电力通信电源新技术及其应用分析

电源与节能技术ＤＯＩ：１０．１９３９９／ｊ．ｃｎｋｉ．ｔｐｔ．２０２３．０５．０３５
电力通信电源新技术及其应用分析
王乐鹏，李建霖，吴亚杰
（珠海泰为电子有限公司，广东珠海519085）
摘要：当前，随着“碳达峰”和“碳中和”战略目标的提出，电力企业需要顺应时代发展要求，进一步优化电力通信系统，推动电力通信系统朝着低碳、环保、高效的方向发展。

在电力通信电源中应用新型技术，具体包括开关整流技术、开关技术以及电源集中组网监控技术等，通过先进技术提高电力供电系统的稳定性，防止电力通信电源系统受到外界的干扰。

以电力通信电源作为研究对象，简单分析了电力通信电源的重要性，对各类新技术进行研究，提出了新技术应用的具体方法和保障措施。

关键词：电力通信电源；开关整流；集中组网；智能化管理
New Technology of Power Communication Power Supply and Its Application Analysis
WANG Lepeng, LI Jianlin, WU Yajie
(Zhuhai Taiwei Electronics Co., Ltd., Zhuhai 519085, China)
Abstract: At present, with the strategic goals of “peak carbon dioxide emissions” and “carbon neutrality” put forward, power enterprises need to conform to the requirements of the times, further optimize the power communication system, and promote the development of power communication system in the direction of low carbon, environmental protection and high efficiency. The application of new technologies in power communication power supply, including switching rectifier technology, switching technology and centralized power network monitoring technology, can improve the stability of power supply system through advanced technology and prevent the power communication power supply system from being interfered by the outside world. Taking power communication power supply as the research object, this paper briefly analyzes the importance of power communication power supply, studies various new technologies, and puts forward specific methods and safeguard measures for the application of new technologies.
Keywords: power communication power supply; switch rectification; centralized networking; intelligent management
0 引 言
我国是一个用电大国，一直以来都非常重视电力基础设施的建设，将优化电力通信系统运行、提高供电质量作为电力事业的发展目标。

随着我国电力通信网络的架构越来越稳定，技术也越来越成熟，对电力通信电源的要求越来越高[1]。

在整个电力网络通信系统中，电力通信电源负责给整个系统供电，只有不断优化电力通信电源新技术，才能确保供电稳定，使相关设备的使用更加顺畅。

目前，电力通信电源中出现了很多新技术，这些新技术能够提高电源设备的供电质量，避免外界因素对电源的干扰，同时还能减少污染，提高工作人员的工作效率。

1 电力通信电源的重要性分析
电源在整个电力通信系统中负责供电，其稳定性决定了整个系统的运作情况。

在系统运行中，一般的设备故障或线路故障只会对电力通信系统的局部造成影响，而电源故障会造成全部设备的瘫痪，影响范围较广，电力企业也会承担较大的损失[2-5]。

随着现代信息技术逐渐应用于电力通信系统中，整个系统的复杂程度有所提高，这种情况下一旦电源发生故障，电力通信就会随之出现中断，从而出现大量信息丢失，造成不可挽回的损失。

电力通信电源在电力通信系统中至关重要，电力企业需要制定科学合理的供电方案，确保系统中的供电设备稳定运行，最大程度地降低电网事故对电力通信电源的影响。

电力系统中，防浪涌保护装置、防雷组件等都是不可缺少的重要器件，这些器件能够促进整个电力通信系统的安全稳定运行。

2 电力通信电源新技术的突出特征
2.1 可靠性强
在社会发展中，电力通信电源系统在日常运行中需要承担繁重的工作，一旦发生电源故障引起供电中断，就会造成巨大损失，严重影响电力通信的可靠性[6]。

随着技术创新，电力通信电源越来越可靠，通信中断问题已经不复存在，整个通信系统的运行更加畅通。

在电源设备、整流器的支持下，直流供电系
收稿日期：2022-12-26
作者简介：王乐鹏（1987—），男，湖南双峰人，硕士研究生，
工程师，主要研究方向为数字电源。

