發布時間:2023-03-29 09:22:14
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通訊應用范圍極為廣泛,而且,在每個行業中的應用都能為行業帶來直接或間接的經濟效益,從某種意義上來講,通信科技的發展,也是標志著我國科技進步的重要標志[3]。但是,當今通信電源管理過程中,卻存在一定的問題,例如:缺乏企業化、規范化的管理,缺乏管理對應策略,另外,還存在通信電源應用技術支持問題、維護成本分攤問題等,這都是通信電源在運行過程中需要注意的問題。
2通信電源的管理與應用分析
2.1加強通信電源的運行管理通過以上對通信電源運行中需要注意的問題分析得知,通信電源在運行的過程中經常受到內部或外部因素的影響,使得通信電源經常發生通信故障,為了避免這類現象的發展,要加強對通信電源的運行管理,科學的使用通信電源設備資產,優化通信電源的組合預防惡性事故的發生[4]。首先對通信電源的運行管理,要嚴抓電源的節能降耗環節,很多通信電源的管理正是因為忽視了這方面的管理,使得通信電源的使用能耗較高,使用壽命也會隨之縮短,不利于通信電源的長期運行,通信電源的節能降耗管理與電源專業技術有著直接的聯系,因此,要加大對電源專業技術的管理才能有效的落實通信電源節能降耗的工作。其次,要加強對通信電源運行的監控,通信電源在運行過程中一般都會受到自身、環境、機房溫度等方面的影響,因此,對通信電源監控管理主要從通信電源、機房溫度也就是空調設備、環境等幾方面進行監控,尤其是在后期對通信電源的維護工作,應嚴格按照通信電源維護規范流程、維護技術規范、安全操作等方面進行,切實的做好通信電源的運行監控。最后,要加強對通信電源管理制度的完善,制度的制定和實施不能過于盲目,要結合實際的情況來制定,如:通信電源的使用環境等。
2.2全面提升通信電源管理人員的技術水平傳統的通信電源主要應用蓄電池、高壓電流等作為電源,在使用的過程中極為不穩定,一旦引發電源故障后果不堪設想,而在專用通信電源應用的情況下,雖然有效的改善了傳統通信電源的弊端,但是,在運行的過程中,通信電源需要有著一定的技術支持,而這些都要歸結到工作人員來負責,現階段通信電源應用的過程中主要面臨的就是管理人員技術以及綜合素質水平不高的問題,因此,應全面提升通信電源管理人員的技術水平[5]。針對通信電源人員技術水平的培訓可以采取定期培訓的方式,尤其是在通信電源技術更新的過程中,必須及時將新技術知識傳授給相關的工作人員,確保工作人員能夠掌握全面的技術知識。另外,可以建立一支高技術、高水平的通信電源技術維護隊伍,不僅要將注意力集中到現有的人員培訓工作中,還要高薪聘請高素質、高水平的通信電源管理人員,全面提升通信電源管理隊伍的整體素質。此外,要選取一批年輕、有頭腦、技術水平較高等綜合素質水平較高的工作人員,為其提供專業的技術培訓環節,培養一批技術骨干來負責通信電源的專業管理工作,避免傳統通信電源管理問題的發生,全面提升通信電源的應用效率。
3結語
1.1更換前準備情況1)將中達電源柜搬運至車站通信機械室,臨時對該設備接上一路交流電源,檢查整流模塊輸出電壓、測量蓄電池內阻、檢查設備監控模塊設置參數,確認準備使用電源柜工作正常。2)對正使用的電源柜蓄電池內阻測量,均小于4mΩ,認為蓄電池狀態正常。3)且對該車站通信機械室進行標準化整治后,交直流電源線、地線等已加套波紋管防護并綁扎整齊放置在防護鋼槽內,如果從新敷電源線等比較麻煩,在對比兩電源直流輸出位置,發現線夠長,決定在原位置不影響正在運行的通信設備使用情況下實現電源設備倒換。4)據此制訂了電源設備割接方案,然后明確具體人員職責,準備材料工具,確定具體施工日期等。
1.2設備更換具體操作各方準備工作完成后,按照事先分工開始準備;到行車室要點登記并防護,參與人員開始按照分工進行設備拆卸和電源線割接;為了保障運行設備安全,專設一人負責觀察運用設備狀態,防止發生設備掉電等意外時不能及時發現;首先將動力源電源柜交流停電,在負載未割接前用蓄電池供電,然后將交流線從電源柜開關松開,將接頭等絕緣防護處理后慢慢從設備內順出撤下,松開地下固定螺栓,挪動電源設備,騰出位置,然后將中達電源柜安裝至原位置上,開始將原撤下交流電源線整理并壓接至新設備上;在開始敷設臨時直流電源線時,時間用了近兩個小時。
1.3意外發生情況和處理在原使用電源設備交流停電后,蓄電池直流輸出電壓很快降至49.8V,然后勻速下降,約10min下降0.1V左右,2h后降至48.6V,這時輸出電壓開始發生較大變化,下降趨勢加快,當負責監控人員發現異常時,電壓已降至47.8V,并且電壓降速如雪崩般開始,當時現場十分慌亂,決定先臨時恢復電源柜交流供電,急忙將原臨時使用過的交流電源線壓上,這時蓄電池輸出電壓已低于46V,馬上將到電源柜一級掉電保護電壓,即將影響通信設備使用;在交流電源線接上后,簡單確認沒有問題,急忙將空開推上,交流電輸入恢復。接著電源柜整流模塊等部件開始工作,直流輸出電壓顯示50.2V,并開始對蓄電池有15A左右充電電流,但充電電流下降很快,5min后只有3A左右,不過通信設備掉電危機解除了。
1.4任務完成情況在危險解除后,將通信設備上第二路直流輸入端子臨時敷設電源線至新電源設備,等線接好后,準備讓新安裝電源柜同時向設備供電;這時動力源電源設備直流輸出電壓只有51.3V,而中達電源柜現在均充狀態下直流輸出電壓達到56V,這時壓差過大,且老設備蓄電池虧電,一旦給兩電壓并接,必然產生有從新裝電源柜直流輸出端子對老電源蓄電池充電電流,且無法估計該電流大小,很可能出現燒直流保險等問題;于是暫時停工,觀察設備狀態,直到下午新電源柜處于浮充狀態電壓在53.6V,而老電源柜輸出電壓也上升至53.4V,這時開始讓通信設備上有兩電源柜輸出直流電源并接,然后在老電源柜拔下直流輸出保險,停止給設備供電。在中達電源柜監控模塊中對各項技術指標進行按照標準和實際情況設置;撤除通信設備上至老電源柜電源線;確認設備使用無異常后,撤除老電源柜;更改動環監控模塊參數,使對新電源設備動環監控正常,完成了本次電源設備割接倒換工作。
