电源专业新人培训教材教学提纲

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1、通信电源技术基础,XXXX通信规划设计有限公司,疑问？,问： 1、电压为何为-48V？ 2、为什么是正极接地？,培训目标,了解通信电源在通信网络中的种类及地位 了解各功能设备组成 掌握通信电源设计中的基本方法 掌握通信电源的基本防护方法,现代通信对电源系统的新要求,模块化： 自由组合扩容互为备用 低压、大电流，多组供电电压需求 能实现集中监控： 自动化、智能化： 小型化,通信电源系统的构成,通信电源系统的构成2,某工程交直流系统图,通信电源设备概述,高压开关柜 较大的电信局一般都由市电高压网供电。为了保证可靠供电，通常都由两个不同的变电站引入两路高压。为了控制两路高压，可以采用成套高压开关柜。

2、,通信电源设备概述,电力变压器 电力变压器完成输入的交流电压升高或降低的作用。主要由铁芯和绕组组成。,通信电源设备概述,交直流配电屏 低压交流配电屏：是连接降压变压器、低压电源和交流负载的装置，它可以完成市电和备用电源转换、负载分路和保护、测量、告警等作用。 直流配电屏：是直流供电系统的枢纽，它能将直流电源和各种直流负载连接起来，并能完成负载分路、工作方式转换、测量、告警和保护等作用。,交流供电系统图,直流供电系统图,通信电源设备概述,高频开关整流电源 亦称无工频变压器型开关整流器，因其具有高效、节能、功率密度大等优点，目前已广泛用于通信电源系统。 产品模块化。,开关电源基础,交流电经过整流，

3、可以得到直流电。 为了得到稳定的直流电压，必须采用稳压电路来实现稳压。 按照实现方法的不同，稳压电源可分为三种：线性稳压电源、相控稳压电源、开关稳压电源。,线性稳压电源,线性稳压电源特点,线路简单 干扰小 对输入电压和负载变化的响应非常快 稳压性能好 功率转换效率太低。,开关型稳压电源,开关稳压电源 特点,功率转换效率高， 发热少、体积小、重量轻 对电网电压大范围变化具有很强的适应性 电压、负载稳定度高 线路复杂 电磁干扰和射频干扰大。,国产某系列开关整流器原理,组合电源外观,中兴公司整流模块ZXD5000 100A,中兴公司整流模块ZXD5000 100A,中兴公司整流模块ZXD2400 5

4、0A,中兴公司整流模块ZXD2400 50A,整流模块（爱默生）,HD4825-3型高频开关模块 每个模块输出电流25A,整流模块（爱默生）,面板和背板,监控模块（爱默生）,监控模块PSM-A10前面板上有背光液晶显示屏、键盘；在机柜内部左上侧M2442X1板上有RS232通信接口、告警输出干接点和MODEM电源接口等,监控模块前视图（爱默生）,1.告警指示灯 2.监控运行指示灯 3.液晶显示屏 4.操作控制键盘 5.定位销,通信电源设备概述,直流直流变换器（DC/DC） 通信电源的基础电源是-48V，然而通信设备中还需要12V、5V、24V等直流电源。这些不同种类的直流电源要由DC-DC变换

5、器来提供；另外，在上节的高频开关整流器中，DC-DC变换器也是它的重要组成部分。,某DC-DC模块原理图,DPC48-3 DC-DC模块示意图,DC/DC模块有24V、12V、6V共3路输出 每路功率为：24V/4.2A，12V/8.4A，6V/5A。,DPC48-3 DC-DC模块前面板,124V I工作指示灯 224V II工作指示灯 312V I工作指示灯412V II工作指示灯 56V I工作指示灯66V II工作指示灯 7拉手 8安装孔位,DPC48-3 DC-DC模块前面板,（1）6V支路输出接口II （2）6V支路输出接口I （3）12V支路输出接口II （4）12V支路输出接口

6、I （5）6V支路输出接口II （6）6V支路输出接口I （7）48V输入接口 （8）配置设置拨码开关 （9）工作检测接口,通信电源设备概述,交流不间断电源（UPS） UPS是英文Uninterruptible Power System 的缩写，即不间断电源，但人们一般习惯称之为UPS电源。UPS电源不仅仅是一个备用电源，而且是电源净化设备。随着计算机、各种办公设备、精密电子仪器的普及，UPS电源得到了广泛的应用。 常用的UPS包括在线式UPS、后备式UPS。由于在线式UPS的输出总是由逆变器来提供的，所以它能提供负载干扰更小、精度更高的电源。,UPS外观,通信电源设备概述,通信逆变器（DC/

