通信电源基础知识

1通信电源基础知识培训2培训主要内容一、通信电源概述二、通信电源系统的组成三、主要电源设备介绍四、电源技术术语3一、通信电源概述1、通信局（站）供电的特点重要性，供电中断造成的损失大。复杂性，高稳定电源的实现环节多。供电种类多：380V、48V、24V等。供电对象多：通信设备采用直流供电。局内建筑采用交流供电。监控、计费、网管等采用UPS供电。4一、通信电源概述2、通信电源的作用首先提供满足通信设备要求的工作电源；电源的安全、可靠是保证通信系统正常运行的重要条件，好比通信系统的心脏，是不允许中断的。电源中断直接导致网络中断，影响到客户的感知，重则将使整个通信系统陷入瘫痪，带来巨大的经济损失和严重的社会影响。5一、通信电源概述3、通信网络设备对电源的基本要求可靠性高；要求在各个环节多重备份，保证可靠性。稳定性高；电压波动范围、杂音和瞬变电压满足要求。效率高；寿命长，电费成本低。可维护性好；自动化、智能化、模块化6一、通信电源概述4、目前常用的直流供电系统-48V供电。目前为主流的供电制式。采用-48V供电的原因：平衡设备电位，作为良好的电位参考点，降低通信的噪声；“+”极接地减小电缆、设备电化学腐蚀。+24V供电；个别设备仍采用，如ERICSSON的GSM基站，自动控制系统中的控制部件。通信电源系统交流供电系统直流供电系统接地系统监控系统空调系统二、通信电源系统组成8二、通信电源系统组成9二、通信电源系统组成1、组成框图高低压配电市电油机交流配电屏整流器整流器直流配电屏蓄电池逆变器变换器通信设备交流设备其它设备UPS交流设备防雷与接地系统动力与环境集中监控10二、通信电源系统组成2、各组成部分的作用高低压配电：主要有高压配电设备、变压器、低压配电设备组成，实现市电高低压转换和低压电能分配。油机：柴油发电机组，在市电停电期间提供备用交流电源。交流配电屏：输入市电或油机电，为各路交流负载分配电能。UPS:交流不间断电源系统，提供稳定可靠的交流电源。11二、通信电源系统组成整流器电源系统的关键设备，将交流电转变为直流电，一方面通过直流配电屏给通信设备供电，另一方面给蓄电池组充电。蓄电池组交流中断时提供直流电，是直流不间断供电的基础条件。直流配电屏为不同容量的负载分配电能，并在负载异常时产生告警和保护，降低对其它通信设备的影响。变换器DC-DC变换，提供满足通信设备要求的电源。空调通信设备正常运行的外在条件，为通信网设备提供最佳运行的环境温度、湿度和空气洁净度。12高低压配电市电油机交流配电屏整流器整流器直流配电屏蓄电池逆变器变换器通信设备交流设备其它设备10KV380V48VA、正常工作各部分工作过程13高低压配电市电油机交流配电屏整流器整流器直流配电屏蓄电池逆变器变换器通信设备交流设备其它设备10KV380V48VB、市电停电，油机尚未启动各部分工作过程14高低压配电市电油机交流配电屏整流器整流器10KV380VC、油机启动直流配电屏蓄电池逆变器变换器通信设备交流设备其它设备48V各部分工作过程15高低压配电市电油机交流配电屏整流器整流器直流配电屏蓄电池逆变器变换器通信设备交流设备其它设备10KV380V48VD、市电来，进入正常工作各部分工作过程供电方式变电站市电油机转换屏低压配电屏备用发电机组移动电站监控接地交流配电屏整流器直流配电屏蓄电池不间断电源设备通信用空调机架电源通信设备保证建筑负荷一般建筑负荷市电DC/ACDC/DCDC-48V（a）(a)(a)AC220/380V（a）AC380V（b）AC220/380V（b）AC380V（b）220/380V（b）AC220/380V（c）(a)不间断(b)可短时间中断(c)允许中断集中供电17几个常用术语保证负荷：在市电中断的过程中应该由备用电源进行提供，供电等级高，如设备、空调、机房照明、消防等。一般负荷：办公用房、电梯、土建其他用电。保证照明：对应机房内的照明负荷。