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通信系统中的电源运用与故障处理
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电池测试仪BTS-60V20A 储能电池模组检测系统 支持CANBUS通信的详细描述：
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[浏览次数：1709次]通信电源
通信电源是整个通信网络的关键基础设施，但是通信电源在整个通信行业中占的比例并不大。电信运营商在电源产品上的采购主要是每年的设备维护和系统设，其中电源设备的维护通常占采购量的比重更高。电信运营商每年用于电源系统的建设上的费用相对较少，除非电信系统需要大规模的升级或者扩建，运营商才会增加电源设备的采购量。
通信电源简介
通信电源市场的需求增长有限，但是从更长远的发展趋势分析，通信电源在未来2年内会迎来一个小高潮。对于通信电源而言，买家并不仅限于电信运营商，还有电信设备制造商这个庞大的市场。动力无论是对提供电信服务的运营商，还是对设备研究开发、加工装配的制造企业都是不可忽视的。中国是世界有名的制造基地，这也客观上为电源产品造就了强大的市场支柱，这些将无疑帮助通信电源产业顺利度过市场的冬天。手机整流设备，采用模块化、热插拔式结构以便于更换，并合理配置备份设备。任何新技术、新设备未经充分验证、试运行前均不得进入供电系统。供电方式要大力推广分散供电，使用同一种直流电压的通信设备采用两个以上的独立供电系统，这也是今后通信网络容量和规模不断扩大、各种新业引入的新要求。为了尽量缩短设备的平均故障修复时间，要经常分析运行参数，预测故障发生的时间并及时排除。还要提高技术维护水平，采用集中维护、远程遥信、遥测维护。实施集中监控管理是网络技术发展的必然趋势，是现代通信网的要求，也是企业减员增效的有效措施。各种电源设备要智能化、标准化，符合开放式通信协议。在实施过程中，三遥点的设置要合理，绝不是越多越好，要以可靠性、实用性为基本原则，宜简勿繁。在这一方面我站通过电源系统的遥信、遥测、远程集中维护等功能，在电源系统发生障碍时，由系统向维护人员自动发出寻呼信息，已经实现了电源无人值守。
电源系统设备的维护
电源系统目前广泛使用高频开关电源系统设备，其智能化程度高，电池采用了免维护蓄电池，这虽给用户带来了许多便利，但在使用过程中还应在多方面引起注意，确保使用安全。[1]高频开关电源系统对环境温度要求不高，在零下５度～４０度都能正常工作，但要求室内清洁、少尘，否则灰尘加上潮湿会引起主机工作紊乱。蓄电池则对温度要求较高，标准使用温度为２５度，平时不能超过＋１５度～＋３０度。若温度太低，会使蓄电池容量下降，温度每下降１度，其容量下降１％。其放电容量会随温度升高而增加，但寿命降低。如果在高温下长期使用，温度每增高１０度，电池寿命约降低一半。[2]高频开关电源系统中设置的参数在使用中不能随意改变。[3]按电源系统的使用要求和功率余量大小来分，在使用中要避免随意增加大功率的额外设备，也不允许在满负载状态下长期运行。工作性质决定了电源系统几乎是在不间断状态下运行的，增加大功率负载或在基本满载状态下工作，都会造成整流模块出故障，严重时将损坏变换器。[4]自备发电机的输出电压、波形、频率和幅度应满足电源系统对输入电压的要求，另外发电机的功率要大于开关电源设备的额定输入功率，否则，将会造成电源系统设备工作异常或损坏。[5]由于组合蓄电池组输出电流很大，存在电击危险，因此装卸、改接导电联接条、输出线时应特别注意安全，工具应采用绝缘措施，特别是输出接点应有防触摸措施。