通信電源技術(shù)

通信電源技術(shù)

疑問？問：1、電壓為何為-48V？2、為什么是正極接地？

培訓目標了解通信電源種類1了解設備組成2掌握維護方法3掌握基本防護方法4

通信設備對電源的一般要求

可靠性高：穩(wěn)定性高：效率高：現(xiàn)代通信對電源系統(tǒng)的新要求模塊化：自由組合擴容互為備用低壓、大電流，多組供電電壓需求能實現(xiàn)集中監(jiān)控：自動化、智能化：小型化通信電源系統(tǒng)的構(gòu)成１通信電源系統(tǒng)的構(gòu)成2某小局站交直流系統(tǒng)圖大局站動力系統(tǒng)組成圖變電站高壓開關(guān)屏變壓器低壓配電屏發(fā)電機組監(jiān)控系統(tǒng)蓄電池空調(diào)開關(guān)電源UPS交流供電系統(tǒng)通信機房直流供電系統(tǒng)接地系統(tǒng)通信電源設備概述高壓開關(guān)柜 較大的局站一般都由市電高壓網(wǎng)供電。為了保證可靠供電，通常都由兩個不同的變電站引入兩路高壓。為了控制兩路高壓，可以采用成套高壓開關(guān)柜。高壓開關(guān)柜來自兩個不同供電局變電站的兩路高壓經(jīng)戶外隔離開關(guān)、電流互感器、高壓斷路器接到高壓母線，然后經(jīng)隔離開關(guān)、計量柜、測量及避雷器柜、出線柜接到降壓變壓器。杭州電信交換局站交流供電方式表

序號

類別

局站名

數(shù)量

特點1兩路高壓引入、采用一用一備供電方式（高壓配電屏）武林、景芳、西湖、江城、惠興、水漾、左家7市電倒閘操作復雜，供電靈活，供電可靠。2兩路高壓引入、采用二路主用供電方式（環(huán)網(wǎng)陽光、東新、文一路。3市電操作操作結(jié)構(gòu)較復雜，供電靈活。3一路高壓，采用高壓配電屏形式。大關(guān)1倒閘操作較復雜、供電較靈活，供電較可靠。4一路高壓引入，采用環(huán)網(wǎng)柜形式。高沙、賬務中心等4倒閘操作簡單，供電較靈活。5一路高壓，采用負荷開關(guān)（墻隔離）或箱式變壓器。濱江、三里亭等27供電形式單一、供電可靠性較差。6低壓引入。凱旋、周浦、三墩、七堡等32供電可靠性差，輸出交流電壓無法調(diào)節(jié)通信電源設備概述電力變壓器電力變壓器完成輸入的交流電壓升高或降低的作用。主要由鐵芯和繞組組成。電力變壓器變壓器按冷卻方式分為油浸式變壓器、干式變壓器。通信電源設備概述交直流配電屏

低壓交流配電屏：是連接降壓變壓器、低壓電源和交流負載的裝置，它可以完成市電和備用電源轉(zhuǎn)換、負載分路和保護、測量、告警等作用。直流配電屏：是直流供電系統(tǒng)的樞紐，它能將直流電源和各種直流負載連接起來，并能完成負載分路、工作方式轉(zhuǎn)換、測量、告警和保護等作用。交流供電系統(tǒng)圖直流供電系統(tǒng)圖通信電源設備概述高頻開關(guān)整流電源亦稱無工頻變壓器型開關(guān)整流器，因其具有高效、節(jié)能、功率密度大等優(yōu)點，目前已廣泛用于通信電源系統(tǒng)。產(chǎn)品模塊化。開關(guān)電源基礎交流電經(jīng)過整流，可以得到直流電。為了得到穩(wěn)定的直流電壓，必須采用穩(wěn)壓電路來實現(xiàn)穩(wěn)壓。按照實現(xiàn)方法的不同，穩(wěn)壓電源可分為三種：線性穩(wěn)壓電源、相控穩(wěn)壓電源、開關(guān)穩(wěn)壓電源。線性穩(wěn)壓電源線性穩(wěn)壓電源特點線路簡單干擾小對輸入電壓和負載變化的響應非?？旆€(wěn)壓性能好功率轉(zhuǎn)換效率太低。開關(guān)型穩(wěn)壓電源開關(guān)穩(wěn)壓電源特點功率轉(zhuǎn)換效率高，發(fā)熱少、體積小、重量輕對電網(wǎng)電壓大范圍變化具有很強的適應性電壓、負載穩(wěn)定度高線路復雜電磁干擾和射頻干擾大。開關(guān)電源組成高頻開關(guān)整流器通常由工頻濾波電路、工頻整流電路、功率因數(shù)校正電路、直流-直流變換器和輸出濾波器等部分組成