2需要吸取的教訓
事后通過對這次工作過程進行總結分析,主要需要吸取的教訓如下:1)對老電源設備蓄電池電量認知存在問題,應該看到本次設備更換,是認為該設備不能進入均充狀態,輸出電流小不能滿足電池維護的需要,且故障率高而做出的決定,對蓄電池現有容量雖然有考慮,并測試了蓄電池內阻,但內阻測試指標只能反映電池現在狀況,不能根據內阻大小確定存有電量;2)在制定方案時考慮到負載電流小(4A),而蓄電池為100AS,主觀認為電量供設備使用5h應該沒有問題。按照以前的多次經驗,在制訂方案時按照蓄電池現有電量能夠滿足本次割接需要考慮,結果出現意料之外情況;3)施工時只圖方便,因為重新敷設各種電源線比較麻煩,既要撤除舊線,還要對新線防護綁扎等,這兩項工作至少需要半天時間。而利用舊線則比較省事,只是老電源柜停電時間較長,但過去也曾多次發生過惡劣天氣時,區間基站交流停電5h負載電流10A情況下沒有影響設備使用情況,故決定按省事方案實施;4)整個應急預案有問題,在施工時只考慮如果不小心造成個別通信設備掉電,怎樣及時發現恢復等,沒有考慮到整個電源直流供電中斷,認為在過去電源柜割接時沒有發生問題,未看到此次是因設備存在故障更換,與過去更換老設備的區別,因此遇到情況一片混亂,臨時決定先恢復交流使用,如果加上交流電后,電源柜直流輸出不能恢復,下一步應該如何進行沒有方案;5)充分反映了設立安全監控人員的必要性,在設專人擔任防護時,有人提出沒有必要,室內空間小,在旁邊不直接參與施工有妨礙等。如果不能及時發現電源電壓發生異常情況,就沒有處理問題的時間,發生掉電故障不可避免。
3結束語
目前,我國通信電源在設備配置、工程建設以及系統設計方面都存在著一定的問題。在對通信電源進行設計時,只是著重考慮可靠性的要求,對于應急方面并沒有進行深入的設計。同時一些通信站在建立時,其供電設備不是十分齊全,當通信站出現突發事故之后,蓄電池無法持續長時間供電,又沒有其他應急措施,從而導致通信線路長時間中斷。此外,在建設通信站的過程中,并沒有嚴格按照要求進行建設,當通信站投入到使用時,非常容易引起電源系統的故障,嚴重時甚至會出現火災等一些事故。同時,通信站的環境也是非常的重要。在建設通信站時,除了主設備機房的配備好一些之外,其余的組成部分相對來說就比較差一些,使得電源設備無法長期可靠地運行。因此,對于電力通信電源系統運行管理和設計技術來說,相關章程和制度還不夠完善。當對通信電源進行設計時或者是對其進行維護時沒有可遵循的規章制度,從而導致了在進行這項工作時極度不規范,嚴重地影響到了電力通信網的正常運行。在對通信電源進行維護和管理時,沒有專門設置于此有關的崗位,同時還缺少相應的技術管理,沒有相應的維護方法,無法以電源系統中各種各樣的設備運行和維護的特點作為根據,進行合理的、有效的維護和管理。
2電源系統中常見的故障和維護
2.1蓄電池方面出現的故障變電站中出現事故之后,其最有可能出現的原因就是因為蓄電池內部出現了短路的情況,電流出現了異常,從而導致了電池發生爆裂的情況,電池組的負極在接線處的絕緣層可能受到損壞,并且與蓄電池架有所接觸。蓄電池架是與地面相連接的,電池組經過蓄電池架對地放電,使電源線過熱,從而引發了火災。所以,工作人員對通信站進行建設時首先要注意在建立蓄電池柜時使其盡量不要接觸地面,以免出現上述故障。其次,要定期對蓄電池組進行檢查,當發現蓄電池出現損壞的情況,要及時地對其進行更換,同時對所有的蓄電池進行充放電,使蓄電池的性能達到指定的要求。蓄電池在通信站中是必不可少的部分,如果在市電停止輸送時,蓄電池出現故障,那么所有的設備都將會停止工作,從而使得整個通信出現中斷的情況。因此,對于蓄電池的維護工作是十分重要的,同時相對來說也是有些困難的。目前,我國使用的蓄電池一般都是閥控式密封鉛酸蓄電池,這種蓄電池較原有的蓄電池有著非常明顯的優勢,其中最為明顯的就是維護的工作量大大減少了,從而導致了維護人員出現了一些錯誤的認識,認為這種蓄電池是可以不用維護的,忽略了對蓄電池的維護,從而導致了在正常的使用過程中出現故障。因此,工作人員在對蓄電池進行維護時,應該定期對其進行仔細的檢查,使蓄電池的狀態達到指定的標準。
2.2高頻開關電源方面的故障當主干網設備光端機出現了失壓的情況,首先應該對電源的開關進行檢查,通過檢查可以發現其中的一個開關電源出現交流告警,然后對出現告警的開關電源進行仔細的檢查,會發現整流模塊沒有絲毫電壓的存在。蓄電池組的電壓是42V,對開關電源再一次進行仔細的檢查,會發現進線交流接觸器沒有完全的吸合,同時對交流切換控制的電路板進行檢查,控制插件出現了比較松動的情況,此時,應該將控制插件進行緊固,并且使其重新工作。當設備正常運行時,對其觀察一段時間,看其是否會再次出現異常。一般出現這種狀況的主要原因是因為其電路板上的控制插件出現了松動的情況,使得開關電源交流接觸器不能進行正常的吸合,整流模塊就會出現失壓的狀況,從而使得整個電力通信出現業務中斷的情況。一般在對通信站進行建設時都會設置一臺交流配電屏,這種配電屏具備兩路自動切換單元的功能。兩路市電在通常的情況下是經過交流配電屏然后到達通信電源。所以,工作人員應該直接將自動切換單元拋開,將市電直接引入到其中。當通信電源交流電流經過改造之后,大大地增加了其穩定性,使其可以更加安全、穩定地進行工作。在使用高頻開關的過程中一定要注意,大功率的設備不要進行隨意的增加,同時在滿負載的狀態下一定不要進行長時間的運行。通信電源一般都是24h運行的,很少出現中斷的情況,增加開關電源的負載量是及其容易造成模塊出現故障,甚至是損壞整個電力通信網中的電源系統。
