中國通信電源論壇特邀專家 李克民
摘 要：簡要的從五個方面綜述了我國通信電源行業的發展，提出可靠性和節能是通信電源發展的永恒主題，闡述了通信電源當前的重點、熱點和難點問題，指出提高供電系統品質是今后一段時間我國通信電源發展方向。
關鍵詞：基礎 標準 供電系統 供電方式 技術維護 技術裝備 方向
通信電源是保證通信暢通的基礎，其基礎地位確保了電源專業將長久的興旺發展并保持其專業的穩定性和獨立性，特殊的作用不會被其它專業所取代，所以自60年代以來通信電源事業一直方興未艾，技術在不斷的進步，設備在不斷的更新，專業地位日益得到提高，特別是進入90年代以來，隨著通信事業超常規的快速發展，電源專業尤為得到了長足的進步，新型的電子器件、新設備、微電子技術、計算機集中監控技術等正在廣泛的被通信電源所采用。當今，不僅我國的現代化通信網其規模和容量之大已躍居世界之最，而且電源技術和電源產品也已成為世界的嬌嬌者。
提高供電系統的可靠性和注重節能技術始終是通信電源發展的永恒主題，本文就圍繞這一核心問題對電源的發展予以回顧，其歸宿是對通信電源的發展方向作一綜述。
通信電源的標準和技術要求相繼制定
標準和技術要求有系統標準、維護標準、施工驗收標準、產品標準等。上述標準以次要求越來越高，越來越嚴格。這是為了保證供電系統正常工作所必須的，也是確保通信暢通的基礎。在70年代以前，由于通信電源專業尚不夠強大，地位較低，技術水平不高等諸方面的原因，使得通信電源專業的標準甚少。進入80年代以來，隨著對電源可靠性的高要求，與現代化通信網相協調的無人值守要求等原因，通信用電源標準相繼制定，有通信用高頻開關電源技術要求，通信用閥控式密封鉛酸蓄電池技術要求、通信用柴油發電機組技術要求、微波無人值守電源技術要求、通信局站電源總技術要求、電源與環境集中臨控技術要求等，至今，標準已比較完整，技術水平較高，可以指導產品生產和技術維護，這標志著我國通信電源專業已經步入成熟、強大的全盛時期。
供電系統不斷完善
80年代以前，我國通信電源的供電系統主要是常規供電系統，所謂常規供電系統就是由市電、油機發電機組、整流配電設備、畜電池組組成的供電系統。進入80年代以來，隨著微波中間站、光通信中繼站、移動通信基站等迫切需要實現無人值守，太陽電池、風力發電機組等新能源的成功開發，各種不同的混合供電系統相繼被采用。所謂混合供電系統就是由常規能源和新能源共同組成的供電系統。
太陽電池是穩定、可靠的直流電源，使用壽命長，技術成熟，所以70年代已比較普遍的用于通信電源系統。風力發電機組，88年我們曾在珠海市桂山島移動通信基站上對國產的風力發電機組首次進行無人值守試驗研究工作；95年在西蘭鳥光纜干線的部分無人站應用了從澳大利亞引進的風力發電機組。由于各種原因，這兩次均不夠理想，還有待今后繼續進行試驗工作。
電源無人值守技術是70年代和80年代的熱點和難點問題，其要害是柴油發電機組的無人值守，要使其達到較高的可靠性，確實有不少的技術問題，其核心是柴油機的三濾、三補給。為此，75~77年我們在國內首次研制成功了30GFW1型無人值守柴油發電機組，用于京津微波試驗段上。
真正實現供電系統的無人值守，關鍵不是加多遙控、遙信、遙測點，而是要提高設備的可靠性。隨著技術的進步和設備的不斷完善，通信電源供電系統已從有人值守、少人值守實現了無人值守。
供電方式逐步改革
長期以來，我國的供電方式一直是集中供電方式。所謂集中供電方式是在通信局站中設置公用的電源設備，給全局使用同一種電壓的各種通信設備供電的供電方式。當某種直流電源系統發生故障時，將影響所有使用這一種電壓的通信設備的正常工作，另外直流供電饋線長，材料、施工費用高，電能損耗大，由于線路電感和耦合電容的存在，易引入干擾，會降低供電質量。自90年代以來，國際上通信局站已普遍采用分散供電這種新的方式，提高了通信網各樞紐的可靠性，從而提高了全網的可靠性。所謂分散供電方式，主要是指將直流供電系統進行分散，即將使用同一電壓種類的通信設備采用兩個以上的獨立供電系統，并靠近通信設備安裝進行供電的方式。當某一個供電系統故障時，不會造成整個通信系統的癱瘓，而且可以使直流供電饋線距離減少到最短。
90～93年，我們在國內率先較為全面地討論和研究了采用分散供電的有關總體和各項技術問題。現在移動通信交換局及基站，一些大的市話局已開始采用分散供電，綜合樓的分散供電的試驗工作也正在進行中，這是今后供電方式發展的主要趨勢。
技術維護已發生革命性的變革
