山特UPS电源3C3Pro80KVA通讯大功率设备应用

山特UPS电源大功率设备西安青鹏科技(西安UPS电源3C3Pro80KVA重庆渝中分公司)山特UPS电源3C3Pro80KVA通讯基站大功率设备应用曾经,通讯基站的稳定运行一直是运营商们头疼的问题。然而，随着科技的不断进步，山特UPS电源3C3Pro80KVA应运而生，为通讯基站的大功率设备应用提供了全新的解决方案。
这款UPS电源设备具有极高的稳定性和可靠性，能够有效应对通讯基站设备运行中的突发情况。不论是电力波动、电力中断还是其他不可预测的电力问题，山特UPS电源3C3Pro80KVA都能够迅速响应并提供可靠的电力保障。
通讯基站山特UPS电源3C3Pro80KVA的产品痛点、优点和使用场景分析如下：
本文对运行中的高速铁路电力箱变内使用的UPS电源存在的问题进行了分析，提出了解决办法和建议。
一、山特UPS电源3C3Pro80KVA通讯基站大功率设备应用问题的提出:
高速铁路的列车行驶是靠CTCS2、CTCS3列控系统控制来实现的。为了确保列控系统的正常运行,铁路沿线建有大量信号基站、通讯基站、光纤直放站。这些基站、光纤直放站的工作电源依靠沿线10kV一*电力贯通线及10kV综合电力贯通线来供电。为了满足信号基站、通讯基站、光纤直放站用电,高速铁路沿线50～60km建有一座10kV电力配电室,配电室的一次系统见图1。
铁路沿线2～3km设置一处电力箱变。电力箱变由10kV一*负荷贯通线和10kV综合负荷贯通线同时供电,低压侧分别给负载供电并互为备用,见图2。
为了满足供电可靠性，对沿线供信号基站、通讯基站、光纤直放站供电的配电室、电力箱变采用SCADA系统进行监控，实现对配电室及电力箱变设备运行状态的遥控、遥测、遥信、遥调、遥视、保护及调度管理并辅助完成事故分析及处理。
为了*证电力箱变控制系统的可靠运行,在箱变内配置了容量1～5kVA的UPS电源和阀控式密封铅酸蓄电池作为电力箱变控制工作电源的备用电源。电力箱变内所配UPS电源的主要作用:
1）为远动设备RTU提供备用电源，在10kV一*电力贯通线或10kV综合电力贯通线其中一路因故障或检修停电，两路电源在进行切换的过程中，不会导致远动设备短暂失电而停止运行或重新启动。
2）在一*10kV电力贯通线和10kV综合电力贯通线两路电源均停电的情况下,为远动设备和低压断路器提供操作电源,实现远程操控功能。
3）为箱变内二次保护系统提供工作电源。
通讯基站山特UPS电源3C3Pro80KVA产品痛点：
    1. 高价：山特UPS电源3C3Pro80KVA的价格较高，可能超出一些中小型通信基站的预算；
    2. 安装、维护成本高：山特UPS电源3C3Pro80KVA的安装和维护需要专业技术人员，并且可能需要进行额外的空调、散热设施等配套措施，增加了成本；
    3. 耗电量较高：由于功率较大，山特UPS电源3C3Pro80KVA的耗电量相对较高，可能会增加运营成本。
通讯基站山特UPS电源3C3Pro80KVA优点：
    1. 高可靠性：山特UPS电源3C3Pro80KVA采用了*品质的电池和稳压技术，能够提供稳定可靠的电力支持，降低通信基站因电力故障而停机的风险；
    2. 大容量：80KVA的容量足够满足大部分通信基站的用电需求，能够提供持久的电力支持；
    3. **率：山特UPS电源3C3Pro80KVA具有**的转换率和低能耗，提供更稳定可靠的电力输出，同时降低能源浪费；
    4. 多重保护功能：该UPS电源具备过载、短路、过压、欠压等多种保护机制，保障通讯设备的安全运行。
总体来说，山特UPS电源3C3Pro80KVA适用于对电力稳定性要求较高的场景，虽然价格较高，但能提供可信赖的电力保障。
二、目前高铁电力箱变UPS电源存在的问题
据某供电段统计,某客运专线全长189km,有104座箱变,自开通后两年半的时间里电力箱变所配置的UPS电源共发生故障84件。有些箱变配备的UPS电源在开通两年半的时间内发生两、三次故障。电力箱变用UPS电源频繁故障的问题,在其它高速铁路电力箱变运行中也时有发生。UPS电源故障的频繁发生严重威胁了高铁铁路的列车运行安全。经过对发生故障的UPS电源拆解、分析,其故障原因主要有以下几个方面。
