电力通信机房中智能通信电源实施与应用.pdf

2023 年 11 月电力通信机房中智能通信电源实施与应用吴法成（南京南瑞信息通信科技有限公司，江苏 南京 210000）【摘要】智能通信电源作为通信机房的重要组成部分袁发挥着不可或缺的关键作用遥 随着技术的不断发展和融合袁智能通信电源逐渐成为通信机房的野核心冶设备袁其不仅能够满足基本的能源需求袁还可以确保电力系统的持续稳定运行遥 简述智能通信电源的发展袁介绍智能通信电源的组成袁深入探讨智能通信电源在电力通信机房中的应用价值袁旨在充分挖掘其潜力袁为电力通信系统的可靠运行和通信行业的创新发展提供有力支持遥【关键词】电力通信系统曰智能通信电源曰不间断电源【中图分类号】TN86【文献标识码】A【文章编号】1006-4222（2023）11-0109-030 引言通信产业的现代化进程持续推进，智能化和系统化水平不断提高。电源作为保障电力通信系统持续运行的关键支持，是通信行业不可或缺的基础1-3。智能通信电源是电网建设领域的重要创新，其应用范围广泛，不仅在电力行业中起着关键作用，还在智能交通、工业自动化、能源管理等领域展现出强大的潜力。智能通信电源的广泛应用，将推动电力产业朝着数字化、智能化的方向迈进，带来更大的社会、经济和环境效益。因此，本文针对智能通信电源在电力通信机房中的实施与应用展开讨论，旨在保障电力通信系统的可靠运行。1 智能通信电源的发展目标智能通信电源具有小型化和高频率特性。首先，小型化设备不仅节省空间，便于储存和操作，而且紧跟通信电源未来发展趋势。随着科技的进步，通信设备的体积和重量小型化，有利于提升维护检修的工作效率。其次，在电力行业高速蓬勃的发展背景下，用电需求急剧攀升。然而传统电源设备无法满足不断攀升的用电需求。因此，需要提高电源的容量和运行效率，并且保证电源在高频率运行下仍然能有稳定的电力供应，从而满足用电需求，降低电力传输成本。2 智能通信电源的发展进程智能通信电源的发展进程经历了多个阶段，随着科技不断进步和需求的不断增长，逐步展现出以下 3 个关键特点：淤早期通信电源主要以传统的直流稳压电源为主，其设计相对简单，但在效率、节能和智能化方面仍有较大的改进空间。随着半导体技术的不断发展，开关电源逐渐取代线性电源，提高了能源利用效率，降低了能源浪费。于随着通信技术的飞速发展，对电源的稳定性和可靠性提出了更高要求。智能通信电源开始采用先进的数字信号处理技术，实现对电源输出的精确控制和监测，从而提高电力通信系统的稳定性和可靠性。盂智能通信电源逐渐融合环保减碳的发电技术，实现对清洁能源的更好利用。不仅有助于减少对传统能源的依赖，降低环境污染，同时也为电力通信系统的可持续发展提供切实可行的解决方案。3 智能通信电源的组成3.1 配电部分3.1.1 交流电源和直流电源交流电源作为智能通信电源的关键组成部分，其特点是电流方向会周期性地随时间变化。交流电源的配线在电力通信机房中显得尤为重要，合理配置配线能够提高电能传输的稳定性和可靠性，从而满足通信设备对电力的高效需求。在进行交流电源的配线规划时，需要考虑电压的波动范围，以保障通信设备在不同工作状态下能够获得稳定的电力供应。为了实现可靠的电力供应，通常情况下，交流电源的配线容量会稍微高于电力通信设备的总容量。这种做法有助于应对设备在启动、工作峰值或其他临时高功率需求时的电力需求，确保通信设备始终处于良好的工作状态。直流电源有正、负两个电极，正极的电位高，负极的电位低，当两个电极与电路连通后，能使电路两端之间维持恒定的电位差，从而在外电路中形成由正极到负极的电流。采用直流电源进行配电具有配电力信息1092023 年 11 月线简单和稳定性高的优点。3.1.2 蓄电池组蓄电池组以其独立电源的可靠性在电力通信领域展现出独特价值。