導(dǎo)言：作為寫(xiě)作愛(ài)好者，不可錯(cuò)過(guò)為您精心挑選的10篇通信電源概念，它們將為您的寫(xiě)作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。

篇1

2高職通信電源中電子技術(shù)課程聯(lián)系化教學(xué)設(shè)計(jì)舉例

通信電源和電子技術(shù)有很強(qiáng)的聯(lián)系性和依賴性，這種聯(lián)系性和依賴性雖然也能跨越到其他通信專(zhuān)業(yè)課程，但通信電源和電子技術(shù)的聯(lián)系性和依賴性更高。高職學(xué)生的特點(diǎn)之一是學(xué)習(xí)不積極、高中理科基礎(chǔ)差、自學(xué)能力低，對(duì)知識(shí)的連貫性掌握技能就更差。項(xiàng)目庫(kù)中每個(gè)項(xiàng)目的實(shí)施需要相關(guān)課程群合作完成，例如將電子技術(shù)中的功率因數(shù)概念的教學(xué)和通信電源的直流不間斷電源中的有源功率因數(shù)校正電路結(jié)合起來(lái)講，學(xué)生更易于對(duì)功率因數(shù)概念的理解，也能很好地掌握通信電源的直流不間斷電源中的有源功率因數(shù)校正電路的原理。通信電源課程根據(jù)教學(xué)計(jì)劃需求就能完成對(duì)應(yīng)電子技術(shù)基礎(chǔ)教學(xué)任務(wù)。在相關(guān)通信電源知識(shí)群中由項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)完成電子技術(shù)基礎(chǔ)教學(xué)任務(wù)后，通信電源教學(xué)任務(wù)也同步完成最終結(jié)果。因此，教學(xué)設(shè)計(jì)者應(yīng)能夠依據(jù)人才培養(yǎng)方案來(lái)建立通信電源和電子技術(shù)課程間聯(lián)系構(gòu)架和設(shè)計(jì)跨課程的教學(xué)項(xiàng)目，在教學(xué)活動(dòng)中，動(dòng)態(tài)地將通信電源和通信電子技術(shù)課程進(jìn)行聯(lián)系，形成具有活力的知識(shí)連貫體，并根據(jù)與通信電源課程群的知識(shí)聯(lián)系性來(lái)設(shè)計(jì)電子技術(shù)課程的項(xiàng)目庫(kù)。通過(guò)對(duì)高職通信電源專(zhuān)業(yè)聯(lián)系化教學(xué)的現(xiàn)狀分析和對(duì)通信電源專(zhuān)業(yè)的人才培養(yǎng)方案和教學(xué)計(jì)劃剖析后，我們應(yīng)首先對(duì)通信電源和通信電子技術(shù)進(jìn)行聯(lián)系化設(shè)計(jì)，提出對(duì)電子技術(shù)教學(xué)的設(shè)計(jì)方案，例如將電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)課程中的電路與信號(hào)、模擬電子技術(shù)融入通信電源的配電和防雷來(lái)講授，將數(shù)字電子技術(shù)融入通信電源的UPS和整流來(lái)講授。電子技術(shù)的應(yīng)用、電子技術(shù)實(shí)訓(xùn)、電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制作與通信電源的設(shè)備實(shí)訓(xùn)相關(guān)聯(lián)，進(jìn)行項(xiàng)目關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)試點(diǎn)?；诼?lián)系需求將通信電源和電子技術(shù)課程的這些環(huán)節(jié)緊密相關(guān)，層次清晰，環(huán)環(huán)相扣。從而實(shí)現(xiàn)，在高職通信電源專(zhuān)業(yè)技能培養(yǎng)的生命周期過(guò)程中的前后緊密聯(lián)系，并最終形成通信電源專(zhuān)業(yè)的教學(xué)表現(xiàn)結(jié)果。

篇2

通信電源系統(tǒng)承擔(dān)著向電力系統(tǒng)交換機(jī)、光端設(shè)備、PCM設(shè)備、微波設(shè)備等通信設(shè)備供電的任務(wù)，是所有通信設(shè)備的“心臟”，一旦發(fā)生供電中斷，通信系統(tǒng)、超高壓輸電線路高頻保護(hù)及電網(wǎng)安全穩(wěn)定裝置通道、調(diào)度自動(dòng)化遠(yuǎn)動(dòng)信息通道將無(wú)法運(yùn)行，將極大地威脅電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。下面可以從以下幾個(gè)方面來(lái)分析通信電源的穩(wěn)定安全。

1 選用高可靠電源系統(tǒng)

電源系統(tǒng)是否穩(wěn)定，關(guān)鍵在于設(shè)備是否可靠，設(shè)計(jì)是否合理。一套電源設(shè)備只有在原理設(shè)計(jì)合理、設(shè)備選用可靠的情況下，才能確保其穩(wěn)定性。

由于以前的電源系統(tǒng)多采用分立電子元件，如可控硅等元件，給運(yùn)行維護(hù)帶來(lái)很多不便。高頻開(kāi)關(guān)電源具有體積小、噪聲低、效率高、功率因素高、動(dòng)態(tài)性能好、均流特性好、可靠性高、可帶電熱插拔、電磁兼容性極好、對(duì)電網(wǎng)污染小的優(yōu)點(diǎn)，必將取代相控整流器，此外，還易于監(jiān)控、擴(kuò)展、實(shí)現(xiàn)“N+1”備份的功能。

選用安全、穩(wěn)定的硬件設(shè)備是實(shí)現(xiàn)通信電源可靠性的第一要素，合理的接線方式也非常重要。為了保證電源系統(tǒng)的獨(dú)立性，每套通信設(shè)備的兩路電源分別接到高可靠電源系統(tǒng)的獨(dú)立直流母排上，每個(gè)直流母排上的輸出端均帶有隔離裝置，即雙電源/雙母排概念；而蓄電池分別接入各自母排，組成完全獨(dú)立又互不干涉的獨(dú)立供電系統(tǒng)。

2 建立通信電源監(jiān)控系統(tǒng)

為了保證通信系統(tǒng)的暢通，提高設(shè)備運(yùn)行水平，盡量縮短維修時(shí)間，使系統(tǒng)管理由局部、臨時(shí)監(jiān)測(cè)，變?yōu)橄到y(tǒng)、全天候管理，必須實(shí)施監(jiān)控。通信電源監(jiān)控系統(tǒng)是對(duì)通信設(shè)備進(jìn)行遙測(cè)、遙信和遙控，能實(shí)時(shí)監(jiān)視和顯示其運(yùn)行參數(shù)，自動(dòng)監(jiān)測(cè)和處理系統(tǒng)各種故障的設(shè)備，并且還能監(jiān)測(cè)機(jī)房溫度，并根據(jù)環(huán)境溫度實(shí)時(shí)對(duì)蓄電池浮充時(shí)進(jìn)行溫度補(bǔ)償。

2.1單套電源的監(jiān)控

對(duì)于單套電源系統(tǒng)的監(jiān)控，一般在整流屏配備本機(jī)監(jiān)控裝置，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)交流單元，整流單元、直流單元、蓄電池等工作狀態(tài)，包括系統(tǒng)電壓、系統(tǒng)工作狀態(tài)顯示，負(fù)載電流及各整流模塊的輸出電流，蓄電池的充放電電流及安時(shí)數(shù)、系統(tǒng)的各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)設(shè)定值、蓄電池溫度及環(huán)境溫度，根據(jù)各項(xiàng)設(shè)定值發(fā)出各類(lèi)告警信息，并且具有RS-232接口，對(duì)于緊急故障具有電話回叫功能，在第一時(shí)間通知運(yùn)行人員。其組成如圖1所示。

圖1 監(jiān)控系統(tǒng)組成

2.2多套電源系統(tǒng)的監(jiān)控

一般來(lái)說(shuō)，一個(gè)供電局有多套通信電源，而且大多通信電源無(wú)人值班，因此，必須采用獨(dú)立的通信電源監(jiān)控系統(tǒng)，并且把各站的電源監(jiān)控系統(tǒng)納入通信設(shè)備總的監(jiān)控系統(tǒng)。

根據(jù)通信電源集中維護(hù)、統(tǒng)一管理的基本模式，監(jiān)控系統(tǒng)是一個(gè)多級(jí)的分布式計(jì)算機(jī)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，分為監(jiān)控單元、監(jiān)控站、區(qū)域監(jiān)控中心、中心局監(jiān)控中心。四級(jí)結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 通信電源監(jiān)控系統(tǒng)組成

一般以地調(diào)監(jiān)控中心為中心局監(jiān)控中心，各縣調(diào)監(jiān)控中心為區(qū)域監(jiān)控中心。各級(jí)的功能為：

（1）設(shè)備監(jiān)控單元完成周期性的采集數(shù)據(jù)，接收和執(zhí)行命令，接受上一級(jí)下達(dá)的配置信息、刷新配置文件；

（2）監(jiān)控站實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和處理，向下與各設(shè)備單元監(jiān)控單元傳送數(shù)據(jù)，進(jìn)行處理后，向上級(jí)傳送，實(shí)時(shí)監(jiān)視各監(jiān)控單元的工作狀態(tài)，同時(shí)與監(jiān)控中心通信，實(shí)時(shí)向監(jiān)控中心轉(zhuǎn)發(fā)告警信息，并接受各監(jiān)控單元的參數(shù)，顯示各監(jiān)控單元采集的各種監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和告警信息；

（3）監(jiān)控中心（包括區(qū)域監(jiān)控中心）具有監(jiān)控站的功能，還能實(shí)現(xiàn)各監(jiān)控站工作狀態(tài)顯示和打印各種數(shù)據(jù)和信息。電源監(jiān)控系統(tǒng)的基本原則應(yīng)把可靠性放在第一位，監(jiān)控系統(tǒng)本身的可靠性必須高于被監(jiān)控設(shè)備的可靠性，監(jiān)控系統(tǒng)要以監(jiān)為主、控為輔，并且逐漸向智能化、規(guī)范化方向發(fā)展。轉(zhuǎn)貼于

3 加強(qiáng)對(duì)設(shè)備的維護(hù)工作

對(duì)通信電源的維護(hù)，主要是對(duì)蓄電池的維護(hù)。目前，通信電源大多采用免維護(hù)蓄電池（閥控式密封蓄電池），但其所謂的免維護(hù)其實(shí)是指使用過(guò)程中不需要加蒸餾水等工作。但在日常的工作中，還需對(duì)其進(jìn)行精心維護(hù)。

3.1環(huán)境溫度的穩(wěn)定

閥控式蓄電池適合在清潔、干燥、通風(fēng)、避免陽(yáng)光直射的環(huán)境中運(yùn)行，環(huán)境溫度控制在15～35℃，最好是標(biāo)準(zhǔn)室溫25℃。因此，必須安裝空調(diào)，確保蓄電池室溫度控制在25℃。

3.2對(duì)蓄電池的維護(hù)

蓄電池作為通信電源的后備電源，是確保設(shè)備不間斷運(yùn)行的最后一道防線，必須對(duì)其精心維護(hù)。在維護(hù)過(guò)程中，首先要經(jīng)常觀察其外觀，檢查有無(wú)活性物質(zhì)脫落、極板變形、電解液外漏，柵極有否腐蝕和硫化，及時(shí)做好充放電，根據(jù)《電信電源維護(hù)規(guī)程》中規(guī)定：

（1）蓄電池應(yīng)每年做1次放電試驗(yàn)，放電額定容量的30%～40%，每3年做1次容量實(shí)驗(yàn)，使用6年后應(yīng)每年1次，蓄電池放電期間應(yīng)每小時(shí)測(cè)量1次端電壓和放電電流；

（2）還要引進(jìn)先進(jìn)的測(cè)試方法對(duì)蓄電池進(jìn)行定期測(cè)試。根據(jù)研究，蓄電池的真正等效內(nèi)阻是由其金屬電阻和電化學(xué)電阻組成，內(nèi)阻的增加導(dǎo)致蓄電池實(shí)際容量的減少。現(xiàn)在市場(chǎng)上蓄電池測(cè)試儀很多，通過(guò)選用合適的蓄電池測(cè)試儀對(duì)蓄電池進(jìn)行日常維護(hù)，再加上目前電源都對(duì)蓄電池裝有巡檢、監(jiān)控功能，更加能保證蓄電池的日常工作效率。

4 高度重視防雷接地

雷電是對(duì)電力系統(tǒng)產(chǎn)生較大影響的一種自然災(zāi)害，現(xiàn)在很多通信設(shè)備發(fā)生雷電事故，大多是由電源系統(tǒng)進(jìn)入，因此必須重視電源系統(tǒng)的防雷接地工作。

4.1 防雷

根據(jù)YD5078-98《通信工程電源系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)定》以及各通信站內(nèi)主要電源配套設(shè)備的耐壓沖擊指標(biāo)和防雷器殘壓要求，電力系統(tǒng)雷害的防護(hù)可采取分級(jí)協(xié)調(diào)的防護(hù)措施進(jìn)行電源設(shè)備的保護(hù)。圖3為三級(jí)防雷保護(hù)措施。

圖3 三級(jí)防雷保護(hù)措施

（1）市電引入端安裝OBO電源防雷模塊，可以預(yù)先引雷；

（2）在交流輸入到整流器中間安裝一組低壓避雷器，確保整流設(shè)備及有關(guān)低壓設(shè)備；

（3）直流電源的“正極”在電源設(shè)備側(cè)和通信設(shè)備側(cè)均應(yīng)接地，“負(fù)極”在電源機(jī)房側(cè)和通信機(jī)房側(cè)均應(yīng)接氧化鋅壓敏電阻。