7、AC） 逆变器主要把由市电整流滤波后的直流或来自蓄电池的直流电，逆变成频率稳定、电压稳定、波形失真小的交流电。一类是UPS电源中的逆变器，另一类是通信逆变器。 通信逆变器的输入-48V，一般输出50HZ、单相220V/三相380V交流电，也输出25HZ、75V的铃流。它在通信中使用广泛。 目前逆变器普遍采用脉宽调制技术（PWM技术）及波形叠加技术。,通信电源设备概述,柴油发电机组 柴油发电机组是通信电源设备中的重要组成部分，当市电停电时间较长时，起动发电机。对它的主要要求是：随时起动、运行可靠、指标达标、保证供电、电气性能满足通信设备的要求。 现代柴油发送机组由柴油机、三相交流无刷同步发电机、

8、控制箱、散热水箱、燃油箱、联轴器、消声器、波纹管及公共底座等组建组成。,柴油,通信电源设备概述,蓄电池 蓄电池是将电能转化为化学能存储起来，需要时再将化学能转变为电能的一种储能装置。通信中主要用在UPS的后备电源和与整流设备组合的直流浮充供电系统中。,常见通信电源系统组成图,中兴公司电源系统,中兴公司电源性能指标,电池产品技术要求,使用寿命长：电池工作环境以及循环充放电的频次有关。充放电频率越高，电池使用寿命越短。常见的通信电池使用寿命一般10年左右。 安全性高：电池电解质为硫酸溶液，具有强腐蚀性；对于密封电池，电池的电化学过程会产生气体，增加电池内部压力，压力超过一定限度时会造成电池爆裂，释

9、放出有毒、腐蚀性气体、液体，因此电池必须具备优秀的安全防爆性能。一般密闭电池都设有安全阀和防酸片，自动调节蓄电池内压，防酸片具有阻液和防爆功能。,电池规格及结构参数1（GFM系列）,电池规格及结构参数2（GFM系列）,电池结构,电池槽、盖选用超强阻燃ABS塑料； 提手便于搬运； 正负极群板栅采用特殊的铅钙锡铝四元合金，抗伸延，耐腐蚀，析氢过电位高； 微细玻璃纤维隔板 汇流排耐大电流冲击； 端子内嵌铜芯，使其电阻最小化，极柱密封采用瑞士专利技术； 安全阀具有耐酸和良好的弹性恢复能力。,铅酸蓄电池工作原理,阀控式密封铅酸蓄电池在充放电过程中的化学反应如下： 放电 PbO2 + 2H2SO4 + P

10、b PbSO4 + 2H2O + PbSO4 充电 (二氧化铅) (硫酸) (海绵状铅) (硫酸铅) (水) (硫酸铅) 正极活物质 电解液 负极活物质 正极活物质 电解液 负极活物质,铅酸蓄电池放电特性,放电容量与放电电流关系： 放电电流越小放电容量越大；反之，放电电流越大放电容量越小。 放电容量与温度关系： 温度降低放电容量减少。,电池容量和放电电流的关系,电池容量和环境温度的关系,充电特性,放电后的蓄电池充满电所需时间随放电量、充电初期电流、温度而变化。 图中虚线表示按10小时率额定容量 50放电后定电流0.1C10(A)定电压（2.23V）的电池充电情况。 图中实线表示按10小时率额定

11、容量 100放电后定电流0.1C10(A)定电压（2.23V）的电池充电情况。,蓄电池容量的选择,式中，Q蓄电池容量(安培小时)； I平均忙时全局平均放电电流； 设计标准规定的放电小时率(小时数)； Kn容量转变系数，即n小时放电率下，蓄电池容量与10小时放电率的蓄电池容量之比。 t实际电解液的最低温度。蓄电池室有采暖设备时，可按15考虑；无采暖设备时，则按所在地区最低室内温度计算，但不应低于0。 25蓄电池额定容量时的电解液温度； 0.006容量温度系数(即电解液以25为标准时，每上升或下降1时所增加或减少的容量比值)。,不同放电率的放电电流和电池容量,通信电源设计初步,电池容量的确定 整流