因不受交流电源的影响，蓄电池组成为保障电力通信稳定的重要组成部分。在电力通信机房中，通常采用阀控式密封铅酸（VRLA）电池4-5，通过合理配置 VRLA 电池，能够保证在交流电源完全失效的情况下，直流装置仍能正常工作。需要注意的是，VRLA 电池组的实际放电时长应为 35 h，以保障电力通信系统的可靠性和稳定性，为通信设备提供持续稳定的能源支持，即使在电力供应中断的情况下，也能确保通信机房正常运行。VRLA 电池组的应用不仅提高了电力通信系统的鲁棒性，还提高了供电的可靠性。3.2 电源部分3.2.1 高频开关电源高频开关电源在电力行业持续发展中扮演着不可或缺的关键角色。高频开关电源的性能和表现不仅是一种技术特点，更是对整个电力通信系统稳定运行产生深远影响的决定性因素。随着技术的不断发展，热插拔技术的引入进一步提高了电力通信电源的智能性和操作便捷性，在无须人工持续值守的情况下，仍能进行模块或板卡的插拔操作，保障了电力通信系统的连续供电，同时又不会干扰电力通信系统的正常运行。在具体应用中，热插拔技术基于端口进行连接，目的是提高对高频开关电源的使用与维护效率。3.2.2 不间断电源不间断电源（uninterruptible power supply,UPS）是将 VRLA 电池组与主机相连接，通过主机逆变器等模块电路将直流电转换成市电的系统设备。UPS通常由储能装置（如蓄电池）和逆变器组成，能够在电力中断时自动切换到备用电源，以维持设备的正常运行。UPS 主要包括以下 5 个功能：淤电力备份。UPS可以提供临时的电力供应，确保在电网故障或断电时，连接到其他设备能够继续供电。于电压调节。UPS可以调整输出电压，保持稳定的电压水平供应电力给设备。盂过载保护。UPS 可以监测设备的电流负载，当负载超过额定值时，会自动切断输出，防止过载损坏设备。榆平滑输出波形。UPS 通过逆变器将直流电转换为交流电，可以提供稳定的纯正弦输出波形，保障对敏感设备的供电，避免电力噪声对设备造成影响。虞故障保护。UPS 具备监控和自诊断功能，可以检测电池状态、逆变器运行等，一旦发现故障，会发出警报或采取措施，确保及时排除问题。对于重要或级别较高的电力通信机房，一般采用双变换在线型 UPS（图 1），这种 UPS 能够应对由各种不同因素引起的电源波动情况，保持有效的稳定输出。在构建智能通信电源体系时，UPS 的合理选择和配置显得尤为重要。其不仅需要确保电力通信设备的可靠供电，还需要在经济成本和实际需求之间找到平衡点，以实现高效稳定的电力通信机房运行。4 智能通信电源在电力通信机房中的应用价值智能通信电源独特的智能特性为电力通信机房正常运行提供了有力支持。通过智能通信电源的智能化管理，机房在故障发生时可以依靠主板电池继续供电，确保电力通信系统持续稳定运行，从而降低潜在的业务损失。通过综合应用智能通信电源与无人化智能控制系统，不仅可以实现对通信电源设备的智能化管理，还可以有效保障电力通信系统的安全和稳定运行。智能通信电源在电力通信机房中的应用，对于维护电力通信系统的稳定高效运行具有关键意义。通过智能化的管理和故障预警，电力通信机房能够更加灵活地应对各种挑战，保持电力通信系统的持续稳定运转。5 智能通信电源在电力通信机房中的具体应用5.1 变电站一体化电源一体化电源是一种高效的电力供应解决方案，其关键功能是通过开关电源将交流输入电源转换成稳定的 110/220 V 输出电源。其在电力通信机房中具有重要应用，特别是在事故照明系统和继电保护方面，不仅可以为电力设备提供稳定电源，还能为变电图 1 双变换在线型 UPS蓄电池电力信息1102023 年 11 月站中的蓄电池组充电提供必要的电力支持。除了基本的电源转换功能外，一体化电源还具备一些先进的特性。