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1、通信电源专业基础知识 中国电信永州市分公司网络维护中心,第一章 通信电源系统概述,通信电源设备和设施主要包括：交流 市电引入线路、高低压局内变电站设备、柴油发电机组、整流器、蓄电池组、直流变换器和交流逆变设备、以及各种交直流配电设备等。 通信配电就是把上述的电源设备，组 合成一个完整的供电系统，合理地进行控制、分配、输送，满足通信设备的要求。,一个完整的电源系统，其组成如图 ：,一、交流供电系统的组成,1、高压开关柜 2、降压电力变压器 3、低压配电设备 4、低压电容器屏 5、调压稳压设备 6、柴油发电机组,第二节 直流供电系统,1、换流设备 2、蓄电池 3、直流配电屏 除上述供电系统外，还有
2、太阳能供电系统和混合供电系统等。太阳能供电系统由太阳能电池、蓄电池组、迭制配电设备组成，有光照时靠太阳电池供电，并对蓄电池充电，无光照时由蓄电池供电，它是直流供电系统的一种。如果由太阳电池、风力发电、市电或油机发电机等两种或两种以上发电设备供电的系统则称为混合供电系统。,第三节 通信系统接地,为了保证各类通信设备可靠和安全地工作，通常在各种电气设备设置零电位点，该点在物理上与大地有良好的电气连接，这种连接称为接地。构成接地的一切装置称为接地系统。 接地系统通常由接地体、接地引入线、接地汇集线（接地母排）和接地线组成。,第四节 通信电源系统的发展趋势,一、提高交流供电系统可靠性 二、实施分散供电
3、 （一）集中供电 传统的供电方式采用集中供电，即供电设备集中和供电负荷集中。 采用集中供电方式电源系统组成方框图如前图。,（二）分散供电 分散供电系统是指供电设备独立于其他供电设备的负载，即负荷分散或电池与负载都分散。,三、电源设备与通信设备的一体化 四、电源设备的少人值守和无人值守 复习思考题： 1、集中供电和分散供电各有什么优缺点？ 2、简述通信电源系统的构成。,第二章 交流配电,第一节 高压配电 一、交流高压配电系统 较大的通信局、长途通信枢扭大楼为保证高质量的稳定市电，以及供电规范要求（超过600KVA变压器），一般都由市电高压电网供电。为保证供电的可靠性，通常都从两个不同的变电站引入
4、两路高压，其运行方式为用一、备一，并且不实行与供电局建立调度关系的调度管理，同时要求两路电源开关（或母联开关）之间加装机戒连锁或电气连锁装置，以避免误操作或误并列。,其系统图1-2-1如下：,图1-2-1 10kv高压系统图,高压电气设备倒闸操作的技术要求 （1）高压断路器和高压隔离开关（或自动开关及刀开关）的操作顺序规定如下：停电时，先断开高压断路器（或自动开关），后断开高压隔离开关（或到开关）；送电时，顺序与此相反。严禁带负荷拉、合隔离开关（或刀开关）。 （2）高压断路器（或自动开关）两侧的高压隔离开关（或刀开关）的操作顺序规定如下：停电时先拉开负荷侧隔离开关（或刀开关），后拉开电源侧隔离
5、开关（或刀开关）；送电时，顺序与此相反。 （3）变压器两侧开关的操作顺序规定如下：停电时，先拉开负荷开关，后拉开电源侧开关；送电时，顺序与此相反。,（4）单极隔离开关及跌落保险的操作顺序规定如下：停电时，先拉开中相，后拉开两边相；送电时，顺序与此相反。 （5）双母线接线的变电所，当出线开关由一条母线倒换至另一条母线供电时，应先合母线联络开关，而后再切换出线开关母线册的隔离开关。 （6）操作中，应注意防止通过电压互感器二次返回高压。 （7）用高压隔离开关和跌落保险拉、合电气设备时，应按照制造厂的说明和实验数据确定的操作范围进行操作。,二、变压器 变压器是一种变换电压的静止电器，它是靠电磁感应原理
