电源稳定性设计范文
时间：2023-12-20 17:33:55
导语：如何才能写好一篇电源稳定性设计，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。
篇1
中图分类号：TN838 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2014）02-0074-02
1 前言
DX-200发射机维护的过程中，我们发现电源系统的稳定与否将直接影响发射机的安全稳定运行，影响设备的指标，如何进行创新改造确保设备优质高效播出成为了我们研究的课题，经过技术人员论证分析、实践，找到了切实可行的改造方案，具体的改造从以下几个方面进行：
（1）研制高精电流互感器替换主整电流互感器，改善电声指标。（2）供电通路采用质量可靠的免维护真空交流接触器。（3）改造DX-200发射机整流柜电源启动控制电路。
2 DX-200发射机电源系统简单工作原理
参看图1，改造前三相10kV交流电源经10kV/205V（500kVA）变压器变压为三相205V，此电压送到整流柜三相可控硅整流前端，其中c相经连锁继电器K6-6、8常开触点接点火板J4-5端子上，10kV/205V（500kVA）变压器中线接整流柜F4保险后，分为两路：一路接二进制滤波阻流圈L1输出+125V二进制电源（中线与三相可控硅桥式整流电路构成半波整流电路），另一路接点火板J4-3端子上；J4-5与J4-3两端子间电压为120Vac，经T1变压器输出变为24Vac，分为两路：一路接单相桥式整流器为本板提供直流电源，另一路经过J3-1、2接电源控制板J7-2、1，经单相桥式整流块CR7输出+30V非稳压电压，再经过两只稳压块分别输出+12V和+5V为本板电路提供直流电源。
发射机维护的过程中我们发现，当整流柜中线保险F4熔断时，点火板T1变压器初级120Vac与中线无回路，但滤波阻流圈L1后端接+125V供电输出及二进制取样电压电路，都是通过相应负载或电阻与地相连，使得T1初级上120Vac电压经过上述器件与地构成回路，导致T1初级电压降低，相应供电电压低，造成整流柜漏水检测电路发出假“漏水故障”信号，使冷却电源控制箱中水泵和三台热交换器风机交流接触器线圈失电释放，水泵和风机停转，严重影响安全播出。为解决此问题，我们决定改造整流柜电源启动电路，增加T3变压器。
2.1 改造DX-200发射机整流柜电源启动控制电路
整流柜中线保险F4熔断引起漏水假故障，这是厂家在发射机设计上，没有事先考虑到的问题。经过我们技术人员认真分析和研究，一致认为10kV/205V变压器中线作为二进制电源来源和驱动电源启动回路及整流柜电路板供电回路，中线熔断后，整流柜电路板供电依然存在，电压低造成漏水假故障；另外中线电流很大，保险长时间工作产生热量，加速老化，易出现熔断故障。参看图2
2.2 改造后DX-200发射机整流柜电源启动控制电路
为避免中线保险熔断造成漏水假故障，将驱动电源启动电路及整流柜电源供电路板供电回路改为地，中线F4保险只接二进制滤波阻流圈L1和二进制电压取样电路，降低中线电流负荷，再不影响控制电路功能前提下，将整流柜控制电路改进：增加一台隔离变压器205V/120V（300VA）T3。T3初级分别经F19（1.5A）、F20（1.5A）保险接3相205V交流电源a、c相线，T3次级一端经F18（3A）保险接到点火板J4-5上，T3次级另一端接地，同时接到点火板J4-3上，J4-5与J4-3上电压为120V，为点火板、电源控制板、电源显示板供电。驱动电源启动电路也相应改动，图2所示PB2整流柜电源控制线路改进图。红线所示为整流柜控制电源线路增加器件和接线改动的地方，驱动电源启动方式有所改变，即电源控制板上启动指令发出后，Q3饱和导通，120V电源交流接触器K1线圈K3通路K6-1、3（闭合导通）地构成回路，K1线圈吸合，三相交流205V电源通过限流电阻R1、R2、R3（3Ω 100W）送到驱动变压器T2初级，K2、K5得电吸合，驱动电源启动完成。
改造后进行试验，当整流柜F4、F19、F20、F18保险熔断时，没有“漏水”假故障发生，线路改动非常小，改造成本低，实用性强。经过两年多时间，中线保险没有出现过熔断，彻底解决整流柜保险F4熔断引起“漏水”假故障的风险。
3 研制高精电流互感器，改善电声指标
随着我们对DX发射机工作原理进一步分析，经过我台技术人员多次论证分析，我们发现电源系统的稳定与否将会直接影响发射机的指标，其中，主整电源系统电流的采样将会直接影响控制电路对可控硅的控制，进而影响电源的稳定，提高电流互感器的精度，实现对可控硅的精确控制，能够很好的提高电源的稳定，减少纹波，改善发射机指标。
4 新型电流互感器技术参数
三相电流互感器实际上是三个完全独立的闭合铁心，分别缠绕三个独立的线圈构成，工作原理很简单，通过与国内生产电流互感器的知名厂家联系，结合原机电流互感器的参数，采用高磁率铁心，多匝绕制线圈方式及多种新技术，研发出了大孔径三相电流互感器，在满足现有参数的情况下，使精度更高，具体参数如下：
为了检验新型三相电流互感器对发射机的工作状态和三大指标是否有影响，我们在安装国产电流互感器前后进行了指标测试，测试仪器：R/S调制分析仪、函数发生器、数字示波器、数字三用表。通过测试，发射机指标均处于甲级以内，杂音指标提高了5dB。
5 供电通路选用质量可靠的免维护真空交流接触器
DX-200中波发射机运行多年以来，整流柜驱动级整流电源K1、K2交流接触器经常出现主触头打火严重，导致控制触头接触不良，控制信号中断，发射机因驱动级电源故障导致发射机无法开启，只能紧急更换交流接触器，维持播音。因此，为保证电源系统的稳定，只能定期更换交流接触器，并将拆下的交流接触器重新维修，打磨动、静触点，但触点磨损又加大接触不良风险。
驱动级电源的交流接触器采用的是四极常开交流接触器，为驱动级电源提供主通路和控制通路。其中三极连通驱动级负载回路，另一极连同控制回路。如果采用三极常开空气式交流接触器作为主通路控制，辅助触点作为控制通路控制，可以降低驱动级电源故障的发生，但不能解决必须定期维护空气式交流接触器的问题。为了有效地解决这个问题，我们根据各种交流接触器的性能和技术参数，最终决定选用低压真空交流接触器代替现用交流接触器。
低压真空交流接触器触头以真空为熄弧介质，触点发热量少，寿命长，可大大减轻技术人员检修工作量，有效解决因接触器触点接触不良导致的驱动级电源故障，减少停播。
低压真空交流接触器自更换以来，运行稳定，完全实现了免维护，电源系统再也没有出现过因交流接触器问题导致的发射机电源系统故障。
6 结语
通过提高DX-200发射机整流柜电源系统稳定性的三项创新，有效解决了发射机电源系统存在的故障隐患，使发射机供电系统运行更加稳定，提高了发射机部分指标，降低了整部发射机的故障率，保证了不间断、高质量播出，改造成本低，实用性非常强。
参考文献
篇2
【关键词】电子通信；电源；稳定性
电源的稳定性往往会对移动通信造成严重的影响，在具体的维护上，通常采用监控系统，对电源进行全程监控，并且设置有报警装置，一旦出现故障或者安全隐患，将会报警。企业维修人员要第一时间查看，解决电源问题，防止移动通信断网。
