陳周天,劉宏宇,李 媛,李 剛
(中國移動通信集團(tuán)設(shè)計院有限公司黑龍江分公司,哈爾濱 150000)
就通信設(shè)備的正常運(yùn)行來說,電源是最基本的保障,如果電源運(yùn)行不穩(wěn)定,那么整個通信系統(tǒng)都難以正常穩(wěn)定工作。通信系統(tǒng)對于電源的要求就是穩(wěn)定、可靠的基礎(chǔ)上,還要保持高效。我國通信系統(tǒng)建設(shè)已經(jīng)處于比較領(lǐng)先的位置,各種設(shè)備工作狀態(tài)對于電源的標(biāo)準(zhǔn)要求更加多樣化,對于電壓、電流的波動有更高的要求。并且,通信設(shè)備還處于不斷升級優(yōu)化過程中,一些新設(shè)備對于電源穩(wěn)定功率輸出也有更大的負(fù)載考驗(yàn)。
對于我國現(xiàn)行的通信供電設(shè)備中,普遍采用一次電源并通過整流器以及交直流配電和相關(guān)的控制器共同構(gòu)成,此外,蓄電池以及接地系統(tǒng)也一起組合成不間斷供電電源,提供必要情況下的短時供電需求。在電源運(yùn)行過程中,高頻整流開關(guān)會輸出直流電,經(jīng)過直流控制配電,與系統(tǒng)的蓄電池以及整個通信網(wǎng)連接,形成包括整流器兼?zhèn)湫铍姵亟M的并聯(lián)系統(tǒng),向整個通信設(shè)備進(jìn)行實(shí)時供電。
在交流電正常進(jìn)行供電時,供電系統(tǒng)的整流器可以將220V 50Hz的交流電進(jìn)行整流,并以通信系統(tǒng)需要的電壓電流進(jìn)行輸出,提供給各種通信設(shè)備的正常使用,同時,還要對整個蓄電池組完成充電工作,確保蓄電池組隨時具備電力輸出的能力。當(dāng)正常的交流市電供應(yīng)發(fā)生中斷時,此時的整流器將不再進(jìn)行工作,蓄電池會跳轉(zhuǎn)到工作狀態(tài),繼續(xù)向連接的通信設(shè)備進(jìn)行供電,同時會進(jìn)行報警等提升,以提醒值班人員及時進(jìn)行處理,恢復(fù)正常供電狀態(tài)。當(dāng)交流市電的供應(yīng)被恢復(fù)后,可以轉(zhuǎn)回到整流器的正常工作模式下,由整流器向通信設(shè)備進(jìn)行供電,并對蓄電池充電,補(bǔ)充消耗的電量,蓄電池轉(zhuǎn)為充電模式,如此往復(fù),這就是通信電源系統(tǒng)的正常工作模式。
目前再用的通信系統(tǒng)都會采用一次電源和二次電源結(jié)合的方式,一次電源作為主用供電模式,二次電源提供備用供電。具體來說,通信系統(tǒng)電源采用相對獨(dú)立的架構(gòu)設(shè)計,即獨(dú)立的市電、蓄電設(shè)備和負(fù)載設(shè)備,這些獨(dú)立設(shè)計可以給通信設(shè)備提供雙重的供電支持保護(hù)。但在實(shí)際運(yùn)行中,對二次電源采取的保護(hù)措施常常難以引起通信單位應(yīng)有的重視。當(dāng)通信電源發(fā)生故障時,由單路進(jìn)行供電給通信設(shè)備的情況轉(zhuǎn)為其中一路二次電源要處于滿負(fù)荷工作狀態(tài),難以發(fā)揮二次模塊應(yīng)有的熱備份和分流的實(shí)際作用。
對于二次供電下電情況,主要是針對一些特殊情況,比如電源故障或市電停電等,為有效保障重要的通信信道各相關(guān)通信設(shè)備的正常運(yùn)行,按照預(yù)先設(shè)計的工作參數(shù),在蓄電池組進(jìn)行放電時,會將一些次要的用電部分設(shè)備退出,進(jìn)而延長最核心設(shè)備的正常工作時間,同時檢測蓄電池的供電電壓情況,如果供電電壓已降至預(yù)定的保護(hù)電壓以下,則立即停止通過蓄電池進(jìn)行供電,以形成對蓄電池的有效保護(hù)作用。
目前的通信已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了信道多樣化選擇,在光纖為主的通信方式得以普及同時,仍還有其他的一些備用通信方式,包括微波、載波等通信方式。這些微波基站大多建于高山等地形中,容易受到雷擊,如果采用普通的三相四線進(jìn)行供電,這就會導(dǎo)致微波基站遭雷擊時感應(yīng)電流會通過零線直接傳到供電單位,引起更大的損傷。針對這個問題,通常會采用將零線和地線混用的模式,需要在微波站以及通信機(jī)房內(nèi)的電源線進(jìn)入位置加裝避雷作用的隔離變壓裝置,可以同時滿足市電輸入和有效避雷效果。
在通信系統(tǒng)的電源設(shè)備中,在市電輸入情況下,整流屏的設(shè)計要有各自獨(dú)立的兩條交流電流供電。如果只備有一路交流進(jìn)行供電,那么該通信基站要配備發(fā)電機(jī)等應(yīng)急發(fā)電手段。電源開關(guān)設(shè)備的模塊電流容量要能夠同時符合通信系統(tǒng)運(yùn)行供電以及蓄電池進(jìn)行充電的功率需求,并要有適當(dāng)?shù)娜哂嘣O(shè)計,通常情況下,模塊數(shù)量要按照N+1的方式設(shè)計冗余。第一次進(jìn)行市電的接入試機(jī),可以對三相交流電的各相序進(jìn)行檢測,防止導(dǎo)致設(shè)備的異常運(yùn)行狀態(tài)。
通信基站的整個負(fù)載屏通常都將交、直流分配進(jìn)行列裝,對交流輸入電源的分配部分可以直接選擇交流電源切換開關(guān)之后。這主要是考慮到切換動作存在延時以及抖動等情況,會導(dǎo)致切換中發(fā)生設(shè)備的重新啟動。這種情況對于一些非常關(guān)鍵的設(shè)備和重要用戶是不能發(fā)生的問題,因此,可以在整個負(fù)載屏上同時加裝必要的逆變裝置,輸入的電流可以分成兩路,其中一路輸入為交流220V,另一路輸入為直流-48V。正常狀態(tài)下進(jìn)行逆變輸出,自動切換到旁路,確保供電的安全穩(wěn)定。
綜上所述,通信電源設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行對于整個通信網(wǎng)絡(luò)的作用發(fā)揮有非常直接的影響,沒有穩(wěn)定可靠的電源系統(tǒng)保障,通信穩(wěn)定性就無從談起。為此,必須強(qiáng)化對電源設(shè)備的優(yōu)化和管理,要選用性能質(zhì)量更有保證的電源設(shè)備,更要注重正常的電源維護(hù)檢修,嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的流程的要求,確保電源始終處于良好狀態(tài)。電源的穩(wěn)定性不僅在于輸出的穩(wěn)定,還要考慮其工作狀態(tài)對通信設(shè)備的影響,比如電源電磁干擾等問題,可能影響通信信號,需引起注意。