3結語
關鍵詞:通信電源;設備管理;設備維護;閥控式蓄電池
通信電源的基本任務是向通信設備提供不間斷的、符合質量要求的電能。它作為通信網的“血脈”,是確保通信暢通的必要條件。要保證現代化通信網全程全網的暢通并做到高可靠、低電磁干擾,低功耗通信電源系統是基礎。
一、加強通信電源管理的專業化
隨著通信網裝備水平的逐步提高,電源也同樣處在大量引進新設備、淘汰舊設備的時期,同時為配合維護體制全專業、大配套的改革,用了許多新的維護手段,出臺了許多新的維護管理辦法。所以在通信網的各級管理層次及建設、維護方面都應該有獨立的電源專業管理機構和人員。因為通信電源不僅是一個專業,而且是一個包括多種系統和學科的大專業,由其他專業的人員來兼管電源專業是不科學的,也是不專業的。因此,要管理和維護好現代化通信網,電源專業同其專業一樣存在著維護人員素質、水平亟待提高的問題。要解決這一問題可以采取以下一些措施:
加強日常及定期管理,根據新設備、新技術的采用及新的網絡體系結構重新制定和完善各項規章制度。
在新建工程時,要從工程設計、方案會審、工程實施到驗收竣工各個階段積極參與和把關。繼續搞好技術練兵,加大培訓力度。引進電源專業的高素質人才。
二、加強通信電源安全可靠運行的管理與維護
通信電源安全可靠運行是由多種因素和環節所決定的,它與設備質量、工程勘察與設計、運行方式選擇、建設管理、運行維護管理等各環節相關。其中對于設備選擇、方案設計、工程管理等環節尤其要加強重視和管理。一個先天不足的通信電源系統將造成通信安全的巨大風險和后期人力、物力、財力的巨大重復投入。
2.1動力電源
動力電源設備是所有通信設備運行的動力之源,其運行狀態直接影響到通信業務能否有效提供。在日常設備運行中,常存在高壓電源單引入、逆變電源不穩定、UPS應用不當等問題,為此應做好以下工作:
機房的高壓宜采用雙回路供電,即兩路不同的變電站輸入,以確保供電不間斷。對于給機房通信設備供電的交直流電源列頭柜,也應采用雙路供電,以保障業務設備用電安全。
逆變電源與整流電源應采用一體化設備,以保障安全供電,易于監控,同時可減少設備投資,降低維護工作量。目前,一些通信機房為部分設備提供220V交流電時,采用2KVA~6KVA的UPS(另帶有220V蓄電池組)供電,單機工作不可靠,成本高。建議使用逆變且與整流功能一體化的電源設備,其結構為:在整流電源機架的空余子框中插入1KVA~1.5KVA逆變模塊,1個子框一般插3~4個,逆變模塊均流輸出,實現N+1容量冗余,這樣不會因某個模塊出現故障而影響正常供電。逆變模塊的運行監控由整流電源的監控模塊統一實現,從而可節省機房空間。由于共用原有的-48V蓄電池組,省去了UPS必須另帶其他型號電池組的費用(以16個單體65AH電池為一組,約需1.5萬元)及其維護,并減少了動力環境監控系統的協議轉換節點(約需0.4萬元),6KVA的逆變器(4個1.5KVA模塊)比同容量UPS少2萬元,因此1個機房就可減少建設投資及運行維護成本約4萬元,同時可大幅度減少維護工作量,設備運行也更安全可靠。同時建議在機房新建通信項目時,不應另購小的UPS/逆變器,而應使用機房原有的大UPS交流電源,以保障設備用電可靠,減少故障環節。
2.2蓄電池
蓄電池作為直流(直流系統)或交流(UPS系統)不間斷供電的保證,在整個系統中最為關鍵。電池不但在交流系統或整流器出現問題時保證不間斷供電,而且還要在市電正常轉換時提供保證。如果電池喪失容量,即使對前端的交流高低壓系統、整流系統等配置管理得再好,在一次正常的市電轉換中,都可能造成失電而引致通信故障。因此,應把蓄電池的維護管理作為一項重點工作來抓。目前閥控式密封蓄電池以其體積小、電壓穩定、無污染、重量輕、放電性能高、維護量小等特點,而成為通信電源系統的首選電池。但在實際使用中,達不到理論預期壽命的比比皆是。
2.2.1影響閥控式蓄電池使用壽命的主要因素
閥控式蓄電池全浮充正常使用壽命在10年以上,理論上可到20年,但在實際使用中,影響閥控式蓄電池使用壽命的因素很多,主要有:
環境溫度。環境溫度過高對蓄電池使用壽命的影響很大。溫度升高時,蓄電池的極板腐蝕將加劇,同時將消耗更多的水,從而使電池壽命縮短。蓄電池在25℃的環境下可獲得較長的壽命,長期運行溫度若升高10℃,使用壽命約降低一半。
過度充電。長期過充電狀態下,正極因析氧反應,水被消耗,H+增加,從而導致正極附近酸度增加,板柵腐蝕加速,使板柵變薄加速電池的腐蝕,使電池容量降低;同時因水損耗加劇,將使蓄電池有干涸的危險,從而影響蓄電池壽命。
過度放電。蓄電池過度放電主要發生在交流電源停電后,蓄電池長時間為負載供電。當蓄電池被過度放電到其電壓過低甚至為零時,會導致電池內部有大量的硫酸鉛被吸附到蓄電池的陰極表面,在電池的陰極造成“硫酸鹽化”。硫酸鉛是一種絕緣體,它的形成必將對蓄電池的充、放電性能產生很大的負面影響,因此在陰極上形成的硫酸鹽越多,蓄電池的內阻越大,電池的充、放電性能就越差,蓄電池的使用壽命就越短。
2.2.2閥控式蓄電池的正確使用和維護
蓄電池應放置在通風、干燥、遠離熱源處和不易產生火花的地方,安全距離為0.5m以上。在環境溫度為25℃~0℃內,每下降1℃,其放電容量約下降1%,所以電池宜在15℃~20℃環境中工作。
要使蓄電池有較長的使用壽命,應使用性能良好的自動穩壓限流充電設備。當負載在正常范圍內變化時,充電設備應達到±2%的穩壓精度,才能滿足電池說明書中所規定的要求。浮充使用的蓄電池非工作期間不要停止浮充。