以保人身和设备安全。[6]不论是在浮充工作状态还是在放电检修测试状态，都要保证电压、电流符合规定要求。电压或电流过高可能会造成电池的热失控或失水，电压或电流过小会造成电池亏电，这都会影响电池的使用寿命，前者的影响更大。[7]在任何情况下都应防止电池短路或深度放电，因为电池的循环寿命和放电深度有关。放电深度越深循环寿命越短。在容量试验或放电检修中，通常放电达到容量的３０％～５０％就可以了。[8]电池应避免大电流充放电，理论上充电时可以接受大电流，但在实际操作中应尽量避免，否则会造成电池极板膨胀变形，使得极板活性物质脱落，电池内阻增大且温度升高，严重时将造成容量下降，寿命提前终止。[9]铅酸蓄电池的容量和电解液的比重是线性关系，通过测量比重可以了解电池的存储能量情况。阀控式密封蓄电池是贫液电池，且无法进行电解液比重测量，所以如何判定它的好坏，预测贮备容量已成为当今业界的一大难题。用电导仪测电池的内阻是判定蓄电池好坏的一种有参考价值的方法，但尚不能准确测定电池的好坏程度。目前，最可靠的方法还是放电法。[10]在可靠性、经济性、可使用性、维护性等方面综合比较，应选用四冲程油机为原动机发电机组。四冲程油机结构简单，采用多缸均衡做功、增压等一系列成熟技术适合于大容量机组的要求。其噪音小、污染小、性价比高。使用中把机组产生的热量排到室外，保证机组周围环境湿度不超过指标要求。
高频开关电源设备在正常使用情况下，主机的维护工作量很少，主要是防尘和定期除尘。特别是气候干燥的地区，空气中的灰粒较多，灰尘将在机内沉积，当遇空气潮湿时会引起主机控制紊乱造成主机工作失常，并发生不准确告警。另大量灰尘也会造成器件散热不好。一般每季度应彻底清洁一次。其次就是在除尘时检查各连接件和插接件有无松动和接触不牢的情况。由于整流器对瞬时脉冲干扰不能消除，整流后的电压仍存在干扰脉冲。蓄电池除有存储直流电能的功能外，其等效电容量的大小与蓄能电池容量大小成正比。因此，维护检修蓄电池的工作是非常重要的，虽说蓄电池组目前都采用了免维护电池，但这只是免除了以往的测比、配比、定时添加蒸馏水的工作。但因工作状态对电池的影响并没有改变，不正常工作状态对电池造成的影响没有变，所以蓄电池的工作全部是在浮充状态，在这种情况下至少应每年进行一次放电。放电前应先对电池组进行均衡充电，以达全组电池的均衡。放电过程中如有一只达到放电终止电压时，应停止放电，继续放电须先排除落后电池后再放。核对性放电不是追求放出容量的百分比，而是关注并发现和处理落后电池，经对落后电池处理后再作核对性放电实验。这样可防止事故，以免放电中落后电池恶化为反极电池。平时每组电池至少应有８只电池作标示电池，作为了解全电池组工作情况的参考，对标示电池应定期测量并做好记录。在日常维护中需经常检查的项目有：清洁并检测电池两端电压、温度；连接处有无松动腐蚀现象，检测连接条压降；电池外观是否完好，有无壳变形和渗漏；极柱、安全阀周围是否有酸雾逸出；主机设备是否正常等。免维护电池要做到运行、日常管理周到、细致和规范，保证设备保持良好的运行状况，从而延长使用年限；保证直流母线经常保持合格的电压和电池的放电容量；保证电池运行和人员的安全可靠。这是电池维护的目的，也是电池运行规程中包括的内容和运行规则。当电池组中发现电压反极、压降大、压差大和酸雾泄漏的电池时，应及时采用相应的方法恢复和修复，对不能恢复和修复的电池要换掉。但不能把不同容量、不同性能、不同厂家的电池联在一起，否则可能会对整组电池带来不利影响。对寿命已过期的电池组要及时更换，以免影响到电源系统和设备主机。当电源系统出现故障时，应先查明原因，分清是负载还是电源系统，是主机还是电池组。