1电子通信电源的现状
①电子通信发展迅速，这一过程中电源的稳定性却值得商榷，由于多采用蓄电池作为通信电源，该电源自身存在性能上的问题，且对环境要求较高，因此给维护带来了麻烦。②电池的可靠性也需要进一步加强，比如防雷问题，对温度和湿度的要求问题。可惜的是，电源稳定性的发展始终落后于移动通信行业的发展，这也是移动通信行业发展的一大瓶颈。近年来，电源的材料和性能有所改善，如蓄电池对温度的要求降低，但对周边清洁度的要求反而提高。电源的维护方面，对多电源的监控浪费大量的资源。元器件的使用上，我国的技术虽已发展迅速，但仍有部分元件需要进口，相关专业人才少，影响了电源性能的改善，也影响了电子通信行业的发展。基于此现状，本文对电源稳定性的处理策略进行了具体分析。
2维护电源稳定性的方法
2.1监控系统的建立和使用
电源稳定性的维护有多种方法，最常用的是建立监控系统。由于移动通信采用多电源，且电源模式多，因此要采用不同的监控系统。目前，根据电源的复杂程度，主要是针对单套电源的监控和多套电源的维护。单套电源一般用于室内小型或农村偏远地区的基站建设，对网络流量要求较低，基站功率不高，可以采用单电源模式。这类电源采用简单的监控设备就可以。对于单套电源的监控内容主要包括电源的湿度、温度等基本参数，其中湿度很容易判断，温度具有一定的设定值，要求对其进行实施检查，温度过高提示功率过大，可能导致电源自动关闭。主要监控参数是电压，对其安装监控报警系统，当电压超过额定值时，就会报警。虽然单套电源的应用范围不广，但是其监控技术的必要的。
2.2多套电源的建立与稳定性处理
多套电源主要针对供电所，一般要包括控制中心、局部中心等三个层次或更多。与单套电源相比，建立多套电压满足通信需求，同时，要对其进行统一维护，保证每个层次的运行安全。多套电源的监控需要大量的人力、财力，因此最好的办法是在设计安装时提高质量，保证其运行稳定。另外，应建立控制中心和下属县级监控中心，实施垂直管理方案。目前，我国移动通信电源相对稳定，故障和干扰问题通常来自于信道而非电源。
2.3电池的维护
蓄电池是目前移动通信设备主要采用的供电方法，要保证其稳定性，可以采用密封阀控的方式，防止其进水或受外部环境的影响。但维护还需从电池性能入手。做好电池的检测工作，从采购阶段到使用阶段，确保其性能良好。注意不能连续工作，对存在浮充状态的电池进行更换。通常电池在使用超过一定的时间后，就会处于浮充状态。电池内部活性物质脱落，不仅会发生变形，而且会使电解液大量减少，影响性能直到失效。要正确进行观察与检查，保证其容量与额定值相同，所处环境温度和湿度适宜，通常不宜温度过高和湿度过大，干燥的环境更适合蓄电池使用。另外，可以从技术角度出发，研发可以代替蓄电池的产品，如持续供电电源，提高基站的通信稳定性，促进移动通信业的发展。
2.4通信电源使用的注意事项
随着移动通信智能化的实现，通信电源开始使用高频开关系统，生产和使用了无需维护的蓄电池。但高频开关系统只是降低了电池对环境的要求，而不是解决了电池性能问题，且新的系统对于电池的清洁度及周边环境的清洁度有极高的要求，灰尘过大或者潮湿则会导致系统停转。低温会损害蓄电池的性能，高温则会影响其使用寿命，一般蓄电池的最佳使用环境为室内温度25°。另外，采用高频电源开关系统后，系统的参数设定无法更改或者很难更改，因此要在使用之前根据功率和电量需求而定，禁止在使用中连接其他设备，包括供电设备。蓄电池的性能检查中，发现一些电池是经过组合的，此类电池会发出较大的输出电流，容易产生电击。对此类电池的维护和检查时，要注意装卸安全，必须穿戴绝缘服装，安装防触摸装置保证施工安全。在电池使用过程中，始终注意电池的放电深度，关注其使用现状，尽量延长其使用寿命，并保证使用安全。
3总结
总之，电源的稳定性关系到整个通信系统的安全，电源在高温、湿度过大、杂质过多的环境中都会影响其寿命和性能，导致电源的供电能力降低，因此对于电源的维护十分重要。以蓄电池电源为例，一方面要注意其使用环境，保持良好的温度环境和湿度环境。对蓄电池进行检查，保证其基本性能，禁止长时间连续使用。安装电源监控系统，当然这种方法一般适用于单电源的监控，多电源的监控资源浪费严重，重点应放在性能的改善上，只有确保电源的稳定才能维持通信行业的发展。
参考文献
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篇3
人性化设计，使用更安全
先马黑魅370 电源外观延续了黑魅系列的风格，全黑化烤漆融入了磨砂质感，外壳为0.6mm镀镍钢板制成，使电源看起来更稳定安全，电源采用12cm智能静音液压风扇散热，温控调速功能使散热和静音两方面能找到一个较好的平衡点。风扇网罩与外壳一体成型，六边形龟甲设计的散热网孔可以保持顺畅的空气流通性，保证散热风能正常抽取冷空气进入电源内部。
从铭牌上能清楚看到黑魅370电源采用双路+12V输出，每路输出电流均达到20A，在同档次的电源中为佼佼者。黑魅370采用的双路+12V输出达到了340W，满足了独立显卡的使用玩家的需求。先马黑魅370电源采用了目前主流的设计方案主动PFC+双管正激+双磁路放大的结构，这样的设计可以保证输出的电压波动更小，使硬盘运行更稳定，数据更安全。而且+5V和+3.3V输出功率为120W，足以应付拥有大量USB拓展设备以及外挂硬盘光驱的情况，即便是充当服务器电源也绰绰有余。
线材及输出接口
电源所有线材均以尼龙网包裹，坚韧柔软，可轻松弯折，每个供电接口上都有橡胶套保护，电源提供了20+4Pin主供电接口×1， 4+4Pin CPU+12V供电接口×1， 6+2Pin的PCI-E显卡辅助供电接口，4Pin接口×2，SATA供电接口×4，600mm的超长线材，完美支持背部走线。
内部设计扎实可靠
拆开电源后，从电源内部的元器件布局上看，能很清晰地判断出先马黑魅370电源采用了主动PFC+双管正激+双磁路放大+3组独立输出设计方案，从整体来看用料充足，电子元件布局都比较合理，线材的走线也经过了优化
黑色PCB作为电源各功能电路的元件基板，内部各电路元件排布比较整齐，主动变压器的做工扎实，而低压滤波电路设计也很合理，紧密排列的电容与线圈，为稳定的直流电输出提供了保障。一级EMI电路由一个共模电容和两个差模电容组成，在交流电接入口还提供了一个额外的电磁环，并有一热缩管保护的保险管保证电源的安全运行。同样二级EMI电路做工也不含糊，毫无缩水的二级EMI电路可以提供强大的滤波能力，除掉电流中的高频杂波和同相干扰信号，使输出的电流更加纯净。
稳定性与转换效率测试
篇4
关键词： 分布式电源； 有功网损； 智能电网； Isight
中图分类号： TM715.2； TB115.1文献标志码： B
引言
近年来，分布式电源的研究和利用引起越来越多的关注.将分布式电源并入大电网被认为是节省投资、提高电力系统稳定性和灵活性、降低损耗的主要方式之一.[1]分布式电源的接入，改变传统电网的运行模式；但若接入位置和容量不当，不仅会增加电网的损耗，而且会降低电网运行的可靠性.[2]因此，对分布式电源实施优化规划十分重要.
