引言：
　　近幾十年來忌舔，我國通信業(yè)發(fā)展迅速,覆蓋了全國絕大多數(shù)地區(qū)，已經(jīng)成為人們現(xiàn)代生活密不可分的重要組成部分。電源作為通信網(wǎng)絡(luò)的“心臟”肩袍，對保障通信網(wǎng)絡(luò)的安全可靠運行起著至關(guān)重要的作用。

　　1通信電源的三級劃分
　　電源系統(tǒng)可靠性是確保通信系統(tǒng)正常運行的首要條件婚惫，為了確狈沾停可靠的供電，由交流電源供電的通信設(shè)備需要采用交流不間斷電源（UPS）先舷。某些通信設(shè)備對交流電源的電壓和頻率指標(biāo)要求很高艰管，也需要由交流不間斷電源（UPS）供電。通信電源可以分為三級蒋川，第一級電源為交流基礎(chǔ)電源牲芋，保證能源供給，但不能保證不間斷倡挚。直流電源和交流不間斷電源（UPS）為第二級電源情庐，主要保證不間斷供電。第三級電源為二次電源蒸拦，主要提供通信設(shè)備內(nèi)部各種不同交辙资、直流電壓的要求。
　　綜上可知蜘把，在通信電源系統(tǒng)中引入UPS是為了以優(yōu)良的供電質(zhì)量向負(fù)載連續(xù)供電癌雷，從而提高供電系統(tǒng)的可靠性和質(zhì)量。因此衅滞，UPS的性能優(yōu)劣及其可靠性就顯得十分重要魄仙。
　　2通信用UPS電特性要求
　　通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對通信用UPS的電氣性能技術(shù)要求如表1所示：
　　在實際設(shè)計和配置UPS時，可根據(jù)負(fù)載特性抓惫、電網(wǎng)以及對UPS的具體要求配评，來確定選擇側(cè)重的電氣性能指標(biāo)。
　　3典型UPS的組成及特點
　　UPS的較早形式由整流器氛赞、電池、直流電動機(jī)塘丝、柴（汽）油機(jī)赔癌、飛輪和發(fā)電機(jī)組成，飛輪為儲能裝置澜沟，稱為動態(tài)式UPS灾票。其維護(hù)簡單，比較穩(wěn)定茫虽，但系統(tǒng)龐大刊苍，操作不便，效率低濒析，噪聲大正什，電力品質(zhì)不高啥纸。
　　隨著技術(shù)的進(jìn)步，動態(tài)式UPS逐漸被蓄電池做儲能裝置的UPS所取代婴氮，稱為靜態(tài)式UPS斯棒，因其具有一系列優(yōu)點而成為主流，由整流器主经、充電器荣暮、蓄電池、逆變器仇钞、靜態(tài)開關(guān)和手動維修旁路開關(guān)組成嗡窑，結(jié)構(gòu)如圖1所示。
　　根據(jù)運行原理和結(jié)構(gòu)不同毯甘，可以分為后備式UPS夭蹦、互動式UPS、雙變換式UPS撇熬、Delta變換式UPS等四種類型庐丁。
　　3.1 后備式UPS后備式UPS對市電進(jìn)行簡單的升降壓及濾波處理后直接供給負(fù)載，當(dāng)輸入電源不符合要求時才由電池供電烧已，絕大多數(shù)時間內(nèi)負(fù)載使用的是市電或經(jīng)簡單處理后給負(fù)載供電榨凭。具有成本低、部件少烘牌、體積小郑迅、效率高等優(yōu)點。但市電/電池供電轉(zhuǎn)換時間約4～10ms撮点，輸出精度低令聂、輸出波形差、輸出波形為方波固棚，適用于單臺計算機(jī)系統(tǒng)的斷電保護(hù)统翩。
