電力通信電源新技術的運用分析

侯麗芳

(國網山西省電力公司朔州供電公司)

0 引言

電網中的通信裝置類型較多, 工作環(huán)境比較復雜。從原來的為傳輸設備和調度系統(tǒng)提供電力供應,到將來的為OA 系統(tǒng)和通信網管系統(tǒng)提供電力資源,隨著5G、融合通信等新技術的發(fā)展, 也逐漸增多了通信電源系統(tǒng)的業(yè)務, 這就需要保障系統(tǒng)的穩(wěn)定性。因此需要推廣利用電力通信電源新技術, 保障整體供電過程的安全性。

1 電力通信電源技術的特點

1.1 可靠性

若要改善電網的安全性和穩(wěn)定性, 則必須在電網中使用整流器和蓄電池并聯(lián)浮充供電方式。當供電系統(tǒng)處于正常運行狀態(tài)時, 一旦出現故障, 將導致整個通信系統(tǒng)陷入癱瘓狀態(tài)。直流電源、多路交流輸入功率分配裝置等組成了一個安全、穩(wěn)定的電力系統(tǒng), 原理如下圖1。為了相互轉換兩路或三路交流電與柴油發(fā)電機輸入, 應使用多路交流輸入配電單元和并聯(lián)交流母排。如果其中一條線路發(fā)生了故障, 則可以將該線路轉換為備用電路, 從而保證柴油機運行的穩(wěn)定性, 即使兩路交流線路都發(fā)生了故障, 也能與供電系統(tǒng)相連接[1]。

圖1 源系統(tǒng)原理圖

1.2 穩(wěn)定性

若要保證通信的品質, 則必須保證電力通信電源電壓的安全性與穩(wěn)定性。若其電壓較高, 則會對裝置產生較大的危害; 如果電壓比較低, 若電網運行中出現較大的故障, 則會影響電網運行的穩(wěn)定性。

1.3 高效率

由于社會的迅速發(fā)展, 通信技術的升級速度也越來越快, 因此逐漸提高響應設備的需求量, 這就要求利用高頻通信電源裝置, 既有利于節(jié)約能源, 又有利于環(huán)境保護, 同時也有利于降低整體電源系統(tǒng)的負載[2]。

2 常見的電力通信電源新技術

2.1 電源集中組網監(jiān)控技術

電源集中組網監(jiān)控技術是當前電力通信供電技術的重要發(fā)展方向。在國內, 由于傳統(tǒng)的控制模式已經無法適應當今社會的發(fā)展需要, 因此, 技術人員利用計算機技術和網絡通信技術, 開發(fā)出了一種新的電源集中組網監(jiān)測技術, 采用集中式和自動化的管理方法, 來完成對通信電源設備的綜合管理。運用電源集中組網監(jiān)控技術, 能夠對電流、電壓進行控制, 使電流和電壓能夠順暢地提供給電力通信供電設備, 還能夠通過計算機技術進行遠程監(jiān)測和實時監(jiān)測, 保證電力供應系統(tǒng)的可靠性。在我國輸電線傳輸系統(tǒng)中, 集中式電源監(jiān)測技術得到了普遍應用, 為國家電網設備的安全運行奠定了堅實基礎。集中式組網監(jiān)視的目的在于實現對電力通信系統(tǒng)的遠距離監(jiān)視, 并實時監(jiān)視通信系統(tǒng)的工作狀態(tài)。一旦發(fā)現了電力通信系統(tǒng)中的任何一種電源故障, 都能及時地組織技術人員對其進行維修。此外, 還能夠從長時間的數據記錄中對裝置的易損部位進行標識, 以便能夠及早地進行防范, 有效地避免對電力通信供電裝置的損壞, 提高其工作效率。