目前，国内外学者提出多种不同算法解决分布式电源的规划问题.QIAN等[3]提出一种单目标优化方式进行分布式电源选址，但单目标不能完整反映实际要求；KHALESI等[4]虽然建立多目标优化模型，但以线性加权的方式进行求解，加权系数的选取过于依赖人为经验；胡吟等[5]在进行分布式电源优化选址时考虑的是有功功率损耗的优化，而非电能损耗的优化，然而分布式电源的接入特别需要考察电网动态负荷的变化，而非静态负荷.
鉴于以上问题，本文提出基于Pareto多目标优化理论的分布式电源放置模型，将系统的电能损耗、基于潮流解存在的电压稳定指标L和基于负荷电压特性曲线的电压稳定指标H同时作为优化目标，建立多目标优化模型.通过Isight优化平台搜索Pareto最优解.决策者可以根据实际情况，结合工程背景，确定最佳的分布式电源接入方案.该方案比单目标或加权多目标得出的单个最优解有更好的实用性和合理性.
潮流计算是进行网损分析和电压稳定性分析的基础，本文结合配电网特点，采用牛顿拉夫逊方法进行潮流计算.牛顿潮流算法的突出优点是算法具有二次方收敛特性，且算法的迭代次数与网络规模基本无关.[6]本文考虑的分布式电源为光伏太阳能发电，属于PQ节点类型，分布式电源采用戴维南等效方法简化为理想电源和阻抗的串联.[7]
1配电网线损分析
如何通过分布式电源的加入，降低配电网网损，是近年来电力系统研究的新热点.根据网络结构和运行特点，配电网网损[8]W=Nbi=1RiP2i+Q2iU2i（1）式中：Nb为网络中的支路总数；Pi和Qi分别为流过支路bi的有功功率和无功功率；Ri为支路的电阻；Ui为支路的末端电压.
2配电网电压稳定性判定标准分析
配电网的电压稳定性问题，对于配电网的科学规划和安全运行都具有重要意义.首先，对于恒定功率负荷，为保证配电网安全运行，各支路潮流解必须满足一定条件，根据文献[9]，给出支路电压稳定判定标准为Lij=4U4i[（PjXij-QjRij）2+（PjRij+QjXij）U2i]（2）式中：Pj和Qj分别表示经支路bij流过节点j的有功功率和无功功率；Rij和Xij分别为该支路上的电阻和电抗；Ui为节点i的电压幅值.
整个配电网第一类电压稳定指标[9]L=max{Lb}（3）式中：Lb为该配电网中所有支路的第一类电压稳定指标的集合.L反映出配电网的电压稳定情况，即其值越小，配电网的电压越稳定.
另外，在实际运行中，配电系统中往往存在扰动情况，此时，需要从另一个角度描述配电网的抗干扰能力，根据文献[10]，给出支路的第二类电压稳定性指标Hij=|K1，ij||K2，ij| （4）式中：K1，ij和K2，ij分别为受端和送端电压特性曲线斜率的绝对值.
整个电网的第二类电压稳定指标[10]H=max{Hb}（5）式中：Hb为所有支路的第二类电压稳定指标的集合.H反映电压的抗干扰能力，即H值越小，则配电网的抗扰动能力越强.
终上所述，配电网电压稳定的条件是既要满足第一类稳定性条件，又要满足第二类稳定性条件.[11]
3分布式电源选址多目标优化模型
设T表示分布式电源可加入配电网的备选集合，对于任意一种放置方案t（t为n维向量，向量的每个分量均为网络的节点编号，对应着n个分布式电源的放置位置），对应不同的网络损耗W及电压稳定性指标L和H.将方案t对应的电网损耗和电压稳定性指标记为W（t），L（t）和H（t）.
以电网损耗少、电压稳定为优化目标，建立分布式电源选址的多目标优化模型min f（t）=（W（t），L（t），H（t）） （6）同时，优化需要满足以下的3个约束条件：
（对于多目标优化问题的最优解，本文采用Pareto最优解理论衡量可行解之间的关系，进而根据工程意义得到最优解.对于多目标优化问题中的一个可行解x，如果不存在y，使得y支配x，则称x为Pareto最优解.所谓Pareto最优解，即为不存在比这个方案至少一个目标更好而其他目标不低劣的更好的解.通常，多目标优化问题的Pareto最优解是一个集合，称为Pareto前沿解集.对于实际应用问题的最后决策方案，必须根据对问题了解程度和工程需求，从多目标Pareto最优解集里挑选出一个或多个，作为多目标优化问题的最优解.[12]
在本文中，潮流算法的收敛精度取10-4.另外，决策变量k为三维向量，每个分量取2～33之间的整数，且各个分量互不相等，即3个分布式电源不接入同一位置.
4算例分析
基于MATLAB软件计算平台，应用Isight优化软件，配电网电压等级选为12.66 kV，以33节点的配电网络为例进行算例分析，已验证上述方法的正确性.配电网络见图1.其中，节点1电压幅值为12.66 kV；节点34，35和36为未接入的太阳能光伏发电节点.分布式电源安装容量的最大值不超过所有负荷总容量的30%.[3]每个分布式电源的功率因数取0.9，电压偏差规定在±5%以内.计算得出的Pareto前沿解集见图2，其中，圆圈表示Pareto最优解.
4.1有功损耗分析
加入分布式电源时，分别将仅考虑电压稳定性，仅考虑电网损耗以及综合考虑二者这3种情况记为方案1，2和3，不同方案的电网损耗对比见表1.