4.2 接地

對(duì)于通信等弱電設(shè)備的防雷，接地系統(tǒng)的良好與否，直接關(guān)系到防雷的效果和質(zhì)量。當(dāng)有直接雷時(shí)，盡管接地電阻很小（1.0Ω左右），但地網(wǎng)上還會(huì)產(chǎn)生很大的地位抬升。因此，應(yīng)該采用聯(lián)合接地，通信機(jī)房和電源機(jī)房還要形成環(huán)形地網(wǎng)并多點(diǎn)入地。

5 加強(qiáng)人員培訓(xùn)管理工作

現(xiàn)代電源技術(shù)大量應(yīng)用電力電子半導(dǎo)體器件，采用自動(dòng)控技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、電磁技術(shù)的多學(xué)科交叉技術(shù)，是現(xiàn)代電力電子的具體應(yīng)用。積極讓專(zhuān)業(yè)人員參與、把關(guān)工程設(shè)計(jì)，方案審查，工程實(shí)施、竣工驗(yàn)收；加大培訓(xùn)力度和搞好技術(shù)練兵；積極讓專(zhuān)業(yè)人員學(xué)習(xí)新的專(zhuān)業(yè)知識(shí)；積極引進(jìn)高素質(zhì)的電源專(zhuān)業(yè)人才等各方面來(lái)實(shí)施，確實(shí)提高維護(hù)水平。

6 結(jié)束語(yǔ)

篇3

關(guān)鍵詞： 通信穩(wěn)壓電源；穩(wěn)定；可靠

Key words: communication regulated power supply；stability；reliable

中圖分類(lèi)號(hào)：TN913文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1006-4311（2012）09-0146-01

0引言

電源對(duì)于通信線路的意義，就像心臟對(duì)人類(lèi)的意義一樣，供給的是能量，聯(lián)通的是整個(gè)機(jī)體，是保障整個(gè)通信線路運(yùn)轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)條件，是最不可或缺的。在實(shí)際應(yīng)用中，幾乎每條電子設(shè)備都在使用直流電源，直流穩(wěn)壓電源則被廣泛應(yīng)用。

1通信電源的現(xiàn)狀

通信電源是通信系統(tǒng)中的源頭保證，體積雖小其意義非凡。當(dāng)前，采用模擬電路控制的模擬方法，以及通過(guò)數(shù)字電路進(jìn)行自動(dòng)控制的數(shù)字方法，是最為常用的維持電源電壓的方法。市場(chǎng)對(duì)電源的需求即將攀升，隨著電信技術(shù)的迅猛發(fā)展，電信網(wǎng)絡(luò)日益復(fù)雜，各種業(yè)務(wù)層出不窮，電信服務(wù)的要求越來(lái)越高，因此作為整個(gè)通信系統(tǒng)動(dòng)力之源的通信電源系統(tǒng)的重要性日益突出。

2保持通信電源穩(wěn)定性措施

2.1 選用高可靠電源系統(tǒng)電源的穩(wěn)定可靠是保證整條線路的基礎(chǔ)，而電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)的科學(xué)合理、可靠則是保證電源系統(tǒng)穩(wěn)定的基礎(chǔ)條件。因此，選用高可靠的電源系統(tǒng)，和合理的接線方式是保證通信電源穩(wěn)定的首要條件。

分立電子原件是最為傳統(tǒng)的電源，但是卻有著維護(hù)困難的缺陷。而新產(chǎn)品高頻開(kāi)關(guān)電源，不僅體積小、功率低、效率低，而且維護(hù)簡(jiǎn)單、易于監(jiān)控，已逐漸占領(lǐng)了當(dāng)今市場(chǎng)。另一方面，為了保證電源系統(tǒng)的獨(dú)立性，每套通信設(shè)備的兩路電源分別接到高可靠電源系統(tǒng)的獨(dú)立直流母排上，每個(gè)直流母排上的輸出端均帶有隔離裝置，即雙電源/雙母排概念；而蓄電池分別接入各自母排，組成完全獨(dú)立又互不干涉的獨(dú)立供電系統(tǒng)。

2.2 建立通信電源監(jiān)控系統(tǒng)電源監(jiān)控可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)、自動(dòng)、全天實(shí)時(shí)掌握電源運(yùn)行及其環(huán)境的狀況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)隱患，減小維修頻率，將安全隱患扼殺在搖籃之中。具體流程為，電源監(jiān)控系統(tǒng)安裝后，可通過(guò)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)端顯示的數(shù)據(jù)及參數(shù)變化，得知電源環(huán)境的溫度是否正常，蓄電池電量是否充足，是否存在安全故障等問(wèn)題，并可及時(shí)通知電源所在地工作人員采取相關(guān)彌補(bǔ)措施，進(jìn)行修補(bǔ)。單套電源和多套電源的監(jiān)控方法有所不同，但是總體來(lái)說(shuō)，遙測(cè)、遙信和遙控是最為常用的三種方法，三者可交叉使用，互相補(bǔ)充。

其一， 單套電源的監(jiān)控主要控制在電流、蓄電池兩個(gè)方面。具體包含直流單元、交流單元、系統(tǒng)電壓等模塊的負(fù)載電流及各整流模塊的輸出電流，蓄電池的充放電電流及安時(shí)數(shù)，蓄電池溫度及環(huán)境溫度，以及系統(tǒng)電壓、系統(tǒng)工作狀態(tài)顯示等。對(duì)于緊急故障具有電話回叫功能，在第一時(shí)間通知運(yùn)行人員。

其二，供電局等大型通信單位，電源數(shù)量種類(lèi)多，且多無(wú)人值班，在此種多套電源系統(tǒng)中安裝獨(dú)立的通信電源監(jiān)控系統(tǒng)則是尤為重要。多套電源的監(jiān)控系統(tǒng)是呈網(wǎng)絡(luò)逐層分布形式，監(jiān)控單元、監(jiān)控站、區(qū)域監(jiān)控中心、中心局監(jiān)控中心每個(gè)層次級(jí)別均應(yīng)安裝電源監(jiān)控設(shè)備，并且要把各站的電源監(jiān)控系統(tǒng)納入通信設(shè)備總的監(jiān)控系統(tǒng)，以便可以統(tǒng)一采集數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控。監(jiān)控單元負(fù)責(zé)定期采集數(shù)據(jù)、刷新配置，并向上級(jí)監(jiān)控站傳送數(shù)據(jù)。監(jiān)控站在接收到數(shù)據(jù)之后則對(duì)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理工作，向上區(qū)域監(jiān)控中心發(fā)送處理結(jié)果，向下監(jiān)控每個(gè)單元的工作狀態(tài)。監(jiān)控中心則需將下級(jí)單位發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行打印、分析，并要嚴(yán)格控制好下級(jí)監(jiān)控單元的安全性能。

2.3 加強(qiáng)對(duì)設(shè)備的日常維護(hù)結(jié)合檢修工作雖然通信電源設(shè)備的含金量一直在上升，但是如果因此而省去日常維護(hù)及檢修工作，則會(huì)大大減弱設(shè)備運(yùn)行機(jī)能，還會(huì)大大加重設(shè)備日后維修的負(fù)擔(dān)。通信設(shè)備日常的維護(hù)及檢修工作主要集中在主機(jī)和蓄電池各個(gè)模塊，其中蓄電池的工作量更大、其長(zhǎng)遠(yuǎn)意義也更為顯著。

防潮、防塵與定期除塵是維護(hù)主機(jī)設(shè)備的手段，當(dāng)主機(jī)出現(xiàn)擊穿、斷保險(xiǎn)或燒毀器件的故障需要檢修時(shí)，則務(wù)必要查明故障原因，在進(jìn)行維修重啟。

檢查進(jìn)行時(shí)，工作人員需注意蓄電池是否保持在浮充狀態(tài)，其容量是否滿額，是否有冒氣泡、漏電、腐蝕等現(xiàn)象發(fā)生，是否有金屬物擱置在電池上方等。蓄電池種類(lèi)不同，其日常維護(hù)所需注意的電池排列方式、電解液添加比例、充電頻率、放電次數(shù)以及周邊溫度也有所區(qū)別的。

2.4 高度重視防雷接地雷電事故大多通過(guò)電源系統(tǒng)進(jìn)入，防雷接地是維持電源穩(wěn)定性的另一項(xiàng)有效措施。而接地系統(tǒng)的良好與否，直接關(guān)系到防雷的效果和質(zhì)量。聯(lián)合接地可使得通信系統(tǒng)各部分形成環(huán)網(wǎng)，降低雷電擊中的頻率。電力系統(tǒng)雷害的防護(hù)可采取分級(jí)協(xié)調(diào)的防護(hù)措施進(jìn)行電源設(shè)備的保護(hù)。介紹如下：①市電引入端安裝OBO電源防雷模塊，可以預(yù)先引雷；②在交流輸入到整流器中間安裝一組低壓避雷器，確保整流設(shè)備及有關(guān)低壓設(shè)備；③直流電源的“正極”在電源設(shè)備側(cè)和通信設(shè)備側(cè)均應(yīng)接地，“負(fù)極”在電源機(jī)房側(cè)和通信機(jī)房側(cè)均應(yīng)接氧化鋅壓敏電阻。

3結(jié)論

通信電源始終是通信行業(yè)運(yùn)轉(zhuǎn)的能量源頭，只有保持電源工作性能的安全可靠性，才能為整條通信線路提供基礎(chǔ)。隨著科技的發(fā)展，通信電源的科技含量也是越來(lái)越高，因此，相關(guān)技術(shù)人員也要不斷進(jìn)修，學(xué)習(xí)先的技術(shù)理論并運(yùn)用到實(shí)際操作中，為高科技電源設(shè)備發(fā)揮效益做好后備工作。

參考文獻(xiàn)：

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通信電源專(zhuān)業(yè)是一個(gè)涉及機(jī)電、電力等多種學(xué)科，又特別注重實(shí)踐動(dòng)手能力的專(zhuān)業(yè)。該專(zhuān)業(yè)具有專(zhuān)業(yè)課程門(mén)數(shù)多，實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)所占比重大，各專(zhuān)業(yè)課程實(shí)踐教學(xué)相互獨(dú)立等特點(diǎn)。由于通信電源專(zhuān)業(yè)教室建設(shè)投資費(fèi)用高，占用場(chǎng)地多，對(duì)環(huán)境影響大，很難滿足將配電、變流、蓄電池、油機(jī)獨(dú)立分散的實(shí)踐要求。隨著通信電源技術(shù)和設(shè)備不斷發(fā)展，現(xiàn)有的實(shí)踐內(nèi)容、手段、方法及設(shè)備已很難將實(shí)踐教學(xué)提高到新的層次。

一、通信電源專(zhuān)業(yè)實(shí)踐教學(xué)的現(xiàn)狀

通信電源實(shí)踐教學(xué)是教學(xué)計(jì)劃的重要組成部分，任課教師在落實(shí)教學(xué)內(nèi)容，構(gòu)建相對(duì)完整的實(shí)踐教學(xué)體系方面進(jìn)行了不懈的努力，在現(xiàn)有的實(shí)踐條件下也取得了一定成效，但也碰到了一些亟待解決的問(wèn)題。

（一）項(xiàng)目設(shè)置系統(tǒng)性差

現(xiàn)有實(shí)踐教學(xué)的特點(diǎn)是基于單一課程的，實(shí)踐前后項(xiàng)目松散分離，不利于學(xué)生系統(tǒng)地理解和掌握所學(xué)知識(shí)，更不利于學(xué)生綜合地把握課程在本專(zhuān)業(yè)中的地位及縱向知識(shí)的連貫性和橫向知識(shí)的關(guān)聯(lián)性。在現(xiàn)有實(shí)踐條件下，發(fā)電機(jī)組、開(kāi)關(guān)電源、UPS等各環(huán)節(jié)的實(shí)踐教學(xué)是分開(kāi)設(shè)置的，不利于學(xué)生理解整個(gè)系統(tǒng)的組成和相互關(guān)系。學(xué)生缺少綜合性的整體概念，沒(méi)有進(jìn)行縱向和橫向的有機(jī)整合，使學(xué)生“身臨其境”地進(jìn)行通信電源系統(tǒng)的綜合實(shí)踐。

（二）教學(xué)設(shè)施不能滿足實(shí)踐教學(xué)需要

從近幾屆通信電源專(zhuān)業(yè)綜合實(shí)習(xí)的實(shí)施情況來(lái)看，現(xiàn)有的通信電源教學(xué)設(shè)施還不能滿足該專(zhuān)業(yè)的實(shí)踐教學(xué)需要，突出表現(xiàn)在：一是教學(xué)設(shè)備陳舊，技術(shù)水平跟不上新技術(shù)設(shè)備的發(fā)展，學(xué)生畢業(yè)后還需適應(yīng)新設(shè)備；二是教學(xué)場(chǎng)地不能滿足實(shí)踐教學(xué)需要，通信電源專(zhuān)業(yè)需要專(zhuān)門(mén)的操作間，部分項(xiàng)目只能在酷熱的室外開(kāi)展，在高溫下學(xué)生的精力不易集中，影響培訓(xùn)效果。

