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第1章通信电源系统概述21.1通信设备对电源系统的基本要求21.1.1通信设备对电源的一般要求21.1.2现代通信对电源系统的新要求31.2通信电源系统的构成51.2.1交流供电系统51.2.2直流供电系统61.2.3接地系统81.3现代通信电源91.3.1开关电源成为现代通讯网的主导电源91.3.2促成开关电源占据主导地位的关键技术9小结13思考题13第2章开关电源产品基础142.1线性电源、相控电源与开关电源142.1.1线性稳压电源142.1.2开关型稳压电源152.2高频开关电源的基本原理172.2.1开关电源的基本电路结构172.3安圣HD系列开关整流器原理192.3.2典型电路工作原理202.4电源配电技术212.4.1交流配电部分212.4.2直流配电部分222.5PS系列电源简介232.5.1安圣公司PS系列电源232.5.2PS系列通信电源产品24小结25思考题25第3章电源监控系统263.1电源监控系统的作用及特点263.1.1安圣PS系列电源监控系统主要类别273.2集散式监控系统的组织结构及监控量273.2.2遥测量283.2.3遥信量293.2.4遥控量293.2.5遥调量293.3基础监控单元293.3.1整流模块的监控单元293.3.2直流配电的监控单元303.3.3交流配电的监控单元31小结32思考题32第4章电池产品技术及维护334.1电池的规格及主要参数334.1.1电池规格及结构参数（GFM系列）334.2电池结构及工作原理364.2.1产品结构图364.2.2工作原理374.3电池技术特性374.3.1放电特性374.3.2充电特性384.3.3蓄电池贮存环境温度、贮存时间与容量关系394.3.4寿命特性404.3.5电池的使用414.3.6蓄电池的维护444.3.7蓄电池的更换454.4蓄电池正确使用454.4.1蓄电池容量的选择454.4.2蓄电池组的组成计算474.4.3延长蓄电池的使用寿命47小结49思考题50第5章电源工程设计参考545.1电源系统容量配置参考545.1.1概述545.1.2电池容量计算545.1.3系统配置计算545.2交直流供电系统电力线的选配555.2.1交流供电回路的配线设计565.2.2交流回路电力线的敷设575.2.3直流供电回路电力线的组成575.2.4固定压降分配法59小结60思考题60第6章通信电源安全防护616.1工程与维护安全事项616.1.1概述616.1.2电气安全616.1.3电池636.1.4高空作业646.1.5微波646.1.6激光656.1.7其他656.2电源设备接地系统656.2.1接地的必要性656.2.2接地系统的组成676.2.3接地系统的作用686.2.4接地系统的分类706.2.5接地系统的电阻和土壤的电阻率736.3雷电与通信电源安全防护776.3.1雷电的产生776.3.2雷电参数776.3.3雷击种类786.3.4我国雷暴活动的特征796.3.5通信电源的防雷806.3.6通信电源动力环境的防雷826.3.7PS通信电源的防雷846.3.8接地866.3.9防雷器非正常损坏的一些因素87小结89思考题89第7章电源设备维护基本要求907.1概述907.2维护档案资料907.2.1电源室必须的技术资料清单电源室技术资料清单907.2.2电源室记录文件917.3维护工具与设备957.4维护参考技术标准977.5日常维护项目987.5.1机房环境与消防设备维护987.5.2接地系统与过压防护设备维护1007.5.3电源交流供电检查1007.5.4密封电池的维护1017.5.5开关电源设备维护1027.6机房管理1047.6.1机房管理的一般要求1047.6.2仪表工具的管理1057.6.3维护备品备件和材料的管理1057.7维护操作1067.7.1日常维护1067.7.2巡检106小结110