一般照明：对应一般负荷。事故照明：保证人员继续工作的照明应急照明：消防疏散照明，等级较事故照明高。供电方式18优点：实现简单，代价小，在通信局（站）负荷较小、供电种类少、设备单一时采用。缺点：可控性差，任何一个设备故障都有可能造成电源系统故障，故障面、故障风险大，后果严重。集中供电方式的优缺点供电方式供电方式分散供电20优点：故障的范围面小，可靠性高。各直流供电系统可分层设置，也可以按照通信设备系统设置，设置地点可为单独的电力电池室，也可与设备安装在同一个机房。缺点：代价大，占地面积大，工程实施容易。分散供电方式的优缺点供电方式比较集中供电:是指在通信局（站）内只设一个通信电源供电中心（如电力电池室），所有通信设备都由该供电中心的电源供电。电源设备都集中放置在电力室，各类电池组都集中放置在电池室，因而供电容量大，且无需考虑兼容问题，供电设备的干扰也不会影响通信设备，但不可靠。分散供电:是指在通信局（站）内分设多个通信电源供电点，每个供电点对邻近的通信设备提供独立的供电电源。分散供电方式实际上是指直流供电系统采用分散供电方式，而交流供电系统基本上仍然是集中供电，同一通信局（站）原则上应设置一个总的交流供电系统。分散供电方式总体上供电可靠性高，馈电线耗能小，线料费用省，故现在新建通信大楼都采用分散供电方式。22供电发展的方向交流供配电电源走向集中直流不间断电源走向分散交流不间断电源相对集中通信电源系统的构成-动画演示24三、主要电源设备简介整流器的原理简介蓄电池组的原理简介UPS原理简介油机原理简介空调原理简介接地系统简介25一、开关电源三、主要电源设备简介26整流器工作原理目前常用PWM型开关电源。经历3个发展阶段：线性电源、相控电源和开关电源。线性电源：功率调整管和负载串联分压，调整分压比来保证输出电压不变。相控电源：改变晶闸管的导通相位角来稳压。开关电源：功率器件IGBT处于开关状态，采用PWM方式控制功率器件的开关状态。27线性电源工作原理整流电路工频变压器滤波电路负反馈通信设备380V+UR-UOUNUN=UO-UR说明：通过改变晶体管电压进行稳压。28相控电源工作原理整流电路工频变压器滤波电路负反馈通信设备晶闸管相位控制380Va说明：通过晶闸管导通角a进行稳压。29开关电源工作原理整流电路高频变压器负反馈通信设备IGBTPWM电路380V滤波电路IGBT管工作在开关状态，通断频率高。PWM产生的脉冲宽度控制IGBT导通时间,改变y宽度。y开关电源工作原理工作原理框图交流直流整流逆变技术：二次变流（整流和逆变）目标：交流变为稳定直流开关电源工作原理32频率高、体积小、重量轻，可制成模块式；效率高，寿命长。均流技术使多模块运行,提高系统容量和可靠性。功率因素高，符合环保需要并降低使用成本。智能化给维护工作带来方便。开关电源成为通信网的主导基于以下主要特点：开关电源的主要特点开关电源分类组合开关电源：交流配电、整流、直流配电位于一个机架内。容量较小。机房面积小。使用场合：基站、汇聚机房。分立开关电源：交流配电柜、整流柜、直流配电柜独立，输出容量大。机房面积大。使用场合：县公司综合楼。地市公司、省公司等核心机房。系统结构：组合电源，分立电源应用环境：户内电源，户外电源安装方式：壁挂电源，插框电源开关电源分类开关电源外形图交流柜整流柜直流柜组合电源监控模块整流模块监控模块整流模块交流配电直流配电35开关电源的典型配置（综合楼）交流配电屏（380V）直流配电屏(48V)有高阻低阻区分监控模块整流模块整流模块整流模块整流模块整流模块整流模块开关电源容量单位：A蓄电池组I蓄电池组II36开关电源的典型配置（基站）直流配电整流模块整流模块整流模块整流模块整流模块交流配电1、基站是综合的小容量电源2、交流屏对应交流配电单元3、直流屏对应直流配电单元4、基站电源多了LVD功能脱离非重要设备；脱离电池组37BTS3直流供电系统传输开关电源架蓄电池组蓄电池组预留负荷基站电源系统直流配电单元电池熔丝一次下电开关二次下电开关直流接触器功能：直流电的合理分配及二次下电控制。