通信电源系统设计及运行维护中节能研究

敖静

（广东南方电信规划咨询设计院有限公司 广东省深圳市 518038）

1 引言

随着我国通信领域的快速发展，开发通信领域的节能工作，成为行业公关的重点科研项目，一方面，通信领域中，耗能指标较大，每年需要投入大量的资源和成本，另一方面，针对现有的通信电源系统，开发系统节能设计方案，成为行业发展的趋势和方向，引发从业人员的热议和讨论。

2 通信电源系统设计中节能方案

2.1 设计通信电源系统的设备配置

通信电源系统的设计，采用不同的设备配置，其对应的通信电源系统耗能存在较大的差异性。因此设备耗能是系统节能方案的核心要点。另外设备选型务必要做到科学、合理，从而达到节能的基本要求。为了进一步提升通信电源系统的节能设计标准，还需要对设备进行系统性的优化和改进，从而降低设备的实际耗能。近年来，如何降低通信系统电力能源的消耗量，已经成了各领域重视的主要问题。因此，在通信电源系统中，开展相关的节能设计，需要实现电源设备的节能效率的提升，同时确保设备使用周期的有效延长。例如，以变压器为代表，在1600KVA 的型号设备中，长期使用会导致设备运行效率降低，同时设备变压器的变压容量以及变压稳定系数也会出现相应的变化，需要对变压器进行容量与数量的扩充。同时对于电容补偿设备，在设计过程中，需要结合系统功率等因素进行参考，同时计算导线的横截面积，进而选择合适敷设方式以及合理的导线用量。确定相关准备工作后，可以有效降低线路的热能损耗，同时减少谐波的干扰。需要注意的是，在设计过程中需要考虑振动对设备、线路的影响。最后，需通过功率补偿的方式，提高电源的利用效率，从而提升电源运行的稳定性和安全性。

2.2 设计开关电源的有效安装

直流电源设备的安装，要进行合理的设计和规划，一方面，开关电源的安装位置设计，是影响电源耗能的重要因素，另一方面，电源设备的安装位置，影响其他通信设备的使用，因此需要选择科学的安装位置。对当前通信电源系统的实际案例进行科学的分析，了解目前电源位置对线路运行的影响，同时对开关电源设计前与设计后的耗能进行数据对比，借助现代化计算机软件中的数字模型，如BIM 应用软件，进行安装位置的能耗比分析，确保开关电源设计方案节能程度的提升和改良。另外开关电源的安装位置较远对通信机房的影响较大，需要对相应的电源位置进行改造设计，从而有效降低电源损耗。需要注意的是，开关电源发生设备故障时，需要考虑后续维修的便捷性，同时还考虑设备更新对开关电源的影响，考虑开关电源设备更换的简易性。由于现代开关电源设备的种类和型号，数量众多，如何在广泛的选择空间内，选择合适的通信电源开关，需要结合系统整体设计方案的要求和标准，同时对现有的安装位置进行检验和分析，必要时进行位置调整，另外结合现代通信电源设备的技术发展趋势，可以设计带有自主控制功能的开关电源，在紧急时刻，能够自行控制电源的开启和关闭，实现对电源的氧化需求。随着科学技术的发展，通信电源设备已经逐步迈向集成化、智能化，对应的电源接口以及设备耗能具有一定的改善和提升，因此开关电源的安装位置，对设备的实际耗能会起到一定的影响作用，需要加以重视。

图1：某通信系统中的芯片设备

图2：某品牌通信电源变压器设备

2.3 通信电源系统充电、放电智能控制设计

通信电源系统的充电、放电设计，是近年来通信电源系统节能设计的核心发展方向，一方面，充电、放电设计的智能化控制系统需要结合现代化科学技术，实现对整个通信系统的合理功耗调整；另一方面，通信系统的耗能系统，需要与对应区域的实际需求相联系，同时按照具体的通信电源系统进行调整。以某公司通信系统电源设备配置为例，其中包括交流配电屏、容量整流机架、监控模块、整流模块、蓄电池组、直流配电屏等，其中对电源整流模块的负载率进行计算，计算数值为48%，系统效率的理论效率为91%，其系统效率数值相对较高。根据设备的实际运行情况进行分析，负载率降至14%，系统效率同步下降到86%，因此某公司的通信系统运行效率相对较低，需要利用智能整流模块中的休眠功能，从而实现对设备系统耗能的有效降低，降低不必要的能源损失。智能充电、放电设计，可以有效调节通信电源系统的用电峰值，减少相关时间段的用电紧张问题，同时还能在用电需求较少时，合理降低电能供给，实现对电能系统的有效管理，从而实现用电系统的成本节约。智能控制设计，与现代电器设备变频技术有所类似，但是智能控制设计，应用软件化控制模块，对电能需求情况可以实现有效的分析和梳理，进而实现实际耗能的有效调节。现代科学技术的发展，以人工AI技术的创新发展以及大数据技术的有效应用，为传统通信电源领域注入了新的活力和动力。既能够有效解决通信电源领域的充电、放电等电能供给问题，同时还能够在系统效率、运行荷载等相关内容，实现极为可观的升级和优化，减少传统通信电源领域的弊病和问题。如图1所示，智能化应用芯片，在部分通信电源领域，已经被广泛使用，可以利用既定的程序和标准，对现有的电源通信系统进行深入的控制，并且可以保障全天候的监管和控制，有效降低人工的参与程度。

