回顧通信電源技術進步

幾年，在電話網、移動網、互聯網高速發展的帶動下通信電源（含動力設備及環境監控系統）的產品品種、規格、系列、質量及產品新技術的采用，都有長足的進步，與20世紀90年代相比最顯著的變化是：

（1）大批應用新技術、新器件的低耗節能產品完全替代了過去的高能耗產品，體積也縮小了；

（2）產品的適用性、完整性、配套性更符合國內通信局站的需要；

（3）產品的自動化程度高，監控能力強，加快實現無人或少人維護和值守。

根據《通信局站電源系統總技術要求》行業標準，局站電源系統將由市電交流（含自備交流電源）、高壓配電、直流電源與蓄電池組、低壓配電、UPS（不間斷電源）、動力與環境集中監控等六大分系統組成，現照此就它們的技術進步與適用性分述如下。

1 整流，交、直流配電與監控設備

整流，交、直流配電與監控設備是局站電源系統的核心部分，擔負著將交流電轉換成通信設備基礎電壓所需的直流不間斷電源。殼骯諫惱獠糠植紡莧方位的滿足大中小各種類型局站需要。蘼鄞喲籩諧鞘中心長途局，大型電話交換局，移動、數據匯接局，一級傳輸干線中心，還是到中小型交換局、農話、接入網、移動基站、傳 輸中繼站、衛星通信站的寬大范圍內；不管是有人或無人值守，都有配套性、適用性非常好的相應產品系統提供。而且都能做到高穩定、高可靠、高智能化與擴容方便，在 世紀 年代是不能想象的。由新一代高頻開關整流模塊、監控模塊、交流配電柜、直流配電柜組成的大容量電源系統，單整流架滿裝15個整流模塊可以實現1500A輸 出，除柜內并機擴容外還可柜外并機擴容，輸入為三相工作模式，缺一相時輸出仍可達到50%，適應特大型、大型通信樞紐或交換局需要。其整流模塊為維護方 便，實現無損傷熱插拔。系統的交流側、直流側、信號端設有完善的、全方位的智能化防雷系統與故障告警功能。據技術數據提供的說明，新一代的整流模塊內部的功率電路采用全橋 DC/DC變換ZVS技術，效率能達到93%， 在系統處于缺相狀態時，模塊仍有50%的額定電流輸出，保證電能的可靠供應。由于采用無級限流技術，在監控模塊的控制下，限流點可在10%-110%額定 電流之間連續可調。模塊內有內置CPU， 用以監測和控制模塊運行。

這種大容量電源系統的整流架上可安裝監控模塊，其最重要的特點之一是按國內運營商要求設計，可實現三級監控，能收集、處理、上送配電、模塊等監控板數據，還能根據電源系統當前數據對蓄電池進行智能化管理，有溫度補償、充電電流限制、電池容量計算、在線電池測試等功能，也能通過后臺實現“三遙” 功能。與整流架配套的交流配電柜、直流低阻配電柜也很有特色，都經過智能化設計，自帶CPU和智能接口，前者可檢測交流電壓、電流、頻率、防雷器狀態等參 數，后者可檢測直流電壓、負載及蓄電池電流、熔絲狀態等參數，兩種機柜分別有輸入過欠壓、頻率異常、防雷器故障或輸入過欠壓、充電過流、熔絲斷等聲光告警。

在防雷、電氣絕緣、 EMC等都嚴格按國際IEC標準設計。兩種機柜都可獨立工作，易于實現分散供電，擴容靈活方便，安裝維護方便，確保設備、人身安全，可靠等特點。針對中型交換局、農話、接入網、移動基站、傳輸中繼站、衛星通信站，國內已能生產與之相配的單相交流電工作,大、中、小容量規格齊全，對電網適應能力強，允許輸入電壓超寬范圍變動（120～290V或90～290V） 的電源系統。而系統所用的整流模塊、監控模塊、交流配電柜、直流配電柜各項性能、功能與擁有的技術特點都可完全達到與上述一致，所以在用電環境低劣時我們仍可用高效、高質量、高可靠的新一代電源產品確保通信設備和系統的安全工作。

野外作業柜式整體性電源系統，將整流模塊、監控模塊、交流配電、直流配電均置于一個集裝箱機柜內，二路市電輸入，電壓適應范圍寬至90V～290V，靜 態可長期承受380V AC，可承受最大40kA的雷電沖擊；整流總容量最大可達采用零電壓軟開關和無損傷熱插拔技術，風冷與自然冷兩種相結合的散熱方式；智能化電池管理具有溫度補償、電池保護、充電電流限制、在線電池測試等功能。