必須嚴格遵守蓄電池放電后,再充電時的恒流限壓充電恒壓充電浮充電的充電規律,條件允許的最好使用高頻開關電源型充電裝置,以便隨時對蓄電池進行智能管理。
新安裝或大修后的閥控式蓄電池組,應進行全核對性放電實驗,以后每隔2~3年進行一次核對性放電實驗,運行了6年的閥控式蓄電池,每年作一次核對性放電實驗。若經過3次核對性放充電,蓄電池組容量均達不到額定容量的80%以上,可認為此組閥控式蓄電池壽命終止,應予以更換。
結語
雖然通信電源不是通信網的主流設備,但它卻是整個通信網中最重要、最關鍵的設備。必須看到,通信電源是整個通信網的能量保證,它的作用是整體性和全局性的。在日常維護工作中,要引起足夠的重視,明確工作重點,抓住工作重心,確保重點系統的安全運行,減少因電源引起的通信故障,降低故障的影響程度,從而確保通信網的安全暢通。
參考文獻:
對通信網資源信息進行維護,能夠確保網管系統管理功能的正常、穩定發揮。從網管系統的角度看,根據資源的獲取方式,可以將電力通信網資源信息分為動態資源信息和靜態資源信息兩種。根據系統的建設階段,可以將電力通信資源信息分為存量資源信息和增量資源信息兩種。其中,存量資源信息是指網管系統在投運前儲存的各種網絡資源信息;增量資源信息是指網管系統投運后,利用網管接口動態采集儲存的網絡資源信息。
1.1網絡資源信息的獲取方法動態資源信息主要是通過網管系統接口適配層的軟件進行動態采集的,網管接口采集到資源信息以后,會通過傳輸設備將資源信息傳輸到網管信息管理中心進行資源信息分析、處理和存儲;專業的設備靜態屬性信息則由廠家網管方提供,然后資源信息維護人員會通過數據庫客戶端,將這些信息直接錄入系統中;網絡中各個網元資源的行政區域信息和地理位置信息需要由網絡管理方提供,而機房、局站等經緯度信息需要從GIS系統中獲得。網絡中連接類和路徑類信息的獲取方式有兩種:①系統對網元的配置信息進行整理、協調,獲取相應的管理對象信息;②由網官方提供相關資源,并由資源維護人員將這些信息錄入系統中。
1.2資源信息的一致性維護資源信息的一致性是指網管系統中存儲的資源信息要與實際工作中網絡資源的信息保持一致。在綜合網管系統中,動態資源信息的變化比較頻繁,網管系統接口采集到動態信息后,會將信息臨時存儲在原始數據庫中,同時,接口的適配器會對采集到的信息資源與系統中原有的信息進行對比,然后同步配置信息,并將信息傳輸到資源信息管理中心。
1.3資源信息的完整性維護在電力通信網網絡資源中,描述網管系統各個資源對象的屬性資源信息不僅是多種多樣的,而且這些資源信息的獲取途徑也十分廣泛。這就需要在實際工作中對同一資源對象的不同管理信息進行整理,確保對象資源信息的完整性。
1.4資源信息的相關性維護在電力通信網中,各個資源對象并不是獨立的,而是相互承載、相互連接的——對某個資源對象的信息進行增加、修改、刪除時,這個資源對象承載的其他對象信息也會發生相應的改變,這就需要對資源信息進行相關性維護。資源信息相關性維護主要體現在兩個方面:①對資源信息的相關性進行審核,檢查這些資源信息在沒有發生變化的前提下,各資源對象之間的關聯關系是否發生變化;②對某個資源對象的信息進行增加、修改、刪除時,也要對與這個資源對象相關聯的對象信息進行更新和維護。
2電力通信網資源信息維護流程
2.1系統資源信息的準備在建設網絡系統時,需要對網管功能的相關資源信息進行整理、準備。由于網管系統的建設時間比較短,不可能花很長時間對網管需求進行分析,加上網管系統的建設性很強,因此,在系統資源維護方面需要制訂相應的管理規范,確保網管系統建成后,能為軟件開發和功能設計提供相應的數據支持。系統資源信息準備的主要內容有分析需求、確定資源管理對象和資源管理范圍、確定資源信息模型,明確資源的關聯關系、制訂資源數據模型和數據字典、制作資源標簽和資源勘查模板、測試外部網管接口等。
2.2系統資源信息初始化網管系統會不斷地發生變化,為了有效管理網絡,必須得有一個初始化過程,從而保證被管網絡與系統資源信息處于同步狀態。初始化過程通常是在網管系統部署階段進行的,主要是對大量存檔的資源信息進行整理。一般情況下,這些資源信息是分散儲存的,但彼此間有十分復雜的邏輯關系,因此,需要將這些信息整理成網管系統需要的信息,并進行保存。
2.3系統運行過程中的信息維護靜態資源信息是固定的,在進行維護時,需要通過人工操作對這些信息進行增加、修改和刪除;動態資源信息則是通過運維平臺進行流程化資源信息維護。各種資源信息的維護雖然不同,但總的來說,資源信息維護包括資源信息錄入、審核原始信息的正確性、檢驗系統數據操作權限、更新系統資源數據庫、審查數據信息的完整性和相關性、保存流程操作資源等。
3總結
關鍵詞:電源智能性;通信電源技術;通信電源發展
中圖分類號:[E968]
一、概述
隨著我國通信產業的飛速發展,通信產業的競爭也日益激烈。在激烈的競爭下,通信行業技術標準也不斷提高,其中通信電源號稱是通信系統的“心臟”,對通信系統的穩定可靠工作起決定性作用。通信系統的電源技術也經歷了較快的發展,從過去的相控整流器發展到高頻開關整流器,從小功率密度供電方式發展到大密度功率供電方式,從機房有人值守發展到無人值守,這些通信電源技術的發展都代表了當今通信電源技術向著更加先進的技術方向發展。
二、通信電源技術的發展應用概況
(一) 通信電源的通用性
