摘 要 本文根据《通信局站电源系统总技术要求》规定的电源系统组成，分整流模块、高低压配电柜、蓄电池、动力设备与机房环境监控系统以及辅助性的自动切换和抗瞬态浪涌装置等各部分，全面地介绍国内电 信网络现有这些电源设备与产品的技术进步和应用，促进了我国通信网络的现代化。 　　关键词 电源 整流模块 配电 蓄电池监控系统 　　近几年，在电话网、移动网、互联网高速发展的带动下通信电源（含动力设备及环境监控系统）的产品品种、规格、系列、质量及产品新技术的采用，都有长足的进步，与20世纪90年代相比最显著的变化是： （1）大批应用新技术、新器件的低耗节能产品完全替代了过去的高能耗产品，体积也缩小了； （2）产品的适用性、完整性、配套性更符合国内通信局站的需要； （3）产品的自动化程度高，监控能力强，加快实现无人或少人维护和值守。 　　根据《通信局站电源系统总技术要求》行业标准，局站电源系统将由市电交流（含自备交流电源）、高压配电、直流电源与蓄电池组、低压配电、UPS（不间断电源）、动力与环境集中监控等六大分系统组成，现照此就它们的技术进步与适用性分述如下。 1 整流，交、直流配电与监控设备 　　整流，交、直流配电与监控设备是局站电源系统的核心部分，担负着将交流电转换成通信设备基础电压所需的直流不间断电源。壳肮谏恼獠糠植纺苋方位的满足大中小各种类型局站需要。蘼鄞哟笾谐鞘中心长途局，大型电话交换局，移动、数据汇接局，一级传输干线中心，还是到中小型交换局、农话、接入网、移动基站、传输中继站、卫星通信站的宽大范围内； 不管是有人或无人值守，都有配套性、适用性非常好的相应产品系统提供。而且都能做到高稳定、高可靠、高智能化与扩容方便，在 世纪 年代是不能想象的。由新一代高频开关整流模块、监控模块、交流配电柜、直流配电柜组成的大容量电源系统，单整流架满装15个整流模块可以实现1500A输出，除柜内并机扩容外还可柜外并机扩容，输入为三相工作模式，缺一相时输出仍可达到50%，适应特大型、大型通信枢纽或交换局需要。其整流模块为维护方便，实现无损伤热插拔。系统的交流侧、直流侧、信号端设有完善的、全方位的智能化防雷系统与故障告警功能。据技术资料提供的说明，新一代的整流模块内部的功率电路采用全桥DC/DC变换ZVS技术，效率能达到93%， 在系统处于缺相状态时，模块仍有50%的额定电流输出，保证电能的可靠供应。由于采用无级限流技术，在监控模块的控制下，限流点可在10%-110%额定电流之间连续可调。模块内有内置CPU， 用以监测和控制模块运行。 　　这种大容量电源系统的整流架上可安装监控模块，其最重要的特点之一是按国内运营商要求设计，可实现三级监控，能收集、处理、上送配电、模块等监控板数据，还能根据电源系统当前数据对蓄电池进行智能化管理，有温度补偿、充电电流限制、电池容量计算、在线电池测试等功能，也能通过后台实现“三遥” 功能。与整流架配套的交流配电柜、直流低阻配电柜也很有特色，都经过智能化设计，自带CPU和智能接口，前者可检测交流电压、电流、频率、防雷器状态等参数，后者可检测直流电压、负载及蓄电池电流、熔丝状态等参数，两种机柜分别有输入过欠压、频率异常、防雷器故障或输入过欠压、充电过流、熔丝断等声光告警。 　　在防雷、电气绝缘、EMC等都严格按国际IEC标准设计。两种机柜都可独立工作，易于实现分散供电，扩容灵活方便，安装维护方便，确保设备、人身安全，可靠等特点。针对中型交换局、农话、接入网、移动基站、传输中继站、卫星通信站，国内已能生产与之相配的单相交流电工作,大、中、小容量规格齐全，对电网适应能力强，允许输入电压超宽范围变动（120～290V或90～290V） 的电源系统。而系统所用的整流模块、监控模块、交流配电柜、直流配电柜各项性能、功能与拥有的技术特点都可完全达到与上述一致，所以在用电环境低劣时我们仍可用高效、高质量、高可靠的新一代电源产品确保通信设备和系统的安全工作。 　　