12、器的配置 交流容量的确定 直流容量的确定 交流电源线的选择 直流电源线的选择,工程中电池容量常用计算方法,在确定了期望的电池支撑时间(或电池放电小时数)T与电池平均工作环境温度t以后，电池容量Q与负载电流I之间的关系可以表达为： Q=KCI 其中K=1.25（安全系数） I：放电电流 C：电池容量计算系数。从下表查询。,不同温度下C与T值的关系表,电池备份方式,电池备份分为无备份和1+1备份两种。 无备份时，一组电池可以满足放电小时数。 1+1备份时，任何一组电池损坏都可以满足放电小时数。 有时为了选型方便或运行安全，将单组电池容量分成两组电池，每组电池可以满足一半的放电小时数,整流器配置方法

13、,如果局站近期负荷小、终期负荷大，为了减小近期投资额，可以按照近期负荷容量I进行设计。 整流器容量IZ配置计算公式如下： IZ=I+KQ 其中IZ：计算的整流器总容量，单位安培； ：近期或终期负荷电流，单位安培； ：电池备用系数。无备份取1，1+1备份取2； ：充电系数，取值范围为0.10.2； ：10小时放电率电池容量，单位Ah。 整流器的配置个数N的确定通过IZ与单体整流器容量的比值取整计算得出。根据备用方式确定最后需要配置的整流器数量。,交流电力线计算与设计,、按经济电流密度选择截面积 降低能耗和节约有色金属是矛盾的。 按照现有电价、折旧修理、导线价格和最大负荷利用小时数折中出经济电流密

14、度。,交流电力线计算与设计,2、按电压损失选择截面积 线路具有一定的阻抗，在电流流经线路时必然产生电压降。,交流电力线计算与设计,3、按机械强度选择截面积 电缆本身的重量、故障情况下的电流之间的作用力、以及外部的冰雪风雨等机械力作用，容易折断电缆。,交流电力线计算与设计,4、按发热情况选择截面积 导线通过电流，由于电阻损耗使之发热，温度升高，会使绝缘破坏、起火，也使导体机械强度降低，接头处氧化加剧。 IjsKI 式中，K为不同敷设条件下的修正系数， I为标准敷设条件下导线允许通过的持续电流（查相关厂家说明书）。 这是通信中常用的方法。其它的方法只在必要时进行验证。,直流电力线计算与设计,根据通

15、信设备允许的压降进行计算 1、电流矩法 2、固定压降分配法（应其简便，工程中常用）,固定压降分配法,当某段压降确定后，可以采用以下公式计算所需的电缆截面积： S(IL2)/(V) 其中，S：电缆截面积，单位平方毫米； I：最大工作电流，单位安培； ：电导率（铜：57，铝：34）； V：最大允许压降，单位福特。,通信系统的保护和接地,接地的重要性：接地系统是通信电源系统的重要组成部分，它不仅直接影响通信的质量和电源系统的正常运行，还起到保护人身安全和设备安全的作用。,为什么要接地？,1. 通信回路接地（工作地） 在电话通信中，将电池组的一个极接地，以减少由于用户线路对地绝缘不良时引起的串话。,为

16、什么要接地？,2. 保护接地 将通信设备的金属外壳和电缆金属护套等部分接地，以减小电磁感应，保持一个稳定的电位，达到屏蔽的目的，减小杂音的干扰。,为什么要接地？,3. 交流三相四线制中性点接地 在交流电力系统中，将三相四线制的中性点接地，并采用接零保护，以便在发生接地故障时迅速将设备切断。也可以降低人体可能触及的最高接触电压，降低电气设备和输电线路对地的绝缘水平。,为什么要接地？,4. 防雷接地 为了避免由于雷电等原因产生的过电压而危及人身和击毁设备，应装设地线，让雷电流尽快地入地。,接地系统的组成,1. 地 接地系统中所指的地，即一般的土地，不过它有导电的特性，并具有无限大的容电量，可以用来作为良好的参考电位。,接地系统的组成,2. 接地体（或接地电极） 为使电流入地扩散而采用的与土地成电气接触的金属部件。,接地系统的组成,3. 接地引入线 把接地电极连接到地线盘（或地线汇流排）上去的导线。在室外与土地接触的接地电极之间的连接导线则形成接地电极的