表 1不同方案的电网损耗对比方案网损/（kW·h）网损降低率/%1118.730.44298.741.10398.240.98
由表1可知出，方案2与3在优化电网损耗方面几乎一致，主要是因为从本模型的方案3中得出的一组Pareto解中选出一个解，考虑其在优化电网损耗的同时，进一步提高电压的稳定性.文献[4]中将每个节点均加入分布式电源，增加安装费用，且分布式电源的总安装容量占负荷总容量的45%，网络损耗仅降低30%.通过比较可知，本文得出的分布式电源最优加入方案对配电网电能损耗的降低非常明显.部分支路损耗见图3.
图 3部分支路电能损耗
4.2电压稳定性分析
经过本文算法计算出的配电网各支路电压指标见表2，表中取各支路的平均值.
表 2各方案下电压指标平均值对比方案指标H指标L10.014 80.002 920.037 50.003 430.017 80.002 7
由表2可知，方案1与3在电压稳定性方面几乎一致，再次验证本文模型的有效性.从各支路电压稳定指标看，本文模型得出的方案具有明显优势.部分支路电压指标见图4.
（a）指标L （b）指标H图 4部分支路电压指标
从本文仿真算例的结果看，运用本文所提出的方法得到一组分布式电源的放置方案，为决策者提供更多的选择方案.决策者可以根据实际情况，在其中选出最适宜的放置方案，比以网络损耗最小或电压最稳定为单一目标得到的单个最优解有更好的实用性和合理性.
5结束语
利用本文提出的方法结合Isight优化软件，进行分布式电源优化放置，对动态负荷模型进行分析.该方法不仅是单目标优化的扩展，而且在真正意义上实现多目标优化，通过权衡最优解集中的各个最优解，选择最符合实际情况的解作为分布式电源放置方案.通过Isight优化平台，对33节点配电网基于有功损耗最小、电压最稳定的分布式电源进行优化，文中的算法和模型具有可操作性，对配电网的某一时段进行优化，对分布式电源如何加入配电网有一定的指导意义.参考文献：
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篇5
关键词：开关电源； 纹波抑制； 反馈控制； 半导体激光器
中图分类号：TN91134 文献标识码：A 文章编号：1004373X(2012)10013603
近年来，开关电源以其体积小，重量轻，效率高等优点，在工程领域、医疗机构、科学研究等方面有着越来越广泛的应用。本文着重解决一款能输出10 A电流12 V电压的特殊恒流源的纹波抑制问题，专门用于大功率的半导体激光器驱动。该激光器需求高稳定的光功率输出，激光器输出光功率的稳定性是一个主要参数，半导体激光器的光功率稳定性主要表现在输入电流的稳定性，输入电流的纹波越小光功率稳定性越好。目前，解决开关电源纹波的方法有若干种，各有其优缺点，由于输出电流是10 A的大电流，一般的方法不能适用。本文通过对比滤波法提出双路并联法，旨在大电流情况下进一步减小电流输出纹波。
1 纹波产生原因分析
通常开关电源把电网提供的交流电经过整流滤波转变为直流电，开关管的高速开通和关断，就会引起输出电压的波动，在输出回路中的快恢复二极管和电感也会引起输出电压的波动。这些高频低频的波动总和就形成了输出的纹波，包括电压纹波和电流纹波［1］。
开关电源中纹波的来源有很多原因，其中MOS管开通关断所产生的纹波是主要原因之一。当开关管开通关断时都会有一个上升时间和下降时间，这时就会在电路中引起一个同频率的噪声。输出回路上的电感也会随着充电放电产生一个噪声，同时也会有漏感产生［24］。在导线与导线之间，元器件的引脚之间还会存在各种寄生电感，这些寄生电感会遵循如下公式产生变化。U=－Ldi/dt 从该公式可以看出电感两端一旦有电流发生变化就会使得电感两端的电压发生变化，因此电路板上元器件的布局以及走线方法都会影响电路的性能。这些影响因素就是纹波产生的根源［5］。开关电源的纹波一直以来都是一个重要的参数，尤其是应用半导体激光器的场合，都应力求输出电压电流的稳定。
2 纹波抑制方法
2.1 滤波法
滤波法是最容易的方法之一，因为输出有纹波，那么设计就一个合适的滤波器滤除。滤波器有有源滤波器也有无源滤波器。滤波器是在输出回路中并联或者串联若干电阻电容来实现的。该方法必须通过详细严谨的计算得出纹波频率特性，从而选出精确的阻值和容值［6］。该方法虽然简单，但是一旦电容失效，电阻失效或稍有不精确的地方，极有可能混入新的纹波或噪声，反而加大了输出纹波。并且该方法在小功率开关电源中可以考虑，如果是几十安培的大电流，几十瓦的大功率电源中，损耗是不容忽视，而且体积也会随之增大。LC低通滤波器见图1。
图1 LC低通滤波器开关电源纹波的产生其中一个主要因素在于MOS管的开通关断。因此可以在MOSFET部分设计吸收开关尖峰脉冲的电路。开关尖峰吸收电路有多种，图2为LC吸收电路举例［7］。该方法适用于MOSFET外置的拓扑结构，对于一些内置集成MOSFET的集成模块就无能为力。而且这种吸收电路同样也需要精确计算。
图2 MOSFET尖峰吸收电路2.2 双路并联叠加法与改进思路
大电流、大功率开关电源的纹波消除可以通过调整MOSFET上控制端PWM的频率，或采用多路叠加的思路。通过调节开关管的控制端PWM的频率也可以实现输出纹波的控制［8］，双路并联的基本思路也是在微调PWM的频率和占空比实现的,开关电源采用双路并联，双路同时提供输出功率，从概念上分为主电源与副电源。主电源有纹波，副电源也有纹波，但是如果使得两个电源占空比为50%，而且相位差180°时，在输出端让两者叠加就会使纹波大大减小，提高性能。如图3，图4所示。
图3 双电源并联基本结构
图4 双电源并联波形叠加DC1为主电源，DC2为副电源。当DC1开通时，电压电流上升，此时DC2关断。当DC2开通时，电压电流上升，DC1关断。令两者输出相位相差是180°，将输出结果相互叠加，就正好可以使输出纹波相互抵消，这就是双路并联的思路。但是由于负载波动，或者外部噪声因素使得主副电源相位发生变动，相差不再是180°时，反而会使文波幅值、频率加大。因此提出改进方法就是在主电源输出中取出纹波相位信号，将该信号反馈给副电源，让副电源及时纠正相位差，以保持两个电源相位差为180°。
3 仿真与实验结果
篇6
【关键词】信号电源屏；可靠性；对策
引言
