通信电源关键技术的应用与探究

黎志伟

（广东南方电信规划咨询设计院有限公司，广东 深圳 518038）

0 引 言

通信电源是通信网络基础设施。它作为通信电源供电系统的基础，是保障通信系统可靠运行的关键。但是，随着社会经济的高速发展和互联网技术的不断成熟，传统通信系统已逐渐难以满足人们需求。因此，需要创新与优化通信系统，加强通信电源关键技术的合理运用，规范电源生产标准，从而提高电源生产管理力度。

1 通信电源关键技术的应用路径

通信电源通常可分为以下几种。一是铅酸蓄电池，指以酸性水溶液作为电解质的蓄电池，主要特点为工作电压相对较高、使用温度较宽、放电性能良好，原料来源相对丰富，但也存在密度较低、重量较大的不足，适用于中心机房。二是燃料电池，指将燃料具备的化学性能转换为电能的化学装置，优点为发电效率较高、环境污染小、易于建设。三是锂离子电池，指依靠锂离子在正负极间的移动，实现充放电的一种二次电池。与铅酸蓄电池和燃料电池相比，锂离子电池电池电压更高、比能量较大、安全性能极佳，能够实现快速充电，但存在衰老较快、回收率较低等问题。四是液流电池，主要由电堆单元、电解液、管理控制单元组成，通过正负极电解液各自循环形成的一种高性能蓄电池，具有容量高、循环使用寿命较长等特点。

以广东省某通信电源技术改造项目作为研究对象，该工程项目占地1.8 hm2，拟定建设区域地理位置优越，公用设施条件完备。项目建设目标为利用通信电源技术构筑社会数字化基础设施，推动通信行业的智能化发展，迎合我国的数字化战略发展。为保证通信电源能够满足人们对高电源容量的需求，需要提升通信电源技术的应用水平，具体内容如下。

1.1 高频UPS 电源技术

不间断电源（Uninterruptible Power Supply，UPS）技术是一种高可靠性的独立电源和一种蓄电池静止型的供电设备，主要由整流器、交流静电开关组成（见图1）。市电经整流器转换后对蓄电池浮充电流经过逆变器输出交流负载，并避免受市电压和谐波干扰。如果出现停电事故，那么系统可以自动切换至蓄电池组，经逆变器对重要负荷实施供电。其主要供电方式分为以下2 种：一是分散式，采用的设备容量相对较低，支持时间较短，适用于办公区域、控制室；二是集中式，符合要求支持时间较长的计算机网络机房，需要充分结合甲方需求确定采用的UPS 供电方式，并在设置过程中做好设计方与业主间的协调配合。UPS 产品的转换效率可以节省项目初期投资费用，并降低长期能源损耗费用。在应用过程中还要注意以下几点。一是防止过电流充电，避免电池内部正负极板弯曲，保证电池内阻低于200 Ω。二是严格禁止新旧蓄电池混用，时刻注意蓄电池的使用环境。若电池处于低温环境，则锌板容易发生粉化现象，失去蓄电性能，产生永久性损坏；若温度过高，则电池容量会明显下降，同样会产生永久性损坏。因此，管理人员需要充分结合电池生产商的技术规范，将电池使用温度控制在2 ～25 ℃，并做好UPS 蓄电池的维护[1]。

图1 UPS 产品

1.2 高压直流技术

虽然UPS 技术的优势众多，但随着其使用量的增加，机房面积随之提升，经常出现投资费用较高的问题。为解决此类问题，可采用高压直流技术。该技术的特点在于震荡较小和供电效率极高，并且能够降低设备功耗。高压直流指方向与时间不作周期性变化的高压电流，但电流大小不固定容易产生波形，主要由直流电源和电阻组成闭合导电回路。正负电极中，正极电位较高，负极电位较低。当两电极与电路接通后便可使电路两端产生恒定的电位差，但是单纯依靠电位差往往无法维持稳恒的电流，因此需要借助非静电作用。由此可见，直流电源类似一种能量转换设备，提供不随时间变化的恒定电动势，为电阻消耗的焦耳补充能量。

1.3 市电直供技术

市电直供技术是指信息与通信技术（Information and Communication Technology，ICT）设备一路采用市电直控，另一路采用不间断电源供电的供电方案。市电直供流程如图2 所示。若供电回路中一路产生故障，需要实施电源的切换，以保证供电的持续性。该技术可以有效减少换流环节，控制能源消耗，提高供电效率。目前，采用的电流大多表现为220 V交流电（Alternating Current，AC），通过与通信数据装置直接连接优化供电质量[2]。