6、，把某种频率的电压变换成同频率的另一种或多种数值不等（或相等）电压的功率传输装置，以满足不同负荷的需要。 工作原理:,三、高压电器设备 高低压电器，一般是根据工作电压来划分的。 低压电器通常是工作在交流或直流500V以下的电路中，而高压电器则是工作在500V以上的电路中。 （一）高压开关电器 （1）高压隔离开关,（2）高压断路器 少油断路器 真空断路器(略),（二）高压保安电器 主要是用于交流高压配电系统中。配电系统对电器要求是：当线路发生过载、短路、过电压故障时，对电源设备起到保护工作。这类电器有高压熔断器、避雷器。 （三）高压测量电器 用来将高压电网的电压、电流降低或变换至仪表允许的测量范
7、围内，以便进行测量。这类高压电器有电压互感器和电流互感器。一般这两种电器安装在高压开关柜内，与电压表、电流表配合进行测试。,第二节 交流低压配电系统,一、常用电器 （1）刀开关 （2）熔断器 （3）接触器 （4）自动空气断路器 （5）电流表 (6) 电流互感器 (7) 电压表 (8)电压互感器,二、电力电缆（略） 1、电力线的种类 2、电力电缆结构 3、电力线的命名 4、电力线常用型号,第三章 高频开关电源,在通讯网上运行的电源主要包括三种：线性电源、相控电源、开关电源。 开关电源的功率调整管工作在开关状态，有体积小、效率高、重量轻的优点，可以模块化设计，通常按N+1备份（而相控电源需要1+1
8、备份），组成的系统可靠性高。正是这些优点，开关电源已在通信网中大量取代了相控电源，并得到越来越广泛的应用。,第一节 高频开关电源的基本原理,一、高频开关电源的组成 高频开关整流器通常由工频滤波电路、工频整流电路、功率因数校正电路、直流-直流变换器和输出滤波器等部分组成，其组成方框图如图。,开关整流器的特点： 重量轻，体积小 功率因数高 可闻噪音低 效率高 模块式结构 冲击电流小 二、高频开关电源的分类（略）,第二节 开关整流器,一、主电路,第三节 功率变换电路,全桥式变换电路,第四节 功率因数校正电路,一、单相有源校正,二、三相有源校正 1、单相综合式 整流器输入为三个单相输入组成的三相，其有
9、源校正可用三个单相有源校正电路组合。单相综合校正缺点是元件较多，可靠性较差，现在己逐渐不予采用。 2、三相一体化控制整流器输入为三相带零线或不带零线，其有源校正可用三相一体化的校正电路。,三、无源校正 无源滤波器可用在单相或三相输入电路中，如图所示。其工作原理如下：,第五节 负荷均分电路,一、负荷均分的概念 一套开关电源系统至少需要两个开关 电源模块并联工作，大的系统甚至多达数十个电源模块并联工作，这就要求并联工作的电源模块能够共同平均分担负载电流，即均分负载电流。均分负载电流的作用是使系统中的每个模块有效地输出功率，使系统中各模块处于最佳工作状态，以保证电源系统的稳定、可靠、高效地工作。,二
10、、一种脉宽调制(PWM)型负载均分电路,第四章 阀控式密封铅酸蓄电池,一、蓄电池在通信系统中的作用 在直流供电系统中蓄电池与整流器并 联组合为浮充供电系统整流器正常输出时蓄电池荷电待用，可起到平滑滤波的作用，降低整流器输出杂音，提高供电质量；当整流器故障或交流电中断时，蓄电池对负载供电，确保供电不中断。,二、蓄电池的分类与型号 三、阀控式密封铅酸蓄电池的定义及结构 1、阀控式密封铅酸蓄电池的定义 2、VRLA电池的结构特点 （1）负极容量相对于正极容量过剩，使其具有吸附氧气并将其化合成水的功能，以抑制氢氧气体的发生速率。 （2）固定电解液 采用吸液能力强的材料作隔膜，使电解液全部被其储存，而电
11、池内无游离酸（即贫液），或者使电解液与硅胶组合为触变胶体。 （3）改进板栅材料 采用无锑（或低锑）铅钙合金制作正极板栅，以提高抗腐蚀能力。采用铅钙合金制作负极板，以提高析氢过电位。 （4）电池盖上装设单向节流阀 如遇电池在异常情况析出盈余气体，或长期运行中残存有气体，则经过节流阀泄放，之后减压关闭。,VRLA电池的结构组成 这种电池由电池槽、正负极板组、电解液、隔膜、安全阀、引出端子等部分组成。如图所示。,第二节 VRLA电池的基本原理特性及指标 一、VRLA电池的基本原理 放电 充电 铅酸蓄电池基本的总电化反应式为： PbO2 + 2H2SO4 + Pb PbSO4 + 2H2O + PbS