1.UPS电源使用环境温度问题
目前高铁电力箱变使用的商用UPS电源,采用的大都是办公室使用的商用UPS电源。适用运行环境温度一般为0℃～40℃。由于我国南北温差较大,在华北、东北、西北地区冬季环境温度在负-20℃～-30℃左右。夏季室外气温高达38℃,由于高铁电力箱变是金属外壳,虽然箱体做了隔热处理,在夏季箱变内温度随着环境温度升高有时会达50℃~60℃左右。箱变温度变化曲线见图3,恶劣的使用环境超出了传统UPS电源的设计使用条件,导致UPS电源不能启动、保护性关机或损坏。
2.粉尘与凝露造成的问题
据国内某大型UPS厂商统计,1～10kVAUPS电源的故障原因中,接近30%的UPS电源故障都与凝露、灰尘有关。由于成本、环保及工艺复杂等原因,传统UPS电源厂商很少对其电路板做防潮、防腐、防尘的三防处理。一般的UPS电源都应用在办公室、机房、民用住宅等使用环境比较好的场合,不做三防处理UPS电源故障可能还不是很突出;而铁路电力箱变的UPS电源使用环境普遍比较恶劣,这是故障多的一个重要原因。在海边使用的UPS电源电路板未做三防处理电路板烧损情况见图4。
UPS电源在工作时会产生一定的热量,当采用风冷散热时,UPS电源便具有了“吸尘器”现象,将空气中的粉尘吸入UPS电源内部。粉尘粘附在风扇或电路板上,影响UPS散热,并有造成电路板短路的风险。如京沪高铁某区段箱变UPS电路板因粉尘导致的短路故障,见图5。
UPS电源对环境湿度有着严格要求,使用环境湿度10%～90%不能结露。湿度过高在遇冷气时会在设备内形成水雾或细水珠,尤其在南方潮湿的雨季,结露容易造成电路板短路。传统UPS电源一般按照IEC529-598规定的IP20等*设计,即可以防止直径大于12.5mm的外物侵入,防止手指接触内部零件,没有对湿度的防护要求。高速铁路电力使用的UPS电源装于箱变内户外使用,箱变内没有温、湿度调节系统,使用环境恶劣
3.设计裕量问题
对于1-5kVA的UPS电源生产厂家基于制造成本的考虑,各项设计裕量都会留得比较小,在元器件选型时也是尽量选择可用又便宜的器件。有的厂商为了降低生产成本,IGBT选型规格过于临界,当UPS电源在带有冲击性负载或过载时容易造成IGBT击穿。
4.部分元器件超规使用问题
京沪高铁某区段使用某*牌UPS电源频繁故障,分析其原因主要是无充电电压,经厂家分析故障原因是,为了节省成本,提高了风扇的供电电压,使得风扇超规工作烧损,*终导致开关管过热而损坏。类似小裕量低成本的设计,对于一般常规的应用可能没有问题,但铁路的使用环境和电网质量要恶劣,不加改进直接使用会有极大的风险。
很多UPS电源厂商选用低价的铁粉类磁芯加工电感,但铁粉类的磁芯有一个致命缺陷:老化问题。这类磁芯随着使用时间的推移,性能会逐渐下降,电感量会逐渐降低。当电感量降低到一定程度,电感就会失效,导致机器故障。图6是某*牌UPS电源使用的铁粉芯电感老化后的情况。
类似的例子还有很多,这些传统UPS虽然有很多器件超规使用,但由于它们的使用环境相当较好,同时绝大多数客户的负载量都不是很大,所以机器的故障率还不是很大;但直接将这些UPS电源应用于铁路市场,由于电网及负载的特性差异,故障率就非常明显了。
5.蓄电池使用环境温度问题
在高速铁路电力箱变使用的UPS电源所配蓄电池,为阀控密封铅酸蓄电池。阀控密封铅酸蓄电池允许使用环境温度范围为-15℃～45℃,蓄电池厂家建议使用温度为5℃～30℃。温度对蓄电池使用寿命的影响是很大的,环境温度升高将加速蓄电池内部水分的分解,在恒压充电时,高的室温环境,充电电流将增大,导致过充电。电池长期在超过标准温度下运行,则温度升高10℃,蓄电池的寿命约降低一半。在低温充电时,将产生氢气,使电池内压增高,电解液减少,蓄电池的使用寿命也会缩短。高速铁路使用的箱变运行环境温度在-30℃～60℃的环境内,夏季箱变内温度可达
