是非常必要的。为了防止在使用过程中发生电击, 需要对开关材质进行适当的调节, 并使用新型硅树脂来改善其绝缘性能。同时, 要加强开关柜的自动化水平, 利用计算机通信技术, 实现开关柜的自动化、独立控制。操作时, 操作者可以在计算机上监视切换设备的操作情况, 并发出操作指示[5]。

3.5 免维护蓄电池应用

我国电力通信系统中普遍使用开口式电池, 其工作效率低下、运行不便、对环境影响较大。免维护蓄电池(如图2) 具有较强的密闭性能, 不容易出现自由放电的情况, 所以它的使用寿命较以前有较大的提高。由于它的密封性, 还保证了它的水分不容易被蒸发, 所以在使用时, 不需要加入蒸馏水, 这就让它的使用变得更为简单, 也就不需要经常地进行维护。

图2 免维护蓄电池

4 5G 背景下通信电源系统发展前景

随着5 G 技术的运用, 智能教育、物联网、远程医疗等技术也在持续地发展着, 这些技术与人类的日常生活有着密切的联系, 它们给人类的生活和工作方式都带来了巨大的变化, 促使人们产生全新的科技体验感, 也让人与人之间的沟通与交流变得更为便利,整个社会也进入了数字化时代, 这对于推动各种行业的发展都起到了十分显著的效果。从技术方面来说,5G 通信电源系统能够满足多元化供电和集中化供电的需要, 并将通信服务进行持续的创新, 实现精细化、标准化的供电作业。在5 G 电源系统的发展过程中, 还必须继续研发更加节能的电源系统, 提高电源的安全性和稳定性, 减少总体的运行费用, 突破原有的技术瓶颈, 提高电源系统的总体技术水平。此外, 还要继续提高移动宽带, 降低通信时延, 建立大规模的机器通信, 并对5 G 通信网供电体系进行优化。在今后的发展中, 5 G 技术将会深入到人们的生活和工作之中, 它将会对现在的生活模式进行彻底的改造, 从而对各个领域、各个行业的发展产生更大的影响, 利用5 G 通信电源系统的稳定和可靠性, 为人类创造一个高效的信息生态,让人与人、人与物的连接成为可能, 让一切都能互联起来, 进一步提高人们生活和工作的科技化, 让整个国家的发展充满了新的活力。