2.2 高頻開關電源柜

將交流功率模塊的輸入量經由交流互投設備導入到高頻功率模塊中。交流通信設備可以實現交流冗余, 在一方發(fā)生故障時, 可以及時切換另外一個電源。所述的輸入量在由交流開關設備處理之后, 再由所述的互連裝置與所述的兩臺切換電源相聯(lián)接。高頻開關功率控制系統(tǒng)主要由交流輸入端、高頻開關整流模塊、監(jiān)測單元、直流輸出端等構成。在實際工作中, 通過高頻開關電流整流模塊之后, 交流電源通過直流母線向配電柜供電。在此期間, 蓄電池以漂浮方式進行充電。在交流市電未連接的情況下, 蓄電池組為負載提供電力。在供電后, 再將蓄電池重新充滿。在一般情況下, 兩套高頻率的開關電源不能并聯(lián), 且在工作時, 兩套高頻率的開關電源之間不能互相干擾。當多組件并聯(lián)運行時, 各組件負載的電流必須能夠自動正負切, 達到恒流的目標; 在兩臺及多臺機組并聯(lián)工作時, 在保證系統(tǒng)正常工作條件下, 系統(tǒng)輸出的總電流不超過系統(tǒng)額定電壓的±5%。并且保證功率因數不能低于0.90。在模塊輸入處, 如果交流電源符合相關要求, 需要控制系統(tǒng)輸入端的諧波電流在30%范圍內[3]。

2.3 開關整流技術

城市中心線輸送的電力電壓一般都比較高, 若在實際生產中利用, 將會引起電網內的電能發(fā)生短路,嚴重時會降低電網內電能質量。在用電時, 要將高壓電轉變?yōu)榻涣麟? 然后再利用變換裝置, 將其變換為可供用戶使用的交流電。在國內開關整流技術發(fā)揮著重要的作用, 采用三段式轉換, 實現全回路的電流轉換, 使電流處理能力不斷提高。采用開關式整流器,實現了對電流的控制, 提高了系統(tǒng)的容量, 是一種非常有效的控制方法。在運行過程中, 由于受到電網電壓的影響, 導致了電網的重大事故。開關整流器能夠對所有的電壓-功率系數進行校正, 使電源系統(tǒng)中的電流保持相對穩(wěn)定, 極大地減少了故障發(fā)生的幾率,保障了電源系統(tǒng)和通信系統(tǒng)的正常運轉。開關整流器利用其自身的儲能裝置, 將電網中的電能轉化為可用的電能, 并將其輸入到電源通信裝置, 從而保障裝置的正常運轉。電壓轉換有很大的危險性, 所以在采用開關整流器時, 要盡量減少其對系統(tǒng)內電壓的沖擊,以保證施工人員的人身安全。

3 電力通信電源新技術的運用

3.1 蓄電池組

在通信電源系統(tǒng)中, 蓄電池是一個非常關鍵的部件, 在為通信網絡提供動力的雙路交流設備發(fā)生故障時, 蓄電池就會被激活, 為通信網絡輸送電能, 從而確保通信網絡不會因為電力的干擾而發(fā)生中斷。當前已經開始利用發(fā)空電池逐步代替?zhèn)鹘y(tǒng)蓄電池所使用的防酸隔爆電池, 不僅可以優(yōu)化電池性能, 也有利于優(yōu)化電池管控效果。但是, 在實際的使用中, 該電池還存在著很多問題, 比如, 由于周圍的環(huán)境因素的作用較大, 比如, 溫度的改變, 導致電池的壽命無法達到設計的標準, 并且電池的維修也比較困難, 這些都是制約其在實際中應用的主要因素[4]。

3.2 直流分配柜

直流分配柜是一種與直流負載相連的屏蔽裝置。在進行直流配電柜的設計時, 必須考慮到直流總開關和負載開關之間的相互影響。根據其功能可以劃分為兩種類型, 一種是控制負荷, 另一種是電力負荷。配電箱和高壓開關箱之間通過十字聯(lián)接的方法進行聯(lián)接。在充電和放電過程中, 或者某一臺交流式供電設備發(fā)生故障時, 可以將該設備的直流負載切換至其他的開關電源柜中。

