第6章通信电源设备

1第6章通信电源设备2§6通信电源设备通信配电开关电源蓄电池油机发电机组通信局(站)的防雷接地安全用电3§6.1通信配电电源在通信中的地位及组成交流供电系统直流供电系统变配电系统的维护4•电源在通信中的地位•通信电源的组成§6.1.1电源在通信中的地位及组成51.电源在通信中的地位-网络运行需要不间断的能源：交直流不间断电源网络运行需要合适的温湿度：空调系统-网络运行需要安全的环境：动力环境监控系统62.通信电源的组成通信局（站）中的电源设备及设施通信电源的组成7（1）通信局（站）中的电源设备及设施交流市电引入线路高低压局内变电站设备自备油机发电机组整流设备蓄电池组交直流配电设备UPS……（如DC/DC、DC/AC等）8（2）通信电源的组成通信电源专指对通信设备直接供电的电源通信设备的供电类型–交流供电：无线寻呼、卫星地球站……–直流供电：程控交换、光通信、微波通信、移动通信设备……不间断电源–交流不间断电源–直流不间断电源–蓄电池910整个电源系统划分为三个部分–第一级电源：交流市电和发电机组这一级是保证提供能源，但不保证不间断–第二级电源：交流不间断电源和直流不间断电源主要保证电源不间断–第三级电源：通信设备内部的DC/DC变换器、DC/AC逆变器及AC/DC整流器第三级电源主要是提供通信设备内部各种不同的交、直流电压要求，常由插板电源或板上电源提供1112交流系统包含有高压市电进线及分配、低压市电的分配、油机发电机组、交流配电，相当于电源分级的第一级电源，主要作用是保证提供能源。在电力网中通过高压配电，将35KV以上的高压降到6～10KV高压送到企业变电所及高压用电设备，再通过降压变电站降至380/220V市电，然后供给整流设备和照明设备等供电。§6.1.2交流供电系统13较大容量的局（站）设置低压配电房用来接受与分配低压市电与备用油机发电机电源。低压配电房中安装的电气设备包括低压配电屏、油机发电机组控制屏（一般在油机房）、市电/油机电转换屏等设备–低压配电屏主要用来进行受电、计量、控制、功率因数补偿、动力馈电和照明馈电等功能。14§6.1.3直流供电系统集中供电方式分散供电方式集中供电方式是将包括整流器、直流配电屏及直流变换器和蓄电池组等在内的直流电源设备集中安装在电力室和电池室。分散供电方式–半分散方式是把整流器与蓄电池及相应的配电单元等设备安装在通信机房或邻近房间中，向该通信机房中的通信设备供电–全分散供电系统中，每列通信设备的机架内都装设了小型基本电源系统（包括整流模块、交直流配电单元、蓄电池）15§6.1.4变配电系统的维护目前基站上普遍采用户外型油式变压器变压器油的作用是：绝缘、散热、灭弧维护要点–颜色，新油通常为淡黄色，长期运行后呈深黄色或浅红色。如果油质劣化，颜色就会变暗，并有不同的颜色；如果油质发黑，则表明油炭化严重，不能使用–观察油质的透明度16检测项目检查内容检查要求专用变压器油位油位高于刻度尺的1/3变压器接地系统距机房地网边缘30m以内时，变压器地网与机房地网或铁塔地网之间，应每隔3～5m相互焊接连通一次空开连接安装、固定可靠，标志醒目，各接线端子电气接触良好双掷开关空开连接安装、固定可靠，标志醒目，各接线端子电气接触良好电气设备双掷开关容量符合要求电力电缆地埋长度及深度埋地长度30米以上，钢管埋地深0.7m电力避雷系统1．地埋进站：环绕机房敷设的直埋钢管，其钢管两端应与基站接地系统就近焊连2．无条件地埋的：架空线路上方设避雷线，电力线应在避雷线的25°角保护范围内，避雷线应在离机房直线距离20m以上50m以内的每根电线杆处作一次接地变配电系统巡视维护注意事项（1）17配电箱空开连接空开容量符合要求，独立连接，无复接现象电气设备1．配电箱内各种接线连接正确并牢固2．