3 通信系统运行维护中的节能方案

3.1 变压器的经济运行

在通信系统运行维护过程中，变压器的耗能比例相对较大，为使其能够按照科学的模式运行，进行有效的维护必不可少。通常变压器主要有空载与负载两种运行模式，其中都伴随一定程度的能耗损失，因此需要根据变压器运行模式的不同，进行相应的功耗计算，空载时的能耗损失与变压器负荷容量关联较小，因此不作为考虑因素，利用额定空载电压、电流进行计算。根据计算公式，将变压器空载时的耗能损失进行计算。由于变压器负荷情况需要根据变压器自身的临界荷载进行判定，因此在进行节能方案设计时，需要有条件选择合适的运行方案，控制变压器的启停时间，根据实际运行情况，进行变压器运行情况的控制。通过对变压器设备的有效调整，可以实现变压器的经济运行，提升设备运行的稳定性，同时还能够实现高效节能、提升功率的作用[1]。不仅如此，通过对变压器运行情况的科学调整，可以进一步控制变压器的能耗需求，实现变压器功能与稳定性的双重提升。近年来，随着科学技术的创新发展，通信电源领域的新型节能变压器，已经逐步走入通信市场，如图2所示，通过对现有的技术升级以及技术改造，结合智能芯片的自动化管理模式，实现系统运性能耗的有效控制，进一步实现电压器的节能需求，保障相关线路运行的稳定性和节能性。

3.2 合理分配变压器负载

变压器负载分配，是当前通信电源系统运行维护节能措施的重要手段之一，利用对通信电源系统的有效分析，合理分配变压器的负载情况，同时确保变压器运行过程中不会产生电能耗损过大情况产生，同时对系统的稳定运行，起到一定的保障作用。另外进行特定电源系统的变压器负载分配时，还需要结合通信电源系统的变压器数量，考虑每一台变压器的型号、功率、运行参数等数据，分析整个变压器设备体系的负载情况，最终确定每一个变压器所需要承担的有效负荷。确保相关工作后，科学调整变压器的线路铜损问题，从而确保变压器的损耗得到有效的控制。当任何一台变压器的负载率维持到相同功率时，变压器线路的铜损将会降到最低值，因此在实际设计过程中，需要考虑相关的情况和问题，同时对应的工作人员需要将变压器的极端分配情况进行考量，确保系统运行状态的稳定和高效[2]。

3.3 合理控制电源系统运行

通信电源系统的维护工作中，谐波是影响电源系统的主要因素之一，同时也是导致电源在同等运行功率产生电能浪费问题的主要根源。因此对于谐波的处理，大多需要依据滤波器进行完成，利用滤波器的滤波能力以及系统的阻抗特性。通常滤波器的滤波能力较为稳定，当系统抗阻发生变化时，滤波器的滤波能力大多会受到设备自身的影响，而无源滤波器在运行过程中，对次数较多的滤波处理效果较差，需要结合有源滤波器共同使用。不仅如此，有源滤波器的滤波能力与安装位置存在较大的影响性和关联性，因此在设计过程中，需要考虑有源滤波器的安装位置，从而实现最佳的滤波处理效果。将滤波器安装在变压器低压侧或者波源端附近区域，可以利用滤波器与外界的互感作用，实现对谐波的有效分离。需要注意的是，根据不同的通信电源系统，滤波器的连接方式，可以进行适当的调节和变更，例如，借助三相四线或者三相三线以及闭环开环等方式，实现对滤波效率的有效提升，从而实现通信电源系统维护作业的有效节能。节能方案的设定和应用，需要进行科学的对比和测算，从而保障节能方案的合理性和应用价值[3]。

4 结论

综上所述，通信电源系统的设计与运行维护，需要从通信系统能耗以及维护方案等相关领域中进行分析，利用现有的科学技术以及设计理念，有效降低通信电源系统的能耗比例，从技术着手结合运行体系的实际情况，有效控制电能消耗，充分考虑变压器的实际运行情况，进而实现对通信电源系统的有效设计。