國產(chǎn)某系列開關(guān)整流器原理組合電源外觀中興公司整流模塊ZXD5000100A中興公司整流模塊ZXD5000100A中興公司整流模塊ZXD240050A中興公司整流模塊ZXD240050A整流模塊（愛默生）HD4825-3型高頻開關(guān)模塊每個模塊輸出電流25A整流模塊（愛默生）面板和背板監(jiān)控模塊（愛默生）監(jiān)控模塊PSM-A10前面板上有背光液晶顯示屏、鍵盤；在機柜內(nèi)部左上側(cè)M2442X1板上有RS232通信接口、告警輸出干接點和MODEM電源接口等監(jiān)控模塊前視圖（愛默生）1.告警指示燈2.監(jiān)控運行指示燈3.液晶顯示屏4.操作控制鍵盤5.定位銷通信電源設備概述直流－直流變換器（DC/DC） 通信電源的基礎電源是-48V，然而通信設備中還需要±12V、±5V、±24V等直流電源。這些不同種類的直流電源要由DC-DC變換器來提供；另外，在上節(jié)的高頻開關(guān)整流器中，DC-DC變換器也是它的重要組成部分。某DC-DC模塊原理圖DPC48-3DC-DC模塊示意圖DC/DC模塊有24V、12V、6V共3路輸出每路功率為：24V/4.2A，12V/8.4A，6V/5A。DPC48-3DC-DC模塊前面板1．24VI工作指示燈2．24VII工作指示燈 3．12VI工作指示燈4．12VII工作指示燈5．6VI工作指示燈 6．6VII工作指示燈

7．拉手 8．安裝孔位DPC48-3DC-DC模塊前面板（1）6V支路輸出接口II（2）6V支路輸出接口I（3）12V支路輸出接口II（4）12V支路輸出接口I（5）6V支路輸出接口II（6）6V支路輸出接口I（7）48V輸入接口（8）配置設置撥碼開關(guān)（9）工作檢測接口交直流配電柜通信電源設備概述交流不間斷電源（UPS）

UPS是英文UninterruptiblePowerSystem的縮寫，即不間斷電源，但人們一般習慣稱之為UPS電源。UPS電源不僅僅是一個備用電源，而且是電源凈化設備。隨著計算機、各種辦公設備、精密電子儀器的普及，UPS電源得到了廣泛的應用。常用的UPS包括在線式UPS、后備式UPS。由于在線式UPS的輸出總是由逆變器來提供的，所以它能提供負載干擾更小、精度更高的電源。UPS外觀通信電源設備概述通信逆變器（DC/AC） 逆變器主要把由市電整流濾波后的直流或來自蓄電池的直流電，逆變成頻率穩(wěn)定、電壓穩(wěn)定、波形失真小的交流電。一類是UPS電源中的逆變器，另一類是通信逆變器。通信逆變器的輸入-48V，一般輸出50HZ、單相220V/三相380V交流電，也輸出25HZ、75V的鈴流。它在通信中使用廣泛。目前逆變器普遍采用脈寬調(diào)制技術(shù)（PWM技術(shù)）及波形疊加技術(shù)。通信電源設備概述柴油發(fā)電機組柴油發(fā)電機組是通信電源設備中的重要組成部分，當市電停電時間較長時，起動發(fā)電機。柴油發(fā)電機柴油發(fā)電機主要要求：隨時起動、運行可靠、指標達標、保證供電、電氣性能滿足通信設備的要求。柴油發(fā)電機現(xiàn)代柴油發(fā)送機組由柴油機、三相交流無刷同步發(fā)電機、控制箱、散熱水箱、燃油箱、聯(lián)軸器、消聲器、波紋管及公共底座等組建組成。柴油發(fā)電機冷卻系統(tǒng)潤滑系統(tǒng)燃油系統(tǒng)進排氣系統(tǒng)電氣系統(tǒng)柴油機工作原理