長期以來，通信電源是人員密集型的分散維護，有人值班，定時抄表，包機，預檢預修的維護方式，這在當時設備技術檔次低、可靠性差的情況下為了保證供電是必要的。進入90年代以來，計算機被廣泛的應用，電源設備和系統的技術層次大大提高，在這種情況下有人值班看守已無實際意義，反而有可能增加人為故障，技術維護工作必需進行革命性的變革。
現代化的通信網要求供電系統、機房空調和環境實現計算機集中監控管理，這也是技術發展的必然趨勢，減員增效是社會發展的必然趨勢。與集中監控相適應的技術維護方式必需是集中維護，要求維護人員一專多能，既有比較全面的理論知識，更要有豐富的實踐經驗。
在實施電源集中監控管理的過程中，一定要把與網管中心的通信放在重要位置，不宜搞得過于龐大、繁雜、臃腫，應注重實效，講究實用，三遙點可設可不設的點，一定不要設置，決不是三遙點越多越好，投資過大不符合我國的國情。以網絡運行為主體的中國電信企業，應將技術維護放在十分重要的位置，已經實現集中監控、集中維護的部分，其技術維護工作主要應是根據集中監控的運行記錄，對數據、信息主動進行綜合分析，發現異常要及時發出指令，讓維護人員盡快排除潛在的故障，預防系統故障發生，確保安全供電。
技術裝備水平大大提高
近40年來通信電源的裝備水平在不斷的得到提高，尤其是近10年來從設備到系統都得到了超常規的發展，具有質的飛躍。
1．柴油發電機組
柴油發電機組是保證交流供電的重要備用電源，也是實現供電系統無人值守的難點，在空調、消防等已成為保證通信暢通的重要子系統以來，柴油發電機組經常處于良好的準啟動狀態愈來愈顯得重要。從60年代使用的手啟動、有人值守的普通機組，70年代研制成功了自啟動機組、無人值守機組，但可靠性尚不夠高，80年代研制成功了無人值守風冷機組、微計算機控制的自動化機組，90年代開始研制低噪聲機組和對閉式循環蒸汽透平發電機組、燃氣輪機發電機組等進行應用研究，從而可以看出機組的技術裝備水平在不斷的得到提高。
整流配電設備
整流器是通信電源系統的心臟。整流技術的發展經歷了從60年代的硒整流器、可控硅整流器，70年代的縱橫制交換和電源系統、微波無人值守電源系統，80年代的萬門程控交換機電源系統，到90年代的高頻開關電源系統等幾個階段，說明我國自行研制、生產的能力在與日俱增，大大加強，現已躍居世界前列。特別是高頻開關電源系統的開發和應用，是整流配電設備技術上檔次的質的飛躍。
整流技術的發展，可以從幾個方面來體現。
器件的選用
整流器件從最早期笨重的半導體硒，到可控硅，到VMOS場效應管，到IGBT和MOSFET組合開關。
控制技術的的發展
從移向脈沖觸發，到多重環路控制，這是為使直流輸出能滿足各種要求而采用的一種并行控制技術。例如：高溫工作電流限制、電池充電電流限制、充電電流的溫度補償、負荷電流均分等組合組成各自的控制環路，保證在多種條件下，模塊均能可靠地工作。
功率因數校正技術的開發
過去可控硅相控整流器沒有功率因數校正網絡，它在正常運行時功率因數很低，一般在0.6左右；高頻開關電源有功率因數校正網絡，單機輸出最大功率不小于1500W的，功率因數均大于0.9。這樣可以減少交流電的無功損耗，降低對交流電的污染。
蓄電池
蓄電池是保證直流不間斷供電的關鍵設備，通信用蓄電池一般是指鉛酸蓄電池。60年代以開口式為主，70年代主要是防酸隔爆型電池，80年代消氫少維護電池被采用，90年代閥控式密封電池問世。
閥控式密封蓄電池在技術上還處于不斷完善階段，特別是在技術維護方面還是一個難點，其容量檢測方法除放電法以外尚沒有簡單、可行的在線測試方法。但是它有突出的優點，所以現在已經普遍的應用于通信局站。閥控式密封蓄電池的失效主要原因是失水，可否每三年左右添加一次蒸餾水，正在討論中。我們認為：電源設備和主機設備需同室布放的或不適合采用防酸隔爆型電池的特殊場合，宜采用閥控式密封電池，因為它在正常使用情況下無酸霧逸出。在有單獨蓄電池室的情況下，它采用防酸式電池，因為它的使用壽命長，可維護性強，生產和維護技術更成熟，可靠性較高。
當前通信電源技術維護工作的重點、熱點和難點問題
重點：通信電源永恒的重點是可靠性和節約能源。由于通信設備計算機化，要求交流不間斷供電的負荷越求越多，重要性愈來愈高，為了把因供電系統故障中斷通信的影響降到最低限度，所以，當前UPS電源系統的技術維護工作是重點。