12、O4,放电,充电,二、VRLA蓄电池的技术指标 1.电动势与工作电压 2.放电率 3.放电终止电压 4.容量 5.电池内阻 6.容量保存率 7.大电流放电 8.寿命 9.防爆性能 10、防酸雾性能 11、耐过充电性能 12、电池间连接压降 13、蓄电池端压的均衡性 14、浮充电压和均衡充电电压,三、VRLA蓄电池的工作特性 1、温度特性 2、充电特性 （1）恒流充电时蓄电池端压变化特性,（2）恒压充电时电流变化特性 （3）限流恒压充电特性,3、放电特性 （1）恒流放电端压变化情况 （2）不同放电率放电端压变化情况,4、容量特性 （1）放电率对电池容量的影响,表 不同放电率的放电电流和电池容量,
13、（2）温度对电池容量的影响 Ct=Ce1+(t25) （24） 式中 Ct温度为t时的电池放电量； Ce标准温度时的容量； t放电的环境温度（）； 温度系数，10小时率放电时=0.006/，3小时率放电时=0.008/，1小时率放电时=0.01/。 （3）终止电压对电池容量的影响 (4)新旧程度的影响,第三节 阀控式密封铅酸蓄电池的使用与维护,一、阀控式密封铅酸蓄电池的安装 二、控式密封铅酸蓄电池的充放电及注意事项 三、控式密封铅酸蓄电池的维护及注意事项 1、维护工作要点 2、维护过程中的注意事项,思考与练习题 1、阀控式密封铅酸蓄电池的使用容量与哪些因素有关？具体关系如何？ 2、阀控式密封铅
14、酸蓄电池由哪几部分组成？在结构上有何特点？,第五章 不间断电源（UPS）,第一节 概述 UPS是不间断供电电源系统(Uninterruptible Power System)的英文简称，是能够持续、稳定、不间断向负载供电的一类重要电源设备。从广义上说，UPS包含交流不间断电源系统和直流不间断电源系统。长期以来，电信业已习惯于把交流不间断电源系统称为UPS，故本章讨论的UPS也是界定在的交流不间断电源系统的范围。,一、市电供电电源质量问题 （一）电压浪涌 （二）电压尖峰 （三）电压瞬变 （四）噪声电压 （五）过压 （六）电压跌落 （七）欠压 （八）电源中断,二、UPS分类 静态UPS从工作方式上
15、可分为三类，后备式（OFFLINE）UPS；在线式（ONLINE）UPS；三端口式。 静态UPS框图 ：,（一）后备式UPS 后备式UPS的含义是：在外电电网电压正常时，UPS的任务主要是对自身蓄电池进行充电，其输出电压就是输入电网的电压。也就是说，市电经过开关S1、S2就供给了负载，它没有对市电进行转换，逆变器此时只处于备用状态。当外电电网异常时，才把蓄电池组电源，通过逆变器变换后，经过开关S3供给负载。这种UPS供给的电源，不能抑制和隔离电网中的各种噪声和干扰，输出的电压不是稳压稳频的，最多是在输出变压器上增加一些抽头，进行简单的调压而已。,（二）在线式UPS 在线式UPS的含义是：即使在
16、电网电压正常供电时，UPS的输出，也是将外来电压经过本身的加工转换后再供给负载。也就是说，即使是在电网电压正常时，市电也是经过变压器整流滤波逆变器变压器开关S3（S3闭合，S2断开）输出。这种UPS将市电隔离，在市电政党时，过滤市电，供电负载纯净的电源。在市电不正常或发生故障时，UPS以蓄电池组为输入电源继续向负载供电，保证负载边疆不断地稳定工作。,（三）三端口UPS 三端口UPS是在1982以后年出现的，其核心部分是有一个双向变换器（既逆变又整流）。这种UPS主要由市电、整流/逆变器、蓄电池组、三端口变压器构成. 三端口UPS与在线式UPS的工作方式有很大不同。首先是它的整流/逆变器处于同一电路，整流/逆变器既有市电输入，又有逆变输出，同时又给电池充电。在线式UPS要经过二次变换，即交流直流交流负载。而三端口UPS，经过一次变换就供给了负载。,
