電力通信電源新技術及其應用

郭 巍

（浙江三辰電器股份有限公司，浙江 麗水 323900）

0 引 言

電力網絡推動著我國各個行業(yè)的發(fā)展，其在實際運行過程中對電力通信系統(tǒng)的運行質量要求極高。電力通信系統(tǒng)能夠及時客觀地反映電力系統(tǒng)在實際運行中的具體狀態(tài)，同時能夠傳輸與共享各部門的信息。由此可見，確保電力通信系統(tǒng)正常的運行極其重要，在對通信系統(tǒng)予以實際建設的過程中，需將電力通信電源作為重點，通過對相關新技術的運用增強電力通信電源在使用過程中的穩(wěn)定性和可靠性。

1 電力通信電源概述

電力通信電源關系到電力通信系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，是通信設備中不可或缺的一部分。伴隨電力通信事業(yè)的日益發(fā)展，電力通信電源技術不斷涌現(xiàn)出一些新技術，并應用到實際運行之中，呈現(xiàn)出一種多元化的發(fā)展趨勢，很大程度上推動了電力通信事業(yè)的良性發(fā)展。通常而言，集中供電是電力通信電源的主要供電方式，在此供電模式中，需將電源設備設置在電池室內，然后再采取集中式電源向通信設備供應電能。在此供電模式中，電力通信電源設備一般使用開口型鉛酸蓄電池和可控硅相控整流器。因此，設備較重、體積較大，在實際運行時，噪音往往也較大。鉛酸蓄電池酸霧對環(huán)境也會造成一定的污染，在使用上存在一定的局限性。

電力電源設備在集中供電模式下會距離通信負荷中心較遠。在運行過程中直流輸電會耗損較多，給系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性造成了不良影響[1]。在安裝電源設備時，所需資金大。因此，運行成本極高?，F(xiàn)階段，我國逐漸加強了電力通信電源技術的研發(fā)力度，使得免維護蓄電池和開關整流器等得到了廣泛的應用，電力通信電源也向著分散供電方面發(fā)展。和集中供電模式相比，分散供電優(yōu)勢無疑是明顯的，不僅能夠有效減少安裝電源設備的經費，還使得系統(tǒng)運行更為穩(wěn)定，使其管理逐漸趨向智能化。但是，也存在一些缺陷，蓄電池個數(shù)較多，在一定程度上增加了成本，并且需要電力維護人員具備更高、更強的技能水平和職業(yè)素養(yǎng)。

2 電力通信電源新技術的特性

第一，小型化。電力通信電源具備小型化和集成化特點，通信電源設備越是小巧，在實際工作中運用起來確實越靈活方便，主要是由于其對工作場地的占用程度不高。因此，隨著電力通信電源技術的發(fā)展，小型電源設備在運用率方面得到了顯著提高。

第二，高頻性。我國在電力通信設備的應用方面極其廣泛，因此電力通信設備在儲存量方面極高。為防止電能在運行中出現(xiàn)浪費的狀況，有關人員通過深入研究提高了通信電源的工作效率，使得電力通信電源利用其所具備的高頻率優(yōu)勢，有效節(jié)約我國在電力方面的相關資源。

第三，穩(wěn)定性。電力通信電源在實際工作中的穩(wěn)定性能可以確保電壓維持在穩(wěn)定狀態(tài)，不會出現(xiàn)通信電源電壓過低或過高的情況，增強了電力通信設備的工作性能。

第四，可靠性。電力通信電源的可靠性確保了其在實際工作中能夠更具流暢性，能夠同時給多個電力通信設備供電。但是，需對其在工作方面的性能予以檢測，做好維護工作，確保電力通信設備能夠正常進行各項工作。

3 電力通信電源新技術的具體要求

3.1 可靠性

可靠性主要表現(xiàn)在電力通信系統(tǒng)的運行穩(wěn)定上。由于整個系統(tǒng)有十分廣泛的影響力，因此絕對不能發(fā)生間斷的狀況[2]。一般而言，電力通信電源系統(tǒng)應保證更多通信設備的電能供應，所具有的可靠性能夠確保在發(fā)生系統(tǒng)故障時，不會對通信系統(tǒng)的正常運轉造成任何影響。通過結合蓄電池和整流器并聯(lián)源浮充供電的方式，能夠在直流供電過程中，充分發(fā)揮實際應用價值，進而實現(xiàn)系統(tǒng)供電的可靠性。

3.2 穩(wěn)定性

在實際運行過程中，電力通信設備需確保電源有穩(wěn)定的電壓，將之變化始終維持在可控范圍內。若電壓過低，可能給電力通信設備的可靠、穩(wěn)定造成不利影響；若電壓過高，有可能損害到通信設備元件。為了更為良好地維護通信質量，電壓必須要保持在一個穩(wěn)定的狀態(tài)。

3.3 小型化

隨著科學技術的日益成熟，集成電路小型化成為了一種必然的發(fā)展趨勢。因此，電力通信電源設備也應進行及時的更新、優(yōu)化，朝著微型化、小型化的方向做持續(xù)推進，如此才可在具體運用時，得到更為簡約、便捷的效果，從而推動電力通信行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