目前國內已可生產微蜂窩基站等室外型設備用電源模塊，220V AC輸入，輸出有27V DC多路、26V、15V、8V、5V DC等規格，應用于微蜂窩基站，直放站，小容量基站和接入網，室外惡劣環境-45℃～ 65℃能正常工作，外殼防護達到，電磁兼容性達到國際通用的B級， 具有完善的保護和電池管理功能。國內部分通信電源產品企業還能為客戶定制獨特需求的電源產品。

通過上面介紹，不難看到我國通信電源產品企業緊緊環繞我們通信網多元化、全方位發展的需求，針對國內城市與農村、東部與西部、南方與北方、室內與野外等等用電、環境條件差異巨大的情況，設計、開發和生產出能廣泛滿足這些需求的相應產品，墻昀賜ㄐ諾源產品新技術應用和產品設計與質量進步的最明顯變化。

2 UPS產品

我國各類通信網裝備的程控化以及網絡管理、運營維護、計費等大幅度應用計算器，加之數據通信與互聯網的大面積普及，對UPS類產品提出了許多特殊要求， 新一代國產UPS就是在這種背景下產生和得到發展，成為通信電源的一種重要產品。可喜的是短短幾年，國內已可生產出質量高、品種與規格齊全的UPS產品， 單機容量可涵蓋， 回顧20世紀80年代中UPS品種單一，功率小，不間斷供電時間短，可靠性差的情況已不可同日而語。

根據有關生產企業提供的產品品種和數據：對互聯網中心、電信交換機房、網管中心、衛星控制中心，有相應的三進三出80～800kVA系列UPS產品可供選用；對一般的通信、銀行、航空、交通、證券的中、大型數據中心、信息中心，有三進三出30～120kVA系列、20～60kVA系列UPS產品可供選 用；對小型通信計費中心、網絡控制中心、ATM自動取款機、通信基站、室外通信與數據基站，可配置三進單出10～20kVA系列或單進單出 1～10kVA、1kVA/2kVA系列的UPS產品。

以上品種繁多，系列齊全，特別是針對大型機房計算器群使用出發的UPS產品，極大地滿足了現代通信發展的需要。從技術上看，國內產品大多數都有以下特點：

（1）采用 DSP全數字控制技術，大幅度提高控制的靈活性和穩定性，使產品具有較好的一致性和可靠性；

（2）在線功能強，對用戶設備提供全面徹底的電力保護；

（3）具有智能化電池管理，可延長UPS電池使用壽命，有些產品能幾近50%；

（4）備有完善的網絡監控功能，使UPS運行維護實現最佳化；

（5）大多數大容量UPS產品均允許單機或1 1雙機并機運行，或N 1并機柜多機并機運行（資料介紹多至）。

從國內有的產品企業提供的數據，他們的最新一代智能高頻在線式三進三出UPS產品，采用2個16bit的40MHz全數字DSP控制，可比老產品處理速 度更快，輸出性能更優異，可靠性更高；同時 IGBT（絕緣柵雙極性晶體管）高頻智能整流和逆變技術以及多重保護技術，使輸入功率因子可高至0.99，輸入電流諧波3%，輸出性能更優于傳統 技術產品；當需多機并機使用時，可無需并機柜而直接并機；允許最寬的輸入電壓和頻率范圍，120～276V AC（相壓120V AC時，可有72%額定負載）和40～60Hz，擴大了適用面。

目前國內UPS產品都具有優良的防雷裝置和防浪涌沖擊與EMC性能。有高強的網絡管理功能，提供RS232、RS485、Modem、SNMP網卡等多 種接口，監控軟件具備電源事件記錄和分析功能，支持TCP/IP協議，可靈活組網，可通過Internet或Intranet實現遠程監控。操作簡單“一 鍵開機”， 操作維護具有友好人機界面，全中文大屏幕顯示，可查詢各項電氣參數、UPS功能設置、電源事件告警提示和故障定位。UPS系統具備自診斷、自保護功能，當市電出現故障或電池即將用盡時可通過監控軟件自動存儲用戶計算器數據、笆蓖出操作系統，安全關閉計算器和服務器。

國產UPS有一種室外型智能在線式UPS系列產品，適用于城市的角落，邊遠的公路、山區等環境差的地區，在高溫50℃。嚴寒零下40℃、灰塵、高濕多雨、算霧侵蝕，電網質量低劣（電壓長期低至160V或高于260V，頻率異常多變）等條件。