　　3.2 互動式UPS互動式UPS，當(dāng)市電正常時此洲，供給負(fù)載為改良了的市電厂汗；市電故障時，負(fù)載完全由電池逆變供電呜师。雙向變換器既可當(dāng)逆變器娶桦，又可作為充電器給蓄電池供電。市電正常時逆變器處于熱備份狀態(tài)而作為充電器給電池充電汁汗，故又稱為在線互動式UPS衷畦，此時其工作效率可達(dá)98%以上。具有輸出能力強，不對電網(wǎng)產(chǎn)生諧波干擾等優(yōu)點祈争。但輸出電壓精度和穩(wěn)定度比較差斤程，能滿足一般負(fù)載的供電要求。
　　3.3 雙變換式UPS雙變換式UPS的電路結(jié)構(gòu)如圖1所示铛嘱，這是10kVA以上功率范圍的電源最常用的UPS類型暖释。不管有無市電，負(fù)載的全部功率都由DC/AC逆變器提供波烘，能夠保證高質(zhì)量的電源輸出在摔。市電掉電時，輸出電壓不受任何影響亥矿，沒有轉(zhuǎn)換時間唤吐，具備典型的在線式UPS功能。能夠徹底解決市電停電锨飞、電壓波動诫幼、頻率不穩(wěn)、波形失真及電壓干擾等所有輸入電源的問題徘敦〕嵫辏可以作為通信局（站）或者關(guān)鍵性負(fù)載的首選電源。
　　由于負(fù)載功率100%都由逆變器負(fù)擔(dān)虾钾，因而UPS的輸出能力不理想臊娩，對負(fù)載提出限制條件。而且透嫩，其可控輸入整流器決定了UPS輸入功率因數(shù)低框全，無功損耗大，輸入電流諧波成分大于30%干签，對電網(wǎng)產(chǎn)生很大的污染津辩。
　　3.4 Delta變換式UPSDelta變換式UPS把電網(wǎng)調(diào)節(jié)技術(shù)中的串并聯(lián)有源濾波技術(shù)應(yīng)用到了UPS電路結(jié)構(gòu)中，適用于功率范圍5kVA到1.6MW的應(yīng)用領(lǐng)域容劳。它始終由逆變器提供負(fù)載電壓喘沿，故有高性能輸出特點。而且竭贩，Delta變換器也向逆變器輸出供電摹恨，克服了雙變換式UPS對電網(wǎng)產(chǎn)生污染和輸出能力差的固有缺點。
　　其優(yōu)點在于過載能力娶视、輸出電流峰值系數(shù)、輸出功率因數(shù)等都得到了提高睁宰。但是肪获，當(dāng)市電存在時，Delta變換器承擔(dān)的最大有功功率為額定的20%左右柒傻，而兩個變換器承擔(dān)的無功功率可能為輸出功率的1倍孝赫。效率是個可變量央颈，只有市電輸入為額定值，負(fù)載為線性負(fù)載時岗制，效率才達(dá)到最高值械耙。當(dāng)輸入停電甚至出現(xiàn)短路時，Delta變換器將進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)刷男，若保護(hù)失效袖蝙，則故障將是毀滅性的。事實上剪碱，電網(wǎng)停電或短路時有發(fā)生羊耸，相比之下，雙變換式卻不會出現(xiàn)此現(xiàn)象穆递。
　　4通信用UPS的設(shè)計
　　綜合上述各種結(jié)構(gòu)UPS性能的優(yōu)劣葵伟，結(jié)合應(yīng)用實際。我國通信用UPS幾乎全部為雙變換結(jié)構(gòu)词惭，為保證系統(tǒng)可用度夕谬，通常采用多個雙變換單機(jī)UPS組成適當(dāng)?shù)娜哂唷Ｔ谕ㄐ烹娫聪到y(tǒng)的實際應(yīng)用中扣墩，設(shè)計UPS系統(tǒng)時主要包括以下幾個方面的內(nèi)容：前級供電系統(tǒng)哲银、UPS容量計算、冗余配置等沮榜。