3.4 高頻率

電力通信電源系統(tǒng)的實際負荷伴隨通信設備數(shù)量的持續(xù)增多，呈現(xiàn)出不斷上升的趨勢，而通過更好地維持高頻率，能夠有效節(jié)約電能。運用高頻率的通信電源設備，無疑是一項節(jié)能的有效手段，在過去的工作中，大多采用相控型整流器，并不具備較為理想的整體效率，在實際運行過程中變壓器遭受的損耗較大。為了有效節(jié)約有限資源，必須選用高頻開關電源。

4 電力通信電源新技術的應用

4.1 高頻開關整流器的應用

高頻開關整流器在電力通信電源系統(tǒng)中應用（如圖1所示），可以直接提高整個系統(tǒng)的可靠性。為了提高電力通信電源工作效率，需要及時更新高頻開關技術。高頻開關整流器主要通過整流濾波電路和輸入PFC電路，把市電變?yōu)檩^為平滑的直流電，再通過高頻逆變電路，將其轉化為超高頻的交流電，能夠達到數(shù)百千赫茲。最后，通過輸出整流濾波電路，將之整流成穩(wěn)定的低電壓直流電源，進而更好地迎合通信設備的需要。

高頻開關整流器最主要特點是高頻化和高功率密度，且維護方便、易擴容、噪音低、能效高和體重輕，能夠達到90%以上的工作效率，能夠顯著提高電力通信電源的運行效率，使得電源系統(tǒng)更為穩(wěn)定。在高頻開關整流器頻率不斷升高的情況下，其重量變得更輕、體積更小，擁有更高的能效。

4.2 免維護蓄電池的應用

在傳統(tǒng)電力通信系統(tǒng)中，開口型鉛酸蓄電池相對較為常見。在實際運用中可能會導致充電終期分解與水蒸發(fā)，因此需要對電池做經常性的蒸餾水補充[3]。同時，在開口型鉛酸蓄電池充電終期，水會分解產生氧氣、氫氣析出，氣體溢出時攜帶酸霧，會腐蝕周圍設備，并污染環(huán)境，限制了電池的應用，增加了工作人員的維護工作量，需加強維護工作，才能降低這種污染問題的影響。而通過對新技術的不斷研發(fā)，在電力通信電源系統(tǒng)中，免維護蓄電池得以運用（如圖2所示），有效解決了上述問題，保證了電力通信電源系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。免維護蓄電池的電解液、正負極板與開口型鉛酸蓄電池相同，由于采用了內部氧復全技術，大大緩解了內部電解液的損耗，都有較高的密封性。免維護蓄電池的極板柵架采用多元合金材料制成，出現(xiàn)自放電的可能較小，且有隔離板包圍正負極板，有效物質不易脫落，能夠達到性能穩(wěn)定的效果。同時，電池采用了氣體抑制、氣壓平衡等技術，不易出現(xiàn)水分蒸發(fā)的情況，不用添加蒸餾水，可確保免維護蓄電池有較長的使用壽命。

圖1 高頻開關整流器

4.3 防雷技術的應用

雷電引起的沖擊是造成電力通信電源設備破壞和網絡中斷的重要因素之一。在實際運行過程中，電力通信電源如果遇到了雷電，會影響到還沒有采用防范措施的設備，給電力通信設備的相關性能帶來了很大威脅。通常可將雷電點分為兩種，一種是感應雷，另一種是直擊雷。這兩者的區(qū)別是，感應雷由于瞬間形成較大的感應電壓，會直接危害用電設備和電纜。而直擊雷形成快速流過的雷擊電流，會嚴重污染電力通信線路。新技術下的電力通信電源加入了多道防雷設施，通過泄散、限制和阻塞，可以保證電力通信系統(tǒng)在運行的過程中不會受到雷電干擾，提高了電力通信電源使用的安全性。

圖2 免維護蓄電池

4.4 合理校正功率因數(shù)技術

電力通信電源高頻開關整流器通常會采取兩級變換模式，以便于在實際運行的過程中，能夠對AC-DC予以有效的整流，然后憑借濾波來將其轉變成直流，最后再由DC-DC使其成為直流電。電力通信電源工作，充分體現(xiàn)了高頻開關整流器的容性負載特征，這樣就會對供電過程產生諧波污染，導致電網質量受到影響。在新技術不斷發(fā)展的背景下，電力通信電源具備功率校正功能，能夠降低諧波污染，防止噪聲、誤動、振動、過熱甚至燒毀事故的產生，確保電力通信系統(tǒng)能夠穩(wěn)定、正常的運轉。

5 結 論

綜上所述，現(xiàn)階段電力通信電源新技術得到了十分廣泛的運用和關注，促進了電力通信水平的提升。主要體現(xiàn)在免維護蓄電池研究、高頻開關整流器、防雷網絡等方面，通過應用這些技術能夠讓電力通信電源在實際運行的過程中更加穩(wěn)定，提高了工作效率，使我國電力通信行業(yè)處于快速發(fā)展的狀態(tài)中。