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统可以采取并联浮充的方式完成供电，这种供电方式能够避免系统在运行期间受到干扰。

此外，直流供电系统还可以应用开关整流器，通过多个整流模块进行并联供电，有效提高供电的可靠性。

2.2 稳定性高
在电力通信系统中，如果通信电源的电压低于国家标准，通信设备必然会受到影响，大部分设备都无法正常运行。

如果通信电源的电压过高，通信设备的电子元件就会受到损害，因此通信电源的电压必须要保持在合理范围内，不得超出规定的变动幅度。

通过应用新型技术手段，能够提高电力通信电源的稳定性，确保电源电压保持在合理范围内，有效避免电压过低和电压过高所造成的故障，延长设备的使用寿命[7]。

除此之外，新技术的使用还能使电源电压中的脉动杂音低于国家规定标准，进一步提高电力通信电源的运行质量，优化通信效果。

2.3 集成化程度高
传统的电力通信系统采用集中供电的方式完成供电，用于供电的设备体积和噪声都非常大，在使用中存在很多弊端，这会影响电力通信电源的运行效果。

通过技术创新，当前的电力通信电源已经使用了集成化技术，电源装置的体积非常小，质量也越来越轻，在应用中更加方便。

在未来新技术的使用中，电力通信电源系统将会继续朝着小型化的方向发展，集成化程度更高。

2.4 频率高
电力通信电源新技术具有高频率的特点，能够有效提升通信电源的工作效率，进一步节约电力资源。

近年来，我国电力通信技术不断进步，通信设备的容量越来越大，电源的负荷也越来越高，通过采取电力通信电源新技术，整个电源系统能够实现高频率运转[8]。

3 电力通信电源新技术的主要类型
3.1 开关整流技术
由于市电电压较高，难以应用于生产生活，在使用电力时需要运用转换设备将高压电转化为能够直接使用的交流电。

在电力通信系统中，开关整流技术能够有效改变电流，提升对电流的处理效果，在电力通信供电设备中具有重要作用。

需要注意的是，电压变化过程中本身存在一定风险，在使用开关整流器时，工作人员需要尽可能地降低整流器对内部电压的影响，从而确保自身安全。

3.2 开关技术
开关技术的作用是在电力通信系统中控制设备停机和运行，该技术能够避免电力通信系统中的供电设备受到电流冲击，有效延长设备的使用寿命。

传统电力通信系统中，工作人员需要完成开关处理工作，此时系统中的电压可能会出现骤升或骤降的问题诱发火灾，引起严重的安全事故。

在新型开关技术的应用下，技术人员可以将开关设计成独立的控制器，利用手机控制供电设备的开关，实现远程操控，高效调节各设备的运行状态[9]。

3.3 电源集中组网监控技术
电源集中组网监控技术可以对电源设备进行自动化、集中化管理。

在该技术的支持下，供电企业可以建立通信电源集中监控系统，系统主要包括监控模块、监控单元、监控站以及监控中心，内部网络结构可以灵活配置。

在实践操作中，技术人员可以利用电源集中组网监控技术控制电压和电流，确保供电系统的电压和电流能够顺利传输给通信设备，进而开展远程监控，提高供电的稳定性和可靠性。

当前，电源集中组网监控技术已经得到了广泛应用，有效推动了电力通信系统的发展[10]。

在远程监控系统的支持下，工作人员可以在第一时间掌握供电设备存在的问题，从而及时开展设备检修，提高系统运行的稳定性。

4 电力通信电源新技术的具体应用
4.1 高频开关整流器
对于电力通信电源而言，开关整流器涉及的技术含量较高，相关设备更新换代速度比较快，只有紧跟时代步伐做好更新工作，才能确保电源部分充分发挥作用。