　　4.1 前級供電系統(tǒng)UPS向負(fù)載提供電壓穩(wěn)定盘榨、頻率穩(wěn)定、波形失真度小的高質(zhì)量電源蟆融，且保證實現(xiàn)無間斷供電草巡，其前級供電質(zhì)量很重要。
　　前級供電系統(tǒng)電源電壓及頻率要穩(wěn)定在正常范圍內(nèi)型酥，通常大容量UPS主機(jī)輸入電壓范圍為380V±15%山憨。電壓過低將使UPS后備蓄電池頻繁放電，縮短蓄電池的使用壽命弥喉。電壓過高則容易引起逆變器損壞郁竟。而且如果前級電壓變化范圍過大，會導(dǎo)致逆變器和旁路電源之間的切換被禁止或有間斷由境。
　　在UPS供電系統(tǒng)中不應(yīng)帶有其他頻繁啟動的負(fù)載棚亩，否則其開、閉會出現(xiàn)瞬間高電壓或低電壓虏杰，導(dǎo)致供電線路上電壓波形失真過大腹瞒，造成UPS市電旁路供電與逆變器供電轉(zhuǎn)換控制電路誤動作，進(jìn)而引起同步控制電路故障。
　　大多數(shù)通信用UPS都備有發(fā)電機(jī)組孝尺，以解決較長時間停電時的供電問題陵租。在配置發(fā)電機(jī)組時，其容量不低于UPS額定輸出功率的1.5~2倍洼宪，以保證發(fā)電機(jī)輸出電壓育床、頻率正常，并改善其波形失真度绒霹。
　　4.2 UPS容量的計算通常UPS的容量首先要滿足當(dāng)前負(fù)載的需要松浆，同時也要考慮負(fù)載性質(zhì)對UPS輸出功率的影響。UPS電源實際可帶負(fù)載量受負(fù)載功率因數(shù)的直接影響西龟，對不同的負(fù)載功率因數(shù)要進(jìn)行功率折算馒脏，UPS容量不宜過大或過小，還應(yīng)考慮擴(kuò)容的需要镣学。
　　在計算UPS容量時歌淹，所有共用1臺UPS的用電設(shè)備額定功率總和即為總負(fù)載功率P。UPS的最佳運行負(fù)載裕量百分值稱為裕度黎炉，一般裕度m的值取20%為宜枝秤。考慮到通信行業(yè)的特點慷嗜，功率因數(shù)PF取為0.9~0.95淀弹。則可以根據(jù)負(fù)載大小來確定UPS的容量S。
　　S=
　　式中：——UPS容量（kVA）庆械；
　　P——負(fù)載有功功率（kW）薇溃；
　　PF——負(fù)載功率因數(shù)；
　　m——裕度缭乘。
　　如果以PF取為0.9~0.95沐序，m為0.2，則S=（1.3~1.4）P堕绩〔哂祝可見，在確定UPS容量時奴紧，應(yīng)按照所有負(fù)載功率總和的1.3~1.4倍來設(shè)計特姐。
　　4.3 UPS冗余配置方式提高UPS系統(tǒng)可用性問題的根本辦法是采用多個雙變換單機(jī)UPS組成冗余。UPS冗余主要有并聯(lián)冗余冬蝶、備用冗余裁鸦、主—從串聯(lián)冗余和分布冗余等幾種形式。
　　并聯(lián)冗余UPS由兩個或多個單機(jī)UPS組成瘟气，各單機(jī)UPS的輸出并聯(lián)到一個公共的配電系統(tǒng)杉藐。系統(tǒng)一般按照個單機(jī)UPS配置枯橱，其中個單機(jī)就足以滿足系統(tǒng)的全部負(fù)載用電，再增加一個作為備用攒置。