图2 市电直供流程

1.4 防雷技术

防雷技术指避免通信电源装置在雷击状态下出现异常运行，在选用防雷器件时需要充分结合接闪器和避雷器，将交流配电系统作为重点防护对象，其中浪涌电流与电网电压波动会产生不良影响。防雷系统如图3 所示。站在抑制雷电的角度出发，根据电荷性质合理选用衰减累积残压法和能量法。该工程项目中操作人员选用泄放电流25 kA 线，利用安装该线路对高压脉冲实施缓冲作业，并利用交流屏防雷保护吸收配电前端高压脉冲。通过安装防雷器设备吸收内部过电压。在室外通信站安装避雷网要严格遵循闪电电磁脉冲防护准则，将通信电源系统产品放置在感应雷击防护区，并在交流输入端配置防雷器。

图3 防雷系统

1.5 蓄电池维护技术

蓄电池是将化学能转化为电能的化学电池，在放电时可以利用充电的方式将内部活性物质再生使电能储存为化学能。蓄电池产品如图4 所示。放电时可将化学能转化为电能。其主要作用在于承担负载，在市电异常或整流器状态不佳时利用蓄电池承担更多的负载任务。工作人员需要做好蓄电池的维护与管理，并保证电压范围的电压值与浮充电压相同，通常依照53 ～59 V 的标准设置电压范围。要控制好电池温度，根据-10 ～40 ℃的范围设置蓄电池环境温度。工作人员要时刻关注蓄电池外貌，检查其是否存在裂缝与漏液问题，若存在则要第一时间进行处理[3]。

图4 蓄电池产品

2 通信电源关键技术的发展趋势

2.1 智能化

通信电源技术在智能化发展方向需要充分结合数据中心打造设备管理平台，借助神经元网络、专家系统、大数据以及云计算等手段实施建模与仿真，提高数据的分析质量与效率。通过设置自动检测功能实时监控运行中的设备，及时发现设备潜在的安全隐患，并采取针对性的防治措施。同时，通信电源的智能化发展要具备自动控制功能用以匹配通信设备要求，在线分析工作电源，并将检测结果上传至云端，帮助维护人员第一时间了解状态异常问题，确保电源设备的安全运行并最大化提升供电质量[4]。

2.2 数字化

通信电源的数字化发展更多表现为运用被动式红外传感器（Passire Infrared Detector，PID）控制技术，充分发挥其结构简单、鲁棒性强、响应速度快等优势，为复杂动态系统调整提供全新路径。同时，可以结合数字化设备对通信电源实时远程自动化控制，结合网络通信技术做到设备数据的高度共享与实时传递，从而准确评估和判断设备现状。

2.3 安全环保

通信电源技术的发展是现阶段我国社会发展关注的重点，而推动通信电源技术的安全与环保效益增长也是现阶段极具研究价值的课题之一。因此，研发人员需要尽可能降低通信电源的设备消耗，加大机房温度的把控力度，减少大功率通信设备的占比，充分结合通信设备功耗特点，在保证其体积不变的基础上适当调整功率密度，利用功率集成技术优化电源结构，以促进电源的集成化发展。

2.4 产品融合

通信行业在发展过程中需要密切关注产品融合，通信电源的研发与生产需要进一步创新与升级，促进各部门、各企业之间的合作交流，加强先进技术的引入和相关产品的研发，通过不断拓展通信电源技术的适用范围来提高产品品质。研发人员需要准确把握通信电源的发展导向，结合发展现状明确产品需求和优化产品性能。例如，升级转换器可以推动电源产品更好地满足效率配比要求，打造更加稳定的数据传输体系。通信电源技术的升级与创新能在一定程度上降低研发成本。根据实际调查，目前我国的通信电源产品市场价格整体呈下跌趋势，而对于产品研发存在部分开支盈余和成本效益较为显著的情况。同时，产品配备具有高度灵活性，促使用户的体验不断向嵌入式方向转变，能够保证电源的持续供给，同时搭建的体验平台更加高效。因此，未来的通信电源技术发展方向应当集中在降低设备能源、促进通信电源机房建设与设施的先进化演变方面。相关技术人员和管理人员要不断丰富知识储备，掌握高水平的专业技术，树立良好的安全意识，认识到通信电源技术的作用与价值，积极了解市场变化形势，准确把握相关政策措施。电力企业制定一系列切实有效的管理措施和教育活动，帮助人员丰富实践经验和掌握相关技术的应用要领，利用一系列奖惩措施激发人员的学习积极性[5]。

3 结 论

以广东省某通信电源项目作为研究对象，阐述通信电源关键技术的应用路径，并提出通信电源技术的未来发展趋势，以此推动数据信息的高效传输，保证通信系统的稳定运行，实现供电的连续性，推动电力企业社会效益与经济效益的进一步增长。