现在的信号电源屏已经有了很高的科技水平，其中集合了继电器集中连锁、计算机技术、驼峰信号以及各种信息自动化的设备和信息传输装置。而其中供电的可靠性在很大程度上影响着信号设备的正常运行，并且直接关系到行车的安全以及实际运输中的效率问题。在我国信号电源屏从上世纪六十年代就开始出现和使用，虽然在这方面积累了一定的经验，但是在核心技术上还是进展缓慢，特别是在供电的稳定性和自身性能的稳定性上还存在着一定的问题，还没有跟上时代要求的步伐，也不能适应当下铁路信号对传输性能现代化的要求。所以一定要加大对信号电源屏的可靠性方面的研究，不断的采取新的措施来弥补在使用中的可靠性问题。
1、影响信号电源屏可靠性的原因
1.1交流电网对供电可靠性的影响
在实际的工作中信号电源屏的供电来源主要是交流电网提供，然而交流电网提供电能的稳定性在很大程度上影响着信号电源屏的供电可靠性。在电源的输入中如果两路的电源出现频繁的断电问题，一定会引起两路电源频繁的发生改变，一旦他们之间的转化时间过长就会引起系统的瞬间断电现象。而出现这种情况导致的问题是比较严重的，一般都会引起信号设备的信息丢失，很有可能引起信号的突然关闭，而出现各种连锁的反应。在输入的电源出现短时间较大波动时，也会出现系统内部进行频繁的调压。可是一旦输入的电压过高或者是过低，超过系统内部的稳压调节范围，那么整个信号电源屏就会停止工作。同时在使用中如果引用的三相电源出现不平衡、错顺序，那么也会导致系统内部的三相感应调压器不能够对电压进行正常的调节，其信号的设备在工作中是不正常的，当然也会影响行车。
1.2各种负荷不正常运行对供电的影响
一个信号电源屏的负载是有继电器、信号机、轨道电路和控制台组成。这些内部的负载一旦出现短路，过载和过流问题，都会影响到电源屏的正常工作。短时间的过流并不会引起多大的伤害，但是时间过长以及永久性短路，就会出现短路器脱扣现象引起供电不正常的问题，这时候整个系统的供电都会被停止。如果出现负载接地，也会在一定程度上使得工作电压降低。在进行信号设备改造时没有很好的考虑到设备的增容。不管是增设怎样的设备都必须要增大电源的容量，而这时的电流也会相应的增大，一旦超过一定的范围就算短路器不进行脱钩，也会出现电压的降低，这样就会影响到道岔动作的时间和拉力。
1.3电源屏自身可靠性的影响
在实际工作中电源屏自身出现可靠性问题，其原因是多种多样的。其中与结构上的不合理、本身的电路设计有问题、使用的元器件不达标，稳压器的交变能力差、防雷设备处理不当等都会直接影响到信息电源屏的稳定性和可靠性。而这些问题的具体表现形式和影响是：在结构的设计上一般都是后面不封闭，这样很容易出现出现触电的危险，还会落入很多的杂物引起短路和接地的故障，同时如果内部的元器件布置过于稠密，就会出现一定的散热问题，在维修时也会很难进行；电路设计不成熟，主要表现为电源屏没有设置电源的制动电路，这样就会造成电机出现反调压的问题，两路电源的相互转化不能保证主电源的实际供电；还有三相交流电源不平衡时，以及缺少三相顺序检查调整装置时，就会出现相线的变化错乱，这样就会导致信号传输的错乱；防雷措施不当，在信息电源屏工作中很容易出现雷电袭击的问题，这样就会损坏系统内部的元器件，在交流电源的引入端和轨道的电路是很容易引起雷电侵入的，所以要进行防御；调压方式选择问题，一般表现为饱和电抗器的整个体积太大同时耗电量大、而稳定性能却很差，交流稳压器的稳压性能的好坏直接关系到电源屏的供电质量。
2、影响信号电源屏可靠性的相关对策
2.1对输入交流电源进行监测
要想解决以上问题，一定要从配送电源的源头找到问题。可以要求供电部门按照信号设备的实际符合等级来提供相应的等级电源，这样可以在源头保证电源的质量和可靠性，特别是对于现代高密度的信号设备更应该最大程度上保证提供电源的质量。同时在设置信号微机监测的装置时，可以用这样的装置来监测电源。对于还没设置相应的信号监测装置的地方，可以选择合适的位置专门设计一个信号电源屏的监测装置，其监测的项目主要包括电压、电流和供电的频率，断路器的工作状态，同时还要监测两路电源的实际转换情况。在监测中最为关键的是电压的实际升幅和降幅以及发生的断电和断相错顺序的故障问题。还应该引入信号的警告和显示，把一些电源输入出现故障的情况向送电部门反映，加大检测力度。
2.2提高电源屏可靠性
先从硬件上处理，在选择变压器时要选择R型变压器，首先可以降低内部损耗还可以减小系统的体积，提高供电的质量，限制电子元件的使用数量，在不影响性能的情况下，采用高等级的电子元件；提高继电器的安全性和可靠性，要使用小型的密闭继电器其电子电路是有双套组成的；安装防雷装置，使用有着优越性能的防雷组合装置，加粗接地线的直径，缩短防雷组合与设备之间的距离；改善结构，对敞开式的电源屏进行合理布线，采用阻燃性的导线，采用压片连接方式；对三相电源进行监测，要加强电源监测电路的设置，对三相电的无序状态做到及早的发现和处理；最后还应该淘汰比较老旧的信号电源屏。
2.3对负荷短路、接地的保护和监测
首先要保证系统内部各个负荷的断路器实际容量和电源屏的断路器的容量配置是合理的，然后再进行准确的设定，从而来保证他们的可选择性。在系统工作中出现短路和过流时，处于分支的断路器一定要首先的工作，然后总的断路器再次工作；对于负荷接地问题，唯一的办法就是设置相应的监测装置，一旦出现负荷接地严重时要及时的报警，让维修人员及时的排查问题，然后进行维修。
结语
解决了以上的问题，在很大程度上可以保证信号电源屏的可靠性。只有这样才能保证信号电源屏的正常使用和工作。特别是对于电源的输送和信息电源屏自身的问题，一定要做好监督和检测。
参考文献
篇7
关键词：自控系统；开关电源；冗余技术；监控技术
中图分类号：TM761
文献标识码：A
文章编号：1009-2374（2012）20-0128-02
1 概述
中型线自控系统由于运行时间长、运行环境恶劣，系统面临模板严重老化的问题，部分设备的使用年限已经到期，随时可能损坏，尤其是控制用的24V开关电源，连续出现故障，给生产维护带来不利的影响。为解决这个难题，通过对原控制电源系统进行了解剖分析，根据PLC系统运行的实际需要，进行开关电源冗余系统设计及运行监控，使其运行可靠、稳定，能够长时间地连续稳定运行。
2 应用的主要技术
2.1 冗余控制技术
经过对原控制电源系统进行解剖分析，了解供电系统的功能特点，弄清楚了系统冗余设计的方法。根据PLC系统运行的实际需要，从可靠性、稳定性方面进行控制电源冗余系统开发，可靠性指其中一个电源出现故障时，另外一个电源能立即投入，保证实现无缝切换；稳定性指冗余系统中的每个电源系统都