UPS遠程網絡監控管理系統是配合UPS群近端或遠程管理設計、開發和生產的，最大監控數量可達6萬多臺UPS單機，這種專業化的UPS網絡監控管理系統，有效地對網絡上的所有UPS實事狀態信息的實時監控與集中統一管理。

系統能實時后臺偵聽電源故障告警，以E-mail、手機短信、圖像、聲音等方式向值班人員送達告警信號，能保存在事件記錄數據庫中以備管理人員查詢；能遠程控制電源自測與開關機，并安全地進行配置修改；可對網絡上計算機進行斷電保護。

SNMP卡介于UPS和網絡之間，通過網絡實現遠程監控UPS。國內有些電源產品生產企業為國外代理提供該卡，SNMP卡采用熱插拔設計，UPS無需關 機插卡，支持WEB瀏覽和各種NMS管理系統，可在任何操作平臺上對UPS實現遠程監控，并形成瀏覽、控制、系統管理員三級安全體系，在方便管理的同時有效避免各種誤操作和惡意破壞。

目前，各類電信網絡，互聯網、專業數據網在運行、操作、維護、管理上用的計算器實現了網絡化，UPS用量很大，已成為各通信局站總電源系統不可缺的組成部分，國內電源產品企業能全方位、高質量、配套完整地提供UPS產品，為我國通信電源系統現代化創造了條件。

3 閥控式密封鉛酸蓄電池（VRLA）

眾所周知，蓄電池在通信局站電源系統中具有舉足輕重、不可替代的地位，全國范圍內的使用量屬海量級，蓄電池的質量，充放電效率和耐久性（壽命）直接影響網絡暢通與高效運行，具有重要的經濟意義。

回顧近十年蓄電池的技術變化，市場上可供通信部門選用的蓄電池經歷了固定型防酸鉛蓄電池、早期閥控式密封鉛酸蓄電池（以下簡稱閥控蓄電池）和近年新一代閥控蓄電池三個階段。閥控蓄電池的出現從根本上解決酸霧擴散和電解液蒸發問題。但20世紀90年代中、后國產早期的那些閥控蓄電池產品，質量問題很多，主 要集中在：密封技術未完全掌握，尤蓄電池端頭柱處相當多產品因密封差存在著酸霧泄漏和電解液散發；閥控功能由于設計或工藝不完善，時有造成蓄電池膨脹，甚至發生爆炸；從批量看質量參差不齊，一致性差，影響電池組整體工作效率。經過近幾年新技術的采用，設計和工藝的改進與提高，從宏觀上講國產閥控蓄電池產品 質量已有了長足進步，產品進入了成熟穩定，可規模、經濟性生產的階段。

根據各生產企業提供的資料，現時國產閥控蓄電池密封、閥控兩項重要技術已得到改進、過關，產品容量從大到小品種和規格都已齊全，廣泛裝備于全國通信局站。特別是近年來市場上出現了一種專用于電信及大型UPS的高可靠閥控蓄電池，滿足了通信網現代化建設需要。

目前市場上常見的閥控蓄電池，由于采用特種鉛鈣合金作板柵，或鉛鈣錫鋁四元合金板柵，具有較強耐腐蝕、抗伸延性能，同時提高了負極析氫過電位，在充電后期有效抑制氫氣析出，保持電解液水份不被分解，另通過超細玻璃纖維作隔板，利用氣體再化合技術，實現內部氧的循環復合，再加上端頭柱用多層特殊密封，確保 了密封與無泄漏，在整個壽命期間無須定期補水或補酸等維護。

蓄電池的安全性有明顯改進與提高，安全閥能自動調節內壓，內置的濾酸片具有阻液和防爆功能，加之安全閥、濾酸片、密封圈、密封套、隔板、密封膠等關鍵零部件與材料全部采用優質件，保證了電池的安全、可靠使用。從運行現場見到，目前國產閥控蓄電池已可自由安裝，不要求蓄電池單體端頭柱非得沖上不可，面對維 護人員側置也可，一組蓄電池靠墻側立，大幅度地減少占用機房面積，為電池組進機房以最短饋電連接至通信設備的分散供電創造了條件。

原1995年版《通信局站電源系統總技術要求》對于閥控蓄電池章節中最重要的“主要技術要求”與“開閉閥壓力標準”這兩小段，在標題下無內容都為待定，可見早期閥控蓄電池產品是多么的不成熟。如今閥控蓄電池已有完整而詳細的規格與參數數據，反映主要性能指針的電池放、充電特性曲線和電池容量速查圖、循環 壽命特性圖、浮充壽命特征圖十分完整，用戶都能拿到這些實實在在的數據與數據去設計、應用和維護，足以說明國產閥控蓄電池這幾年來的技術進步和產品成熟。