野外作业柜式整体性电源系统，将整流模块、监控模块、交流配电、直流配电均置于一个集装箱机柜内，二路市电输入，电压适应范围宽至90V～290V，静态可长期承受380V AC，可承受最大40kA的雷电冲击；整流总容量最大可达采用零电压软开关和无损伤热插拔技术，风冷与自然冷两种相结合的散热方式；智能化电池管理具有温度补偿、电池保护、充电电流限制、在线电池测试等功能。 　　目前国内已可生产微蜂窝基站等室外型设备用电源模块，220V AC输入，输出有27V DC多路、26V、15V、8V、5V DC等规格，应用于微蜂窝基站，直放站，小容量基站和接入网，室外恶劣环境-45℃～+65℃能正常工作，外壳防护达到，电磁兼容性达到国际通用的B级， 具有完善的保护和电池管理功能。国内部分通信电源产品企业还能为客户定制独特需求的电源产品。 　　通过上面介绍，不难看到我国通信电源产品企业紧紧环绕我们通信网多元化、全方位发展的需求，针对国内城市与农村、东部与西部、南方与北方、室内与野外等等用电、环境条件差异巨大的情况，设计、开发和生产出能广泛满足这些需求的相应产品，墙昀赐ㄐ诺源产品新技术应用和产品设计与质量进步的最明显变化。 2 UPS产品 　　我国各类通信网装备的程控化以及网络管理、运营维护、计费等大幅度应用计算机，加之数据通信与互联网的大面积普及，对UPS类产品提出了许多特殊要求，新一代国产UPS就是在这种背景下产生和得到发展，成为通信电源的一种重要产品。可喜的是短短几年，国内已可生产出质量高、品种与规格齐全的UPS产品，单机容量可涵盖， 回顾20世纪80年代中UPS品种单一，功率小，不间断供电时间短，可靠性差的情况已不可同日而语。 　　根据有关生产企业提供的产品品种和数据：对互联网中心、电信交换机房、网管中心、卫星控制中心，有相应的三进三出80～800kVA系列UPS产品可供选用；对一般的通信、银行、航空、交通、证券的中、大型数据中心、信息中心，有三进三出30～120kVA系列、20～60kVA系列UPS产品可供选用；对小型通信计费中心、网络控制中心、ATM自动取款机、通信基站、室外通信与数据基站，可配置三进单出10～20kVA系列或单进单出1～10kVA、1kVA/2kVA系列的UPS产品。 　　以上品种繁多，系列齐全，特别是针对大型机房计算机群使用出发的UPS产品，极大地满足了现代通信发展的需要。从技术上看，国内产品大多数都有以下特点： （1）采用DSP全数字控制技术，大幅度提高控制的灵活性和稳定性，使产品具有较好的一致性和可靠性； （2）在线功能强，对用户设备提供全面彻底的电力保护； （3）具有智能化电池管理，可延长UPS电池使用寿命，有些产品能几近50%； （4）备有完善的网络监控功能，使UPS运行维护实现最佳化； （5）大多数大容量UPS产品均允许单机或1+1双机并机运行，或N+1并机柜多机并机运行（资料介绍多至）。 　　从国内有的产品企业提供的资料，他们的最新一代智能高频在线式三进三出UPS产品，采用2个16bit的40MHz全数字DSP控制，可比老产品处理速度更快，输出性能更优异，可靠性更高；同时IGBT（绝缘栅双极性晶体管）高频智能整流和逆变技术以及多重保护技术，使输入功率因数可高至0.99，输入电流谐波<3%，输出性能更优于传统技术产品；当需多机并机使用时，可无需并机柜而直接并机；允许最宽的输入电压和频率范围，120～276V AC（相压120V AC时，可有72%额定负载）和40～60Hz，扩大了适用面。 　　目前国内UPS产品都具有优良的防雷装置和防浪涌冲击与EMC性能。有高强的网络管理功能，提供RS232、RS485、Modem、SNMP网卡等多种接口，监控软件具备电源事件记录和分析功能，支持TCP/IP协议，可灵活组网，可通过Internet或Intranet实现远程监控。操作简单“一键开机”， 操作维护具有友好人机界面，全中文大屏幕显示，可查询各项电气参数、UPS功能设置、电源事件告警提示和故障定位。UPS系统具备自诊断、自保护功能，当市电出现故障或电池即将用尽时可通过监控软件自动存储用户计算机数据、笆蓖出操作系统，安全关闭计算机和服务器。 　　