（三）培訓(xùn)效率較低

由于通信電源專(zhuān)業(yè)所涉及的實(shí)踐設(shè)備普遍較昂貴，設(shè)備數(shù)量有限，所以在實(shí)踐時(shí)，學(xué)生動(dòng)手和操作的機(jī)會(huì)較少，常常出現(xiàn)學(xué)生“看”實(shí)踐而不是“做”實(shí)踐。為了增加學(xué)生實(shí)踐參與率，指導(dǎo)教師只能采用分組的形式，這種方式雖然增加了學(xué)生的動(dòng)手機(jī)會(huì)，但同時(shí)也限制了實(shí)踐項(xiàng)目開(kāi)出的數(shù)量。

（四）部分學(xué)生對(duì)實(shí)踐教學(xué)重視不夠

由于受“學(xué)歷教育”思想的影響，不少學(xué)生首先考慮的是如何通過(guò)理論課的考試，順利拿到畢業(yè)證，認(rèn)為只要所有的理論課合格了，還沒(méi)有因?qū)嵺`成績(jī)影響畢業(yè)的。因此，盡管學(xué)校、教師一直強(qiáng)調(diào)實(shí)踐環(huán)節(jié)的重要性，但仍有部分學(xué)生輕視實(shí)踐教學(xué)，輪到自己實(shí)踐時(shí)只是應(yīng)付一下或干脆將自己的機(jī)會(huì)讓與別人。

二、提高實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量的幾點(diǎn)思考

為使職業(yè)教育適應(yīng)新形勢(shì)的需要，培養(yǎng)高素質(zhì)的通信電源專(zhuān)業(yè)的高職人才，可以從實(shí)踐內(nèi)容、培訓(xùn)手段、資源利用、評(píng)價(jià)方案等方面入手。

（一）優(yōu)化實(shí)踐課程

實(shí)踐課的設(shè)置及其結(jié)構(gòu)，將影響學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)。因此，實(shí)踐課的安排應(yīng)注意相互間的銜接，對(duì)實(shí)踐教學(xué)體系進(jìn)行整體優(yōu)化，將實(shí)踐內(nèi)容連成一條主線并分階段實(shí)施。如《內(nèi)燃機(jī)原理與構(gòu)造》、《通信配電》、《整流原理與設(shè)備》、《軍用發(fā)電機(jī)組》等專(zhuān)業(yè)課都有不同數(shù)量的實(shí)踐學(xué)時(shí)，打破課程界限后，對(duì)這些課程之間的實(shí)踐項(xiàng)目進(jìn)行綜合統(tǒng)籌開(kāi)設(shè)，對(duì)學(xué)生采用分組滾動(dòng)安排，同時(shí)開(kāi)展多項(xiàng)實(shí)踐項(xiàng)目。這樣在同樣的實(shí)踐課時(shí)內(nèi)，所取得的效果是顯著的，其一，學(xué)生實(shí)際參與率明顯增加，其二，學(xué)生的動(dòng)手能力和綜合能力得到真正地提高，其三，教學(xué)設(shè)備得到充分利用。

（二）充分利用多媒體技術(shù)

在原有實(shí)踐手段的基礎(chǔ)上加入多媒體技術(shù)，可以緩解實(shí)踐設(shè)備數(shù)量不足帶來(lái)的實(shí)踐壓力。利用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，制作成集聲、圖、文于一體的實(shí)踐教學(xué)軟件，配上數(shù)碼投影儀進(jìn)行生動(dòng)的實(shí)踐模擬教學(xué)，提高實(shí)踐教學(xué)效果。如內(nèi)燃機(jī)拆裝，可事先采用數(shù)字?jǐn)z像機(jī)拍攝各類(lèi)汽油、柴油機(jī)的零件或制作三維動(dòng)畫(huà)，讓學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐前先了解內(nèi)燃機(jī)零件的拆裝步驟、要點(diǎn)及注意事項(xiàng)，實(shí)際操作時(shí)就能做到心中有數(shù)、有條不紊。又如開(kāi)關(guān)電源設(shè)備實(shí)踐中的需測(cè)量觸發(fā)脈沖波形，因設(shè)備的限制無(wú)法達(dá)到實(shí)踐目的時(shí)，同樣可以通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬來(lái)實(shí)現(xiàn)?？傊?，利用多媒體可使實(shí)踐效果推向一個(gè)更廣更深的層次。

（三）充分利用現(xiàn)有資源

充分利用校內(nèi)現(xiàn)有資源，利用保障單位配發(fā)的電源設(shè)備開(kāi)展實(shí)踐教學(xué)，是一種行之有效的提高實(shí)踐教學(xué)效率的方法。通信電源對(duì)于每個(gè)單位來(lái)說(shuō)都是不可或缺的，學(xué)校部、系都有比較完備的供電系統(tǒng)，可以在通信電源課間實(shí)習(xí)和綜合實(shí)習(xí)時(shí)把這些資源充分利用起來(lái)。實(shí)習(xí)時(shí)聘請(qǐng)這些單位的值勤人員充當(dāng)小教師，講解設(shè)備的注意事項(xiàng)和操作步驟，學(xué)生可以在學(xué)習(xí)設(shè)備操作使用時(shí)感受現(xiàn)場(chǎng)工作環(huán)境，提高畢業(yè)后適應(yīng)環(huán)境的能力。

（四）建立實(shí)踐考核與成績(jī)?cè)u(píng)定體系

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智能變電站交直流一體化電源系統(tǒng)的主要的特點(diǎn)是一體化，這種一體化不僅表現(xiàn)在外觀上的一致性，更主要的是在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)安裝方面減少了組屏的數(shù)目，這樣使得整個(gè)電源系統(tǒng)之間的聯(lián)系更加的緊密和美觀。這樣的一體化設(shè)計(jì)使得電源系統(tǒng)的流程更加簡(jiǎn)單，也為后期的維護(hù)工作提供了方便。一體化電源系統(tǒng)還縮短了工廠的生產(chǎn)周期，各種型號(hào)模塊可提前生產(chǎn)，理論上為現(xiàn)貨，大大縮短供貨時(shí)間。

2網(wǎng)絡(luò)化和智能化

智能變電站交直流一體化電源系統(tǒng)主要是采用電子信息和電子設(shè)備相結(jié)合的特點(diǎn)，其由幾個(gè)子系統(tǒng)構(gòu)成，每個(gè)系統(tǒng)之間通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，并且都是受到相同的監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控，這樣也就使得各個(gè)子系統(tǒng)通過(guò)監(jiān)控系統(tǒng)建立起了聯(lián)系，從而實(shí)現(xiàn)了智能電源系統(tǒng)內(nèi)部自動(dòng)化控制，使得運(yùn)行的各參數(shù)能夠很好的配合和調(diào)整。此外一體化電源系統(tǒng)在開(kāi)關(guān)方面也是使用了智能化，將低壓開(kāi)關(guān)、傳感器等放在同一個(gè)箱體內(nèi)，可監(jiān)測(cè)開(kāi)關(guān)位置、事故跳閘告警、負(fù)荷電流、漏電流等，使得模擬量的采集或是開(kāi)關(guān)控制等都在箱內(nèi)解決，使電源監(jiān)測(cè)不再有盲點(diǎn)。這種開(kāi)關(guān)的智能化將使得單個(gè)的柜體能夠安裝更多的開(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)智能化的檢測(cè)或是控制。同時(shí)也會(huì)使得維護(hù)更加的方便，

3安全性高

交直流一體化電源系統(tǒng)采用全模塊設(shè)計(jì)，絕緣防護(hù)更好，并且沒(méi)有外引二次接線，無(wú)跨屏二次電纜；同時(shí)由于使用了模塊化設(shè)計(jì)，一般故障模塊可以實(shí)時(shí)更換，無(wú)需停電，不需檢修二次線。相同參數(shù)模塊可以互換，模塊內(nèi)一次、二次部分可獨(dú)立檢修，單個(gè)開(kāi)關(guān)可獨(dú)立更換，使得設(shè)備檢修更便捷、更安全。交直流一體化電源系統(tǒng)還對(duì)蓄電池、各開(kāi)關(guān)之間做防爆、防酸、防燃處理，即使蓄電池放在主控制室內(nèi)，也不會(huì)對(duì)其他設(shè)備的安全運(yùn)行造成影響。

智能站用變直流一體化電源系統(tǒng)的應(yīng)用

1智能站用交直流一體化電源系統(tǒng)的概念

一般來(lái)講，智能站用交直流一體化電源系統(tǒng)，主要是指將站用交流電源系統(tǒng)、直流電源系統(tǒng)、逆變電源系統(tǒng)、通信電源系統(tǒng)統(tǒng)一設(shè)計(jì)，并且進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)試和服務(wù)，之后通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通信、優(yōu)化、系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)、設(shè)備檔案統(tǒng)一管理的方法，實(shí)現(xiàn)站用電源安全和智能，從而實(shí)現(xiàn)站用電源的“交鑰匙”工程。

2智能站用交直流一體化電源系統(tǒng)的應(yīng)用

站用智能交流系統(tǒng)已經(jīng)成功在大多數(shù)的變電站運(yùn)行，其直流核心充電模塊應(yīng)用移相諧振軟開(kāi)發(fā)技術(shù)，風(fēng)冷、自冷有機(jī)結(jié)合。逆變電源正常時(shí)進(jìn)行交流供電，交流斷電之后切換直流逆變。一體化應(yīng)用成熟的交流技術(shù)、直流技術(shù)，在技術(shù)上不存在風(fēng)險(xiǎn)。通信電源部分應(yīng)用直流輸入充電模塊，比傳統(tǒng)的充電模式省掉了整流環(huán)節(jié)。直流的220V電壓經(jīng)過(guò)高頻的開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換為48V的電壓，并沒(méi)有采用變壓器進(jìn)行轉(zhuǎn)換，其中的220V和48V的電壓之間并沒(méi)有直接通過(guò)電氣進(jìn)行連接，保障了兩種電壓之間的隔離。蓄電池部分是采用閥控鉛酸蓄電池，110kV及以上變電站使用2到3組的蓄電池，蓄電池的一體化，避免逆變電源和通信電源在進(jìn)行維護(hù)時(shí)出現(xiàn)的不精確的問(wèn)題，同時(shí)減少蓄電池組配置組數(shù)，蓄電池室也可取消，簡(jiǎn)化主控樓的設(shè)計(jì)，同時(shí)解決了UPS電池和通信蓄電池的日常維護(hù)和管理問(wèn)題，也使得實(shí)現(xiàn)智能變電站交直流一體化電源系統(tǒng)成為了可能。

3安全性應(yīng)用

原始的變電站的站用電源系統(tǒng)當(dāng)有一處出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)整個(gè)系統(tǒng)可能受到影響，這樣很容易導(dǎo)安全事故的發(fā)生，然而智能變電站交直流一體電源系統(tǒng)將很好地解決這一問(wèn)題.通過(guò)對(duì)變電站站用電源的一些線路的走向進(jìn)行調(diào)整，將直流和交流完全的進(jìn)行隔離開(kāi)來(lái)，這樣將會(huì)減小由于電流的沖撞導(dǎo)致的事故發(fā)生。并且一體化電源系統(tǒng)還統(tǒng)一進(jìn)行防雷配置，以提高雷擊過(guò)電壓或者操作過(guò)電壓時(shí)，設(shè)備安全運(yùn)行的能力。

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【中圖分類(lèi)號(hào)】 E965【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B【文章編號(hào)】1672-5158（2013）07-0296-02

智能電網(wǎng)（smart power grids），就是電網(wǎng)的智能化，也被稱(chēng)為“電網(wǎng)2.0”，它是建立在集成的、高速雙向通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，通過(guò)先進(jìn)的傳感和測(cè)量技術(shù)、先進(jìn)的設(shè)備技術(shù)、先進(jìn)的控制方法以及先進(jìn)的決策支持系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的可靠、安全、經(jīng)濟(jì)、高效、環(huán)境友好和使用安全的目標(biāo)，其主要特征包括自愈、激勵(lì)和包括用戶、抵御攻擊、提供滿足21世紀(jì)用戶需求的電能質(zhì)量、容許各種不同發(fā)電形式的接入、啟動(dòng)電力市場(chǎng)以及資產(chǎn)的優(yōu)化高效運(yùn)行。

一、通信電源

通信電源是整個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施，但是通信電源在整個(gè)通信行業(yè)中占的比例并不大。電信運(yùn)營(yíng)商在電源產(chǎn)品上的采購(gòu)主要是每年的設(shè)備維護(hù)和系統(tǒng)設(shè)，其中電源設(shè)備的維護(hù)通常占采購(gòu)量的比重更高。電信運(yùn)營(yíng)商每年用于電源系統(tǒng)的建設(shè)上的費(fèi)用相對(duì)較少，除非電信系統(tǒng)需要大規(guī)模的升級(jí)或者擴(kuò)建，運(yùn)營(yíng)商才會(huì)增加電源設(shè)備的采購(gòu)量。電力通信電源是智能電網(wǎng)的通信系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，通信電源系統(tǒng)的質(zhì)量好壞關(guān)系到通信網(wǎng)的安全和質(zhì)量，如果電源出現(xiàn)故障，對(duì)電網(wǎng)的安全和運(yùn)行帶來(lái)了極大的危害，還能產(chǎn)生嚴(yán)重的后果。所以，在只能電網(wǎng)通信電源的管理和維護(hù)應(yīng)該被重視。在智能電網(wǎng)中，采用先進(jìn)的、集中、自動(dòng)化的管理的方式進(jìn)行。采用先進(jìn)、可靠性高的電源電池和穩(wěn)定的供電方式對(duì)構(gòu)建強(qiáng)大的通信供電系統(tǒng)尤為重要。通信電源供電系統(tǒng)中，一般采用DC-DC轉(zhuǎn)換器對(duì)通信設(shè)備供電。蓄電池可采用免維護(hù)電池，壽命長(zhǎng)且密封性較好。建議采用雙蓄雙充模式，可適當(dāng)加大直流蓄電池組的容量，采用兩組DC-DC轉(zhuǎn)換器為通信設(shè)備供電，可以保證通信設(shè)備供電可靠性。在保證通信設(shè)備安全可靠供電的同時(shí)，不僅降低了設(shè)備投資，實(shí)現(xiàn)了資源共享，還可降低工作人員的維護(hù)量。