4 備用發電機組

通信局站必需設置備用發電機組。傳統的柴油發電機組，現時的品種規格比以往更加齊全，啟動與油污都有較大改善，并配有遠程智能監控系統，在屏顯、并車性能上都有很大提高，實現多臺柴油發電機組聯網監控。

與此同時，滬、穗兩大城市引進和應用了國產或進口燃氣發電機組這一新品種，利用它功率大、體積小、重量輕、啟動快、維護簡單的特點，用于特大城市或特大型電信樞紐局，或構成輕型車載移動電站，經過多年使用是成功的，為進一步推廣應用這項新技術、新品種積累了許多寶貴的技術、經濟數據與豐富經驗。

5 動力設備及環境集中監控系統

原1995年版《通信局站電源系統總技術要求》曾提出加快建立電源系統及設備監控和集中維護管理系統，逐步實現少人或無人值守問題。經過多年摸索，目前高度統一和規范化，性能與功能強、監控完整的“通信電源集中監控系統”已在各級通信局站普遍使用，對分散的局站和局站內的各個電源設備和機房空調進行遙測、遙信和遙控，實時監視和顯示其運行參數，自動監測和處理系統內各種故障的設備。

監控系統在結構上可成為一個多級的分布式計算器監控網絡，一般形成監控中心、監控站、監控單元三級系統。

在整個國內各運營商的各類網絡的日常維護工作中發揮了重要作用，具有良好的技術、經濟的綜合效益。這可以青島通信為例說明之。青島通信公司于1996年 開始引入動力設備及環境集中監控系統，2002年又加以改進，進一步規范化，按維護體制和職能劃分，將系統分離成動力監控和環境監控兩個相對獨立應用系統，相關的監控值班班組和部門負責運行、維護和管理

。動力監控負責監控轄區內53個局站（內為18個端局、35個模塊局）動力設備，包括高、低壓配電設備，油機，空調，整流電源模塊，蓄電池組等。環境監控 負責監控79個局站（內為21個端局、58個模塊局接入網）的門禁系統，圖像系統，溫濕度、紅外、煙感、水浸、地濕、手動滅火等環境量。環境監控中心設有 26臺圖像監視器和兩臺錄象機組成的屏幕墻，可輪流巡顯示各局站情況并將發現的異常情況進行自動或手動錄像。兩套系統運行的結果將全公司20多個市話局的 近300人的交換、電力值班人員替換下來，各機房、電力室實現了無人值守；門禁系統使用員工進入局房用刷卡方式，改變了以往用鑰匙開門的不便，管理更加科學化；動力設備維護不再在現場觀察，當有設備告警時監控系統會及時彈出告警通知值班員，平時通過報表打印、查詢各種數據進行質量分析與參考。

青島通信公司的兩套監控系統的穩定、可靠運轉，為動力、空調設備的正常工作運行提供了有力保障；為動力設備維護管理及機房安全管理體制改革，優化人員配置，實現無人值守提供了有力保障。技術、經濟綜合效益是可觀的。

6 其它配合設備

近幾年，通信局站電源系統整體化、精細化過程中還表現在國內通信電源企業提供許多重要的系統配合設備，包括市電與市電、市電與交流備用電源之間的《自動切換開關》設備、抗瞬態浪涌抑制設備、機房專用精密空調機、大型UPS用的精密交流配電柜、戶外一體化通信電源機柜等。有了這些裝置，單相或三相、交流或直流的保護性，不間斷的自動/手動切換得以完成，從總配電到末端負載的全過程將實現多重保護，緯扇方位的相線—相線、相線—中線、中線—地線的抗浪涌保護，達到高質量的供電。

7 結論

以上介紹了國內通信電源產品的技術進步與回顧，不難看出，這幾年電源產品企業依靠新材料、新技術、新設計對通信電源產品進行了更新換代，產品的門類、品種、規格都比過去有了極大改觀，并以產品的完整、齊全及性能價格比合適，贏得了市場，抵御了國外產品的直接進口，并為從特大型樞紐局到精干的無線通信基 站、從室內型到戶外型的各類通信局站提供了高質量、不間斷及自動化、精細化都較理想的綜合電源系統。所有這些都確保了我國通信現代化建設。