相控電源改造方案
2019-11-03 09:57:38
供稿：網友
通信電源在通信系統中占有極其重要的位置，通信電源的性能直接影響通信的信號質量和可靠性。隨著通信的發展，對通信電源的要求也越來越高，相控穩壓電源已滿足不了現代通信對質量和可靠性的要求，而逐步被性能更優良的高頻開關電源所代替。
一、高頻開關電源的性能優勢
相控電源是指采用可控硅作為整流器件的電源系統，其原理是交流輸入電壓經工頻變壓器降壓，然后采用可控硅進行整流。為了保持輸出電壓的穩定，需一套比較復雜的可控硅觸發電路。而高頻開關穩壓電源是交流輸入直接整流，然后經過由功率開關器件（功率晶體管、MOS管、IGBT等）構成的逆變電路將高壓直流（單相整流約300V，三相整流約540V）變換成高頻方波（20kHz以上），高頻方波經高頻變壓器降壓得到低壓的高頻方波，再經整流濾波得到穩定的直流輸出。
高頻開關穩壓電源同相控穩壓電源相比，具有如下優勢：
1．技術指標優勢
1)體積小、重量輕。高頻變壓器取代了大而笨重的工頻變壓器，使得電源越來越小型化、輕量化。
2)工作頻率高，使輸出濾波電路得以小型化。
3)功率因數高。前者采用有源功率因數校正電路，功率因數能做到0.98以上，而后者波形畸變，對電網干擾嚴重。
4)效率高，節省能源。前者的效率一般88%~95%.而后者的效率一般在70%以下。
5)動態響應好，提高通信質量。前者工作頻率高，對負載和電網的動態響應遠遠優于后者。
6)紋波小。前者的輸出紋波和雜音一般都比后者小，有利于提高通信的質量。
7)噪音低。前者的工作頻率在人的聽覺范圍之外，可聞噪音要比后者低得多。
8)擴容方便。高頻開關電源一般采用模塊式結構，維護、擴容要比較方便。
當然，高頻開關電源也存在一些缺點，如射頻干擾、電磁干擾較相控電源稍大等，但隨著通信電源技術的發展，這些缺點正逐步被克服。
2．智能化優勢
由于相控電源的誕生早于高頻開關電源，其智能化程度較低。而高頻開關電源發展在計算機技術大發展的今天，其智能化程度遠遠高于相控電源。近年來的維護體制的變化，要求遠程集中監控，無人值守或少人值守。智能化通信高頻開關電源為通信電源的無人值守或少人值守創造了條件。而老的相控電源是無法滿足這一要求的。
二、高頻開關電源的經濟效益優勢
由于高頻開關電源的性能優勢，在運行成本比相控電源要低得多。單從節省的電費方面來看，就有很大的優勢。
假設某一電源系統的負載功率為Po。采用的相控電源的功率因數為0.85（需要外加補償柜才能達到這一水平），效率為70%。則所需要的輸入功率為：PI1=Po/(0.85×0.7)=1.68Po而對于一功率因數為0.92（一般開關電源均能達到這一水平），效率為93%的高頻開關電源來說，需要的輸入功率為：PI2=Po/(0.92×0.93)=1.68Po=1.17Po采用高頻開關電源比相控電源節省的電費為（PI1-PI2）/PI1=30.5%可見，采用高頻開關電源能節省約30%的電費。對于負載為1000A的電源系統：Po=53.5V×1000A=53.5kW.對相控電源而言，每年的耗電量為：1.68×53.5kW×24h×365=787348.8kWh按0.6元的電價計算，每年節省的電費。0.6×30%×787348.8kWh=14.17萬元(注：電力部門實際的電費計算時不完全是按照視在功率計量的，而是在有功功率的基礎上考慮功率因數的高低按不同的系數進行收費的，為了簡化計算，上面直接采用了視在功率計算耗電量。)
由此可見電信部門采用高頻開關電源能節省一筆很大的電費開支。此外，其智能化的特點帶來的維護費用低也能節省很多開支。所以，高頻開關電源的經濟效益是顯而易見的。