二、數(shù)字變電站通信需求及滿足

數(shù)字化變電站的基本概念為變電站的信息采集、傳輸、處理、輸出過(guò)程全部數(shù)字化，基本特征為設(shè)備智能化、通信網(wǎng)絡(luò)化、模型和通信協(xié)議統(tǒng)一化、運(yùn)行管理自動(dòng)化等。伴隨著網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字化變電站乃至數(shù)字化電網(wǎng)的逐步建立，為構(gòu)建智能電網(wǎng)的建設(shè)提供了技術(shù)基礎(chǔ)。初步統(tǒng)計(jì)，國(guó)家電網(wǎng)公司系統(tǒng)已有70多座數(shù)字化變電站投入運(yùn)行，在數(shù)字化變電站研究和應(yīng)用領(lǐng)域取得的成果，使在變電站一次設(shè)備、變電站通信網(wǎng)絡(luò)等方面具備了建設(shè)智能電網(wǎng)的條件，對(duì)智能電網(wǎng)的發(fā)展將起到重大推動(dòng)作用。推廣數(shù)字化變電站，促進(jìn)電網(wǎng)的智能發(fā)展，需要考慮現(xiàn)有通信網(wǎng)絡(luò)改造和構(gòu)建新興通信網(wǎng)絡(luò)，以滿足變電站的數(shù)字化建設(shè)。

2.1 通信開(kāi)放、標(biāo)準(zhǔn)化

數(shù)字化變電站的主要一次設(shè)備和二次設(shè)備都應(yīng)為智能設(shè)備，這是變電站實(shí)現(xiàn)數(shù)字化的基礎(chǔ)。智能設(shè)備需具備可與其他設(shè)備交互參數(shù)、狀態(tài)和控制命令等信息的通信接口。構(gòu)建開(kāi)放的通信架構(gòu)，形成一個(gè)“即插即用”的環(huán)境，使電網(wǎng)元件之間能夠進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化的通信。統(tǒng)一技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)字化變電站可以對(duì)傳感器、智能電子設(shè)備（IEDs）還有應(yīng)用系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無(wú)縫通信，就是信息在設(shè)備和系統(tǒng)這兩個(gè)之間得到完全的理解，這樣才能實(shí)現(xiàn)設(shè)備和設(shè)備時(shí)間、設(shè)備和系統(tǒng)之間、系統(tǒng)和系統(tǒng)之間的相互操作的功能。實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能，必須依靠電力公司、設(shè)備知道企業(yè)和標(biāo)準(zhǔn)制定機(jī)構(gòu)之間的相互溝通和各做，才能實(shí)現(xiàn)。

2.2 通信網(wǎng)絡(luò)化

數(shù)字化變電站內(nèi)設(shè)備之間的連接全部采用高速的網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)真正實(shí)現(xiàn)資源共享？并要求通信具備實(shí)時(shí)性、安全性。目前的通信需求主要是系統(tǒng)物理量的傳遞，主要足四遙：遙測(cè)，遙信，遙控，遙調(diào)。測(cè)量數(shù)據(jù)、遙控命令等都要求實(shí)時(shí)傳送，一旦出現(xiàn)故障，則需要傳送大量的數(shù)據(jù)，要求信息能在站內(nèi)通信網(wǎng)絡(luò)上快速傳遞。通信的安全問(wèn)題也是至關(guān)重要的，可采取只讀訪問(wèn)以及密碼和防火墻等策略。

2.3 信息集成化

高速通信系統(tǒng)使得各種不同的智能電子設(shè)備（IEDs）、智能表計(jì)、控制中心、電力電子控制器、保護(hù)系統(tǒng)以及用戶進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化的通信，同時(shí)，這中間產(chǎn)生的數(shù)據(jù)和信息都集中采集、統(tǒng)一傳送，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)信息的高度集成和共享，采用統(tǒng)一的平臺(tái)和模型，實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化和精細(xì)化管理。

三、信息管理

3.1 數(shù)據(jù)采集

在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集上，智能電網(wǎng)大大擴(kuò)展了監(jiān)視控制與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（SCADA）的數(shù)據(jù)采集范圍和數(shù)量，提高了電網(wǎng)的“可視化”。智能電網(wǎng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)主要包括三類(lèi)：電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)、設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)和客戶計(jì)量數(shù)據(jù)。電網(wǎng)企業(yè)應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和更加詳細(xì)的客戶計(jì)量數(shù)據(jù)的采集，為企業(yè)提供更多有價(jià)值的信息和更有力的決策支持。設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)的采集有利于推進(jìn)電力行業(yè)設(shè)備狀態(tài)檢修的發(fā)展。電網(wǎng)企業(yè)目前在開(kāi)展?fàn)顟B(tài)檢修和狀態(tài)評(píng)估的初期工作，設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)的獲取是狀態(tài)檢修和狀態(tài)評(píng)估的重要基礎(chǔ)。同時(shí)，電網(wǎng)企業(yè)應(yīng)該根據(jù)不斷更新與變化的設(shè)備情況，花大力氣制定和更新設(shè)備狀態(tài)評(píng)估的標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 數(shù)據(jù)傳輸

智能電網(wǎng)需要采集大量的設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)和客戶計(jì)量數(shù)據(jù)。這兩類(lèi)數(shù)據(jù)的特點(diǎn)是：數(shù)據(jù)量大，采集點(diǎn)多且分散，對(duì)實(shí)時(shí)性要求比電網(wǎng)實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)低，數(shù)據(jù)需要被多個(gè)系統(tǒng)和業(yè)務(wù)部門(mén)使用。在智能電網(wǎng)中，對(duì)這部分?jǐn)?shù)據(jù)的采集是采用基于開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字通信網(wǎng)，即基于IP的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸方式。它是基于開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)（TCP/IP）的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)通信，提供協(xié)議轉(zhuǎn)換器，可以兼容現(xiàn)有設(shè)備，多通道共用，提高通道利用率，多通道容量可以被其他數(shù)據(jù)通利用，更適合對(duì)大量的設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)和計(jì)量數(shù)據(jù)的采集。采用基于IP的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸，各后臺(tái)系統(tǒng)通過(guò)訂閱方式直接獲取所需數(shù)據(jù)，減少了數(shù)據(jù)通道壓力，避免在實(shí)時(shí)系統(tǒng)和管理系統(tǒng)之間開(kāi)發(fā)多個(gè)數(shù)據(jù)接口，有利于實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的共享。

3.3 信息集成

針對(duì)電力企業(yè)已經(jīng)存在的信息“孤島”和“煙囪”問(wèn)題，智能電網(wǎng)尤其強(qiáng)調(diào)建立企業(yè)信息總線（ESB），實(shí)現(xiàn)企業(yè)級(jí)信息集成。智能電網(wǎng)中，需要集成的信息包括自動(dòng)化系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、電網(wǎng)公司內(nèi)部管理應(yīng)用系統(tǒng)產(chǎn)生的管理數(shù)據(jù)、外部應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)。為了實(shí)現(xiàn)企業(yè)級(jí)的信息集成，需要建立企業(yè)信息集成總線，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)流動(dòng)，各應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)集成到統(tǒng)一的分析數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)。企業(yè)信息集成總線中信息交換以及數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)模型參照/遵循CIM標(biāo)準(zhǔn)。

3.4 分析信息

信息分析是智能電網(wǎng)的核心內(nèi)容，是電網(wǎng)智能化的根本體現(xiàn)，有利于支持電網(wǎng)企業(yè)的業(yè)務(wù)改進(jìn)與創(chuàng)新。數(shù)據(jù)分析的水平很大程度上取決于信息集成程度。根據(jù)智能電網(wǎng)信息集成程度，將分析優(yōu)化分為四個(gè)層次：實(shí)時(shí)事件、閉值、通知、屏幕顯示、郵件、傳呼；指標(biāo)計(jì)算、趨勢(shì)分析；數(shù)據(jù)分析、事件的實(shí)時(shí)或事后診斷處理、數(shù)據(jù)挖掘；高級(jí)優(yōu)化、業(yè)務(wù)建模和規(guī)劃、決策支持。針對(duì)電網(wǎng)企業(yè)不同的業(yè)務(wù)主題，建立完整的分析結(jié)構(gòu)層次，指導(dǎo)對(duì)數(shù)據(jù)的深度利用；電網(wǎng)企業(yè)內(nèi)部不同層次的人員，可以從這個(gè)完整的分析結(jié)構(gòu)中訂閱自己需要的分析功能；這樣一個(gè)分析結(jié)構(gòu)層次中，實(shí)際上包含了電網(wǎng)企業(yè)的重要運(yùn)營(yíng)和管理指標(biāo)體系，能夠清楚地表征電網(wǎng)企業(yè)的整體運(yùn)營(yíng)狀況。

3.5 信息顯示

通過(guò)門(mén)戶系統(tǒng)，能夠從多個(gè)數(shù)據(jù)源獲取數(shù)據(jù)，將經(jīng)過(guò)分析優(yōu)化處理后的信息，以用戶定制的門(mén)戶和儀表盤(pán)方式呈現(xiàn)給用戶。門(mén)戶系統(tǒng)為用戶提供一站式信息訪問(wèn)，不同層次的用戶獲得自己關(guān)注的信息，用戶能夠配置需要顯示的信息和表現(xiàn)方式，還能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)分析結(jié)果的企業(yè)級(jí)分發(fā)。

3.6 信息的安全管理

電力系統(tǒng)存在大量的數(shù)據(jù)信息，包括發(fā)電商，電力企業(yè)，電網(wǎng)，用戶的資料信息。智能電網(wǎng)中，必須明確各個(gè)主題的權(quán)限和保護(hù)程度，確保各個(gè)利益主體的切身利益。信息傳輸過(guò)程必須能抵御外部干擾和惡意的竊取，加強(qiáng)主動(dòng)實(shí)時(shí)防護(hù)和信息的安全存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)病毒防范、惡意攻擊防范、網(wǎng)絡(luò)信任體系與新的密碼等技術(shù)。

篇7

中圖分類(lèi)號(hào)：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-0118（2012）07-0217-02

電力系統(tǒng)通信網(wǎng)是電網(wǎng)的重要支柱，是確保電網(wǎng)安全、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要手段，也是智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)支撐。

一、通信電源

電力通信電源作為電力通信系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，特別是在智能電網(wǎng)中，通信電源系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到通信網(wǎng)的安全和運(yùn)行質(zhì)量，一旦出現(xiàn)因電源故障造成通信設(shè)備停運(yùn)和電路中斷，對(duì)電網(wǎng)安全運(yùn)行將是極大的危害，甚至產(chǎn)生嚴(yán)重的后果。因此，智能電網(wǎng)通信電源的管理和維護(hù)應(yīng)值得重視。

在智能電網(wǎng)中，以先進(jìn)、集中、自動(dòng)化的管理維護(hù)方式管理通信電源是必然的趨勢(shì)。采用先進(jìn)、可靠性高的電源電池和穩(wěn)定的供電方式對(duì)構(gòu)建強(qiáng)大的通信供電系統(tǒng)尤為重要。

通信電源供電系統(tǒng)中，一般采用DC-DC轉(zhuǎn)換器對(duì)通信設(shè)備供電。蓄電池可采用免維護(hù)電池，壽命長(zhǎng)且密封性較好。建議采用雙蓄雙充模式，可適當(dāng)加大直流蓄電池組的容量，采用兩組DC-DC轉(zhuǎn)換器為通信設(shè)備供電，可以保證通信設(shè)備供電可靠性。在保證通信設(shè)備安全可靠供電的同時(shí)，不僅降低了設(shè)備投資，實(shí)現(xiàn)了資源共享，還可降低工作人員的維護(hù)量。

二、數(shù)字變電站通信需求及滿足

數(shù)字化變電站的基本概念為變電站的信息采集、傳輸、處理、輸出過(guò)程全部數(shù)字化，基本特征為設(shè)備智能化、通信網(wǎng)絡(luò)化、模型和通信協(xié)議統(tǒng)一化、運(yùn)行管理自動(dòng)化等。

伴隨著網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字化變電站乃至數(shù)字化電網(wǎng)的逐步建立，為構(gòu)建智能電網(wǎng)的建設(shè)提供了技術(shù)基礎(chǔ)。

初步統(tǒng)計(jì)，國(guó)家電網(wǎng)公司系統(tǒng)己有70多座數(shù)字化變電站投入運(yùn)行，在數(shù)字化變電站研究和應(yīng)用領(lǐng)域取得的成果，使在變電站一次設(shè)備、變電站通信網(wǎng)絡(luò)等方面具備了建設(shè)智能電網(wǎng)的條件，對(duì)智能電網(wǎng)的發(fā)展將起到重大推動(dòng)作用。