由于通信電源設備的種類越來越多,通信電源的生產廠家也很多,不同的廠家可能使用不同的協議和接口,這就導致了不同廠家的電源設備相互之間無法兼容,一旦通信設備電源發生故障,只能依賴原廠家的技術支持,這大大增加了通信電源設備的后期維護成本。因此,隨著通信電源技術的發展,目前很多通信電源都出現了一系列的標準接口,這些接口大大提高了不同電源廠家之間的協議的兼容性,以及不同通信電源設備之間的兼容性,使得通信電源不再只是專用性,而是具有了一定的通用性。另一方面,通信電源上的較多接口,不僅僅實現了不同廠家的電源設備之間的兼容,更重要的是,對于不同的通信設備而言,能夠靈活的借助于通用性接口實現應用不同的電源設備,從而大大提高了通信電源設備的靈活性。
(二) 通信電源的智能性
通信電源的發展與應用,不僅僅體現在依賴于一系列接口提高了通信電源設備的兼容性和通用性,更重要的是,隨著智能化技術的發展和應用,通信電源設備也出現了一定程度的智能化,比如,電源設備對通信設備的自動適配;電源設備故障的智能診斷;通信電源能夠智能的監控自身工作狀態,等等,這一系列智能化功能的實現,通過對自身工作電壓、工作電流的實時監測,能夠實時掌握通信電源設備的工作狀態,使得通信電源的工作穩定性、可靠性大大提高,即使電源設備出現故障,也能夠依靠自身具備的故障診斷系統給出相應的故障碼,從而提高了電源后期維修維護的效率,實現了對通信電源的智能化管理應用。通信電源技術的廣泛應用,一方面有效的提高了通信系統工作的穩定性及可靠性,同時由于通信系統規模的不斷擴大,也反過來進一步促進了通信電源技術的飛速發展與應用。
三、先進通信電源技術的發展應用探討
(一)先進通信電源技術的應用
隨著我國電力電子技術的進步發展和應用,我國通信電源技術也得到了長足的發展,一些先進電源技術的普及應用,在很大程度上對于促進我國通信設備及通信事業的發展起到了積極作用。目前得到主要研究與發展應用的先進通信電源技術主要集中在以下幾個方面:
1.高頻開關電源技術。通信設備需要直流電源,過去傳統的方法是利用變壓器和整流器實現對通信設備的直流供電,這種供電方式電壓不穩,而且電壓中夾雜較多的噪聲干擾,對于通信設備的長期穩定可靠工作是不利的,因此交流-直流變換、直流-直流變換逐漸得到了廣泛研究與應用。近幾年,隨著開關電源的技術成熟應用,為通信電源實現開關直流電源供電提供了新的模式,而開關電源的開關頻率對于通信電源而言是非常重要的一項指標參數,其直接影響著通信電源的功率密度和容量,因此想方設法提高開關電源的頻率成為了通信電源研究的主要技術難題。高頻開關電源借助于高頻、甚至是超高頻的開關頻率實現對直流電源的“交流”式供電,開關頻率越高,電源的功率密度越大,在同等載荷條件下可帶負載等級就越高,而且開關頻率越高,對于減小通信電源的體積越有利,因此,目前高頻開關電源技術在通信電源領域中得到了廣泛的研究與應用。
2.無人值守智能技術。無人值守技術是針對通信電源的管理需求,近幾年才發展起來的一種先進電源管理技術。要實現無人值守,就必須從兩個方面入手研究和應用,下面分別分析:
(1)不間斷供電技術。不間斷供電就是指能夠連續供電,即使在電力系統發生故障的情況下依然能夠實現供電,這就需要后備電池組的支持,以及目前廣泛應用的UPS電源技術的支持。UPS電源相當于一個可移動的電源箱,能夠在通信設備電力系統發生故障的時候自動切換到UPS電源供電,從而保證了通信電源系統的正常工作。
(2)智能監測技術。要實現無人值守,還必須能夠實現對通信電源工作狀態的實時監測,將電源工作中的相關性能參數,技術指標都監測并實時顯示,出現異常情況能夠自動報警及進行簡單的處理,從而實現通信電源機房的無人值守,大大提高了通信電源管理的效率和智能化。
(二)通信電源技術的發展趨勢
隨著電力電子技術的發展,以及單片機技術的應用,電源技術得到了更加廣泛的應用;由于通信系統、通信設備的不斷發展與需求的不斷提高,通信電源技術的發展也必將逐漸呈現出高技術要求的發展態勢,縱觀全球,通信電源技術發展呈現以下幾大趨
勢:
1.高效率,高功率密度,寬的使用環境溫度。隨著通信機房設備的升級,功率越來越大,機房溫度越來越高,因此必然要求通信電源能夠在比較高的溫度下正常工作,這就要求通信電源具備寬泛的工作溫度范圍;同時通信設備的功率越來越大,這也要求在保證一定體積的前提下,通信電源的功率、效率應該得到保證,應該具有較高的效率和較高的功率密度,才能夠滿足通信設備的需求。
2.網絡化智能化的監控管理。隨著通信電源的要求越來越高,需要對通信電源實時狀態監測與管理,依賴于其自身的監測已無法滿足對通信電源的管理需求,通信電源的發展呈現出眾多的智能化接口管理模式,依賴智能化接口實現對通信電源的網絡化智能化的實時監控。通過對電源的監控管理,也就實現了對通信設備的智能化監控管理。
3.全數字化控制。通信電源的發展已經逐漸擺脫了模擬化控制的發展模式,逐漸呈現出數字化、甚至是全數字化的控制模式,依賴數字化的控制模式,能夠有效的降低電源的設計制造成本,提高電源工作的穩定性和可靠性,以及便于實現對通信電源的智能化數字化的管理。
4.安全與環保。通信電源發展的永恒指標之一就是安全,不夠安全的電源,即使技術再先進也難以得到廣泛應用;另一方面,隨著電源對環境污染的加劇,近年來逐漸出現了綠色環保電源,主旨是降低電源對環境污染的危害,因此通信電源的發展趨勢之一也必然是實現綠色環保式的通信電源。
四、結語
通信電源在整個通信行業中所占比例雖然不大,但它是整個通信網絡的關鍵基礎設施,是通信網絡上一個完整而又不可替代的獨立專業。隨著電信技術的飛速發展,電信網絡結構日益復雜,信息技術的發展又對電源技術提出了更高的要求,例如:節能、節電、節材、縮體、減重、環保、可靠、安全等,這就迫使電源工作者應朝著高效率節能、網絡化管理、全數字化控制、低電流諧波處理技術(綠色電源)的方向研發拓展和不斷探索,并利用各種相關技術制造出合格電源產品,以滿足現代通信網的技術需求。
參考文獻
[1] 秦棣樣. 通信電源中幾個問題的探討[J]. 通信電源技術,2001,(2).