虽说开关电源系统主机有故障自检功能，但它对面而不对点，对更换配件很方便，但要维修故障点，仍需做大量的分析、检测工作。另外如自检部分发生故障，显示的故障内容则可能有误。对主机出现击穿、断保险或烧毁器件的故障，一定要查明原因并排除故障后才能重新启动，否则会接连发生相同的故障。再好的设备也有寿命期，也会出现各类故障，但维护工作做得好可以延长寿命并减少故障的发生，不要因为高智能、免维护而忽略了本应进行的维护工作，预防在任何时候都是安全运行的重要保障。蓄电池的工作全部是在浮充状态，在这种情况下至少应每年进行一次放电。放电前应先对电池组进行均衡充电，以达全组电池的均衡。放电过程中如有一只达到放电终止电压时，应停止放电，继续放电须先排除落后电池后再放。核对性放电不是追求放出容量的百分比，而是关注并发现和处理落后电池，经对落后电池处理后再作核对性放电实验。这样可防止事故，以免放电中落后电池恶化为反极电池。平时每组电池至少应有８只电池作标示电池，作为了解全电池组工作情况的参考，对标示电池应定期测量并做好记录。在日常维护中需经常检查的项目有：清洁并检测电池两端电压、温度；连接处有无松动腐蚀现象，检测连接条压降；电池外观是否完好，有无壳变形和渗漏；极柱、安全阀周围是否有酸雾逸出；主机设备是否正常等。免维护电池要做到运行、日常管理周到、细致和规范，保证设备保持良好的运行状况，从而延长使用年限；保证直流母线经常保持合格的电压和电池的放电容量；保证电池运行和人员的安全可靠。这是电池维护的目的，也是电池运行规程中包括的内容和运行规则。当电池组中发现电压反极、压降大、压差大和酸雾泄漏的电池时，应及时采用相应的方法恢复和修复，对不能恢复和修复的电池要换掉。但不能把不同容量、不同性能、不同厂家的电池联在一起，否则可能会对整组电池带来不利影响。对寿命已过期的电池组要及时更换，以免影响到电源系统和设备主机。
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UPS供电系统的蓄电池组使用与维护
摘要：通信系统中各类网络设备对供电质量的要求越来越高，而通信设备的正常工作必须要有品质良好的供电系统作为保障。蓄电池是UPS供电系统中的一个重要组成部分，蓄电池组配备得是否合理和如何正确使用维护，最终决定着UPS供电系统电源保护作用的发挥。
第1页:UPS供电系统的蓄电池组使用与维护
第2页:UPS供电系统的蓄电池组使用与维护
　　3.2.2定期充放电
　　&UPS内部的蓄电池长期闲置不用或使蓄电池长期处于浮充状态而不放电，会导致电池中大量的硫酸铅吸附到电池的阴极表面，导致内阻增大、活性下降，使蓄电池的使用寿命大大缩短。对于市电供电良好的单位，需要每隔三个月进行一次&治疗性&充、放电过程，即电池带载放电、再充电操作，并记录相关数据（表2给出某供电中心部分UPS放电记录），与以前放电记录进行比较分析电池性能状况，对电池组整体进行维护检查，真正遇到市电停电时，才能有效保护负载安全。
表2某中心供电部分UPS放电记录
　　3.2.3严禁深度放电
　　&密封免维护蓄电池的使用寿命与蓄电池的放电深度密切相关。深度放电会造成蓄电池内
　　部极板表面硫酸盐化，导致蓄电池内阻增大，严重时会使个别电池出现&反极化&现象和电池的永久性损坏。电池的放电深度严重影响电池的使用寿命，非迫不得已，不要让电池处于深度放电状态。
　　3.2.4定期测量电池浮充电压和内阻
　　&随着UPS使用时间的延长，总有部分电池的充放电特性会逐渐变坏，出现内阻增大、端电压明显下降等现象，需要及时发现、及时更换，否则会影响整组电池的使用。这种电池性能问题不可能再依靠UPS内部的充电电路来解决，如果继续使用会存在隐患，需要维护人员定期进行测量检查每个单体电池的电压、内阻，发现性能值超出范围的电池要及时更换。