熱點：從90年代開始，通信電源、機房空調的集中監控管理一直是熱點問題，應進一步盡快完善、用上、發揮作用。當前接入網電源是一大熱點，但并不是難點，應首先按等級服務，分級制訂出接入網電源的可靠性指標，按指標要求組成供電系統，制訂維護規程，問題會得到有效解決。
難點：90年代主要是閥控式密封蓄電池的容量檢測，隨著科研、生產單位的重視和資金的投入，加上運行維護經驗在不斷的豐富，這方面的問題在不斷的解決之中。由于我國地域遼闊，地形異常復雜，通信電源設備每年都有許多地區不同程度地遭受雷害，造成供電系統故障，中斷通信，特別是近年未使用耐沖水平很低的固體器件、集程電路越來越多，受雷電影響的頻次以及損壞程度均與日俱增，所以雷擊保護和減少雷電干擾的影響已成為通信電源專業當前的一大難點。
提高供電系統品質是今后一段時間我國通信電源發展的方向
在當前全球電信業還沒有走出低谷的背景下，運營商主要將資金投放在能夠延長現有設備壽命和能力的技術上，研究如何降低運行成本和減少故障影響程度已經成為最主要的任務。
在我國電信業仍是呈現持續、快速發展的良好勢頭，現在我國的通信網其規模和容量之大均已躍居世界之最，無線數據業務量也已經走在世界的最前列。大市場才能有大產業，產業的培育關鍵是市場的滋養，任何保護和扶持都遠遠比不上興旺的市場。
中國電信業經過分營、剝離、重組以后的各大運營商，都已經成為名符其實的企業，既要加快發展，壯大實力，但更加注重經濟效益的增長，所以各運營商都把現代化的通信網管理好、使用好、維護好，避免災難性的大面積癱瘓，不斷提高其可靠性、安全性作為永恒的主題。但是要提高網絡的可靠性，向通信電源投入是花錢最少、效果最好、收益最長的有識之舉。
雖然日前我國的通信電源供電系統在可靠性、先進性、可維護性等方面已經具有比較高的自動化水平，但與世界一流水平相比尚有一定的差距，需要與時俱進，不斷完善性能，提高品質。現在通信電源專業各設備制造商、研發、設計、運維等各個方面都在為提高供電系統品質創造性的開展工作，在今后一段時間內這將是一個大目標。
要使我國為通信網服務的供電系統，具有世界一流水平，要扎實工作，穩中創新。當前應認真關注以下8個方面的問題。
1．隨著新業務的拓展、新技術的進步、運行維護體制的改革，要不斷、認真而有效的解決在通信電源技術維護工作中出現的重點、熱點和難點問題，始終保持供電系統處于穩定、可靠、良好運行狀態。
2．要盡快完善集中監控管理系統，突出可用性，充分發揮技術優勢，贏得良好的經濟效益，提升技術維護水平，增加可靠性，使因電源系統故障對通信的影響降低到最小。在完善集中監控管理的過程中，即要把主要運行狀態傳遞給網管中心，又要保持相對的獨立性，確保各種告警點，特別是直流供電系統告警點的可靠、正確無誤。
3．要提高主要設備的國產化水平。為了消除供電系統潛在的不可預見的不可靠因素，大容量的UPS系統、機房專用空調系統、通信協議要逐步國產化。國內組裝的柴油發電機組的質量并不低于原裝進口的，國內生產的高頻開關電源也已達到世界先時水平，因此應大力提倡國產化。在國內，穩壓器已不僅單純是起穩壓作用，而是綜合保護裝置，蓄電池再經過一段時間的改進，也應大力提倡國產化。
4．不斷提高技術裝備水平。可靠性是供電系統的第一要務，技術裝備水平是影響供電系統品質的最重要的因素，要積極采取新技術、新產品。衡量新技術、新產品的第一標準就是要可靠。
5．積極推進分散供電的實施。現在實施分散供電方式已經具備條件，用戶對信息網的可靠性要求也愈來愈高，為了避免因供電系統故障導致大面積通信中斷的后果，所以要采用分散供電。
6．加強統計分析、技術支撐工作。世界上的發達國家，很重視對系統和設備運行情況統計，根據大量的真實數據進行綜合分析，評估可靠性，可信度比較高。我國在這方面有較大的差距，應當根據判據要求，認真、真實地做好大量的統計工作，從而了解我國的供電系統在可靠性方面的真實水平，并從中不斷發現薄弱環節，予以改造，達到不斷提高供電系統品質的目的。要做好這些工作，沒有高質、高效、專門的技術支撐單位是做不好的。
7．加強管理。管理是科學，管理工作到位，可以提高供電品質。而現在存在的問題是，在一些地方，電源技術維護組織很不健全，甚至無人管理。
8．要培養一批在一線工作的高技術人才。由于一些大的局站在電源割接時曾多次發生供電中斷的惡性事故，并且持續的時間較長，因此在每次割接前一定要先檢查閘刀、開關是否運作正常，認真核準割接程序。由此也折射出一個問題，就是在一線工作的技術骨干太少，技術素質還有待提高。所以，當前UPS電源系統的技術維護工作是重點。