關鍵詞:通信電源 監控系統 實時監控 傳輸方式
1 通信電源監控系統結構
在通信行業中,人們通常把電源設備比喻為通信系統的“心臟”,通信電源系統運行質量的好壞直接關系到通信網的運行質量和通信安全。根據原郵電部1996年頒布的《通信電源和空調集中監控系統技術要求(暫行規定)》(YDN023-1996),以及1997年原郵電部電信總局電網綜[1997]472號文《通信電源、機房空調集中監控管理系統(暫行規定)》的規定。監控系統的建立和實施應以電信局(站)為基本單位,通過分布式計算機控制系統,逐步建成區/縣監控系統和本地網(城市級)監控系統。由圖1可以看到,一般來說,整個監控系統是由多個監控級自下而上逐級匯接的方式組成的一個分布式計算機控制系統網絡,對應通信局(站)、區縣、地市三級電信管理體制。從網絡結構角度出發,監控系統采用逐級匯接的拓撲結構,由監控中心SC、監控站SS、監控單元SU和監控模塊SM構成。每個上級監控級均呈輻射狀與若干下級監控級形成一點對多點的網絡連接,最后通過監控模塊與被監控的若干設備相連。
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圖1 監控系統結構
在通信局(站)內,電源和空調設備分散安裝在不同機房,這些設備運行參數和告警信息需要由SM采集后實時傳送至SU,所以局(站)監控系統的網絡拓撲可以采用星形結構或總線結構。在區/縣監控系統中,SU將SM傳送來的監控數據加以處理后向SS傳送,SS向SU下達控制命令,SU之間不需要相互傳送數據。所以,區/縣監控系統網絡結構也應為星形結構。同樣,區/縣監控系統至本地網絡監控中心這一層的網絡拓撲結構也應為星形結構。
1.1 監控中心SC 監控中心SC是整個本地動力及環境集中監控系統的監控和管理中心,主要完成全網的監控信息的統計處理及分析。監控中心SC一般由數據庫服務器、監控業務臺、打印機及相關附屬設備所組成。
1.2 監控站SS 監控站SS是聯接監控端局和監控中心的橋梁,是整個監控系統數據處理的核心,其主要功能是對端局采集器的原始數據進行處理,并將處理結果發送給監控業務臺和數據服務器,同時接受業務臺的控制命令對端局設備實施控制。
1.3 監控單元SU 監控單元SU是各通信局(站)監控數據采集處理中心,配置有工業控制PC機,SU通過RS485總線與各種監控模塊SM相連。
1.4 監控模塊SM 監控模塊SM用于完成各種數據的采集和上傳工作,與上述三級不同的是,SC,SS,SU均為管理級,而監控模塊SM是數據采集級。對于智能設備,監控模塊就是智能設備自備的監控模塊,完成各種參數的采集和上傳工作,對于非智能設備,通過監控模塊完成對各種電量或非電量的采集和上傳工作。
1.5 監控系統的網絡連接 監控單元(SU)與監控站(SS)之間以及監控站(SS)與監控中心(SC)之間的連接目前可采用的傳輸手段較多,有El線路等。使用TCP/IP協議進行通信,可根據實際的通信條件和要求來具體選擇,但為了保證安全,應采用主、備用兩種傳輸方式,并能自動切換。
電源監控系統是一個集底端采集、遠程傳輸、中心處理為一體的一個綜合管理平臺,因此傳輸方式直接關系到監控的穩定可靠。隨著各種監控系統的運用發展,其傳輸通道及方式隨著電信業的發展而隨之變化。
電源監控系統以監控主機為界限,監控主機以下為計算機間的直接通信,或專用總線方式通信;而監控主機以上部分,含SU、SS、SC各部分是基于TCP/IP協議的廣域網,兼容和擴展能力較強,可以直接利用現有網絡,做到多網合一。在SS、SC內部為局域網形式。
2 常用通信資源的比較分析
2.1 電話線(PSTN) 電話線是PSTN(公用電話網)中的一部分,指從程控交換機用戶框經DDF配線架至電話用戶的電纜,一根電話線承載一路電話,電話線中傳輸的是模擬信號(語音信號)。
監控系統中的設備均采用數字通信,因此不能直接通過電話線傳輸數據,而需要使用Modem(調制解調器)。Modem能實現數字/模擬(A/D)信號轉換功能,通過Modem,電話線能提供不大于64kbps的通信速率。
為了監控此種方案的可行性,選擇了3個局點安裝了SM,并在每個局點與SU之間建立了一條PSTN電話線路,經過試驗,得到平均測試數據如表1所示。
試驗結果表明:PSTN傳輸方案簡便易行,在簡單系統中投入較低,但穩定性差,存在較嚴重的時延,系統復雜時維護成本急劇上升。而且傳輸線路的實時連通和數據的傳輸質量都得不到保證,告警的動態響應時間更是無從談起。但是根據西安電信網絡的實際情況,在2M資源有限的局點,仍然采用此種傳輸方案。
2.2 DDN傳輸方式(指
為了監測此種方案的可行性,選擇了3個局點安裝了SM,并在每個局點與SU之間開通一條DDN傳輸線路,經過試驗,得到平均測試數據如表2所示。
試驗結果表明:DDN傳輸方式優點是穩定性高,實時性強,技術成熟,缺點是系統成本較高,而且DDN傳輸網絡在西安市的總體傳輸網絡中已處于逐漸退網的階段,若采取此種傳輸方式,則意味著不久的將來電源監控系統所采用的傳輸線路將面臨著全部更換的局面,鑒于此種考慮,本系統沒有大面積采用此種傳輸方式。