　　4、UPS供电系统的发展趋势
　　&市场需求和技术进步推动了UPS技术的不断发展。认真考察一下当前UPS技术与其应用现状和存在的问题，研究和确定其未来的技术发展方向，对进一步提高UPS实际应用水平及更合理的选择UPS供电系统设计方案是非常必要的。
　　4.1技术发展与时俱进
　　&现代UPS供电系统的整机设计理念及其配置方法正在发生明显的变化。所有这些变化都是紧紧围绕着IT技术和通信设备技术的进步，以及当前UPS供电系统所存在的问题进行的。这种设计理念的变化，导致了UPS集成化设计理念的产生。
　　&通信企业是UPS产品的重要使用者，UPS供电系统的配套设备属于企业的固定资产，通信类设备技术的发展更新非常快，一般是两三年一个周期，而固定资产设备投资是不能这样变化的，需要设备的使用周期要尽可能长久。这就要求在进行电信机房UPS供电系统的方案设计时，必须充分考虑到设备机房以后的发展变化与需求。特别是要分析一些未来的因素，从而使UPS系统设计的总容量要大一些。为适应设备机房在未来用电需求方面可能发生的变化，今后的UPS不仅将在系统的可用性、可管理性等方面不断提高，在设备扩容的灵活性、可适应性等方面也将增强。通过UPS设备技术的不断进步，以后的UPS供电系统及其设备的配置本身都将具有很大的可扩充性、可变更能力、可快速建设的能力和边发展边扩容的能力。这使用户单位可以通过电源系统的配置改变来满足负载变化的需要。
　　&综合观察当前UPS技术的发展状况，今后一段时期UPS产品设备有以下总体发展趋势：
　　 4.1.1技术方面
　　&在技术方面正逐步趋向高频化、小型化、智能化、环保化和系统集成化的方向发展。
　　&4.1.2应用方面
　　&在应用方面正逐步向从单机向冗余结构变化、从注重系统的可靠性向注重系统的可用性变化、从单纯供电系统向保证整个网络设备运行环境变化和适应性不断提高的方向发展。
　　&4.2系统结构的模块化和标准化
　　&当今系统结构正趋于基层化的设计。基层化的设计，给产品的标准化、模块化设计创造了条件。模块化、标准化设计提高了UPS整体系统的可用性和适应性。同时，也降低了UPS设备的总体制造成本。UPS整体结构标准化、模块化的形式很类似于高频开关电源，将具有可扩展、可更改、可移植、可拔插的特点，从而使操作更为方便，维护趋于简化，便于操作人员对其熟悉和掌握。同时，也提高了UPS设备的价值和效率。
　　&模块化和标准化的系统结构，提高了UPS在应用中的适应性、可用性、和设备利用率。这种模块化设计的结构可在不停电情况下,通过增加或减少模块的数量来改变系统的总容量，使UPS供电系统的扩容变得容易，重新布置更为方便，降低了传统不间断电源扩容、升级的风险，方便了用户可根据负荷的需求进行UPS系统容量扩展的需要。对于容量较大、体积较大的UPS系统设备来说，模块化的结构设计不仅增加了设备空间布局的灵活性，提高了设备在安装时对空间的适应性，还能为UPS供电系统未来可能进行的改造或重新设计留有余地。
　　&模块化UPS供电系统可带电拔插和更換供电模块，这种特性对使用者产生很强的吸引力。因为这种UPS电源，当系统出现障碍时，即使没有专业的技术人员在现场，用户也可以方便的进行扩容和维护。使用者或维护人员无需去查找UPS出故障的原因，也无需花精力去熟悉工作原理及维护技巧，只要把有故障的电源模块/电池模块/监控模块拨出，再将新的相应模块插入，就能恢复正常运行，从而简便了维护与扩容工作。