配电箱内必须加装电涌保护器接地系统保护接地母线线径必须大于70mm2开关电源架连接情况高频开关组合电源配置应根据不同设备类型对电流需求，配置适宜的空气开关或熔断器（32A、63A、100A、125A）接地系统应加装安全防护罩，并有可靠接地整流模块固定情况高频开关组合电源架应安装牢固、模块正确安装变配电系统巡视维护注意事项（2）18§6.2开关电源高频开关电源概述艾默生开关电源系统19§6.2.1高频开关电源概述开关电源，广义上是由交、直流配电模块、监控模块、整流模块等组成的直流供电系统，在此主要是指整流模块高频开关整流器的组成高频开关电源的分类控制电路监控模块故障处理及维护201.高频开关整流器的组成主电路控制电路检测电路辅助电源21从交流电网输入直流输出的全过程，包括：–输入滤波：将电网存在的杂波过滤，同时阻碍本机产生的杂音反馈到公共电网。–整流滤波：将电网交流电源直接整流为较平滑的直流电，以供一级变换。–逆变：将整流后的直流电变为高频交流电，这是高频开关的核心部分，频率越高，体积、重量与输出功率之比越小。当然并不是频率越高越好，还涉及到元器件、成本、干扰、功耗等多种因素。–输出整流滤波：根据负载需要，提供稳定可靠的直流电源。（1）主电路22（2）控制电路从输出端取样，经与设定标准进行比较，然后去控制逆变器，改变其频率或脉宽，达到输出稳定根据测试电路提供的数据，经保护电路鉴别，提供控制电路对整机进行各种保护措施。23（3）检测电路提供保护电路中正在运行中各种参数提供各种显示仪表数据给值班人员观察、记录24（4）辅助电源提供所有单一电路、所有不同要求的电源252.高频开关电源的分类DC/AC变换电路是开关电源的主要组成部分根据DC/AC变换电路工作原理不同分类：–PWM型–谐振型PWM型开关电源具有控制简单，稳态直流增益与负载无关等优点，但其开关损耗随开关频率的提高而增加，故限制了开关电源频率的进一步提高谐振型开关电源则可使开关电源在更高的频率下工作而开关损耗很小，其又可分为串联谐振型、并联谐振型和准谐振型几种263.控制电路控制电路功能–频率可在较宽范围内预调的固定频率振荡器–占空比可调节的脉宽调制功能–死区时间校准器–一路或两路具有一定驱动功率的输出–禁止、软启动和电流、电压保护功能控制电路正向高频化、智能化、小型化发展274.监控模块监控模块的主要功能–信号采集功能：能采集直流输出电压、负载及其主要分路电流、电池充放电电流、交流输入电压、交流电流、交流频率等模拟量，应能采集熔丝断开，电池开关状态、烟雾、门禁等开关量。–参数设置功能：能设置直流输出电压等告警上下限、负载电流等的量程。–历史文件记录：能记录故障历史。–通信功能：有远程及本地通信功能、故障信息的自动上报功能，与各整流模块微处理器的数据通信功能。–控制功能：能控制整流模块的开关机、浮充/均充/测试转换、并机均流等。–电池管理功能：电池充电自动控制，放电电流及安时数的统计。28工作原理–单片机或微计算机对各模拟量进行A/D转换，经标度换算而得模拟量采样结果，若其超过上、下限，则发出告警，若其由超上下限变为正常，则撤除相应告警，并作历史记录。–单片机或微计算机对各开关量进行采样，判断其变化，发出或撤除相应告警，并作记录。–单片机或微计算机从整流模块相连的通信口获取整流模块的运行信息，判断其变化，发出或撤除相应告警，并作记录。–单片机或微计算机运行电池管理程序，实现电池充电的自动控制，放电电流及安时数的统计。–单片机或微计算机运行与上一级计算机通信的程序，若线路已连接，则向上一级计算机传送相应信息。295.故障处理及维护高频开关电源系统具有一定的智能化，具有智能接口能与计算机相连实现集中监控，当系统发生故障时，系统监控单元码能显示故障事件发生的具体部位、时间等。维护人员利用监控单元信息初步判断故障的性质，再根据故障现象进行分析，作出正确检查、判断并处理系统检查维修的基本步骤开关电源的故障类型30（1）系统检查维修的基本步骤首先查看系统有无声光告警指示。