2.3 2M/El傳輸方式 2M/E1是電信行業一個非常通用的傳輸資源,基本所有局站都具備該傳輸資源,無論是采用SDH,還是PDH,或是接入網內置SDH方式,均具備2M/E1端口。監控系統采用了2M抽取時隙方式提供透明通道給監控用。
2.3.1 “一對一”傳輸方式:該傳輸方式主要用于有圖像監控的端局,由于視頻信號數據量較大,因此在局端與中心提供一條2M鏈路,兩端采用相同或相似的2M抽時隙設備抽取一個時隙提供一條透明串口通道給電源監控用,其它時隙則用于機房圖像監控。中心的2M抽時隙設備將電源監控數據通道提取出來送往監控主機、同時將視頻數據經解碼器解碼后送監視器顯示。為了監測此種方案的可行性,選擇了3個局點安裝了SM,并在每個局點與SU之間開通一條E1傳輸線路,經過試驗,得到平均測試數據如表3所示。
試驗結果表明:利用E1傳輸方式進行傳輸,穩定性和實時性都很高,且傳輸速率很高(2Mbit/s),對于本監控系統所需的數據傳輸量而言綽綽有余。每一條E1只能在局站SM與SU之間傳輸數據,一條E1線路無法在幾個局站間公用,于是每一個局站的交換設備到監控中心的傳輸都需要1條E1線路,而監控系統的數據傳輸量其實只需E1中的一個時隙即64Kbit/s就可以滿足,這就造成了傳輸資源和傳輸設備的大量浪費,故此方案雖然理論上可行,但實際上實現起來有一定困難。
2.3.2 “一對多”傳輸方式:對于2M資源很豐富的局站,提供一條獨立2M給監控系統用,監控系統仍只需要一個時隙而采用2M抽隙方式,在傳輸匯接點可采用成熟的DXC時隙收斂設備,將各個局站送來的2M進行時隙分插復用將多個獨立2M中時隙收斂到1條2M中來達到節省主干2M傳輸和節省監控中心的傳輸投資成本。再通過數據上網器,將監控數據從2M中分離出來直接送到監控中心的監控主機進行處理。
為了監測此種方案的可行性,選擇了部分局點與母局,設置了交叉連接與時隙提取,經過試驗,得到平均測試數據如表4所示。
試驗結果表明:利用E1抽取時隙的傳輸方式進行傳輸,具有穩定性好,實時性好,合理地使用傳輸資源和使用少量傳輸設備的優點,為本監控系統從理論到實現都可以采用的最佳方式。
3 傳輸組網方案的設計
端局與監控中心的連接方式稱為組網方案。
3.1 路由器方案 如果端局有監控主機,采用基于路由器的組網方案,端局需要安裝一臺路由器,該路由器的廣域網口與中心的路由器相連。通信資源采用E1或DDN,傳輸速率為64kbps。在端局內監控主機與路由器構成局域網,而與中心一起構成廣域網。路由器方案如圖2所示。
3.2 多端局監控主機方案 當端局采用采集器直連上報的方案時,采用多端局監控主機組網方案。端局的采集器和智能設備連接至串行總線后,通過異步通信線路遠程連接到多端局監控主機的串口上;或使用數據上網器,將各端局送來的采集數據打包上網,多端局監控主機通過網絡采集局端數據。多端局監控主機方案如圖3所示。監控中心與監控站的連接均采用路由器方案。由于位于監控站的本地端局設備和測點較多,多采用監控主機采集方案。利用專網進行監控數據傳輸時,是基于路由器的組網方案。目前西安電信電源監控系統使用的傳輸方式有:DCN,2M/E1,DDN等幾種。在西安本地監控中心(SC)與龍首等6個二級監控站(SS)之間采用DCN網進行數據傳輸,如圖4所示,在二級監控站(SS)與各局點(SU)之間,根據實際情況采用2M/E1,DDN 或PSTN方式進行數據傳輸,如圖5所示。
4 結論
本論文以西安電信電源監控系統工程為背景,通過對幾種數據傳輸方式的測試比較,確定了監控系統采用的數據傳輸方式,并依據現有的通信與組網設備,對路由器方案與多端局監控主機方案進行分析,設計并實現了本地監控中心與二級監控站、二級監控站與監控單元之間的傳輸組網方案。
參考文獻:
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從遠古時代以來,陽光、空氣、食物和水一直是人們賴以生存的必需品,而今在科學技術飛躍發展的時代,電也已成為人們的必需品。因為有了電,我們的生活才有了歡樂。正是由于通信系統的安全優質運轉,無處不在的通信電源則是堅實的基礎和根本保障。實施集中監控管理是網絡技術發展的必然趨勢,是現代通信網的要求,也是企業減員增效的有效措施。各種電源設備要智能化、標準化,符合開放式通信協議。若電源系統不能輸出規定電流,電壓超出允許波動范圍,雜音電壓高于允許值時間并持續10s以上者均判定為系統故障。原交流系統中的電壓、頻率或波形畸變超出規定范圍持續時間大于60s者均判定為故障。為此,要保證通信電源系統的可靠性,有條件的通信部門應盡量從兩個不同的地方引入2路市電輸入,并設置2路市電電能自動倒換裝置;所用設備要選用可靠性高的高頻開關整流設備,采用模塊化、熱插拔式結構以便于更換,并合理配置備份設備。任何新技術、新設備未經充分驗證、試運行前均不得進入供電系統。供電方式要大力推廣分散供電,使用同一種直流電壓的通信設備采用兩個以上的獨立供電系統,這也是今后通信網絡容量和規模不斷擴大、各種新業引入的新要求。為了盡量縮短設備的平均故障修復時間,要經常分析運行參數,預測故障發生的時間并及時排除。還要提高技術維護水平,采用集中維護、遠程遙信、遙測維護。在實施過程中,三遙點的設置要合理,絕不是越多越好,要以可靠性、實用性為基本原則,宜簡勿繁。