3.3 防雷網絡

雷電主要包括感應雷和直擊雷兩種形式, 其中直擊雷輝直接進入到電力通信線路, 從而損害電力通信設備, 導致通信網絡污染。利用電力通信電源新技術, 可以將防雷器安裝在輸入端, 因此保護整流器。在設計和安裝電力通信供電設備的時候, 需要合理設置防雷網, 可以利用電流通信新技術完善防雷網絡,使電網防御水平因此提高, 保障電網的安全性。

3.4 開關器件的利用

開關箱是一種用來對電力通信裝置進行操作的開關。但是, 在實際運行中, 因人為因素及開關柜本身的結構原因, 極易造成開關電源電壓的突然升降, 從而降低開關電源的正常運行。嚴重時, 可能引起火災, 從而影響到電力供應的整體安全性和穩(wěn)定性。因此, 研究、開發(fā)和設計開關柜也是非常必要的。為了防止在使用過程中發(fā)生電擊, 需要對開關材質進行適當的調節(jié), 并使用新型硅樹脂來改善其絕緣性能。同時, 要加強開關柜的自動化水平, 利用計算機通信技術, 實現開關柜的自動化、獨立控制。操作時, 操作者可以在計算機上監(jiān)視切換設備的操作情況, 并發(fā)出操作指示[5]。

3.5 免維護蓄電池應用

我國電力通信系統(tǒng)中普遍使用開口式電池, 其工作效率低下、運行不便、對環(huán)境影響較大。免維護蓄電池(如圖2) 具有較強的密閉性能, 不容易出現自由放電的情況, 所以它的使用壽命較以前有較大的提高。由于它的密封性, 還保證了它的水分不容易被蒸發(fā), 所以在使用時, 不需要加入蒸餾水, 這就讓它的使用變得更為簡單, 也就不需要經常地進行維護。

圖2 免維護蓄電池

4 5G 背景下通信電源系統(tǒng)發(fā)展前景

隨著5 G 技術的運用, 智能教育、物聯(lián)網、遠程醫(yī)療等技術也在持續(xù)地發(fā)展著, 這些技術與人類的日常生活有著密切的聯(lián)系, 它們給人類的生活和工作方式都帶來了巨大的變化, 促使人們產生全新的科技體驗感, 也讓人與人之間的溝通與交流變得更為便利,整個社會也進入了數字化時代, 這對于推動各種行業(yè)的發(fā)展都起到了十分顯著的效果。從技術方面來說,5G 通信電源系統(tǒng)能夠滿足多元化供電和集中化供電的需要, 并將通信服務進行持續(xù)的創(chuàng)新, 實現精細化、標準化的供電作業(yè)。在5 G 電源系統(tǒng)的發(fā)展過程中, 還必須繼續(xù)研發(fā)更加節(jié)能的電源系統(tǒng), 提高電源的安全性和穩(wěn)定性, 減少總體的運行費用, 突破原有的技術瓶頸, 提高電源系統(tǒng)的總體技術水平。此外, 還要繼續(xù)提高移動寬帶, 降低通信時延, 建立大規(guī)模的機器通信, 并對5 G 通信網供電體系進行優(yōu)化。在今后的發(fā)展中, 5 G 技術將會深入到人們的生活和工作之中, 它將會對現在的生活模式進行徹底的改造, 從而對各個領域、各個行業(yè)的發(fā)展產生更大的影響, 利用5 G 通信電源系統(tǒng)的穩(wěn)定和可靠性, 為人類創(chuàng)造一個高效的信息生態(tài),讓人與人、人與物的連接成為可能, 讓一切都能互聯(lián)起來, 進一步提高人們生活和工作的科技化, 讓整個國家的發(fā)展充滿了新的活力。

5 結束語

總之, 在電力系統(tǒng)中利用電力通信電源新技術,可以提高系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和安全性, 同時可以高效的防治電源故障, 保障電力企業(yè)的綜合效益。因此電力企業(yè)需要加強分析電力通信電源新技術, 從而在實際工作中不斷利用新型電力通信電源技術, 提高自身服務質量。