随着国家对西部大开发的投入加大,作为基础设施的通信设施的建设也越来越重要,如何建造一个优质的通信网和增强竞争力是摆在各电信运营商面前的主要问题,陕西移动也不例外。目前陕西移动采用的主设备是加拿大北电公司的产品,如何保证为主设备提供优质的基础电源,如何能在竞争激烈而又众多的电源厂家中选择更好的通信电源是摆在我们面前的重要问题,经过对各电源厂家的充分考察,陕西移动选择了中兴电源作为主要电源设备供应商之一。
陕西移动通信公司于2000年12月开始安装使用中兴通讯的开关电源,型号为ZXDU600E和ZXDU300,主要用在咸阳、商洛和安康这三个地区为移动基站供电,这两种系统都是智能型无人值守式电源系统,集成了软开关技术、有源功率因数校正技术、均流技术、防雷技术和先进的监控技术,使电源系统的性能、稳定性和可靠性等方面都有了充分保障。
首先,通信电源的易操作易维护性应体现在结构简单,一目了然。因为从可靠性角度来讲,也是简单即可靠。同时简单的电路结构容易让维护人员更容易地了解通信电源的使用和维护,减少错误操作和维护动作。例如,中兴电源产品的结构就很简单,其交流配电屏和直流配电屏走线简单明晰,电路拓扑一目了然,同时在系统的各个部分如各个交直流接线端子、各条母线上都有一些标识,便于识别操作。同时其高频开关整流器和监控单元都是模块化的,非常容易安装维护与更换。
第二,适应电网波动的能力。在电网较差的地区,电网波动甚至可以达到低压120V,高压280V以上。以前引进的国外电源厂家的电源设备都无法在此种环境下可靠工作,因为国外发达国家的电网情况比国内好得多,比如日本的电力波动都在±10%以内,法国的通信电源要求供电时间仅为15分钟。近几年国内的电源产品发展迅速,而且国内电源厂家自行研发的产品更适合中国国情。比如中兴ZXDU600E的交流输入范围为110V~300V,可以满足几乎所有场合的市电输入情况。
第三,通信电源系统的人机界面是否简单亲切也是决定使用和维护的重要因素。陕西移动使用的一些其它国内电源厂家自行开发的电源系统基本上都是中文界面,尤其是中兴的基站电源,采用320×240的大屏幕点阵液晶显示屏,信息量大,操作方便,大多数操作可以在本地监控单元或者后台计算机上完成设置。告警方式有多种,包括声光告警、近端远端后台告警、干接点告警、电话告警和BP机告警等,在监控模块上可以存储多达256条历史告警数据,后台计算机上可以查询半年甚至更长时间的历史告警数据,这对于维护具有很高的参考价值。
第四,均流特性的好坏也直接影响电源系统的可靠性。大功率电源系统需要用若干台开关电源并联,以满足负载功率的要求,如通信电源,在县一级中心交换机房里所需的电源容量,常常在1000A左右,而组合电源系统中的整流模块单个容量一般不超过200A,这就需要多个整流模块并联供电。在并联系统中,每个变换器只处理较小功率,降低了应力;还可以应用冗余技术,提高了系统可靠性。并联的整流模块间需要采用均流措施,它是实现大功率电源系统的关键,用以保证模块间电流应力和热应力的均匀分配,防止一台或多台模块运行在电流极限值(限流)状态。由于并联运行的各个模块特性并不一致,外特性好的模块,可能承担更多的电流,甚至过载,从而使某些外特性较差的模块运行于轻载或空载状态。其结果必然是分担电流多的模块热应力大,降低了可靠性。如当电子元件温升从25℃上升到50℃时,其寿命将大为降低,仅为25℃时的1/6。因此热应力大,寿命就要下降,可靠性也降低。目前均流效果较好、控制形式较为简单的是按电流大小自动均流法,也称电流自主均流法或民主均流法。这种均流方法可以自动设定主模块和从模块,在N个并联的模块中,输出电流最大的模块将自动成为主模块,而其余的模块则为从模块,它们的电压误差依次被整定,以校正负载电流分配的不均衡。中兴通讯自行开发研制的各种系列的通信电源模块内部都采用了先进的自主均流技术,仅硬件均流,精度可小于5%。另外由于自主均流受到均流电路硬件精度的影响,因此中兴电源在硬件自主均流的基础上,又采用了软件微调均流技术,较好地解决了均流效果受电路硬件精度影响的问题,将5%的均流精度进一步提高,如ZXDU600E电源系统的均流可小于3%。
第五,系统中的各个组成元素也就是基本的元器件也要选择质量好、可靠性高的才会提高系统整体的可靠性并减少维护工作量。对于有些场合来说,两种或者两种以上的元器件都基本上适合,这就要对各种元器件很熟悉才能作到在特定的场合下对于元器件进行合理的选用。比如在直流配电单元中的实现系统级短路保护功能的元器件目前广泛采用的是空气开关或者熔断器。这两者特性不同,适用场合也不同。首先,熔断器的工作原理与以前我们家用的保险丝(熔丝)一致,只是在熔丝周围有相应的填充物,在熔断器动作的时候防止拉弧的产生,并增加阻断能力。其动作是基于电流产生的热量积累。在一定的电流值以上,电流越大,动作越快。而空开是利用电磁原理控制其动作部分的分离,也就是说电流大时,其中的电磁感应线圈产生相应的电磁应力,吸引动作部分分离。两者工作原理不同,导致工作性能不同如下:
熔断器属于一次失效器件;空开属于多次失效器件,可以多次重复使用。
熔断器的电流分断能力比空开高;空开有时会出现断路动作失败。因为有这样一种情况:当电流突然增大到一定值时,空开内部接触点可能被大电流熔焊,无法分断,这种情况很少见,但不容忽视。
空开内部的接触点如果接触不良(有可能由非正规操作和高湿度环境引起),可能会引起打火现象,使接触点氧化,增加接触电阻,严重的可能使空开因发热导致接触点焊死失效,熔丝无此问题。
安装上,一般来说,6A到160A的熔丝,其插座是通用的,因而无论是熔丝动作后还是换用不同容量的熔丝,其更换都很方便;而63A以下的空开外形都一致。一般都是一排安装固定,当其中一个空开失效后,其更换可能要影响到其它空开和输出分路。
根据空开和熔断器的以上特性比较,大多数情况下尤其对于大电流的分路,采用熔丝是更科学的,因为负载短路在通信机房中属于小概率事件。对于小电流分路,如果空间紧张,采用空开亦可。
最后,防雷对于电源系统来说也是一个很关键的因素:雷电具有毁灭性的破坏能力,主要有直击雷和感应雷两种。直击雷的能量甚至可以高达100kA。中兴电源采用的是三级防雷网络,可以有效的防止雷击,具有很好的防雷能力。
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