2電源系統使用中應重視的問題
電源系統目前廣泛使用高頻開關電源系統設備,其智能化程度高,電池采用了免維護蓄電池,這雖給用戶帶來了許多便利,但在使用過程中還應在多方面引起注意,確保使用安全。
2.1按電源系統的使用要求和功率余量大小來分,在使用中要避免隨意增加大功率的額外設備,也不允許在滿負載狀態下長期運行。工作性質決定了電源系統幾乎是在不間斷狀態下運行的,增加大功率負載或在基本滿載狀態下工作,都會造成整流模塊出故障,嚴重時將損壞變換器。自備發電機的輸出電壓、波形、頻率和幅度應滿足電源系統對輸入電壓的要求,另外發電機的功率要大于開關電源設備的額定輸入功率,否則,將會造成電源系統設備工作異常或損壞。
2.2電池應避免大電流充放電,理論上充電時可以接受大電流,但在實際操作中應盡量避免,否則會造成電池極板膨脹變形,使得極板活性物質脫落,電池內阻增大且溫度升高,嚴重時將造成容量下降,壽命提前終止。在任何情況下都應防止電池短路或深度放電,因為電池的循環壽命和放電深度有關。放電深度越深循環壽命越短。在容量試驗或放電檢修中,通常放電達到容量的30%-50%就可以了。
2.3鉛酸蓄電池的容量和電解液的比重是線性關系,通過測量比重可以了解電池的存儲能量情況。閥控式密封蓄電池是貧液電池,且無法進行電解液比重測量,所以如何判定它的好壞,預測貯備容量已成為當今業界的一大難題。用電導儀測電池的內阻是判定蓄電池好壞的一種有參考價值的方法,但尚不能準確測定電池的好壞程度。目前,最可靠的方法還是放電法。在可靠性、經濟性、可使用性、維護性等方面綜合比較,應選用四沖程油機為原動機發電機組。四沖程油機結構簡單,采用多缸均衡做功、增壓等一系列成熟技術適合于大容量機組的要求。其噪音小、污染小、性價比高。使用中把機組產生的熱量排到室外,保證機組周圍環境濕度不超過指標要求。
3電源系統的維護與檢修
當電源系統出現故障時,應先查明原因,分清是負載還是電源系統,是主機還是電池組。雖說開關電源系統主機有故障自檢功能,但它對面而不對點,對更換配件很方便,但要維修故障點,仍需做大量的分析、檢測工作。另外如自檢部分發生故障,顯示的故障內容則可能有誤。對主機出現擊穿、斷保險或燒毀器件的故障,一定要查明原因并排除故障后才能重新啟動,否則會接連發生相同的故障。再好的設備也有壽命期,也會出現各類故障,但維護工作做得好可以延長壽命并減少故障的發生,不要因為高智能、免維護而忽略了本應進行的維護工作,預防在任何時候都是安全運行的重要保障。高頻開關電源設備在正常使用情況下,主機的維護工作量很少,主要是防塵和定期除塵。特別是氣候干燥的地區,空氣中的灰粒較多,灰塵將在機內沉積,當遇空氣潮濕時會引起主機控制紊亂造成主機工作失常,并發生不準確告警。另大量灰塵也會造成器件散熱不好。一般每季度應徹底清潔一次。其次就是在除塵時檢查各連接件和插接件有無松動和接觸不牢的情況。由于整流器對瞬時脈沖干擾不能消除,整流后的電壓仍存在干擾脈沖。蓄電池除有存儲直流電能的功能外,其等效電容量的大小與蓄能電池容量大小成正比。因此,維護檢修蓄電池的工作是非常重要的,雖說蓄電池組目前都采用了免維護電池,但這只是免除了以往的測比、配比、定時添加蒸餾水的工作。但因工作狀態對電池的影響并沒有改變,不正常工作狀態對電池造成的影響沒有變,所以蓄電池的工作全部是在浮充狀態,在這種情況下至少應每年進行一次放電。放電前應先對電池組進行均衡充電,以達全組電池的均衡。放電過程中如有一只達到放電終止電壓時,應停止放電,繼續放電須先排除落后電池后再放。核對性放電不是追求放出容量的百分比,而是關注并發現和處理落后電池,經對落后電池處理后再作核對性放電實驗。這樣可防止事故,以免放電中落后電池惡化為反極電池。平時每組電池至少應有8只電池作標示電池,作為了解全電池組工作情況的參考,對標示電池應定期測量并做好記錄。在日常維護中需經常檢查的項目有:清潔并檢測電池兩端電壓、溫度;連接處有無松動腐蝕現象,檢測連接條壓降;電池外觀是否完好,有無殼變形和滲漏;極柱、安全閥周圍是否有酸霧逸出;主機設備是否正常等。免維護電池要做到運行、日常管理周到、細致和規范,保證設備保持良好的運行狀況,從而延長使用年限;保證直流母線經常保持合格的電壓和電池的放電容量;保證電池運行和人員的安全可靠。這是電池維護的目的,也是電池運行規程中包括的內容和運行規則。當電池組中發現電壓反極、壓降大、壓差大和酸霧泄漏的電池時,應及時采用相應的方法恢復和修復,對不能恢復和修復的電池要換掉。但不能把不同容量、不同性能、不同廠家的電池聯在一起,否則可能會對整組電池帶來不利影響。對壽命已過期的電池組要及時更換,以免影響到電源系統和設備主機。
參考文獻:
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