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, 工作環境比較復雜。從原來的為傳輸設備和調度系統提供電力供應,到將來的為OA 系統和通信網管系統提供電力資源,隨著5G、融合通信等新技術的發展, 也逐漸增多了通信電源系統的業務, 這就需要保障系統的穩定性。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定性, 則必須在電網中使用整流器和蓄電池并聯浮充供電方式。當供電系統處于正常運行狀態時, 一旦出現故障, 將導致整個通信系統陷入癱瘓狀態。直流電源、多路交流輸入功率分配裝置等組成了一個安全、穩定的電力系統, 原理如下圖1。為了相互轉換兩路或三路交流電與柴油發電機輸入, 應使用多路交流輸入配電單元和并聯交流母排。如果其中一條線路發生了故障, 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定性, 即使兩路交流線路都發生了故障, 也能與供電系統相連接[1]。

圖1 源系統原理圖

1.2 穩定性

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定性。

1.3 高效率

由于社會的迅速發展, 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, 既有利于節約能源, 又有利于環境保護, 同時也有利于降低整體電源系統的負載[2]。

2 常見的電力通信電源新技術

2.1 電源集中組網監控技術

電源集中組網監控技術是當前電力通信供電技術的重要發展方向。在國內, 由于傳統的控制模式已經無法適應當今社會的發展需要, 因此, 技術人員利用計算機技術和網絡通信技術, 開發出了一種新的電源集中組網監測技術, 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測和實時監測, 保證電力供應系統的可靠性。在我國輸電線傳輸系統中, 集中式電源監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。集中式組網監視的目的在于實現對電力通信系統的遠距離監視, 并實時監視通信系統的工作狀態。一旦發現了電力通信系統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接。高頻開關功率控制系統主要由交流輸入端、高頻開關整流模塊、監測單元、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, 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工作時, 在保證系統正常工作條件下, 系統輸出的總電流不超過系統額定電壓的±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, 要將高壓電轉變為交流電, 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, 使電源系統中的電流保持相對穩定, 極大地減少了故障發生的幾率,保障了電源系統和通信系統的正常運轉。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生中斷。當前已經開始利用發空電池逐步代替傳統蓄電池所使用的防酸隔爆電池, 不僅可以優化電池性能, 也有利于優化電池管控效果。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接的方法進行聯接。在充電和放電過程中, 或者某一臺交流式供電設備發生故障時, 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定性。因此, 研究、開發和設計開關柜也是非常必要的。為了防止在使用過程中發生電擊, 需要對開關材質進行適當的調節, 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視切換設備的操作情況, 并發出操作指示[5]。

3.5 免維護蓄電池應用

我國電力通信系統中普遍使用開口式電池, 其工作效率低下、運行不便、對環境影響較大。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, 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發展前景

隨著5 G 技術的運用, 智能教育、物聯網、遠程醫療等技術也在持續地發展著, 這些技術與人類的日常生活有著密切的聯系, 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的發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的創新, 實現精細化、標準化的供電作業。在5 G 電源系統的發展過程中, 還必須繼續研發更加節能的電源系統, 提高電源的安全性和穩定性, 減少總體的運行費用, 突破原有的技術瓶頸, 提高電源系統的總體技術水平。此外, 還要繼續提高移動寬帶, 降低通信時延, 建立大規模的機器通信, 并對5 G 通信網供電體系進行優化。在今后的發展中, 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、各個行業的發展產生更大的影響, 利用5 G 通信電源系統的穩定和可靠性, 為人類創造一個高效的信息生態,讓人與人、人與物的連接成為可能, 讓一切都能互聯起來, 進一步提高人們生活和工作的科技化, 讓整個國家的發展充滿了新的活力。

5 結束語

總之, 在電力系統中利用電力通信電源新技術,可以提高系統運行的穩定性和安全性, 同時可以高效的防治電源故障, 保障電力企業的綜合效益。因此電力企業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。