整流器的能量变换过程如图1所示。

通过技术创新，高频开关整流器得以应用，其具有高频化、高功率密度、易扩容、能效高、便于维护以及噪声低等特点，能够进一步提高电力通信电源的工作效率，增强电源的稳定性，降低各类故障的影响。

整流器的整体构成框架如图2所示。

工频交流
高频
交流
高频
交流
脉动
直流直流直流
整流电路高频逆变高频整流滤波器
变压器
图1 整流器的能量变换过程
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4.2 防雷网络在自然运行环境中，雷电会对电力通信造成严重损害。

在系统运行过程中，如果一部分电力通信电源未采取防范措施，当其受到雷电攻击时，设备的性能就会受到损害。

雷电可以分为直击雷和感应雷，其中感应雷会产生巨大的瞬时感应电压，对设备和电缆造成比较严重的损害，而直击雷则会形成雷击电流，这些电流会快速流过通信线路，对通信线路造成污染。

新技术的使用能够提高防雷效果，工作人员可以增加多道防雷设施，建立防雷网络，对雷电进行泄散、限制以及阻塞，全面提高电网的安全性，消除雷电干扰。

4.3 免维护蓄电池
免维护蓄电池的突出特点就是免维护，在具体应用中简单方便、安全性良好。

在实践应用中，工作人员可以使用免维护蓄电池解决以往开口型铅酸蓄电池在使用过程中存在的弊端，提高系统稳定性。

免维护蓄电池密封性良好，在日常使用中无须保养，在操作过程中发生自放电现象的概率非常低，电池的稳定性高，使用寿命较长，可以进行推广。

4.4 合理校正功率因数
电力通信电源开关整流器中主要运用了2极转换模式，这种模式需要先实现交流/直流（Alternating Current/Direct Current ，AC/DC ）整流，然后运用滤波电路输出交流电，再通过直流/直流（Direct Current/Direct Current ，DC/DC ）环节将其转化为直流电。

在电力通信电源的运行中，容性负载特征容易造成谐波污染，此时可以使用新技术校正电源的功率因数，避免噪声、振动、过热等事故。

5 电力通信电源新技术的保障措施
5.1 提升电源设备的安全性
在新的社会形势下，电力通信电源领域出现了很多新技术，大幅提高了电力通信系统运行的质量。

电力通信电源新技术的应用需要确保电源设备安全，为达到这一目标，技术人员需要从2个方面入手。

一方面是确保电力供应模式的安全，加强对电源的冗余配置，采用双机母线的接线方式，设计多于3个的高频开关电源模块，提高通信业务供电的可靠性；另一方面是防止雷电攻击，在特定位置安装好防雷设备，采用多级保护手段提高供电稳定性。