推廣數(shù)字化變電站，促進(jìn)電網(wǎng)的智能發(fā)展，需要考慮現(xiàn)有通信網(wǎng)絡(luò)改造和構(gòu)建新興通信網(wǎng)絡(luò)，以滿足變電站的數(shù)字化建設(shè)。

（一）通信開(kāi)放、標(biāo)準(zhǔn)化

數(shù)字化變電站的主要一次設(shè)備和二次設(shè)備都應(yīng)為智能設(shè)備，這是變電站實(shí)現(xiàn)數(shù)字化的基礎(chǔ)。智能設(shè)備需具備可與其他設(shè)備交互參數(shù)、狀態(tài)和控制命令等信息的通信接口。

構(gòu)建開(kāi)放的通信架構(gòu)，形成一個(gè)“即插即用”的環(huán)境，使電網(wǎng)元件之間能夠進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化的通信。

統(tǒng)一技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，它能使所有的傳感器、智能電子設(shè)備(IEDs)以及應(yīng)用系統(tǒng)之間實(shí)現(xiàn)無(wú)縫的通信，即信息在所有設(shè)備和系統(tǒng)之間能夠得到完全的理解，實(shí)現(xiàn)設(shè)備與設(shè)備之間、設(shè)備與系統(tǒng)之間、系統(tǒng)與系統(tǒng)之間的互操作功能。這就需要電力公司、設(shè)備制造企業(yè)以及標(biāo)準(zhǔn)制定機(jī)構(gòu)進(jìn)行通力的合作，才能實(shí)現(xiàn)通信系統(tǒng)的互聯(lián)互通。

（二）通信網(wǎng)絡(luò)化

數(shù)字化變電站內(nèi)設(shè)備之間的連接全部采用高速的網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)真正實(shí)現(xiàn)資源共享。并要求通信具備實(shí)時(shí)性、安全性。

目前的通信需求主要是系統(tǒng)物理量的傳遞，主要是四遙：遙測(cè)，遙信，遙控，遙調(diào)。測(cè)量數(shù)據(jù)、遙控命令等都要求實(shí)時(shí)傳送，一旦出現(xiàn)故障，則需要傳送大量的數(shù)據(jù)，要求信息能在站內(nèi)通信網(wǎng)絡(luò)上快速傳遞。

通信的安全問(wèn)題也是至關(guān)重要的，可采取只讀訪問(wèn)以及密碼和防火墻等策略。

（三）信息集成化

高速通信系統(tǒng)使得各種不同的智能電子設(shè)備(IEDs)、智能表計(jì)、控制中心、電力電子控制器、保護(hù)系統(tǒng)以及用戶進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化的通信，同時(shí)，這中間產(chǎn)生的數(shù)據(jù)和信息都集中采集、統(tǒng)一傳送，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)信息的高度集成和共享，采用統(tǒng)一的平臺(tái)和模型，實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化和精細(xì)化管理。

三、信息管理

智能電網(wǎng)的構(gòu)建，有主網(wǎng)和配網(wǎng)統(tǒng)一協(xié)調(diào)管理的趨向，從數(shù)千個(gè)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集量到數(shù)十萬(wàn)個(gè)節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)采集，大量的數(shù)據(jù)如何進(jìn)行有效的管理，是亞待解決的問(wèn)題。

按照IBM公司的方案，數(shù)據(jù)信息的管理可從數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸、信息集成、分析優(yōu)化和信息展現(xiàn)五個(gè)方面入手。具體為：

（一）數(shù)據(jù)采集

在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集上，智能電網(wǎng)大大擴(kuò)展了監(jiān)視控制與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(SCADA)的數(shù)據(jù)采集范圍和數(shù)量，提高了電網(wǎng)的“可視化”。智能電網(wǎng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)主要包括三類(lèi)：電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)、設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)和客戶計(jì)量數(shù)據(jù)。電網(wǎng)企業(yè)應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和更加詳細(xì)的客戶計(jì)量數(shù)據(jù)的采集，為企業(yè)提供更多有價(jià)值的信息和更有力的決策支持。

設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)的采集有利于推進(jìn)電力行業(yè)設(shè)備狀態(tài)檢修的發(fā)展。電網(wǎng)企業(yè)目前在開(kāi)展?fàn)顟B(tài)檢修和狀態(tài)評(píng)估的初期工作，設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)的獲取是狀態(tài)檢修和狀態(tài)評(píng)估的重要基礎(chǔ)。同時(shí)，電網(wǎng)企業(yè)應(yīng)該根據(jù)不斷更新與變化的設(shè)備情況，花大力氣制定和更新設(shè)備狀態(tài)評(píng)估的標(biāo)準(zhǔn)。

（二）數(shù)據(jù)傳輸

智能電網(wǎng)需要采集大量的設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)和客戶計(jì)量數(shù)據(jù)。這兩類(lèi)數(shù)據(jù)的特點(diǎn)是：數(shù)據(jù)量大，采集點(diǎn)多且分散，對(duì)實(shí)時(shí)性要求比電網(wǎng)實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)低，數(shù)據(jù)需要被多個(gè)系統(tǒng)和業(yè)務(wù)部門(mén)使用。

在智能電網(wǎng)中，對(duì)這部分?jǐn)?shù)據(jù)的采集是采用基于開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字通信網(wǎng)，即基于IP的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸方式。它是基于開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)(TCP/IP)的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)通信，提供協(xié)議轉(zhuǎn)換器，可以兼容現(xiàn)有設(shè)備，多通道共用，提高通道利用率，多通道容量可以被其他數(shù)據(jù)通信利用，更適合對(duì)大量的設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)和計(jì)量數(shù)據(jù)的采集。采用基于IP的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸，各后臺(tái)系統(tǒng)通過(guò)訂閱方式直接獲取所需數(shù)據(jù)，減少了數(shù)據(jù)通道壓力，避免在實(shí)時(shí)系統(tǒng)和管理系統(tǒng)之間開(kāi)發(fā)多個(gè)數(shù)據(jù)接口，有利于實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的共享。

（三）信息集成

針對(duì)電力企業(yè)己經(jīng)存在的信息“孤島”和“煙囪”問(wèn)題，智能電網(wǎng)尤其強(qiáng)調(diào)建立企業(yè)信息總線(ESB)，實(shí)現(xiàn)企業(yè)級(jí)信息集成。智能電網(wǎng)中，需要集成的信息包括自動(dòng)化系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、電網(wǎng)公司內(nèi)部管理應(yīng)用系統(tǒng)產(chǎn)生的管理數(shù)據(jù)、外部應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)。為了實(shí)現(xiàn)企業(yè)級(jí)的信息集成，需要建立企業(yè)信息集成總線，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)流動(dòng)，各應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)集成到統(tǒng)一的分析數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)。企業(yè)信息集成總線中信息交換以及數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)模型參照/遵循CIM標(biāo)準(zhǔn)。

（四）分析信息

信息分析是智能電網(wǎng)的核心內(nèi)容，是電網(wǎng)智能化的根本體現(xiàn)，有利于支持電網(wǎng)企業(yè)的業(yè)務(wù)改進(jìn)與創(chuàng)新。數(shù)據(jù)分析的水平很大程度上取決于信息集成程度。根據(jù)智能電網(wǎng)信息集成程度，將分析優(yōu)化分為四個(gè)層次：實(shí)時(shí)事件、閉值、通知、屏幕顯示、郵件、傳呼;指標(biāo)計(jì)算、趨勢(shì)分析;數(shù)據(jù)分析、事件的實(shí)時(shí)或事后診斷處理、數(shù)據(jù)挖掘;高級(jí)優(yōu)化、業(yè)務(wù)建模和規(guī)劃、決策支持。

針對(duì)電網(wǎng)企業(yè)不同的業(yè)務(wù)主題，建立完整的分析結(jié)構(gòu)層次，指導(dǎo)對(duì)數(shù)據(jù)的深度利用;電網(wǎng)企業(yè)內(nèi)部不同層次的人員，可以從這個(gè)完整的分析結(jié)構(gòu)中訂閱自己需要的分析功能;這樣一個(gè)分析結(jié)構(gòu)層次中，實(shí)際上包含了電網(wǎng)企業(yè)的重要運(yùn)營(yíng)和管理指標(biāo)體系，能夠清楚地表征電網(wǎng)企業(yè)的整體運(yùn)營(yíng)狀況。

（五）信息顯示

通過(guò)門(mén)戶系統(tǒng)，能夠從多個(gè)數(shù)據(jù)源獲取數(shù)據(jù)，將經(jīng)過(guò)分析優(yōu)化處理后的信息，以用戶定制的門(mén)戶和儀表盤(pán)方式呈現(xiàn)給用戶。門(mén)戶系統(tǒng)為用戶提供一站式信息訪問(wèn)，不同層次的用戶獲得自己關(guān)注的信息，用戶能夠配置需要顯示的信息和表現(xiàn)方式，還能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)分析結(jié)果的企業(yè)級(jí)分發(fā)。

（六）信息的安全管理

電力系統(tǒng)存在大量的數(shù)據(jù)信息，包括發(fā)電商，電力企業(yè)，電網(wǎng)，用戶的資料信息。智能電網(wǎng)中，必須明確各個(gè)主題的權(quán)限和保護(hù)程度，確保各個(gè)利益主體的切身利益。信息傳輸過(guò)程必須能抵御外部干擾和惡意的竊取，加強(qiáng)主動(dòng)實(shí)時(shí)防護(hù)和信息的安全存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)病毒防范、惡意攻擊防范、網(wǎng)絡(luò)信任體系與新的密碼等技術(shù)。

參考文獻(xiàn)：

［1］曾瑛,丁慧霞,張庚.智能電網(wǎng)下的廣東電力通信網(wǎng)演進(jìn)方向［J］.廣東電力，2011,24(5)：51-58.

篇8

中圖分類(lèi)號(hào)：TN86 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2013）18-0035-02

1 蓄電池組

1.1 蓄電池的結(jié)構(gòu)及工作原理

蓄電池通常是指鉛酸蓄電池，它是電池中的一種，屬于二次電池。它的工作原理是：充電時(shí)利用外部的電能，使內(nèi)部活性物質(zhì)再生，把電能存儲(chǔ)為化學(xué)能，需要放電時(shí)再次把化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能輸出。

1.1.1 蓄電池的充電

蓄電池充電時(shí)，負(fù)極會(huì)析出氫氣，正極會(huì)析出氧氣。析出的氧氣到達(dá)負(fù)極，與負(fù)極起下述反應(yīng)。正極析氧，在正極充電量達(dá)到70%時(shí)就開(kāi)始了。

充電過(guò)程2PbSO4+2H2O=Pb+PbO2+2H2SO4

1.1.2 蓄電池的放電

蓄電池作為應(yīng)急備用能源，其價(jià)值和性能是通過(guò)放電來(lái)實(shí)現(xiàn)的，蓄電池放電過(guò)程中的化學(xué)反應(yīng)：

放電過(guò)程Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O

1.2 蓄電池的維護(hù)

在維修過(guò)程中，應(yīng)經(jīng)常檢查蓄電池的外觀，極柱。若發(fā)現(xiàn)電池槽，蓋發(fā)生破裂，以及結(jié)合部滲漏電解液，極柱周?chē)霈F(xiàn)爬酸現(xiàn)象要及時(shí)更換電池。2 V蓄電池在投入運(yùn)行后的前五年，12 V蓄電池在投入運(yùn)行后的前兩年，每年應(yīng)以實(shí)際負(fù)載進(jìn)行一次核對(duì)性放電試驗(yàn)，放出標(biāo)稱(chēng)容量的30%-40%。2 V蓄電池在投入運(yùn)行后的第六年起，12 V蓄電池在投入運(yùn)行后的第三年起，每年應(yīng)進(jìn)行一次容量試驗(yàn)。

2 高頻開(kāi)關(guān)電源

2.1 開(kāi)關(guān)整流器監(jiān)控單元的原理

開(kāi)關(guān)整流器監(jiān)控單元的單片機(jī)電路對(duì)電源參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集。缺相檢測(cè)和網(wǎng)壓檢測(cè)電路對(duì)三相交流輸入進(jìn)行缺相檢測(cè)和電網(wǎng)電壓檢測(cè)，檢測(cè)到的缺相信號(hào)和電網(wǎng)電壓信號(hào)送給單片機(jī)電路進(jìn)行處理。單片機(jī)接受鍵盤(pán)指令，采用LCD顯示電源實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和控制菜單。輔助電源提供開(kāi)關(guān)整流器內(nèi)部控制電路所需要的各種電源。溫度檢測(cè)電路檢測(cè)主散熱器溫度，送給單片機(jī)系統(tǒng)。單片機(jī)系統(tǒng)根據(jù)主散熱器溫度，通過(guò)風(fēng)扇控制電路控制風(fēng)扇的工作狀態(tài)。

2.2 負(fù)荷均分的概念

一套高頻開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)至少需要兩個(gè)高頻開(kāi)關(guān)電源模塊并聯(lián)工作，大的系統(tǒng)甚至需要多達(dá)數(shù)十個(gè)電源模塊并聯(lián)工作，這就要求并聯(lián)工作的電源模塊能夠共同平均分擔(dān)負(fù)載電流，即均分負(fù)載電流。目前高頻開(kāi)關(guān)電源均采用PWM型均流方式，是一種數(shù)字式調(diào)整均流方式，具有均流精度高，動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性好，抗干擾性較好，模塊控制數(shù)多的優(yōu)點(diǎn)。