思考题110第8章UPS技术1118.1概述1118.1.1背景1118.1.2名词术语1118.2UPS基础知识1138.2.1什么是UPS1138.2.2UPS分类1148.2.3UPS冗余备份1198.2.4UPS中的蓄电池1208.2.5UPS的电池管理1218.2.6UPS的监控1228.3逆变器基础知识1228.3.1原理1228.3.2冗余式逆变器原理1238.3.3逆变器串联热备份1258.3.4使用注意事项1268.4UPS/逆变器选型指导1268.4.1选型基本原则1268.4.2UPS/逆变器选型1288.4.3选型CHECKLIST1308.4.4UPS/逆变器使用环境1318.5UPS/逆变器常见问题解答1318.6产品展示1378.6.1艾默生产品系列1378.6.2Liebert产品1388.6.3APC产品1388.6.4SANTAK产品1398.6.5逆变器产品140小结141思考题141课程说明课程介绍本课程通过对通信电源网络结构及基本配置的介绍，配合例题及防护的案例讲解，引导学员了解并掌握通信电源的基本知识及基本维护方法。培训目标学完本课程后，学员能够：*了解通信电源在通信网络中的种类及地位*掌握交直流电源的配置*掌握通信电源中各模块的基本功能*掌握通信电源的基本防护方法参考资料*朱雄世，人民邮电出版社，新型电信电源系统与设备*陈汉洲，安圣电气有限公司，《通信电源产品用户培训手册第一分册·通信电源基础》*电力电子技术相关设计书籍第1章通信电源系统概述作为通信系统的心脏，通信电源在通信局（站）中具有无可比拟的重要地位。它包含的内容非常广泛，不仅包含48V直流组合通信电源系统，而且还包括DC/DC二次模块电源，UPS不间断电源和通信用蓄电池等。通信电源的核心基本一致，都是以功率电子为基础，通过稳定的控制环设计，再加上必要的外部监控，最终实现能量的转换和过程的监控。通信设备需要电源设备提供直流供电。电源的安全、可靠是保证通信系统正常运行的重要条件。1.1通信设备对电源系统的基本要求1.1.1通信设备对电源的一般要求1.可靠性高：一般的通信设备发生故障影响面较小，是局部性的。如果电源系统发生直流供电中断故障，则影响几乎是灾难性的，往往会造成整个电信局、通信枢纽的全部通信中断。对于数字通信设备，电源电压即使有瞬间的中断也不允许。因为在数字程控交换局中，信息存在存储单元中，虽然重要的存储单元都是双重设置的，若电源中断，两套并行工作的存储器同时丢失信息，则信息需从磁带、软盘等重新输入程序软件，通信将长时间中断。因此，通信电源系统要在各个环节多重备份，保证供电可靠。这就包括多路、多种、多套的备用电源。在暂还没有条件达到三多配置的地方，至少应有后备电池。2.稳定性高：各种通信设备都有要求电源电压稳定，不允许超过容许的变化范围，尤其是计算机控制的通信设备，数字电路工作速度高，频带宽，对电压波动、杂音电压、瞬变电压等非常敏感。所以，供电系统必须有很高的稳定性。3.效率高：能源是宝贵的，电信设备在耗费巨资完成设备投资后，日常的费用支出中，电费是一笔比重很大的开支。尤其随着通信容量的增大，一个母局的各种设备用上百、上千安培直流的用电量已是司空见惯，这时效率问题就特别突出。这就要求电源设备（主要指整流电源）应有较高转换效率，即要求电源设备的自耗要小。1.1.2现代通信对电源系统的新要求1.低压、大电流，多组供电电压需求低压、大电流，多组供电电压需求，功率密度大幅度提升，供电方案和电源应用方案设计呈现出的多样性。2.模块化：自由组合扩容互为备用提高安全系数，模块化有两方面的含义，其一是指功率器件的模块化，其二是指电源单元的模块化。实际上，由于频率的不断提高，致使引线寄生电感、寄生电容的影响愈加严重，对器件造成更大的应力（表现为过电压、过电流毛刺）。为了提高系统的可靠性，而把相关的部分做成模块。把开关器件的驱动、保护电路也装到功率模块中去，构成了智能化功率模块（IPM），这既缩小了整机的体积，又方便了整机设计和制造。