5.2 加强电源的智能化管理
从当前我国电力通信电源系统的发展水平来看，未来的电力通信电源将朝着智能化的方向发展。

为更好地应用电力通信电源新技术，技术人员需要将智能化技术应用于电源，推动电力通信电源技术的长远发展。

基于智能化的管理手段，电网通信系统能够进一步提高安全性和稳定性。

在模块化结构设计的基础上，供电公司的运维人员可以充分应用蓄电池智能监测系统，实时掌控蓄电池的具体运行状态，了解蓄电池运行中的各项参数，具体包括电压、温度等。

在智能化管理中，运维人员可以利用监测界面了解蓄电池应用的时长，同时还能快速定位蓄电池存在的故障，第一时间对故障进行处理。

5.3 对电源实施精细化管理
电力企业需要引入精细化管理手段，对隐患进行排查，为新技术的应用奠定坚实的基础。

在具体实践中，企业需要结合不同站点的具体情况，制定专项隐患排查治理方案，全面提升隐患排查效率。

为避免通信电源设备出现严重事故，电力企业需要积极开展关于通信电源设备的应急演练，提高运维人员对电源设备突发情况的处理能力，进一步提高管理效率。

6 结 论
新时代背景下，电力通信系统的整体管理水平得到提高，电力企业需要积极引入通信电源新技术，交流 输入
交流
交流
交流
交流
交流
交流
输出
取样
直流
欠、过压保护电路
输入 滤波器
输出 滤波器
直流 变换器
PWM 控制、 保护及均流电路
功率 因数 校正电路
显示及 告警电路
功率因数校正及保护电路
监控器
监控器
软启动电路
整流桥
辅助电源
图2 整流器整体构成框架
（下转第119页）
单一介质击穿电压计算公式为
U max=LR（7）式中：U
max
为介质击穿电压；L为电压施加点穿过介质体的直线距离，mm；R为介质体的介电强度，kV/mm。

在L不变的情况下，尽可能选用介电强度高的介质材料。

但是连接器中存在间隙，而间隙中的空气介电常数只有2.5～3.0 kV/mm（PPS为14～17 kV/mm，PBT为16.5～21.5 kV/mm），材质为PPS的绝缘体壁厚1 mm，即可满足14 kV的耐压（额定电压应小于耐电压的1/4，＜3.5 kV）。

插头插座插合后，绝缘外接触件间距1 mm，额定电压＜0.625 kV。

在连接器绝缘体尺寸有限无法更改的情况下，通过采用环形凹槽结构或者凸台，增加间隙的爬电距离。

2.5.2结构
电源连接器按照GJB2905A-2004设计，接触件规格为9 mm，其接触件固定性表内规定的轴向载荷为170±10% N，结构如图2所示。

图中，4支有3支出现绝缘基座（PPS）破损。

测试接触件固定性，250 N才出现绝缘基座破损，结构设计合格。

但是客户在和电缆焊线时，因焊接时接触件受高温影响，在高温下插针受线束外力下压，绝缘基座受插针影响温度亟剧升高，高温下绝缘基座强度降低，绝缘基座被插针顶破。

通过改进产品结构，采用接触件后定位（图3）的方法，可以杜绝此类质量问题。

约束面约束面
图2 前定位结构图3 后定位结构
3 结 论
随着工业电子设备的飞速发展，对电源连接器的性能也提出了新的要求。

本文分析了电源连接器的设计选择。

在实际设计时，除了要考虑接触电阻、温升、爬电和结构，还要考虑价格因素。

设计人员的职责就是依据用户给出的使用要求或参数，推出产品的参数需求，并根据参数计算最终设计出产品,合理利用ANSYS有限元分析软件来对该产品的结构性能等进行充分验证，对结构缺陷在源头上解决，避免产品出现失效的情况。

对先期产品质量策划具有较大意义。

参考文献：
[1] 国防科学技术工业委员会.电连接器接触件总
规范：GJB 1216—91[S].1991.
[2] 陈 奥，苏雨露.电连接器试验方法：GJB
1217A—2009[S]，北京：总装备部军标出版发
行部，2009.
[3] 匡秀娟.小型圆形耐高压电连接器的研制[J].机
电元件，2006（2）：3-5.
对电力通信电源系统进行精细化、智能化管理，确保电源系统的安全性。

在具体实践中，可以进一步推广免维护蓄电池，同时在系统中应用高频开关整流器，促进电力通信系统的进一步优化升级。

参考文献：
[1] 王 伟.通信电源新技术的应用研究[J].中国新
通信，2020，22（4）：115.
[2] 郑惠恩.探讨电力通信电源系统运行维护及注
意事项[J].信息通信，2020（7）：205.
[3] 王世亮.电力通信电源新技术应用分析[J].数字
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[4] 何 琦，陈 敏，马 骁，等.电力智能通
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[5] 程 洪，韦 成，张 涛.电力通信电源新技术
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[7] 郭 定.电力通信电源系统维护及管理策略[J].
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[8] 张馨丹，刘 明.电力通信电源新技术及应用[J].
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[9] 张俊明.通信电源新技术的应用研究[J].中国新
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[10] 苑 超，李 伟，徐晓寅，等.电力通信电源
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通讯世界，2017（10）：
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（上接第115页）
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