国产UPS有一种室外型智能在线式UPS系列产品，适用于城市的角落，边远的公路、山区等环境差的地区，在高温50℃。严寒零下40℃、灰尘、高湿多雨、算雾侵蚀，电网质量低劣（电压长期低至160V或高于260V，频率异常多变）等条件。 　　UPS远程网络监控管理系统是配合UPS群近端或远端管理设计、开发和生产的，最大监控数量可达6万多台UPS单机，这种专业化的UPS网络监控管理系统，有效地对网络上的所有UPS实事状态信息的实时监控与集中统一管理。 　　系统能实时后台侦听电源故障告警，以E-mail、手机短信、图像、声音等方式向值班人员送达告警信号，能保存在事件记录数据库中以备管理人员查询；能远程控制电源自测与开关机，并安全地进行配置修改；可对网络上电脑进行断电保护。 　　SNMP卡介于UPS和网络之间，通过网络实现远程监控UPS。国内有些电源产品生产企业为国外代理提供该卡，SNMP卡采用热插拔设计，UPS无需关机插卡，支持WEB浏览和各种NMS管理系统，可在任何操作平台上对UPS实现远程监控，并形成浏览、控制、系统管理员三级安全体系，在方便管理的同时有效避免各种误操作和恶意破坏。 　　目前，各类电信网络，互联网、专业数据网在运行、操作、维护、管理上用的计算机实现了网络化，UPS用量很大，已成为各通信局站总电源系统不可缺的组成部分，国内电源产品企业能全方位、高质量、配套完整地提供UPS产品，为我国通信电源系统现代化创造了条件。 3 阀控式密封铅酸蓄电池（VRLA） 　　众所周知，蓄电池在通信局站电源系统中具有举足轻重、不可替代的地位，全国范围内的使用量属海量级，蓄电池的质量，充放电效率和耐久性（寿命）直接影响网络畅通与高效运行，具有重要的经济意义。 　　回顾近十年蓄电池的技术变化，市场上可供通信部门选用的蓄电池经历了固定型防酸铅蓄电池、早期阀控式密封铅酸蓄电池（以下简称阀控蓄电池）和近年新一代阀控蓄电池三个阶段。阀控蓄电池的出现从根本上解决酸雾扩散和电解液蒸发问题。但20世纪90年代中、后国产早期的那些阀控蓄电池产品，质量问题很多，主要集中在：密封技术未完全掌握，尤蓄电池端头柱处相当多产品因密封差存在着酸雾泄漏和电解液散发；阀控功能由于设计或工艺不完善，时有造成蓄电池膨胀，甚至发生爆炸；从批量看质量参差不齐，一致性差，影响电池组整体工作效率。经过近几年新技术的采用，设计和工艺的改进与提高，从宏观上讲国产阀控蓄电池产品质量已有了长足进步，产品进入了成熟稳定，可规模、经济性生产的阶段。 　　根据各生产企业提供的资料，现时国产阀控蓄电池密封、阀控两项重要技术已得到改进、过关，产品容量从大到小品种和规格都已齐全，广泛装备于全国通信局站。特别是近年来市场上出现了一种专用于电信及大型UPS的高可靠阀控蓄电池，满足了通信网现代化建设需要。 　　目前市场上常见的阀控蓄电池，由于采用特种铅钙合金作板栅，或铅钙锡铝四元合金板栅，具有较强耐腐蚀、抗伸延性能，同时提高了负极析氢过电位，在充电后期有效抑制氢气析出，保持电解液水份不被分解，另通过超细玻璃纤维作隔板，利用气体再化合技术，实现内部氧的循环复合，再加上端头柱用多层特殊密封，确保了密封与无泄漏，在整个寿命期间无须定期补水或补酸等维护。 　　蓄电池的安全性有明显改进与提高，安全阀能自动调节内压，内置的滤酸片具有阻液和防爆功能，加之安全阀、滤酸片、密封圈、密封套、隔板、密封胶等关键零部件与材料全部采用优质件，保证了电池的安全、可靠使用。从运行现场见到，目前国产阀控蓄电池已可自由安装，不要求蓄电池单体端头柱非得冲上不可，面对维护人员侧置也可，一组蓄电池靠墙侧立，大幅度地减少占用机房面积，为电池组进机房以最短馈电连接至通信设备的分散供电创造了条件。 　　原1995年版《通信局站电源系统总技术要求》对于阀控蓄电池章节中最重要的“主要技术要求”与“开闭阀压力标准”这两小段，在标题下无内容都为待定，可见早期阀控蓄电池产品是多么的不成熟。