內(nèi)燃機的工作過程，就是按照一定的規(guī)律，不斷地將燃料和空氣送入氣缸，并在氣缸內(nèi)著火燃燒，放出熱能。燃氣在吸收熱能后產(chǎn)生高溫高壓，推動著活塞作功，將熱能轉(zhuǎn)化為機械能。發(fā)電機組概況

市本級22個交換局站無自備柴油發(fā)電機組（其中代維點有15個），占所有交換局站的30%?，F(xiàn)有分公司電力機房使用發(fā)電機組品牌分布如下表：通信電源設備概述蓄電池 蓄電池是將電能轉(zhuǎn)化為化學能存儲起來，需要時再將化學能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N儲能裝置。通信中主要用在UPS的后備電源和與整流設備組合的直流浮充供電系統(tǒng)中。電池產(chǎn)品技術(shù)要求使用壽命長：電池工作環(huán)境以及循環(huán)充放電的頻次有關(guān)。充放電頻率越高，電池使用壽命越短。常見的通信電池使用壽命一般10年左右。安全性高：電池電解質(zhì)為硫酸溶液，具有強腐蝕性；對于密封電池，電池的電化學過程會產(chǎn)生氣體，增加電池內(nèi)部壓力，壓力超過一定限度時會造成電池爆裂，釋放出有毒、腐蝕性氣體、液體，因此電池必須具備優(yōu)秀的安全防爆性能。一般密閉電池都設有安全閥和防酸片，自動調(diào)節(jié)蓄電池內(nèi)壓，防酸片具有阻液和防爆功能。電池規(guī)格及結(jié)構(gòu)參數(shù)1（GFM系列）型

號標稱電壓(V)額定容量(Ah)外形尺寸(mm)重量(kg)C10C3C1LbhHGFM-2002200150110116.8177.636739417.3GFM-200I20517727530019.0GFM-3002300225165164.2177.636739424.5GFM-300I20517727530026.5GFM-4002400300220164.2177.636739428.3GFM-400I28217727530035.5GFM-5002500375275213.6179.636839542.1GFM-500I12420646651234.5GFM-6502650487.5357.5261179.636839548.8GFM-650I20616646651249.0電池規(guī)格及結(jié)構(gòu)參數(shù)2（GFM系列）型

號標稱電壓(V)額定容量(Ah)外形尺寸(mm)重量(kg)C10C3C1LbhHGFM-8002800600440309.4180.6368.5395.556.6GFM-800I21025446651261.0GFM-100021000750550417.6181.636939675.2GFM-1000I21025446651274.0GFM-20002200015001100425356.8370397163.1GFM-2000I518210466512155.0GFM-30002300022501650740357.8370.5397.5242.5GFM-3000I782210466512230.0電池結(jié)構(gòu)①電池槽、蓋——選用超強阻燃ABS塑料；②提手——便于搬運；③正負極群——板柵采用特殊的鉛鈣錫鋁四元合金，抗伸延，耐腐蝕，析氫過電位高；④微細玻璃纖維隔板⑤匯流排——耐大電流沖擊；⑥端子——內(nèi)嵌銅芯，使其電阻最小化，極柱密封采用瑞士專利技術(shù)；⑦安全閥——具有耐酸和良好的彈性恢復能力。鉛酸蓄電池工作原理閥控式密封鉛酸蓄電池在充放電過程中的化學反應如下：放電→PbO2+2H2SO4+Pb＝PbSO4+2H2O+PbSO4

