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1、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
2、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 监控系统 空调系统 二 通信电源系统组成 7 8 二 通信电源系统组成 9
3、 二 通信电源系统组成 1 组成框图 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
4、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 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 10KV 380V 48V B 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 10KV 380V C 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
5、 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 10KV 380V 48V D 市电来 进入正常工作 各部分工作过程 供电方式 集中供电 16 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
6、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 19 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
7、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 21 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 23 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
8、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 UO UN UN 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 380V 说明 通过晶闸管导通角a进行稳压
9、 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 IGBT PWM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 开关电源工作原理 工作原理框图 30 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 31 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
10、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 33 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 34 35 开关电源的典型配置 综合楼 开关电源容量单位 A 36 开关电源的典型配置 基站 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
11、能脱离非重要设备 脱离电池组 37 直流供电系统 传输 开关电源架 蓄电池组 蓄电池组 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 38 39 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 40 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 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
12、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
13、量单位 Ah 44 蓄电池组结构 45 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 吸收电解液 提供正极析出的氧气向负极扩散的通道 防止正 负极短路 46 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
14、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 47 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
15、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 48 49 蓄电池组的安装情况 电池立放 电池卧放 电池检测项目 50 电池检测项目 51 需经常检查哪些项目 电池的总电压 充电电流及各电池的浮充电压 电池连接条有无松动 腐蚀现象 电池壳体有无渗漏和变形 电池的极柱 安全阀周围是否有酸雾溢出 52 温度对电池的影响 阀控式密封铅酸蓄电池对温度颇为敏感 环境温度的变化对电池的使用寿命 放电容量 浮充电压都有影响 对放电容量的影响 温度越高 蓄电池的放电容量随之升高 但两者不是简单的线性关系 对浮充寿命的影响 温度每升高10 电池的浮
16、充寿命缩短一半 对浮充电压的影响 温度每升高l 电池的浮充电压要下降3mV 4mV 53 放电容量与温度关系 温度降低放电容量减少 54 蓄电池的使用注意事项 由于新旧电池 不同类型电池 不同容量电池的内阻大小不一 一般来说新电池 容量大的电池内阻小 旧电池 容量小的电池内阻较大 而不同类型 不同厂家的电池在设计时配方不一样 设计的富裕量不一样均造成电池间的内阻有差异 这些差异会使电池在充放电时产生各种不均一 从而对电池造成比较大的影响 串连 放电时容易造成部分电池过放电 充电时会造成部分电池过充电 部分电池欠充电 并联 充放电时会造成偏流 一组电流大 一组电流小 甚至会形成内循环 55 56 蓄电池容量的选择 主要根据市电状况 负荷大小配置 其中 K 安全系数1 25I 近期负荷电流T 放电小时数 h t 最低环境温度 5 放电容量系数 电池温度系数0 006 57 三 UPS系统概述 58 UPS的主要作用 什么是UPS UPS是英文UninterruptablePowerSystem的缩写 中文名叫不间断电源 UPS的主要作用是什么 市电故障时 通过电池放电和逆变器输出 维持继续