多个独立的模块单元并联工作，采用均流技术，所有模块共同分担负载电流，一旦其中某个模块失效，其它模块再平均分担负载电流。这样，不但提高了功率容量，在器件容量有限的情况下满足了大电流输出的要求，而且通过增加相对整个系统来说功率很小的冗余电源模块，便极大地提高了系统可靠性，即使万一出现单模块故障，也不会影响系统的正常工作，而且为修复提供了充分的时间。现代电信要求高频开关电源采用分立式的模块结构，以便于不断扩容、分段投资，并降低备份成本。不能象习惯上采用的1+1的全备用（备份了100％的负载电流），而是要根据容量选择模块数N，配置N+1个模块（即只备份了1/N的负载电流）即可。3.能实现集中监控：现代电信运维体制要求动力机房的维护工作通过远程监测与控制来完成。这就要求电源自身具有监控功能，并配有标准接通讯接口，以便与后台计算机或与远程维护中心通过传输网络进行通信，交换数据，实现集中监控。从而提高维护的及时性，减小维护工作量和人力投入，提高维护工作的效率。4.自动化、智能化：要求电源能进行电池自动管理，故障自诊断，故障自动报警等，自备发电机应能自动开启和自动关闭。5.小型化：现在各种通信设备的日益集成化、小型化，这就要求电源设备也相应的小型化，作为后备电源的蓄电池也应向免维护、全密封、小型化方面发展，以便将电源、蓄电池随小型通信设备布置在同一个机房，而不需要专门的电池室。6.新的供电方式：相应于电源小型化，供电方式应尽可能实行各机房分散供电，设备特别集中时才采用电力室集中供电，大型的高层通信大楼可采用分层供电（即分层集中供电）。集中供电和分散供电各有优点，因条件不同斟酌选用。图1-1是传统电力室配置示意图：图1-1集中供电系统对于集中供电，电力室的配置包括交流配电设备、整流器、直流配电设备、蓄电池。各机房从电力室直接获得直流电压和其它设备、仪表所使用的交流电压。这种配置有它的优点，例如集中电源于一室，便于专人管理。蓄电池不会污染机房等。但它有一个致命的缺点，即浪费电能，传输损耗大，线缆投资大。因为直流配电后的大容量直流电流由电力室传输到各机房，传输线的微小电阻也会造成很大的压降和功率损耗。对于分散供电，电力室成为单纯交流配电的部分，而将整流器、直流配电和蓄电池组分散装于各机房内。这样，将整流器、直流配电、电池化整为零，使它们能够小型化，相对的小容量。但这里有个先决条件，蓄电池必须是全密封型的，以免腐蚀性物质的挥发而污染环境、损坏设备（现行的全密封型的电池已经能达到要求了）。分散供电最大的优点是节能。因为从配电电力室到机房的传输线上，原先传输的直流大电流，现在变为传输380V的交流。计算表明，在传输相同功率的情况下，380V交流电流要比48V的直流电流小得多，在传输线上的压降造成的功率损耗只有集中供电的1/49~1/64。1.2通信电源系统的构成通信电源系统一般由交流供电系统、直流供电系统和接地系统组成，如图1-2所示：图1-2通信动力系统的构成1.2.1交流供电系统1.系统组成通信电源的交流供电系统由高压配电所、降压变压器、油机发电机、UPS和低压配电屏组成。交流供电系统可以有三种交流电源：变电站供给的市电、油机发电机供给的自备交流电、UPS供给的后备交流电。2.油机发电机：为防止停电时间较长导致电池过放电，电信局一般都配有油机发电机组。当市电中断时，通信设备可由油机发电机组供电。油机分普通油机和自动启动油机。当市电中断时，自动启动油机能自动启动，开始发电。由于市电比油机发电机供电更经济和可靠，所以，在有市电的条件下，通信设备一般都应由市电供电。3.UPS：为了确保通信电源不中断、无瞬变，可采用静止型交流不停电电源系统，也称UPS。UPS一般都由蓄电池、整流器、逆变器和静态开关等部分组成。市电正常时，市电和逆变器并联给通信设备提供交流电源，而逆变器是由市电经整流后给它供电。同时，整流器也给蓄电池充电，蓄电池处于并联浮充状态。当市电中断时，蓄电池通过逆变器给通信设备提供交流电源。逆变器和市电的转换由交流