能达到长时间的连续稳定运行，故障率低。
通过冗余控制，实现备用电源的无缝切换，提高了电源系统的稳定性和可靠性，保证PLC系统的供电正常。通过大量的实验，测试冗余控制的自动切换功能和实际的控制水平，达到预期的效果，满足了要求，开关电源系统真正实现了冗余控制。
2.2 FIX 监控技术
电源的运行状态监控软件采用美国Intellution公司的FIX DMACS软件（6.15版）。FIX软件是一种工业自动化组态软件，FIX提供了监视、操作、历史记录、历史/实时趋势图、报警和安全防护功能。FIX的I/O驱动程序软件从I/O设备中读取数据并把数据传入驱动程序映射表（DIT：Driver Image Table）的地址中。
扫描、报警、控制（SAC）程序从DIT中读数据，并将处理后的数据传输到过程数据库中。内部数据库访问功能从本地或远程的数据库读取数据，并将这些数据传输至请示的应用程序中去，监控功能非常完善，通过实时监控技术，对现场所有的控制电源运行情况进行了有效地监控，在其出现故障时可以得到及时的反馈，根据情况进行相应的处理，方便了
维护及故障的处理，保证了系统的稳定运行。
3 冗余控制及监控设计
3.1 冗余控制
图 1 电源冗余系统图
为了有效地消除上述这些情况对电源系统的不利影响，采用了以下的冗余控制方式，使用了两个相同的直流电源控制，其中一个作为备用，每个电源通过大功率的整流二级管后，并联输出，在输出侧将继电器连接到电源的正负极，引一对触点到模板，作为电源正常信号，原理如图1所示。
中型现场电气室共有24对这样的冗余电源控制系统，分布在近800米的控制室内，因此常规的维护很不方便。通过上面的设计，我们对这些控制电源进行了有效地画面监控，每个电源的输出侧都有一个继电器线圈和24V的正负极相连，从每个继电器引一对常开触点到数字量输入模板，作为该控制电源运行正常的信号，通过控制程序及画面的编制，将该信号点的状态显示做到画面上显示用于监控。
3.2 优化控制
由于系统控制设备较多，之前为了故障排查快速简单，已经对其控制电源进行了改造，对每块模板的供电电源正负端均增加了隔离保险，减少了故障的连锁反应，降低了故障点。由于到现场的控制信号的公共线路设计时的原因，其公共端线路连接比较繁琐，查找比较麻烦，当时改造时没来得及完全分开，现在公共端分得不彻底，导致故障查找比较费时。针对现在的这种情况，进行了多种改造。
3.2.1 剥离不使用设备的线路
现场控制系统运行了十多年，有些设备经过改造，已经弃之不用，本打算线路以后可以作为备用，只在现场做了处理。现在将这些设备的所有信号从控制中解除，以防由这些不用的设备引起不必要的故障。
3.2.2 多路等级电源公共线合一
控制系统的DC24V电源输出端分别控制其相应的设备，电源负端没有进行接地处理，这只有各自的正负端之间相对电源为DC24V，和其他的都是独立并存，互不相干。如果有一个负端接地，就会引起故障。因此现在考虑将所有控制柜内的24V电源负端都连接在一起，形成一个公用的负端，将各个的负端电势拉平。如果有一路负端接地，就会有其他的负端将其电势拉平，不会造成大的故障停机。
3.2.3 将公共线最小化分类
在控制系统的原设计中，一块24V电源所控制的设备是共负极的，公共端是并联到中继柜后到现场设备的，一旦出现电源负端接地，查找起来非常麻烦，要一个设备一个设备地排查，费时费力，影响了现场的生产。所以考虑将电源的负极尽量按最小化分类，多加几路保险，将公共端进行分离，对不同的设备分开控制。这样分开后，一是故障影响面比较小，一旦出现故障只能影响到其保险下的有限设备，不会波及其他的设备；二是查找故障比较容易，可以根据保险的熔断情况直接查找其所带的几个设备就行，不会再和原来似的大海捞针。
3.3 故障监控
本套故障诊断系统以东芝VTOOL编程软件、IFIX监控软件为开发平台，开发了故障报警画面、故障报警记录和故障查询三种诊断方式，它们相辅相成，并可随着事件库和经验库的完善而进一步完善。
图2 24V电源实时报警画面
利用VTOOL软件和IFIX软件共同开发的实时报警画面如图2所示，在IFIX监控系统的数据监控中添加电源故障信号的采集，画面中的每一个小图形都对应了现场的一个信号，并作为数据库中的一个点，设备的输入、输出情况由NV控制器进行读取，并通过以太网与IFIX中的数据点对应。当某个电源异常时，相应的继电器线圈失电，常开触点断开，画面上就会出现相应的声光报警，根据报警点的标识，及时对该电源进行更换，方便了维护对其进行监控和维护，及时了解该类信号的运行状态。
4 效果及应用
篇8
论文摘要:从地面信号设备和车载信号设备整个系统全面考虑，分析了机车信号主体化涉及的问题及影响机车信号稳定性和可靠性的因素;并从机车信号设计、生产、施工、使用、维护全过程，提出提高机车信号稳定性和可靠性的途径和方法，以实现机车信号主体化目标。
2000年5月l日开始施行的《中华人民共和国铁路技术管理规程》首次明确规定了“主体机车信号”的概念，即“作为行车凭证的机车信号为主体机车信号”并明确规定“列车运行速度120km/h以上至160km/h区段，具有条件的应采用主体机车信号”。如何适应我国铁路快速发展的要求，尽快使我国机车信号达到主体化的条件，是我国铁路信号工作者的重要职责。机车信号主体化涉及车载信号设备和地面信号设备整个系统的设计、生产、施工、使用、维护全过程。本文主要探讨既有线120一160km/h速度区段机车信号主体化的问题。
1机车信号主体化涉及的问题
1.1机车信号主体化提出的新要求
机车信号主体化，就是说机车信号不再是辅助信号，而是司机控制列车运行的凭证。即在司机难以辨认地面信号的情况下，可以以机车信号作为列车运行的凭证;在通过信号机灯光熄灭，而机车信号显示进行信号时应按机车信号显示运行。
机车信号从辅助信号上升到主体信号，机车信号在列车运行中的地位发生了本质的变化。但是，机车信号的基本功能仍是预告列车运行前方信号机的显示，即“机车信号的显示应与线路上列车接近的地面信号机的显示含义相同”。但机车信号主体化对机车信号的稳定性和可靠性提出了从量变到质变的要求。稳定性表述的是机车信号显示正确的程度，可以用机车信号显示正确率度量;可靠性表述的是机车信号设备无故障正常工作的程度，可以用设备完好率度量，列车运行一个交路机车信号无故障正常工作叫做一次设备完好。