←充電(二氧化鉛)(硫酸)(海綿狀鉛)(硫酸鉛)(水)(硫酸鉛)正極活物質(zhì)電解液負極活物質(zhì)正極活物質(zhì)電解液負極活物質(zhì)鉛酸蓄電池放電特性放電容量與放電電流關(guān)系：放電電流越小放電容量越大；反之，放電電流越大放電容量越小。放電容量與溫度關(guān)系：溫度降低放電容量減少。電池容量和放電電流的關(guān)系電池容量和環(huán)境溫度的關(guān)系充電特性放電后的蓄電池充滿電所需時間隨放電量、充電初期電流、溫度而變化。圖中虛線表示按10小時率額定容量50％放電后定電流[0.1C10(A)]定電壓（2.23V）的電池充電情況。圖中實線表示按10小時率額定容量100％放電后定電流[0.1C10(A)]定電壓（2.23V）的電池充電情況。蓄電池容量的選擇式中，Q──蓄電池容量(安培小時)；I平均──忙時全局平均放電電流；η──設計標準規(guī)定的放電小時率(小時數(shù))；Kn──容量轉(zhuǎn)變系數(shù)，即n小時放電率下，蓄電池容量與10小時放電率的蓄電池容量之比。t──實際電解液的最低溫度。蓄電池室有采暖設備時，可按15℃考慮；無采暖設備時，則按所在地區(qū)最低室內(nèi)溫度計算，但不應低于0℃。25──蓄電池額定容量時的電解液溫度；0.006──容量溫度系數(shù)(即電解液以25℃為標準時，每上升或下降1℃時所增加或減少的容量比值)。不同放電率的放電電流和電池容量放電小時數(shù)電池容量(額定容量的％)放電電流(額定容量的％)10小時放電率100108小時放電率96125小時放電率85173小時放電率75252小時放電率6532.51小時放電率5050通信電源設計初步電池容量的確定整流器的配置交流容量的確定直流容量的確定交流電源線的選擇直流電源線的選擇工程中電池容量常用計算方法在確定了期望的電池支撐時間(或電池放電小時數(shù))T與電池平均工作環(huán)境溫度t以后，電池容量Q與負載電流I之間的關(guān)系可以表達為：Q=KCI其中K=1.25（安全系數(shù)）I：放電電流C：電池容量計算系數(shù)。從下表查詢。不同溫度下C與T值的關(guān)系表每組電池放電小時數(shù)(T小時)0.511.25234568t=5℃時容量計算系數(shù)C1.72.382.753.94.766.037.178.0310.13t=10℃時容量計算系數(shù)C1.622.272.633.734.555.756.857.669.67t=15℃時容量計算系數(shù)C1.552.172.523.564.355.56.557.339.25電池備份方式電池備份分為無備份和1+1備份兩種。無備份時，一組電池可以滿足放電小時數(shù)。1+1備份時，任何一組電池損壞都可以滿足放電小時數(shù)。有時為了選型方便或運行安全，將單組電池容量分成兩組電池，每組電池可以滿足一半的放電小時數(shù)整流器配置方法如果局站近期負荷小、終期負荷大，為了減小近期投資額，可以按照近期負荷容量I進行設計。整流器容量IZ配置計算公式如下：IZ=I+K×ɑ×Q其中IZ：計算的整流器總?cè)萘浚瑔挝话才?；Ｉ：近期或終期負荷電流，單位安培；Ｋ：電池備用系數(shù)。無備份取1，1+1備份取2；

ɑ：充電系數(shù)，取值范圍為0.1~0.2；Ｑ：10小時放電率電池容量，單位Ah。整流器的配置個數(shù)N的確定通過IZ與單體整流器容量的比值取整計算得出。根據(jù)備用方式確定最后需要配置的整流器數(shù)量。交流電力線計算與設計１、按經(jīng)濟電流密度選擇截面積降低能耗和節(jié)約有色金屬是矛盾的。按照現(xiàn)有電價、折舊修理、導線價格和最大負荷利用小時數(shù)折中出經(jīng)濟電流密度。交流電力線計算與設計2、按電壓損失選擇截面積線路具有一定的阻抗，在電流流經(jīng)線路時必然產(chǎn)生電壓降。交流電力線計算與設計3、按機械強度選擇截面積電纜本身的重量、故障情況下的電流之間的作用力、以及外部的冰雪風雨等機械力作用，容易折斷電纜。交流電力線計算與設計4、按發(fā)熱情況選擇截面積導線通過電流，由于電阻損耗使之發(fā)熱，溫度升高，會使絕緣破壞、起火，也使導體機械強度降低，接頭處氧化加劇。Ijs≦KI式中，K為不同敷設條件下的修正系數(shù)，I為標準敷設條件下導線允許通過的持續(xù)電流（查相關(guān)廠家說明書）。這是通信中常用的方法。其它的方法只在必要時進行驗證。直流電力線計算與設計根據(jù)通信設備允許的壓降進行計算1、電流矩法2、固定壓降分配法（應其簡便，工程中常用）固定壓降分配法當某段壓降確定后，可以采用以下公式計算所需的電纜截面積：S＝(I×L×2)/(ρ×V)其中，S：電纜截面積，單位平方毫米；I：最大工作電流，單位安培；ρ：電導率（銅：57，鋁：34）；V：最大允許壓降，單位福特。通信系統(tǒng)的保護和接地接地的重要性：