如今阀控蓄电池已有完整而详细的规格与参数数据，反映主要性能指标的电池放、充电特性曲线和电池容量速查图、循环寿命特性图、浮充寿命特征图十分完整，用户都能拿到这些实实在在的数据与资料去设计、应用和维护，足以说明国产阀控蓄电池这几年来的技术进步和产品成熟。 4 备用发电机组 　　通信局站必需设置备用发电机组。传统的柴油发电机组，现时的品种规格比以往更加齐全，启动与油污都有较大改善，并配有远程智能监控系统，在屏显、并车性能上都有很大提高，实现多台柴油发电机组联网监控。 　　与此同时，沪、穗两大城市引进和应用了国产或进口燃气发电机组这一新品种，利用它功率大、体积小、重量轻、启动快、维护简单的特点，用于特大城市或特大型电信枢纽局，或构成轻型车载移动电站，经过多年使用是成功的，为进一步推广应用这项新技术、新品种积累了许多宝贵的技术、经济数据与丰富经验。 5 动力设备及环境集中监控系统 　　原1995年版《通信局站电源系统总技术要求》曾提出加快建立电源系统及设备监控和集中维护管理系统，逐步实现少人或无人值守问题。经过多年摸索，目前高度统一和规范化，性能与功能强、监控完整的“通信电源集中监控系统”已在各级通信局站普遍使用，对分散的局站和局站内的各个电源设备和机房空调进行遥测、遥信和遥控，实时监视和显示其运行参数，自动监测和处理系统内各种故障的设备。 　　监控系统在结构上可成为一个多级的分布式计算机监控网络，一般形成监控中心、监控站、监控单元三级系统。 　　在整个国内各运营商的各类网络的日常维护工作中发挥了重要作用，具有良好的技术、经济的综合效益。这可以青岛通信为例说明之。青岛通信公司于1996年开始引入动力设备及环境集中监控系统，2002年又加以改进，进一步规范化，按维护体制和职能划分，将系统分离成动力监控和环境监控两个相对独立应用系统，相关的监控值班班组和部门负责运行、维护和管理。动力监控负责监控辖区内53个局站（内为18个端局、35个模块局）动力设备，包括高、低压配电设备，油机，空调，整流电源模块，蓄电池组等。环境监控负责监控79个局站（内为21个端局、58个模块局接入网）的门禁系统，图像系统，温湿度、红外、烟感、水浸、地湿、手动灭火等环境量。环境监控中心设有26台图像监视器和两台录像机组成的屏幕墙，可轮流巡显示各局站情况并将发现的异常情况进行自动或手动录像。两套系统运行的结果将全公司20多个市话局的近300人的交换、电力值班人员替换下来，各机房、电力室实现了无人值守；门禁系统使用员工进入局房用刷卡方式，改变了以往用钥匙开门的不便，管理更加科学化；动力设备维护不再在现场观察，当有设备告警时监控系统会及时弹出告警通知值班员，平时通过报表打印、查询各种数据进行质量分析与参考。 　　青岛通信公司的两套监控系统的稳定、可靠运转，为动力、空调设备的正常工作运行提供了有力保障；为动力设备维护管理及机房安全管理体制改革，优化人员配置，实现无人值守提供了有力保障。技术、经济综合效益是可观的。 6 其他配合设备 　　近几年，通信局站电源系统整体化、精细化过程中还表现在国内通信电源企业提供许多重要的系统配合设备，包括市电与市电、市电与交流备用电源之间的《自动切换开关》设备、抗瞬态浪涌抑制设备、机房专用精密空调机、大型UPS用的精密交流配电柜、户外一体化通信电源机柜等。有了这些装置，单相或三相、交流或直流的保护性，不间断的自动/手动切换得以完成，从总配电到末端负载的全过程将实现多重保护，纬扇方位的相线—相线、相线—中线、中线—地线的抗浪涌保护，达到高质量的供电。 7 结论 　　以上介绍了国内通信电源产品的技术进步与回顾，不难看出，这几年电源产品企业依靠新材料、新技术、新设计对通信电源产品进行了更新换代，产品的门类、品种、规格都比过去有了极大改观，并以产品的完整、齐全及性能价格比合适，赢得了市场，抵御了国外产品的直接进口，并为从特大型枢纽局到精干的无线通信基站、从室内型到户外型的各类通信局站提供了高质量、不间断及自动化、精细化都较理想的综合电源系统。所有这些都确保了我国通信现代化建设。