1.2机车信号稳定性涉及的问题
机车信号是通过安装在机车上的传感器，把地面通过钢轨线路传送的信息传递到机车上，经过放大、滤波、信息译码后，控制机车信号显示。
1.2.1地面信息特征偏离要求
机车信号是根据地面信息特征进行译码，如移频信号的特征是，载频、频偏、低频调制频率、幅度;交流计数信号的特征是，载频、码的宽度、间隔宽度、幅度。信息特征有一定的允许误差，机车信号设备是在地面信号允许的误差范围之内进行译码，一旦地面信号的信息特征超出了允许范围，将引起机车信号设备错误译码，错误显示白灯。另外，地面给出错误信息往往是由于配线错误造成的。
1.2.2站内电码化的影响
我国机车信号工作不稳定，主要表现在站内，其原因主要是由于站内电码化引起的。我国新建的自动闭塞区段站内电码化采用预叠加发码方式，解决了接近发码方式对机车信号的影响。站内电码化对机车信号的影响还表现在：正线实现站内电码化，侧线只实现了股道电码化，而道岔区段没有电码化。当侧线接、发车，列车通过道岔区段时，机车信号点白灯，机车信号主体化将对这一点提出新的要求。
1.2.3机车信号邻线干扰
随着机车信号主体化的提出，机车信号邻线干扰的问题必须引起注意。由于站内侧线道岔区段没有电码化，站内邻线干扰对机车信号的影响比较大。例如，列车由侧线发车，机车信号点绿灯，此时正线同方向有列车且正线出站信号机关闭。当列车越过侧线出站信号机进入道岔无码区段后，机车信号应该点白灯，但是受邻线干扰，机车信号有可能点红/黄灯。
1.2.4机车信号设备工作稳定性问题
机车信号设备工作稳定性问题主要涉及机车信号的接收灵敏度、应变时间、译码的判别标准等。目前推广应用的机车信号设备，均已采用计算机技术，机车信号设备工作稳定性主要取决于设备的抗电磁干扰的能力、设备工作的温度范围及译码软件是否存在缺陷。
1.3机车信号可靠性涉及的问题
机车信号可靠性是指由于车载机车信号设备故障，机车信号不能工作而丧失功能。采用计算机技术的机车信号主机，其故障现象主要表现有:元、器件失效，设备故障，机车信号完全不能工作;机车信号设备故障不能下作，重新启机(重新上电)后，设备又正常工作，通常称这种现象为“死机”。元、器件失效，设备故障，有各种情况，但主要表现在机车信号主机电源故障上，机车信号设备的电源取自机车直流控制电源系统，电源输出电压为50V或110V，而机车信号主机使用的主要芯片上作电压为5V，因此需要电源转化，目前普遍采用的是开关电源。
分析开关电源故障和出现“死机”现象的原因，除了设备本身电路、器件的缺陷外，主要是电磁干扰造成的。电磁干扰的方式有传导干扰、祸合干扰、辐射干扰。开关电源故障主要是通过电源线直接侵入的传导干扰引起的;而引起“死机”的情况则比较复杂。机车信号设备的电源是机车信号设备正常工作的基础。《铁路技术管理规程》规定直流输出电压为50V时，电压波动范围为士100/0;直流输出电压110V时，电压波动范围为士20%一士5%。而列车在实际运行中，机车信号的电源有时远远超出了规定的范围，这也是造成“死机”的一个因素。
2机车信号主体化实现的途径和基础工作
2.1机车信号主体化实现的途径
机车信号要作为主体信号，在自动闭塞设计中就必须把轨道电路和机车信号摆到同样重要地位去考虑，而不能只考虑轨道电路不考虑机车信号，或者先考虑轨道电路后考虑机车信号。例如，机车信号的邻线干扰问题与轨道电路人口端最小短路电流、出口端的最大短路电流密切相关。轨道电路人口端最小短路电流决定了机车信号的接收灵敏度，机车信号邻线干扰的最大电流与轨道电路出口端的最大短路电流有关，一过邻线干扰的电流超过了机车信号的接收灵敏度，机车信号将产生邻线干扰。而轨道电路一旦这样设计了，靠机车信号设备自身难以解决。
机车信号要作为主体信号，必须具有高可靠性，机车信号必须采用冗余结构，或双机热备，或三取二。一旦一机出现故障，设备必须给出告警信息，以便一个机车交路后及时更换，使机车信号经常处于冗余方式的工作状态。设备的可靠性是与设备的工作环境密切相关的，机车信号设计时必须充分考虑它的工作环境，特别是要进行抗电磁干扰设计和热设计。机车信号要作为主体信号，工厂生产这一环节不可忽视，设备的可靠性与生产密切相关。在机车信号生产中，采用防静电损伤措施仍然是十分必要的。
机车信号要作为主体信号，在车站联锁设备施工完毕后，应该同进行联锁试验一样，必须对站内电码化进行试验;在区间自动闭塞设备施工完毕后，在自动闭塞的开通检查试验的同时，要进行严格的联锁试验，即检查信号点在各种点灯情况下，轨道电路发送的信息和下一信号点点灯情况，防止出现机车信号信息与地面信号不一致的错误。
机车信号要作为主体信号，在使用中必须作好维护工作。应用计算机技术的机车信号设备普遍采用故障修的方式。因此，必须严格执行机车信号出入库检查的制度，保证机车信号经常工作在冗余方式的状态。除了严格执行通过试验车对轨道电路信息特征进行检查外，还应该进一步完善包括站内电码化在内的所有机车信号信息特征的定期检查制度。
2.2实现机车信号主体化的基础工作
要解决前面提到的问题，实现机车信号主体化，还应作如下一些基础工作。
(l)对一些问题应该进行深入的理论分析和试验验证。例如，机车信号邻线干扰的理论分析和试验验证，至今很少有机车信号邻线干扰的定量分析，因此在系统设计时很难对机车信号邻线干扰进行定量分析，于是给机车信号留下了邻线干扰的隐患。机车上强电设备产生的强烈的电磁噪声对机车信号设备的干扰，更有待于我们进行理论分析和试验验证。
(2)扎扎实实作好可靠性分析工作，对机车信号出现的每一次闪灯现象和设备出现的每一次设备故障进行认真的分析，找出故障的原因，根据故障统计的数据，找出系统和设备的薄弱环节，加以解决，以提高机车信号的稳定性和可靠性。
上述工作可以先在某一种自动闭塞制式的某一区段及运行在该区段上的某机务段的机车进行试点。要有设计、研制、生产、运用及维护的人员参加试点工作。
机车信号从辅助信号上升为主体信号，机车信号在列车运行中的地位发生了本质的变化。实现机车信号主体化的过程，就是不断提高机车信号的稳定性和可靠性，从量变逐渐到质变的过程。机车信号稳定性和可靠性的提高，必须从地面信号和车载信号设备整个系统考虑;必须从设计、生产、施工、使用、维护全过程考虑。分析影响机车信号稳定性和可靠性的因素，寻找解决问题的途径，最终实现机车信号主体化的目标。
参考文献
1中华人民共和国铁道部.中华人民共和国铁路技术管理规程.北京:中国铁道出版社，1999.12