2.3 負(fù)荷均分的原理

US為系統(tǒng)取樣電壓，Ur為系統(tǒng)基準(zhǔn)電壓，兩者比較后產(chǎn)生誤差電壓UD，UD與三角波比較產(chǎn)生一個(gè)脈寬調(diào)制方波信號(hào)，其波寬受UD大小控制。這個(gè)方波信號(hào)送至每個(gè)整流模塊，通過(guò)模塊內(nèi)光耦，隔離，整形，放大后與模塊電流比較。這個(gè)比較信號(hào)再與模塊內(nèi)的預(yù)先設(shè)定參考電壓值相疊加，調(diào)整模塊的輸出電流，改變模塊的輸出電壓，使每個(gè)模塊的輸出電流相等。

3 UPS電源

不間斷供電電源系統(tǒng)（UPS）是能夠持續(xù)穩(wěn)定不間斷向負(fù)載供電的一類(lèi)重要電源設(shè)備。從廣義上說(shuō)UPS包括交流不間斷電源系統(tǒng)和直流不間斷電源系統(tǒng)。長(zhǎng)期以來(lái)，已習(xí)慣于把交流不間斷電源系統(tǒng)稱(chēng)為UPS。

3.1 UPS原理

交流市電電源輸入由整流器轉(zhuǎn)換為直流電源。逆變器將此直流電源或來(lái)自電池的直流電源轉(zhuǎn)換為交流電提供給負(fù)載。市電中斷時(shí)，由電池通過(guò)逆變器給負(fù)載提供后備電源。市電電源還可通過(guò)靜態(tài)旁路向負(fù)載供電。需要對(duì)UPS維修保養(yǎng)時(shí)，可將負(fù)載切換到維修旁路供電，負(fù)載電源不中斷。

3.2 UPS幷機(jī)系統(tǒng)特點(diǎn)

并聯(lián)UPS軟件和硬件與單機(jī)模式完全一致。幷機(jī)系統(tǒng)的配置可通過(guò)參數(shù)設(shè)置軟件實(shí)現(xiàn)。幷機(jī)系統(tǒng)各單機(jī)的參數(shù)設(shè)置要求一致。幷機(jī)控制電纜形成閉環(huán)連接，為系統(tǒng)提供可靠性和冗余。雙母線控制電纜連接在兩個(gè)母線的任兩個(gè)UPS單機(jī)之間。智能幷機(jī)邏輯為用戶提供最大靈活性。例如，可按任意順序關(guān)閉或啟動(dòng)幷機(jī)系統(tǒng)中的各單機(jī)?？蓪?shí)現(xiàn)正常模式和旁路模式之間的無(wú)縫切換，并且可以自動(dòng)恢復(fù)。即過(guò)載消除后，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)恢復(fù)到原來(lái)的運(yùn)行模式?？梢酝ㄟ^(guò)各單機(jī)的LCD查詢幷機(jī)系統(tǒng)的總負(fù)載量。

3.3 UPS單機(jī)并聯(lián)的要求

多個(gè)單機(jī)并聯(lián)組成的UPS系統(tǒng)相當(dāng)于一個(gè)大的UPS系統(tǒng)。但是具有更高的系統(tǒng)可靠性。為了保證各單機(jī)使用度相同并符合相關(guān)配線規(guī)定，應(yīng)滿足以下要求。

1）所有單機(jī)必須容量相同并且并接到相同的旁路電源。

2）旁路電源和整流輸入電源必須接到相同的中線輸入端子。

3）如安裝漏電檢測(cè)儀器（RCD），必須正確設(shè)置并且安裝在共同的中線輸入端子前。或者該器件必須監(jiān)控系統(tǒng)的保護(hù)地電流。

4）所有的UPS單機(jī)的輸出連接到共同的輸出母線上。

3.4 UPS特殊工作模式

3.4.1 旁路模式

正常模式下，如遇逆變器故障，逆變器過(guò)載或手動(dòng)關(guān)閉逆變器，靜態(tài)開(kāi)關(guān)將負(fù)載從逆變器側(cè)切換到旁路電源側(cè)。如此時(shí)逆變器相位與旁路相位不同步，靜態(tài)開(kāi)關(guān)將負(fù)載從逆變器輸出切換到旁路電源輸出，但會(huì)出現(xiàn)負(fù)載電源短時(shí)中斷。該功能可避免不同步交流電源的并聯(lián)引起大環(huán)流。負(fù)載電源中斷時(shí)間可設(shè)置，通常小于3/4周期。例如：頻率50 Hz時(shí)，中斷時(shí)間小于15 ms：頻率60 Hz時(shí)，中斷時(shí)間小于12.5 ms。

3.4.2 并聯(lián)冗余模式

為提高系統(tǒng)容量或可靠性，或既提高系統(tǒng)容量又提高可靠性，可將數(shù)個(gè)UPS單機(jī)設(shè)置為直接并聯(lián)，由各UPS單機(jī)內(nèi)的幷機(jī)控制邏輯保證所有單機(jī)自動(dòng)均分負(fù)載。幷機(jī)系統(tǒng)最多可由4個(gè)單機(jī)并聯(lián)組成。

3.4.3 頻率變換器模式

UPS可設(shè)置為頻率變換器模式。提供50 Hz或60 Hz的穩(wěn)定輸出頻率。輸入頻率范圍40 Hz-70 Hz。該模式下，靜態(tài)旁路無(wú)效，電池為可選。根據(jù)是否需要以電池模式運(yùn)行來(lái)確定是否選用電池。

3.4.4 自動(dòng)開(kāi)機(jī)模式

UPS提供自動(dòng)開(kāi)機(jī)功能，即市電停電時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，電池放電至終止電壓導(dǎo)致逆變器關(guān)機(jī)后，如市電恢復(fù)，經(jīng)過(guò)延時(shí)后，UPS會(huì)自動(dòng)開(kāi)機(jī)。該功能及自動(dòng)開(kāi)機(jī)延時(shí)的時(shí)間可由調(diào)試工程師設(shè)置。

3.4.5 電池模式

由電池經(jīng)過(guò)電池升壓電路通過(guò)逆變器給負(fù)載提供后備電源的運(yùn)行模式為電池模式。市電停電時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)轉(zhuǎn)入電池模式運(yùn)行。負(fù)載電源不中斷。此后市電恢復(fù)時(shí)，系統(tǒng)又自動(dòng)切換回正常模式，無(wú)需任何人工干預(yù)，并且負(fù)載電源不中斷。

3.5 UPS高級(jí)功能

UPS提供電池維護(hù)測(cè)試功能。電池定期自動(dòng)放電，每次放電量為電池額定容量的20%，實(shí)際負(fù)載必須超過(guò)UPS標(biāo)稱(chēng)容量的20%。如果低于20%，則無(wú)法執(zhí)行自動(dòng)放電維護(hù)。自動(dòng)放電間隔時(shí)間30天-360天可以自行設(shè)置。電池自檢可禁止。

在線式UPS中，無(wú)論市電是否正常，都由逆變器供電，所以市電故障瞬間，UPS的輸出不會(huì)間斷。另外由于在線式UPS加有輸入EMC濾波器和輸出濾波器，所以來(lái)自電網(wǎng)的干擾能得到很大的衰減。

參考文獻(xiàn)

[1]孫法文.淺談化工生產(chǎn)供電系統(tǒng)UPS的選配[J].中氮肥，2005.

篇9

中圖分類(lèi)號(hào)：TM46 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

電源是現(xiàn)代生活必需品，衣食住行離不開(kāi)電源，文化娛樂(lè)、辦公學(xué)習(xí)、科學(xué)研究、國(guó)防建設(shè)、交通運(yùn)輸都離不了電源。計(jì)算機(jī)、電視機(jī)、X光機(jī)等雖然也是打開(kāi)開(kāi)關(guān)就能工作，但是這些機(jī)器里面都已經(jīng)做了電能變換處理，將正弦的交流市電轉(zhuǎn)換成各自需要的直流電、高壓電、脈沖電。另外用蓄電池經(jīng)過(guò)電能變換可獲得電能。衛(wèi)星、飛行器，把太陽(yáng)能收集起來(lái)，再經(jīng)過(guò)電能變換獲是需要的各種電能來(lái)維持長(zhǎng)期運(yùn)行。近年來(lái)，通信技術(shù)發(fā)展迅速，通信產(chǎn)品日趨小型化、綠色化，這對(duì)其供電模塊，即通信電源模塊，提出了越來(lái)越高的要求。通信電源模塊的發(fā)展趨勢(shì)為高效率、高功率密度、高可靠性，與此同時(shí)，它還要有良好的動(dòng)態(tài)性能和適應(yīng)寬輸入范圍的能力，這些對(duì)通信電源模塊的設(shè)計(jì)提出了很大的挑戰(zhàn)，尤其是寬輸入范圍。由于通信電源模塊大多數(shù)時(shí)間工作在額定電壓下，因此保證額定輸入電壓時(shí)的高效率十分重要，它是高功率密度和高可靠性的保障。針對(duì)寬輸入電壓范圍，選擇合適的電路拓?fù)涫种匾?。Buck 型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的變換效率最高點(diǎn)一般在輸入電壓較低時(shí)，而B(niǎo)oost 型則恰恰相反，因此很難在額定輸入電壓時(shí)取得最高的效率。

1直直變換器概述

1.1直直變換器源頭

要想探究變換器的源頭，我們就要先來(lái)了解一下開(kāi)關(guān)電源的分類(lèi)。現(xiàn)代開(kāi)關(guān)電源分為直流開(kāi)關(guān)電源和交流開(kāi)關(guān)電源兩類(lèi)，前者輸出質(zhì)量較高的直流電，后者輸出質(zhì)量較高的交流電。開(kāi)關(guān)電源的核心是電力電子變換器。電力電子變換器是應(yīng)用電力電子器件將一種電能轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N或多種形式電能的裝置，按轉(zhuǎn)換電能的種類(lèi)，可分為四種類(lèi)型：直流-直流變換器，它是一種直流電能轉(zhuǎn)換成另一種或多種直流電能的變換器，是直流開(kāi)關(guān)電源的主要部件；逆變器，是將直流電轉(zhuǎn)換為交流電的電能變換器，是交流開(kāi)關(guān)電源和不間斷電源UPS的主要部件；整流器，是將交流電轉(zhuǎn)換為直流電的電能變換器；交交變頻器，是將一頻率的交流電直接轉(zhuǎn)換為另一種恒定頻率或可變頻的交流電，或是將變頻交流電直接轉(zhuǎn)換為恒頻交流電的電能變換器。這四類(lèi)變換器可以是單向變換的，也可以是雙向變換的。單向電能變換器只能將電能從一個(gè)方向輸入，經(jīng)變換后從另一個(gè)方向輸出；雙向電能變換器可實(shí)現(xiàn)電能的雙向流動(dòng)。近些年還有人提出一種新穎的四開(kāi)關(guān)Buck-Boost 變換器及其控制策略，該變換器由Buck變換器和Boost變換器級(jí)聯(lián)等效而成，其可以將寬范圍的輸入電壓高效率變換到額定電壓附近，這樣對(duì)后級(jí)變換器而言輸入就是一個(gè)窄范圍，從而保證了后級(jí)變換器的優(yōu)化設(shè)計(jì)；與此同時(shí)，四開(kāi)關(guān)Buck-Boost變換器的濾波工作模式還保證了額定輸入電壓附近效率的最高。之后，推導(dǎo)出輸入與輸出電壓關(guān)系式和電感電流紋波理論值。設(shè)計(jì)并制作出樣機(jī)，經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明理論分析的正確性，并給出詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，包括MOSFE T驅(qū)動(dòng)時(shí)序、漏源極波形、電壓紋波、輸入與輸出電壓關(guān)系驗(yàn)證表和開(kāi)關(guān)占空比與主電路效率關(guān)系曲線圖。它以TI的MSP430F6638芯片為控制核心，主電路以四開(kāi)關(guān)單電感Buck-Boost結(jié)構(gòu)為拓?fù)洌捎猛秸骺刂?，外擴(kuò)驅(qū)動(dòng)電路和電壓、電流檢測(cè)電路。MOSFET驅(qū)動(dòng)信號(hào)是由430片內(nèi)兩個(gè)PWM 模塊發(fā)出的四路PWM 波提供，通過(guò)430片內(nèi)12位ADC采集輸入電壓、電流和輸出電壓、電流，通過(guò)數(shù)字PI 算法來(lái)調(diào)節(jié)PWM 占空比即可實(shí)現(xiàn)電源的恒壓、恒流輸出和恒定功率輸出。系統(tǒng)外接了鍵盤(pán)和液晶屏可進(jìn)行人機(jī)交互。另外其通信端口可以和其它設(shè)備進(jìn)行通信，可根據(jù)系統(tǒng)要求進(jìn)行電源參數(shù)設(shè)定。高效性、靈活性和寬范圍的輸入、輸出電壓是數(shù)字開(kāi)關(guān)電源的重要性能指標(biāo)。對(duì)于主電路拓?fù)涞倪x擇考慮在不需要隔離的電源系統(tǒng)中，盡量不采用有變壓器的拓?fù)?，以提高效率；在非隔離型的基本變換器中具有升降壓功能的拓?fù)銪uck-Boost、Cuk、Zeta 和Sepic，但Buck-Boost 和Cuk的輸出電壓與輸入電壓極性相反，使檢測(cè)電路設(shè)計(jì)復(fù)雜化；而Cuk、Zeta 和Sepic所需儲(chǔ)能元件多，不利于電源參數(shù)的靈活調(diào)節(jié)。本系統(tǒng)主電路采用同步整流方式控制的四開(kāi)關(guān)單電感Buck-Boost 結(jié)構(gòu)。它是由一個(gè)同步Buck 電路通過(guò)電感橋接到一個(gè)同步Boost 電路。此電路具有升降壓功能，把原有的Buck電路和Boost電路的續(xù)流二極管用低導(dǎo)通電阻的MOSFET管代替，利用其反向?qū)щ娞匦越档土藢?dǎo)通損耗，提高了轉(zhuǎn)換效率。