由于开关电源系统各模块均有相应的告警提示，如整流模块故障后其红色告指示灯点亮，同时系统蜂鸣器发生声告警。再看具体故障现象或告警信息提示。如观察具体故障现象与监控单元告警单元提示是否一致，有无历史告警信息等，有时可能出现无告警但系统功能不正常的现象。根据故障现象或告警信息，作出正确的分析及形成处理故障的检修方法，即可完成故障检修。31（2）开关电源的故障类型正常告警类故障：发生时，系统配电模块、整流模块会有相应的故障指示，查看监控单元有相应的告警信息，各监控单元提示的故障信息与实际情况一致。32非正常告警类故障：发生时，虽然系统有故障灯亮、告警声响等现象，但情况与监控单元告警信息不一致或监控单元无相应告警信息。–系统告警类的典型特征是系统对应部位声光告警，如交流配电发生故障会发生配电故障灯亮，或有蜂鸣器告警；模块发生故障会出现模块灯亮；监控有当前告警时监控单元灯亮，或有蜂鸣器告警。在处理时，一般先按正常告警方法检修，查不出故障时按非正常告警方法检修。–在配电故障中，可依据监控告警信息，找出可能发生的故障部位。交流配电故障中，可分为交流电故障及交流输入回路（及后续电路引起交流输入回路）故障；直流配电故障中，可分为输出电压故障、电池支路及输出支路故障。–监控通信故障中（监控单元告警，其他部位无告警），可依据交、直流屏通信中断，模块通信中断等方面去梳理。–模块故障依据告警性质不同（红、黄灯不同）分析属模块内部故障还是风扇故障33功能丧失不告警故障：发生时系统的功能发生异常或丧失，但系统无任何告警提示。性能不良不告警故障：发生时系统检测的参数不符合系统性能指标，发生检测不准或参数不对等情况。–系统不告警类故障在交流配电中的故障现象如指示灯损坏、电路板损坏及当交流过压、欠压时的保护等。34例：各整流模块间均流不正常故障现象：模块间输出电流不均衡，不均流度大于5%，或某一模块总是偏大或偏小35交流配电单元HD4850-2整流模块直流配电单元监控模块日常维护§6.2.2艾默生开关电源系统36供电方式–系统：三相或单相–模块：单相市电切换：手动切换机械互锁交流范围：120～290VAC重要器件：空气开关、交流接触器、防雷器1.交流配电单元37交流配电板件交流采样板A14C3S1：–两路交流输入采样，经隔离降压后输出两组交流信号，分别供交流保护与交流检测用。交流逻辑板A4485C2：实现交流过/欠压保护、缺相保护（可选择）高压启动、低压驱动逻辑判断交流驱动板A4485C1：–提供交流控制辅助电源以及交流接触器高压吸合、低压维持电压。38（4）防雷方案C级防雷：指示窗显示绿色表示完好；红色表示损坏–作用：防止出现安全事故，保护设备D级防雷：绿灯亮表示完好；不亮表示损坏392.HD4850-2整流模块40（1）整流模块主要功能和特点限功率短路回缩热插拔保护和告警功能低差自主均流无级限流防尘和风扇控制41风扇控制技术和防尘风扇采用温控无级调速，当模块温度低于60°C时风扇处于停转状态（最大的延长风扇寿命）,温度高于60°C时，风扇起转，转速随温度的提升而提高。风扇开路或短路时，模块告警。风扇前面安装有可重复使用的防尘网。风扇、防尘网均可直接用手进行拆卸且无需关停模块。风扇更换时间≤1min，防尘网清洗时间≤1min。42指示灯说明–电源指示灯（绿）：交流指示–保护指示灯（黄）：交流过压（297±7V保护，285±5V恢复）交流欠压（115±5V保护，125±5V恢复）模块过温（95℃以上保护，85℃以下恢复）模块关机保护，保护原因消除后，模块可自动恢复工作–故障指示灯（红）：输出过压，关机保护，不可恢复。风扇在60℃以上发生故障，风扇故障不关机。（2）操作和维护433.直流配电单元电池熔丝电池分流器负载分流器电池保护接触器直流板件非重要负载负载下电接触器重要负载转接板44（1）负载下电和电池保护电池欠压告警值：45V负