　　備用冗余UPS的兩個UPS中有一個是主用，另一個是備用披蚕。正常時兩UPS同步運行尖坦，只有主用UPS為負(fù)載供電，備用UPS空載運行讹渴。當(dāng)主用UPS故障時装屈，轉(zhuǎn)換為備用UPS供電，故障的主用UPS與負(fù)載斷開擒欢。其控制電路簡單路学，但主用UPS向備用UPS轉(zhuǎn)換時，備用UPS要承受100%額定階躍負(fù)載盒件，故對逆變器的動態(tài)性能要求較高蹬碧。
　　主—從串聯(lián)冗余UPS由兩個單機(jī)UPS按照串聯(lián)方式連接，一個是主UPS1炒刁，另一個是冗余UPS2恩沽。冗余UPS2的輸出直接與主UPS1的旁路輸入端連接。當(dāng)主UPS或冗余UPS需要進(jìn)行維護(hù)時翔始，負(fù)載可由另一臺UPS供電罗心，此時負(fù)載仍可與市電電源和各種干擾隔離。
　　在實際運用中城瞎，UPS輸出端至負(fù)載之間的配電電路往往產(chǎn)生故障渤闷。為了既保證UPS輸出端的電源可靠，又保證負(fù)載輸入端的電源可靠脖镀，設(shè)計了分布冗余UPS飒箭。其目的是將電源系統(tǒng)的冗余擴(kuò)展到每一個負(fù)載設(shè)備，使電源系統(tǒng)的冗余盡可能接近負(fù)載設(shè)備的輸入端认然。它有兩個獨立的UPS补憾，每個獨立的UPS都能為全部重要負(fù)載供電，構(gòu)成雙母線供電系統(tǒng)反俱。每個UPS系統(tǒng)的輸出功率總?cè)萘慷即笥诨虻扔谙到y(tǒng)負(fù)載總?cè)萘砍莱Ｍㄟ^適當(dāng)?shù)呐潆婋娐罚梢詾閱坞娫摧斎牒碗p電源輸入的各種負(fù)載設(shè)備供電炸一。分布冗余除了提高系統(tǒng)的可靠性外鲤瞪，還可使系統(tǒng)在線維護(hù)和擴(kuò)容升級變得容易。
　　參考文獻(xiàn)：發(fā)表論文網(wǎng)
　　[1]張雷霆.通信電源[M].北京：人民郵電出版社校槐，2005.
　　[2]董延廣.通信用UPS蓄電池的管理與維護(hù)[J].UPS應(yīng)用揉拯，2009（2）：48-51.
　　[3]張乃國.電源技術(shù)[M].北京：中國電力出版社泳厌，1998.
　　[4]李正家.通信電源技術(shù)手冊[M].北京：人民郵電出版社，2009.
　　注：本文中所涉及到的圖表液斩、注解起驱、公式等內(nèi)容請以PDF格式閱讀原文

聲明：本網(wǎng)站所收集的部分公開資料來源于互聯(lián)網(wǎng)，轉(zhuǎn)載的目的在于傳遞更多信息及用于網(wǎng)絡(luò)分享谤赛，并不代表本站贊同其觀點和對其真實性負(fù)責(zé)鹊获，也不構(gòu)成任何其他建議。本站部分作品是由網(wǎng)友自主投稿和發(fā)布追城、編輯整理上傳刹碾，對此類作品本站僅提供交流平臺，不為其版權(quán)負(fù)責(zé)座柱。如果您發(fā)現(xiàn)網(wǎng)站上所用視頻迷帜、圖片、文字如涉及作品版權(quán)問題色洞，請第一時間告知戏锹，我們將根據(jù)您提供的證明材料確認(rèn)版權(quán)并按國家標(biāo)準(zhǔn)支付稿酬或立即刪除內(nèi)容，以保證您的權(quán)益锋玲！聯(lián)系電話：010-58612588 或 Email:editor@mmsonline.com.cn景用。