1.2直流變換器的分類(lèi)

直流變換按輸入與輸出間是否有電氣隔離可分為兩類(lèi)：沒(méi)有電氣隔離的稱(chēng)為非隔離的直流變換器，有電氣隔離的稱(chēng)為隔離的直流變換器。非隔離型的直流變換器按所用有源功率器的個(gè)數(shù)，可分為單管、雙管、和四管三類(lèi)。隔離型的變換器可以實(shí)現(xiàn)輸入與輸出間電氣隔離，通常采用變壓器實(shí)現(xiàn)隔離，變壓器本身具有變壓的功能，有利于擴(kuò)大變換器的應(yīng)用范圍。非有隔離型的變換器和隔離型的變換器組合得到單個(gè)變換器不具備的特性。按能量傳遞來(lái)分，直流變換器有單向和雙向兩種。

按開(kāi)關(guān)管的開(kāi)關(guān)條件，直流變換器可分為硬開(kāi)關(guān)和軟開(kāi)關(guān)兩種。軟開(kāi)關(guān)直流變壓器的開(kāi)關(guān)管在開(kāi)通或關(guān)斷過(guò)程中，或是加于其上的電壓為零，即零電壓開(kāi)關(guān)，這種開(kāi)關(guān)方式顯著地減少了開(kāi)關(guān)損耗和開(kāi)關(guān)過(guò)程中引起的震蕩，可以大幅度地提高開(kāi)關(guān)頻率，為變換器的小型化的模塊化創(chuàng)造了條件。

直直變換器分類(lèi)示意圖如圖一所示：

圖1：直直變換器分類(lèi)

1.3直直變換器基本概念

直直變換器，即直流/直流變換器，它是將一種直流電源變換成另一種具有不同輸出特性的直流電源的電力電子裝置。直直變換器可將某種直流電能變換成負(fù)載所需的電壓或電流可控的直流電源，它通過(guò)對(duì)電力電子器件的快速通、斷控制，而反恒定直流電壓斬成一系列的脈沖電壓，通過(guò)控制占空比的變化來(lái)改變這一脈沖序列的脈沖寬度，以實(shí)現(xiàn)輸出電壓平均值的調(diào)節(jié)，再經(jīng)輸出濾波器濾波，在負(fù)載上得到電壓可控的直流電能。

1.4控制輸出電壓方法

控制輸出電壓的基本方法有以下三種：

（1）定頻調(diào)寬控制，稱(chēng)為脈沖寬度調(diào)制型，即：PWM型。

（2）定寬調(diào)頻控制，稱(chēng)為脈沖頻率調(diào)制型。

（3）調(diào)頻調(diào)寬混合控制。

在固定開(kāi)關(guān)頻率的脈寬調(diào)制（PWM）方法中，開(kāi)關(guān)通、斷控制信號(hào)由此產(chǎn)生。

2 Cuk直直變換器

2.1 Cuk直直變換器基本形式及工作狀態(tài)

Cuk直直變換器是非隔離型變換器的一種，Cuk型電路可以看成是由升壓型電路和降壓型前后級(jí)聯(lián)而成的。Cuk電路及Cuk等效電路如圖二所示。

圖2：Cuk電路（左）及Cuk等效電路（右）

（1）S通時(shí)，Ui―L-S回路和R-L1-C1-S回路有電流。

（2）S斷時(shí)，Ui―L-C1-D回路和R-L1-D回路有電流。

（3）電路相當(dāng)于開(kāi)關(guān)S在A、B兩點(diǎn)之間交替切換。

2.2 利用伏秒平衡推導(dǎo)

對(duì)電感L：UiTon =（Uc1-Ui）Toff

對(duì)電感L1：（Uc1+U0）Ton=- U0 Toff

U0/Ui=-D/（1-D）

等式右邊的負(fù)號(hào)表示輸出電壓與輸入電壓極性相反，其輸出電壓即可以高于其輸入電壓，也可以低于輸入電壓。

2.3優(yōu)點(diǎn)

與升降壓斬波電路相比，期優(yōu)點(diǎn)在于輸入電源電流和輸出負(fù)載電流都是連續(xù)的，且脈動(dòng)很小，有利于對(duì)輸入、輸出進(jìn)行濾波。

3 直流開(kāi)關(guān)電源及其應(yīng)用

直流開(kāi)關(guān)電源是具有直流變換器且輸出電壓恒定或按要求變化的直流電源，其輸入為直流電，也可以是交流電。直流開(kāi)關(guān)電源部分或全部符合以下特征：電源電壓和負(fù)載在規(guī)定的范圍內(nèi)變化時(shí)，輸出電壓應(yīng)保持在允許的范圍內(nèi)變化；輸入與輸出間有好的電氣隔離；可以輸出單路或多路電壓，各路之間有電氣隔離。

直流開(kāi)關(guān)電源與直流線性電源相比，其電力電子器件在開(kāi)關(guān)狀態(tài)工作，電源內(nèi)部損耗小，效率高；開(kāi)關(guān)頻率高，電源體積和重量小。

直流開(kāi)關(guān)電源在大型計(jì)算機(jī)、通信系統(tǒng)、航空航天器中的電源是分布式電源系統(tǒng)，包括三個(gè)部分：第一部分為發(fā)電系統(tǒng)，第二部分是一次電源，第三個(gè)部分是二次電源。發(fā)電系統(tǒng)是將其他能量轉(zhuǎn)化為電能的設(shè)備一次電源用于將變化范圍較大的輸入電壓轉(zhuǎn)變?yōu)樗璧妮敵鲭妷?。二次電源則直接面向用電設(shè)備，分布式電源系統(tǒng)的發(fā)電系統(tǒng)、一次電源和部分二次電源為多冗余度電源，電源間互相并聯(lián)，電源模塊內(nèi)有運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控電路，可準(zhǔn)確判斷電源故障，并切除故障電源，因而有較高的可靠性。同時(shí)，一次電源和輸出都并有蓄電池，從而防止發(fā)電系統(tǒng)或個(gè)別一次電源故障引起的匯流條電壓中斷，實(shí)現(xiàn)了不間斷供電。因此，分布式電源系統(tǒng)是高可靠和不間斷供電系統(tǒng)，目前只有直流供電系統(tǒng)才能實(shí)現(xiàn)完善的不間斷供電。

4對(duì)直流開(kāi)關(guān)電源的要求

電源是電子設(shè)備正常工作的基礎(chǔ)部件，有很高的要求，包括使用要求和電氣性能要求。使用要求是：高的可靠性、好的可維修性、小的體積重量、低的價(jià)格及使用費(fèi)用和好的電氣性能。平均故障間隔時(shí)間MTBF是衡量開(kāi)關(guān)電源和其他設(shè)備可靠性的重要標(biāo)志。減小損耗、提高效率和改善散熱條件，從而減小電源的溫度升高，是提高可靠性的基本方法。加強(qiáng)生產(chǎn)過(guò)程質(zhì)量控制，保證好的電氣絕緣和機(jī)械強(qiáng)度等也十分和重要。對(duì)于中大型開(kāi)關(guān)電源，改善可維修性十分重要。及時(shí)診斷故障部位，不用專(zhuān)用工夾具即能排除故障是可維修性好壞的衡量標(biāo)志?？删S修性包括現(xiàn)場(chǎng)維修和車(chē)間維修兩個(gè)方面?，F(xiàn)場(chǎng)維修要求在電源系統(tǒng)運(yùn)行情況下快速卸下故障電源模塊，更換新模塊，并有新模塊方便地投入系統(tǒng)運(yùn)行。車(chē)間維修是對(duì)故障電源本身的修理。對(duì)于小功率電源模塊則一般不再修理。隨著芯片集成的不斷提高，電子設(shè)備內(nèi)功能部件的體積不斷減小，因而要求設(shè)備內(nèi)部電源的體積和重量不斷減小。直接裝在印制板上的模塊電源，還要求薄型化。提高開(kāi)關(guān)頻率要求發(fā)展高速電力電子器件和高頻損耗的磁芯及電容器，發(fā)展高強(qiáng)度、高絕緣性能和高導(dǎo)熱性的絕緣材料，發(fā)展新型的零開(kāi)關(guān)損耗電路拓?fù)浜拖鄳?yīng)的電源結(jié)構(gòu)與工藝方法。降低開(kāi)關(guān)電源生產(chǎn)成本和使用費(fèi)是提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的主要條件。直流開(kāi)關(guān)電源的輸入電源有兩種：直流電源和交流電源。交流輸入時(shí)，交流電壓往往要先經(jīng)整濾波變換成直流電壓后，再通過(guò)直流變換器轉(zhuǎn)變?yōu)樗璧闹绷麟妷骸Ｊ褂弥绷麟娫磿r(shí)，電源電壓額定值及其變化范圍，輸入電流額定值及其變化范圍。輸入沖擊電流，輸入電壓的突然下降或瞬時(shí)斷電，輸入漏電流等是必須考慮的因素。輸入為交流時(shí)還必須考慮輸入電壓相數(shù)，電源額定頻率用項(xiàng)變動(dòng)范圍，輸入電流波形和輸入功率因數(shù)等要求。開(kāi)關(guān)電源還應(yīng)有輸出過(guò)壓、欠壓、過(guò)流和過(guò)熱等保護(hù)功能，以免損壞用電設(shè)備。直流開(kāi)關(guān)電源的發(fā)展高頻化、小型化、模塊化和智能化是直流開(kāi)關(guān)發(fā)展方向。智能化是便于使用和維修的基礎(chǔ)，無(wú)人值守的電源機(jī)房、航空和航天器電源系統(tǒng)等等都要求高度智能化，以實(shí)現(xiàn)正常、故障應(yīng)急和危急情況下對(duì)電源的自動(dòng)管理。

5 CUK變換器電路拓?fù)浜涂刂品绞?/p>

由于BUCK/BOOST變換器的Lf在BUCK/BOOST變換器的這個(gè)缺點(diǎn)，美國(guó)加州理工學(xué)院SLOBODAN （下轉(zhuǎn)第188頁(yè)）（上接第163頁(yè)）CUK教授提出了單管CUK變換器，該變換器在輸入端和輸出端均有電感，從而顯著地減小了輸入和輸出電流的脈動(dòng)。和BUCK或BOOST相比，CUK電路有兩個(gè)電感，輸入是電感L1和輸出電感L2，另外還增加了一個(gè)電容C1。它的輸出電壓Vo極性和輸入電壓Vin相反，與BUCK/BOOST是相同。另一個(gè)與BOOCK/BOOST的相同點(diǎn)是輸出電壓Vo也可低于、等于或高于輸入電壓Vin。開(kāi)關(guān)管Q也是采用PWM控制方式。變換器也有電流連續(xù)和斷續(xù)兩種工作方式。但與前三種變換器不同，這里不是指電感電流的斷續(xù)，而是指流過(guò)二極管的電流連續(xù)或斷續(xù)。在一開(kāi)關(guān)周期中開(kāi)關(guān)管Q的截止時(shí)1-Dy）TS內(nèi)，若二極管電流總是大于零，則為電流連續(xù)；若二極管電流在一段時(shí)間內(nèi)為零，則為電流斷續(xù)工作；若二極管電流在t=Ts時(shí)剛降為零，則為臨界連續(xù)工作方式。

6結(jié)語(yǔ)

本文力圖按照直流開(kāi)關(guān)電源軟開(kāi)關(guān)技術(shù)的發(fā)展過(guò)程來(lái)論述各類(lèi)軟開(kāi)關(guān)技術(shù)的基本思路、概念和工作原理，使大家能從中得到一些有益的思路，并且舉一反三，從而進(jìn)一步豐富和發(fā)展直關(guān)電源軟開(kāi)關(guān)技術(shù)。特別是在高新技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用，推動(dòng)了高新技術(shù)產(chǎn)品的小型化、輕便化。另外開(kāi)關(guān)電源的發(fā)展與應(yīng)用在節(jié)約能源、節(jié)約資源及保護(hù)環(huán)境方面都具有重要的意義。開(kāi)關(guān)電源還應(yīng)用在有輸出過(guò)壓、欠電壓、過(guò)流和過(guò)熱等保護(hù)功能，以免損壞用電設(shè)備。在構(gòu)成電源系統(tǒng)時(shí)，開(kāi)關(guān)電源還應(yīng)有遙控、遙測(cè)和遙信功能。以及開(kāi)關(guān)電源應(yīng)有高的電能轉(zhuǎn)換效率、低的噪音、好的電磁兼容性和絕緣性能等。