三、中興電源的性能特點
隨著民族通信產業的發展，國內通信電源正逐步發展成熟起來，在性能方面已與國外的電源相差無幾，某些性能如電網適應性等甚至優于進口電源。從而性能價格比具有很大的優勢。國產的通信電源已完全能夠滿足通信設備的供電要求，比進口電源更符合中國的國情，而且售后服務是國外電源無法相比較的。
深圳市中興通訊股份有限公司自行研制、開發、生產的高頻開關電源產品，能滿足用戶從15A到3100A的容量需求。中興通訊的通信電源建立在電力電子技術、計算機技術與自動控制技術的基礎上，采用國際最新技術和最先進器件研制而成。其通信電源系統具有如下的技術優勢和特點：
★開關整流模塊采用先進的PS-ZVZCS-PWM軟開關專利技術，高效率，高可靠性。當輸出大于20％額定輸出時，效率大于90％。
★輸入端加有有源功率因數校正電路。功率因數高達0.998，使輸入交流電流、電壓波形均為正弦波，失真度小，有效地提高了電源的品質。
★采用多極風扇控制技術，有效地延長了風扇使用壽命，提高了整機可靠性。
★整流模塊采用先進的熱插拔技術設計，極大地方便了開通維護。
★極寬的交流輸入電壓范圍，特別適用于電力供應不穩定地區。
★系統具有的二次下電保護功能。在停電后能有效地延長對關鍵設備供電時間，特別適合于無線基站及其它要求根據設備的重要等級，停電后分次切斷直流輸出的局站使用。
★具備靈活的監控組網方式，除常見的MODEM、專線方式外，還可通過公司自己的交換、傳輸、接入設備ZXJ10、ZXA10、ZXSM監控網管系統組網。針對無線基站電源組網的特殊要求，已設計出以信號轉換模塊SCM為核心的先進的集中監控組網方案。
★采用大屏幕液晶顯示器，用漢字顯示各種監控信息。
★完善的三級防雷保護措施。
★良好的均流能力。多機并聯時可靠性高。
★兩路市電輸入，可自動或手動切換。
★蓄電池自動充放電管理，能進行溫度補償，最大限度延長蓄電池使用壽命。
★具備完善的三遙功能。將電源控制技術與計算機技術有機地結合在一起，配以完善的監控系統可以實現無人值守，符合國際流行的分散供電模式。
高頻開關電源替代相控穩壓電源是通信電源發展的趨勢，對提高通信質量和可靠性有著及其重要的影響。目前，新建和擴容的通信局站均已采用了性能優良的高頻開關穩壓電源。而老的局站所采用的相控電源，均已使用多年，到了需要更新換代的時候。中興通訊高頻開關電源性能優良，是相控電源改造的理想選擇，目前中興電源已在全國30多個省市大量應用，深得用戶好評。而且吉林通化、山西臨汾、湖北、貴州等省市的一些局站已成功采用中興公司的電源改造了原有的相控電源，使得這些局站的電源所占的機房空間縮小、電源質量有很大的改善，完善的監控系統使得電源智能化程度大大提高，局方深表滿意。如在山西省汾西縣電信局，采用我公司的ZXDU1500－700A高頻開關電源系統改造了原有的400A的相控電源，機柜由原來的四個變為現在的2個，而容量增大了近一倍，在充電管理、機房噪音、電源質量、智能監控方面比原有的電源有質的變化。
四、中興通訊相控電源改造方案
目前，相控電源主要分布在縣市級以上的交換局。針對這種情況，適宜采用中興公司的48V/100A（DUM68-48/100）系列組合電源進行改造，中興公司48V/100A電源系統容量從200A~3100A，分為ZXDU600、ZXDU1500、ZXDU3000三種電源系統，可以滿足各種容量的系統需要。
根據局方要求，相控電源的改造可以靈活進行，可以分別保留原電源系統的交流配電屏、直流配電屏。但從外觀、可維護性出發，我們建議進行包括交流配電屏、直流配電屏在內的整個電源系統的全部改造。具體的施工方案根據局方現場狀況單獨制定。
摘自《國際電源商情》