　　&模块化和标准化的UPS系统结构可以降低成本，节省投资。这是因为：第一，减少了设备成本，即初期投资的设备购置和建设成本可以降低，避免了一次性建设的规模过大和投资过高；第二，减少了能源成本，可以让设备充分发挥使用效率，降低能源损耗；第三，减少了非能源运营成本，包括人员、培训、维护等其他方面的成本。以人员来说，可能不需要这么庞大的维护队伍，也不需要经专业培训的维护人员。
　　4.3UPS蓄电池组连接方式的改进
　　&作为不间断电源系统的储能装置，UPS蓄电池起着极其重要的作用。目前，UPS电源中广泛采用的是免维护的铅酸蓄电池，但其价格比较昂贵。有些重要的机房为了保证设备不受市电中断的影响，往往配置长延时的蓄电池系统，从而致使蓄电池的成本甚至超过UPS主机成本。
　　&目前，有些电信机房采用模块式UPS电源，把交流供电系统与通信网络直流供电系统融为一体，利用电信机房现有直流供电系统的蓄电池组作为UPS系统的后备直流电源的供电系统。在电信机房的直流供电系统中，一般都配置了容量较大的蓄电池组。采用这种方案供电时，UPS系统逆变电源可以和直流供电系统设备共用机房内的大容量蓄电池组，交直流资源共享，无需重复投资。机房的直流系统供电的可靠性远远超过了传统UPS电源的专用电池，机房专用电池的成本也要低于传统不间断电源用的12V电池的成本，且寿命更长。这种方案既可以减少用户对电池组和充电器的投资，又可避免分散管理和维护电池组，还能提高电池组的可靠性和利用率。
　　&在电池连接方面，传统UPS并联时，必须每台UPS配备自己的蓄电池组。随着UPS应用技术的发展，现在的UPS并联系统中，可以几台UPS主机共用一套蓄电池组。目前，有的UPS厂家又提出了改进型的热备份方式。它把两台UPS的蓄电池并联起来，整套系统除了有整流器1和逆变器1、整流器2和逆变器2组成的通路外，还提供了由整流器1和逆变器2组成的通路和由整流器2和逆变器1组成的通路。也就是说整套UPS系统大大减少了由其自身整流器和逆变器故障原因而转到静态旁路的切换次数。同时，两台UPS主机的蓄电池组并联在一起，避免了因一组蓄电池经常放电，而另一组蓄电池长期不放电的问题。这种连接方式对蓄电池组的维护很有意义，而且在蓄电池组上花同样的钱可以获得两倍的延时。所以说，这种热备份方式也不失为一种好的选择。
　　4.4UPS输入功率因数的提高
　　&过去人们不太重视UPS的输入特性，谈到输入部分只谈输入电压范围、频率，对输入功率因数、谐波影响则不太关心。设备的功率因数低，谐波电流增大，将给电网带来很多危害：
　　&（1）干扰其它的用电设备。
　　&（2）增大了输入电流在传输线上的损耗。
　　&（3）增加前级设备的功率容量，增大了投资。
　　&（4）增大中线电流。
　　&现在高频开关电源的功率因数较高，普遍能达到O.99以上，是由于使用了PFC（功率因数矫正）电路，这种技术在未来的UPS系统设备中同样会得到应用。而高频PWM整流技术为大功率UPS的输入特性的改善提供了技术上的可行性。因此，有理由相信高功率因数的UPS，将会是将来在应用时所追求的选择。
　　5.结束语
　　科学的使用与维护蓄电池，使UPS供电系统经常处于良好的状态，不但能够保障用电设备正常工作，提高运行质量，而且能够延长蓄电池的使用年限，降低投资成本，提高企业效益和用户满意度，同时也是维护部门的一项经常性的重要工作。运行维护人员必须提高自身能力，思想重视，关注发展趋势，及时采用最新技术，自觉遵守各项规程，使UPS供电系统发挥应有的效能。
　　责任编辑：Randy
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