篇10

核心機(jī)房交流負(fù)荷均屬于保證交流負(fù)荷,即在市電停電后油機(jī)供電時(shí),必須保證供電的用電負(fù)荷。在實(shí)際應(yīng)用中,核心機(jī)房保證交流負(fù)荷按照重要性可以分為關(guān)鍵交流負(fù)荷和一般交流負(fù)荷,而關(guān)鍵交流負(fù)荷主要包括設(shè)備保證負(fù)荷(直流電源系統(tǒng)、UPS電源系統(tǒng)等)、建筑保證負(fù)荷(機(jī)房專(zhuān)用空調(diào)系統(tǒng)、照明等)等核心電源和空調(diào)設(shè)備的用電負(fù)荷,其他交流負(fù)荷則為一般交流負(fù)荷。

1 核心機(jī)房關(guān)鍵交流用電設(shè)備供電存在的

安全隱患

以某地核心機(jī)房160KVA 1+1 UPS電源系統(tǒng)宕機(jī)造成部分通信業(yè)務(wù)中斷為例。該UPS電源系統(tǒng)交流輸入柜從低壓室低壓輸出饋電柜空開(kāi)接入一路保證交流電源,由于數(shù)據(jù)網(wǎng)等設(shè)備擴(kuò)容,導(dǎo)致UPS電源總負(fù)荷常載下超過(guò)80%額定容量。故障處理時(shí),卸載部分負(fù)荷仍然無(wú)法合閘,將原有連接電纜改接到旁邊的同型號(hào)輸出空開(kāi),仍然無(wú)法投合送電。經(jīng)檢查低壓空開(kāi)的整定值僅僅設(shè)置為30%額定容量,而負(fù)荷容量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于該整定值,低壓配電空開(kāi)跳閘無(wú)法投合,造成UPS電源系統(tǒng)交流供電中斷。由于負(fù)荷較重,后備電池在10多分鐘后也停止供電,系統(tǒng)完全癱瘓。

該樞紐樓低壓配電系統(tǒng)到主機(jī)房樓層的交流供電路由只有唯一的一路,沒(méi)有備份的或旁路的交流路由。當(dāng)唯一交流供電路由(包括開(kāi)關(guān)元件和供電線路)發(fā)生故障時(shí),樓層電源系統(tǒng)無(wú)法得電,必然造成電源系統(tǒng)癱瘓。此時(shí),如果UPS電源系統(tǒng)具備油機(jī)直供接入路由,則可立即恢復(fù)供電,大大縮短交流中斷或故障恢復(fù)時(shí)間。

從目前在網(wǎng)運(yùn)行的通信供電系統(tǒng)調(diào)查得知,核心機(jī)房關(guān)鍵交流負(fù)荷通常的供配電方式一般采用在配電室設(shè)置配電柜(箱)或主機(jī)房樓層設(shè)置交流二次分配柜(箱)來(lái)實(shí)現(xiàn)。這種供電方式的優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,容量和端口具備一定冗余性,在一定程度上可以保證系統(tǒng)的安全性和可維護(hù)性。但其顯著缺點(diǎn)在于供電系統(tǒng)的設(shè)備側(cè)缺少供電路由的冗余性,供電網(wǎng)絡(luò)存在單節(jié)點(diǎn)瓶頸和運(yùn)行隱患,主要表現(xiàn)在:

(1)高低壓配電系統(tǒng)需要停電檢修時(shí),如主進(jìn)線開(kāi)關(guān)、市電/油機(jī)ATS、低壓輸出饋電柜故障或進(jìn)行維護(hù)作業(yè)檢修等,將導(dǎo)致后級(jí)交流負(fù)載全部停電。對(duì)直流電源系統(tǒng)而言,其后備蓄電池組一般可延續(xù)數(shù)小時(shí)供電時(shí)間;但對(duì)于UPS電源系統(tǒng)而言,特別是大型樞紐使用的大容量UPS電源,其后備電池在額定功率條件下延續(xù)供電時(shí)間一般只有0.5～1小時(shí),根本無(wú)法滿足配電系統(tǒng)維護(hù)或故障檢修的時(shí)間需要。

(2)核心機(jī)房交流割接(如UPS電源和機(jī)房空調(diào)更換配電柜,配電柜擴(kuò)容開(kāi)關(guān)、更改低壓母線、低壓交流負(fù)荷調(diào)整等)時(shí),如果沒(méi)有油機(jī)直供回路,就需被迫采用帶電割接,既增加了割接難度,割接安全也無(wú)法充分保障。

通信供電網(wǎng)絡(luò)的具體實(shí)際對(duì)我們的規(guī)劃設(shè)計(jì)提出了新的要求。為此,如何建立核心機(jī)房關(guān)鍵交流用電設(shè)備的應(yīng)急供電路由,提供更加符合維護(hù)實(shí)際需求的供電系統(tǒng),以確保關(guān)鍵交流用電設(shè)備最短的停電時(shí)間,就成了一個(gè)迫切需要解決的問(wèn)題。

2 核心機(jī)房關(guān)鍵交流用電設(shè)備優(yōu)化供電方式

2.1 基本思路

核心機(jī)房關(guān)鍵交流負(fù)荷通常的供配電系統(tǒng)必須進(jìn)行供電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化,建立應(yīng)急供電機(jī)制。同時(shí),作為解決核心機(jī)房供電系統(tǒng)單節(jié)點(diǎn)瓶頸的有益補(bǔ)充,有必要建立一個(gè)端到端的獨(dú)立的應(yīng)急供電路由,即主供路由之外的交流旁路供電路由。其主要包括:為后級(jí)交流接入設(shè)備特別是關(guān)鍵交流用電設(shè)備提供路由和端口的冗余或備份,克服供電網(wǎng)絡(luò)單節(jié)點(diǎn)瓶頸隱患;充分利用現(xiàn)有系統(tǒng)資源,以最小的投入實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)配置(包括常用和應(yīng)急供電網(wǎng)絡(luò))的冗余。

2.2 應(yīng)急供電網(wǎng)絡(luò)電源的容量核定

核心機(jī)房應(yīng)急供電網(wǎng)絡(luò)應(yīng)包括機(jī)房固定油機(jī)和外接油機(jī)車(chē)電源供給。已經(jīng)在網(wǎng)運(yùn)行的供電系統(tǒng)應(yīng)予改造,以滿足兩種油機(jī)后備電源的接入。固定油機(jī)配置容量按照相關(guān)規(guī)范和集團(tuán)公司企標(biāo)配置,油機(jī)車(chē)配置容量按照需要實(shí)際接入的關(guān)鍵交流用電設(shè)備負(fù)荷量及一定冗余量計(jì)算。

應(yīng)急供電網(wǎng)絡(luò)交流后備電源來(lái)自于上述兩種電源,它僅僅考慮配電系統(tǒng)停電或故障檢修等非常狀況時(shí)的應(yīng)急供電問(wèn)題,在實(shí)際應(yīng)用中,主要考慮機(jī)房直流電源系統(tǒng)、UPS電源系統(tǒng)和部分機(jī)房空調(diào)的應(yīng)急接入。

2.3 應(yīng)急供電網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用原則

應(yīng)急供電網(wǎng)絡(luò)的配置在配電系統(tǒng)中應(yīng)具有相對(duì)獨(dú)立性。即采用應(yīng)急供電網(wǎng)絡(luò)供電時(shí),應(yīng)確保正常供電時(shí)的配電系統(tǒng)設(shè)備(如進(jìn)線、轉(zhuǎn)換、補(bǔ)償、輸出等設(shè)備)不帶電,便于維護(hù)和檢修。

要做到應(yīng)急供電網(wǎng)絡(luò)配置的獨(dú)立性,就需要提出油機(jī)直供的概念。

2.4 油機(jī)直供的概念

顧名思義,油機(jī)直供是指機(jī)房關(guān)鍵交流用電設(shè)備的后備交流電源直接來(lái)自于機(jī)房固定的或外接的油機(jī)電源,油機(jī)電源經(jīng)由簡(jiǎn)單配電(油機(jī)直供柜)直接送達(dá)機(jī)房樓層配電設(shè)備側(cè),并采用手動(dòng)切換、人工職守等原始簡(jiǎn)單的操作運(yùn)行維護(hù)模式,實(shí)現(xiàn)機(jī)房關(guān)鍵設(shè)備的應(yīng)急供電。顯然,這種供電模式是臨時(shí)的、相對(duì)短暫的。

2.5 油機(jī)直供的應(yīng)用原則

油機(jī)直供電源,是在整個(gè)配電系統(tǒng)出現(xiàn)故障或需要全面停電檢修的緊急情況下才使用,是一種非正常狀態(tài)下的應(yīng)急預(yù)案,必須正確使用,嚴(yán)防兩種不同的電源進(jìn)入同一大樓,造成電源短路或倒灌事故;其次,油機(jī)直供電源的使用,必須是人工職守的,總路控制最好采用手動(dòng)切換方式;再次,不是所有機(jī)房設(shè)備電源都需要油機(jī)直供保證,油機(jī)直供電源只針對(duì)部分關(guān)鍵負(fù)載,特別是后備供電時(shí)間短暫(如UPS電源、開(kāi)關(guān)電源等系統(tǒng))的交流用電設(shè)備。如果要接入部分空調(diào),應(yīng)該考慮設(shè)置啟動(dòng)時(shí)延。另外,配電系統(tǒng)越復(fù)雜,節(jié)點(diǎn)越多,故障概率越高,不要人為地把配電系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)連接復(fù)雜化。

同樣,需要外接應(yīng)急油機(jī)車(chē)的情況是在出現(xiàn)比上述任何應(yīng)急供電更加緊急的情況時(shí)。油機(jī)車(chē)目前限于功率和機(jī)動(dòng)性,功率不會(huì)做得太大(比相應(yīng)固定油機(jī)小很多)。因此,雖然配電系統(tǒng)可提供外接油機(jī)車(chē)的緊急接口,但一定要事先制定應(yīng)急預(yù)案,確定現(xiàn)網(wǎng)重要負(fù)荷分級(jí)(比如一級(jí)交換、傳輸,二級(jí)網(wǎng)管數(shù)據(jù)計(jì)費(fèi)等設(shè)備用電,相關(guān)空調(diào)等級(jí)可略低一擋,等等)。屆時(shí)可以按照預(yù)先設(shè)定的分級(jí)限電預(yù)案逐級(jí)供電,而首先應(yīng)以確保語(yǔ)音等業(yè)務(wù)正常為最低目標(biāo)。

2.6 應(yīng)急供電網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方案

應(yīng)急供電網(wǎng)絡(luò)原理如圖1所示。

專(zhuān)用油機(jī)直供配電柜設(shè)置的相關(guān)要求:

(1)直供柜安裝位置:宜選擇油機(jī)室或靠近油機(jī)室的機(jī)房,如低壓室等。

(2)直供柜安裝方式:落地安裝。

(3)直供柜輸入:直接從油機(jī)輸出斷路器屏取電。根據(jù)油機(jī)容量設(shè)置一個(gè)與之匹配的斷路器或閘刀開(kāi)關(guān),當(dāng)油機(jī)容量較大,輸出斷路器屏輸出母排接入電纜有限,無(wú)法直接接入油機(jī)直供柜時(shí),可以從油機(jī)斷路器柜后的轉(zhuǎn)接分配柜接入;當(dāng)有兩臺(tái)油機(jī)時(shí)應(yīng)設(shè)置油機(jī)手動(dòng)轉(zhuǎn)換柜。

(4)直供柜輸出:輸出分路應(yīng)根據(jù)機(jī)房關(guān)鍵交流用電設(shè)備的容量和數(shù)量,并考慮容量(根據(jù)規(guī)范確定)和端口的適度冗余(1～2個(gè)端口余量)。系統(tǒng)容量較小時(shí)可以將油機(jī)手動(dòng)轉(zhuǎn)換和輸出回路合并在一個(gè)機(jī)柜配置。

(5)直供柜接地:根據(jù)規(guī)范采用熱鍍鋅扁鋼就近接入機(jī)房聯(lián)合接地網(wǎng)。

2.7 技術(shù)可行性分析

對(duì)于新建交流供電系統(tǒng),在規(guī)劃及設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮配置油機(jī)直供路由。

對(duì)于原有供電系統(tǒng)沒(méi)有設(shè)置油機(jī)直供系統(tǒng)的,應(yīng)予改造。在油機(jī)室或靠近油機(jī)室的機(jī)房只要可以提供安裝新建油機(jī)直供柜的空間,以及電纜連接布放通道,就該按照?qǐng)D1所示建設(shè)方案實(shí)施簡(jiǎn)單改造。

注意:對(duì)于機(jī)房關(guān)鍵交流設(shè)備側(cè)交流二次分配屏不具備雙電源接口的,應(yīng)予改造。該雙電源轉(zhuǎn)換設(shè)備一般選用手動(dòng)切換為好,確?；芈酚忻黠@斷開(kāi)點(diǎn),也便于檢修維護(hù)。

2.8 投資及效益分析

以某通信樞紐2000KVA固定柴油發(fā)電機(jī)組建設(shè)油機(jī)直供系統(tǒng)為例,相關(guān)費(fèi)用見(jiàn)表1:

表1某2000KVA固定柴油發(fā)電機(jī)組建設(shè)油機(jī)直供系統(tǒng)的費(fèi)用