通过电源逆变器或直流电源变换器，能将直流电转换成需要大小的直流或者交流电，以满足不同设备对电源的需求。在电力通信机房中，变电站一体化电源通常由蓄电池组、电源逆变模块和控制调整模块组成，这些部件相互配合，确保电力通信系统的可靠运行。这种一体化电源的应用对电力通信系统至关重要。当交流电源或整流模块发生故障时，变电站蓄电池可以继续为通信设备和运行装置供电，保障电力通信系统的持续运行。同时，一体化电源还为电力通信机房提供了备用电源支持，确保电力通信系统在紧急情况下仍能正常工作，直至故障问题消除。变电站一体化电源检查如图 2 所示。5.2 绿色电源绿色电源是指针对减碳环保目的设计的智能通信电源，其给电力通信系统带来了独特的优势。采用绿色电源，电力通信机房可以实现“双碳”目标，减少对环境的影响，为可持续发展贡献力量。目前应用最广泛的绿色电源是甲醇水氢燃料电源。首先，甲醇水氢燃料电源通过甲醇与氧气反应产生电能，能够实现高效的能源转化。其具有能量密度较高和低排放的特性，是一种理想的电源选择，尤其适用于电力通信机房，能够为设备提供可靠的电力支持。其次，甲醇水氢燃料电源在电力通信机房中的运用不仅提高了电力通信系统的可持续性，还减少了对传统电源的依赖。甲醇水氢燃料电源可以在现场生成电能，能够降低电力通信机房对电网的电能需求，使机房更加独立，尤其是在一些偏远地区或非常规应用场景中具备独特的优势。最后，甲醇水氢燃料电源具备环保特性，产生的主要副产品是水和二氧化碳，相较于传统燃烧方式更为清洁，符合当下对环保和可持续发展日益增长的需求。6 智能通信电源的运行维护6.1 对 VRLA 电池组的维护对于 VRLA 电池组的维护涉及多个环节，包括检查接口是否需要替换、检查端电压和电池是否变形或漏液等，并且需要及时更换老化的电池，其中最重要的是定期检查端电压的情况。6.2 对智能通信电源设备的维护需要安排经过培训的技术人员对智能通信电源设备进行维护，技术人员需要检查的内容包括按照运维的规章制度，检查各个零件，如排线、电缆、断路器等零件；检查电源设备的运行环境，如温度、湿度，保证设备正常运行等。除此之外，还要保障技术人员的安全，提供安全的施工环境，并且规定技术人员不能单独工作，至少需要两人才可以开展工作。6.3 对智能通信电源模块的维护（1）认真检查电力通信机房的接地情况，确保接地系统良好，以减少电气干扰和安全风险。此外，细致检查机架等设备，确保其连接牢固，没有松动或损坏，以保证设备的正常运行和通风散热效果。（2）通过使用 UPS 来提高维护强度和电源模块的运行效率。（3）使用智能通信电源的监控系统进行实时监测，并收集电源运行数据建立相关数据库。7 结语智能技术的飞速发展促进了智能通信电源在具体产业的进一步应用。通过将新硬件和新智能控制技术相结合，不仅可以保证智能通信电源在时间上不间断供电，而且可以保障动态监管和供电安全，对我国工业智能化和电力通信行业的发展大有裨益。参考文献1 周景恒，朱文章，陈一逢，等.通信电源变换器轻重负载切换效率优化J.厦门理工学院学报，2022，30（3）：1-9.2 李芳，占永红.电力通信网中通信电源故障的分析与处理J.中国新通信，2022，24（1）：1-2.3 黄鹏.DC/DC 直流电源系统在通信电源系统中的实践分析J.电子世界，2021（22）：46-47.4 孙言行，曹云鹏，邓亮，等.商用车起动用 AGMVRLA 电池的设计J.电池，2021，51（6）：610-613.5 杜旋，姜学峰，王正敏，等.复合隔板材料对 VRLA 电池性能影响的图像分析J.电源技术，2018，42（10）：1553-1555.作者简介院吴法成（1984），男，汉族，安徽淮北人，本科，工程师，研究方向为电力通信。图 2 变电站一体化电源检查电力信息111