393交流供电系统市电开关电源空调照明及其它油机电交流配电箱市电油机电转换屏浪涌抑制器基站电源系统交流配电单元防雷器两路交流电源接地排整流开关防雷空开功能：交流电源的引入和合理分配。41开关电源的容量计算主要计算整流模块的数量：按N+1冗余方式配置RECBATTLOADIIIN其中：ILOAD－本期负荷电流；IBATT－电池充电电流，按0.1C10考虑；IREC－单个整流模块的容量。42二、蓄电池概述43定义：储存电能的一种设备，将充电时得到的电能转化为化学能储蓄起来，又能及时将化学能转变为电能。分类：固定电池、移动电池；酸性和碱性电池讨论固定式酸性电池。条件：反应物质和电解液组成电解池。正极为PbQ2,负极为Pb,电解液为H2SQ4组成：极板、隔板、外壳、安全阀等。蓄电池组的定义和分类放电时正极板的二氧化铅和负极板的海绵状铅与电解液中的硫酸反应生成硫酸铅，电解液中的硫酸浓度降低。电动势逐渐降低。蓄电池的内阻增加。充电时硫酸铅通过氧化还原反应分别恢复成二氧化铅和海绵状铅，电解液的比重逐渐增加，蓄电池的电动势也逐渐增加，蓄电池的内阻减小.蓄电池组的原理容量单位：Ah蓄电池组结构蓄电池结构极板：正极板上的活性物质是二氧化铅（PbO2），负极板上的活性物质为海绵状纯铅（Pb）。VRLA的极板大多为涂膏式，这种极板是在板栅上敷涂由活性物质和添加剂制成的铅膏，经过固化、化成等工艺过程而制成。隔板：阀控式铅酸蓄电池中的隔板材料普遍采用超细玻璃纤维。隔板与极板紧密保持接触。它的主要作用有：①吸收电解液；②提供正极析出的氧气向负极扩散的通道；③防止正、负极短路。蓄电池结构电解液：铅蓄电池的电解液是用纯净的浓硫酸与纯水配置而成。它与正极和负极上活性物质进行反应，实现化学能和电能之间的转换。电解液由蒸馏水和纯硫酸按一定的比例配制而成,25度时，密度为1.28-1.32。安全阀：一种自动开启和关闭的排气阀，具有单向性，内有防酸雾垫。只允许电池内气压超过一定值时，释放出多余气体后自动关闭，保持电池内部压力在最佳范围内。壳体：材料应满足耐酸腐蚀，抗氧化，机械强度好，硬度大，水气蒸发泄漏小，氧气扩散渗透小等要求。一般采用改良型塑料：如PP、PVC、ABS等材料蓄电池在通信电源系统中的作用阀控式铅酸蓄电池(简称VRLA)，作用有：后备电源（包括直流供电系统和UPS系统）：当市电异常或在整流器不工作的情况下，由蓄电池单独供电，担负起对全部负载供电的任务，起到备用作用。平滑滤波：在市电正常时，虽然蓄电池不担负向通信设备供电的主要任务，但它与供电主要设备——整流器并联运行，能吸收高频纹波电流，改善整流器的供电质量。启动电源:动力设备如发电机组的启动电池。49蓄电池组的安装情况电池立放电池卧放电池检测项目检测项目周期标准检测步骤检测单体电池端电压和极柱温度月单体电池端电压差100mv检查各电池连接条月连接条、电缆连接紧固、无氧化、腐蚀检查电池安全阀、极柱月安全阀密闭正常，安全阀、极柱无酸雾逸出和漏液痕迹检查电池壳体月壳体无变形、开裂，无漏液痕迹清洁电池外观月电池外表无积灰、无漏液痕迹模拟交流停电检查季将交流输入空气开关断开，模拟交流停电，由蓄电池放电15∽20分钟，观察蓄电池供电情况是否正常，然后恢复交流供电观察整流器、空调自动恢复运行情况是否正常电池检测项目检测项目周期标准检测步骤检查直流供电回路压降年蓄电池容量测试放电时，用4位半数字万用表测量：1蓄电池的输出端至直流配电屏的输入端；2直流配电屏的输入端至直流配电屏的输出端，要求压降≤0.5V；3直流配电屏的输出端至用电设备的输入端三部分压降的总和≤3V测量蓄电池连接条压降年蓄电池容量测试放电时，用4位半数字万用表测量蓄电池连接条两端电压≤10mv机房蓄电池组（含U