50℃～60℃。在冬季有些地区箱变内温度在负的20℃至负的30℃左右。在这种温度下传统的蓄电池会因为在低温下内阻增大,使电池不能进行正常的充电、放电。而在高温下造成蓄电池严重失水和膨胀变形,这些都影响了UPS所配阀控密封铅酸蓄电池的运行寿命。
同时，通讯基站山特UPS电源3C3Pro80KVA设备还具备出色的通讯功能，能够与基站设备实现无缝对接。通过自动识别和智能控制，山特UPS电源3C3Pro80KVA能够实时监测和调整电力输出，确保基站设备始终处于好的运行状态。
通讯基站山特UPS电源3C3Pro80KVA使用场景：
    1. 通信基站：山特UPS电源3C3Pro80KVA适用于各种类型的通信基站，为其提供稳定的可靠电力支持，确保不间断通信；
    2. 数据中心：数据中心对电力的稳定性和可靠性要求较高，山特UPS电源3C3Pro80KVA能够为数据中心提供稳定电源保障，防止数据丢失和机器损坏；
    3. 网络设备：对于一些重要网络设备，如路由器、交换机等，使用山特UPS电源3C3Pro80KVA可以防止因电力波动或中断而导致的设备故障；
    4. 其他对稳定电力要求较高的应用场景，如医疗设备、工业自动化等。
三、解决办法
1.加强器件选择,提高器件的耐高、低温的能力
如辅助电源芯片选用高等*的产品,电阻选用陶瓷电阻。辅助电源采用比较大的裕量设计,*证低温下工作的可靠性。设置温度控制单元,采用风扇调速技术,在温度低的时候风扇转速降低,机器工作温度上升后自动提高转速加大通风量。满足铁路的负30℃～60℃的运行环境。在UPS电源招标时要杜绝低价中标的问题。
2.电路板的三防处理
UPS电源在制作时所有的电路板都要进行防尘、防潮、防腐的环保三防漆处理。进风口加装防尘网,减少粉尘的进入,防止因凝露、粉尘造成电路板的短路故障。
3.UPS电源在设计时,增大电路板及器件的设计裕量
选用铁硅磁芯的电感,解决铁粉芯电感老化快问题。提高IGBT的带载容量选择,解决带冲击性负载或过载时IGBT损坏问题。加大电路板铜箔截面和间距,提高抗短路能力。
4.采用卷绕式铅酸蓄电池
由于卷绕式铅酸蓄电池采用了螺旋卷绕技术,其极板与极板之间的间隙极小,且其酸是固体酸,并能被玻璃纤维网所吸附,整个结构是很紧密的。在高温下,其基本不存在冒气冒泡的现象,在低温下,其更没有液态酸可冰冻,因此也不存在电流输出减少的问题。相对于我国的北方寒冷的天气和南方炎热的天气而言,使用卷绕式铅酸蓄电池将会更安全可靠,实现免维护。在研究中曾了委托河北省产品质量监督检验院对卷绕式蓄电池进行了检验,主要针对常温IC放电容量,低温负40℃放电容量。低温负40℃1/5IC放电容量,高温60℃IC放电容量,高温60℃1/5IC放电容量进行了测试,经河北省产品质量监督检验院检定在低温负40℃时放电时间202分钟,在高温60℃时放电时间达到313分钟,满足铁路电力设计要求的放电时间不小于2小时的规定。
5.增加蓄电池的日常管理功能
传统的UPS不间断电源对所配的蓄电池没有管理功能,蓄电池质量不行了就进行更换的办法,造成了蓄电池的频繁更换。为了提高蓄电池的使用寿命,增加蓄电池的定期在线活化功能,UPS电源按照设定的周期自动对蓄电池进行活化,延长了后备电池的使用寿命。活化放电量为电池容量的20%,即*证了电池的充分活化,又留有足够的蓄电池能量,确保后备供电的时间要求。
不仅如此，这款设备还具备**节能的特点。通过先进的能量管理系统和智能控制技术，山特UPS电源3C3Pro80KVA能够根据设备负载的实际需求进行动态调整，**限度地降低能耗，提升节能效果。
值得一提的是，山特UPS电源3C3Pro80KVA还具备强大的扩展性。无论是单机应用还是多机并联，都能够满足不同规模基站的需求。同时，其模块化设计也为后续的维护和升*提供了极大的便利。
综上所述，山特UPS电源3C3Pro80KVA是通讯基站大功率设备应用中的的利器。其的稳定性、可靠性和**节能特点，使得通讯基站能够持续稳定地提供服务，为移动通信行业的发展做出重要贡献。让我们一同期待它在未来的应用中发挥更加重要的作用吧！