篇9
无论是intel的38度机箱规范还是TAC 2.0规范，都采用了“前进后出，侧面导风”的散热模式，这种风道设计模式其实也存在一定的争议，理由是intel制定的这个规范主要关切是CPU，而不管其它硬件的散热，特别是电源更是深受其害。
传统电源上置风道的组合，冷风从前面板吸入，然后再经过电源把热风排出，要知道，吸入电源的风是经过显卡和CPU散热后的风，而作为机箱主要热源的显卡和CPU的温度大家都很清楚，因此吸入电源的风的温度其实就是机箱里面的温度，一般都能达到40度以上，高的温度显然对电源有害。
上图中，电源风道与机箱里面其它部件的风道分开，冷风从前面板吸入，给机箱里面的部件主要是显卡，主板，硬盘散热，然后往上经过机箱排出，最好是在机箱上盖和后板增加风扇，迅速把热风抽出，帮助散热。而电源则采用独立的风道设计，吸入的是冷风，而热风则直接排出，从而避免了图1中电源吸入经过CPU和显卡散热后热风的状况。
这种风道设计对电源来说肯定是有利的，因为电源吸入的是冷风，温度跟室温一致，比机箱里面的温度要低，从而使得电源的环境温度降低了，这对提高稳定性和延长使用寿命都有很大的帮助，对带有温控电路的电源来说，工作温度的降低也能降低电源风扇的转速，降低噪音。对那种发热量很大的显卡和CPU来说，电源温度得到了解放，出现故障的几率将会大大降低，稳定性有了更大的保障。
篇10
1电力通信电源系统维护及管理的目标
1.1电源系统的可靠性
电力通信网络必须保证持续的稳定性,这不但要求提高相关通信设备的可靠性,而且还必须确保通信电源的稳定性和可靠性,不得存在通信间断的情况。通常,通信电源会同时给多个通信设备供电,若电源系统出现故障,将会给整个电网的正常通信造成极大的影响。为了确保通信电源系统的可靠性,应该做好电源系统的维护管理工作。同时,在维护管理过程中要有限应用整流器与电池并联浮充的供电方式,实现对通信系统的稳定供电。另外,应该针对开关整流器使用多个并联的整流模块,即使其中一个模块出现错误时,也不会对其他通信网络造成影响。
1.2供电性能的稳定性
电力通信网络中相关设备的正常运转与稳定的电压直接相关,因此,必须将通信电源的输出电压控制在一个稳定的允许范围当中,否则会对电力通信网络中的相关设备造成影响,使得整个电力通信网络不能够正常工作。同时,通信设备当中电源电压造成的脉动问题,也应该保证其中的对应噪声要处于规定范围当中,否则会对电力网络通信质量造成影响。
2电力通信电源管理与维护过程中存在的主要问题
2.1通信电源系统规划与建设过程中存在缺陷
通信电源系统的规划和建设是保证通信电源系统整体质量及运用稳定性的前期环节。但是,在电源设计和规划过程中,存在着只考虑通信设备以及电源可靠性等方面的要求,而没有考虑到其他意外因素对整个系统的影响。例如,部分电源通信站通常只设置一路交流进行供电,没有其他辅助应急备用电源设备,一旦出现较长时间的电源故障时,会导致其他蓄电池供电不足,不能保证电力通信设备的稳定运行,影响整个电力通信网络的使用。另外,电源系统在规划和设计过程中没有形成严格的规范,在摆放位置、应用材料以及电缆的布线等方面存在不规范的现象,给日后的使用留下了故障隐患。
2.2机房环境较差,影响电源系统的正常运转
电源系统机房环境直接影响电源系统电池的正常使用,但是当前大部分的电源机房通常只设置基本的防雷设备,其他相关方面的防护工作处理明显不足。例如,“三防”处理不到位,机房的运行温度较高,不能满足电源系统的正常运行需求。
2.3电力通信电源系统管理维护制度体系不够完善
由于没有建立完善的电力通信电源设计、建设以及运行维护管理制度体系,导致从通信电源系统规划、建设以及运营管理过程中都没有对应的规则可以遵循,导致整个通信网络的正常运转受到影响。
2.4电力通信电源系统管理与维护环节较为薄弱
从电源系统的实际运行状况调查来看,大部分的通信电源系统在运行和维护的过程中都没有设置专门的岗位,其对应的管理维护技术和方式都较为落后,没有结合通信电源的实际特点以及电源系统的实际运行情况进行有效管理和维护。根据相关数据统计,导致电源系统故障的原因中有70%是由于电池出现故障而造成的,其中高压问题占20%,高频开关电源事故占到10%。
3电力通信电源系统维护与管理技术
3.1加强电源模块的管理和维护
当前,电力通信电源的电源模块大多使用开关电源方式。随着国内自产的智能高频开关电源产品不断成熟,产品的可靠性得到逐步提高,且其对机房环境(温度)要求不高。但是,不管是自冷式还是风冷式电源模块,都要求机房内要保持清洁、少尘,否则当灰尘加上潮湿之后会造成主机工作不正常,且电源模块中的散热器件工作不良,也容易影响设备的工作效率。在电源模块的管理和维护过程中,首先要保持机房、电源模块清洁。同时,在应用的过程中要避免使用大功率的额外设备,不得长时间处于满负荷运行状态。因为电源系统通常处于不间断的运行状态,增加负荷或者长时间满负荷运行为使得电源的整流模块发生故障。部分工作人员在检修和维护的过程中,将不同类型的开关电源模块并列使用,会对设备的长期稳定运行产生影响。与线性电源不同,开关电源存在频率差异,不同的厂家型号的开关电源频率存在一定的差异,并列使用会造成符合分配不均的问题,从而影响系统的稳定运行。
3.2蓄电池管理与维护技术
蓄电池是整个通信电源系统维护及管理的关键对象,当出现市电异常、整流设备工作不稳定的问题是,蓄电池必须承担起全部的通信负荷。当市电正常供应时,蓄电池与整流设备并联运行,使得整流设备的供电质量得到改善。在具体的维护保养过程中,主要做好如下三个方面的工作:
(1)保证电压浮动范围。蓄电池的浮冲电压应该维持在53.5~53.8V之间。设置过高时会导致蓄电池损坏;设置过低时会使得蓄电池处于缺点状态,加速电池的报废集成。同时,还应该避免电池出现过度放电以及大电流快速充电的问题。
(2)合理控制工作温度。应该避免设备长期处于高温环境中,否则会使得电池的自放电增加。通常,电池放电时的温度应该控制在-15~+45℃之间;充放电的电压精度尽量维持在±2%范围之间为佳。(3)做好电源系统的日常维护处理。在日常维护工作中,要仔细观察蓄电池的外表及形状变化情况,确定电池没有变形、裂缝以及漏液等故障现象。同时,要定期(3-6个月周期)对蓄电池进行放电处理。当蓄电池的容量低于额定容量的60%时,应该及时进行报废处理。
3.3建立完善的通信电源维护与管理制度体系