接地系統(tǒng)是通信電源系統(tǒng)的重要組成部分，它不僅直接影響通信的質(zhì)量和電源系統(tǒng)的正常運行，還起到保護人身安全和設備安全的作用。為什么要接地？1.通信回路接地（工作地）在通信中，將電池組的一個極接地，以減少由于用戶線路對地絕緣不良時引起的串話。為什么要接地？2.保護接地將通信設備的金屬外殼和電纜金屬護套等部分接地，以減小電磁感應，保持一個穩(wěn)定的電位，達到屏蔽的目的，減小雜音的干擾。為什么要接地？3.交流三相四線制中性點接地在交流電力系統(tǒng)中，將三相四線制的中性點接地，并采用接零保護，以便在發(fā)生接地故障時迅速將設備切斷。也可以降低人體可能觸及的最高接觸電壓，降低電氣設備和輸電線路對地的絕緣水平。為什么要接地？4.防雷接地為了避免由于雷電等原因產(chǎn)生的過電壓而危及人身和擊毀設備，應裝設地線，讓雷電流盡快地入地。接地系統(tǒng)的組成1.地接地系統(tǒng)中所指的地，即一般的土地，不過它有導電的特性，并具有無限大的容電量，可以用來作為良好的參考電位。接地系統(tǒng)的組成2.接地體（或接地電極）為使電流入地擴散而采用的與土地成電氣接觸的金屬部件。接地系統(tǒng)的組成3.接地引入線把接地電極連接到地線盤（或地線匯流排）上去的導線。在室外與土地接觸的接地電極之間的連接導線則形成接地電極的一部分，不作為接地引入線。接地系統(tǒng)的組成4.地線排(或地線匯流排)

專供接地引入線匯集連接的小型配電板或母線匯接排。接地系統(tǒng)的組成5.接地配線把必須接地的各個部分連接到地線盤或地線匯流排上去的導線。通信局站接地電阻要求接地電阻適

用

范

圍依

據(jù)<1Ω綜合樓、國際電信局、匯接局、萬門以上程控交換局、2000路以上長話局YDJ20-88《程控電話交換設備安裝設計暫行技術(shù)規(guī)定》<3Ω2000門以上1萬門以下程控交換局、2000路以下長話局<5Ω2000門以下程控局、光纜端站、載波增音站、地球站、微波樞紐站、移動通信機站<10Ω微波中繼站、光纜中繼站、小型地球站YD2011-93《微波站防雷與接地設計規(guī)范》<20Ω微波無源中繼站<10Ω適用于大地電阻率小于100Ω·m，電力電纜與架空電力線接口處防雷接地GBJ64-83《工業(yè)與民用電力裝置過壓保護設計規(guī)范》<15Ω適用于大地電阻率為101~500Ω·m，電力電纜與架空電力線接口處防雷接地。<20Ω適用于大地電阻率為501~1000Ω·m，電力電纜與架空電力線接口處防雷接地。接地系統(tǒng)接地系統(tǒng)圖接地示意圖接地示意圖聯(lián)合接地哪些設備需要做接地設計

機房內(nèi)具有金屬外殼的設備都應該做保護接地。例如，DDF架，雖然是不耗電的設備，其金屬外殼也需要保護接地；機房中一些專門放置小型臺式設備的金屬機架，其架體本身也需要做保護接地。電視機、顯示器等具有加強絕緣塑料外殼的電器，不需要做保護接地。布線要求－I進局的低電壓電纜：進入通信局站的低壓電力電纜宜埋地引入，宜采用具有金屬鎧裝屏蔽層的電纜（或穿金屬管屏蔽）。屏蔽層兩