課件(通信電源系統(tǒng))

1、20212021年年9 9月月通信電源系統(tǒng)232、通信電源系統(tǒng)質(zhì)量指標3、通信電源系統(tǒng)的組成目錄目錄1、通信電源系統(tǒng)的基本要求4、通信電源技術發(fā)展趨勢4通信電源系統(tǒng)的基本要求？通信電源系統(tǒng)的基本要求？5 一般的通信設備發(fā)生故障影響面較小，是局部性的。如果電源系統(tǒng)發(fā)生故障，往往會造成整個通信局、通信網(wǎng)絡的通信全部中斷。對于數(shù)字通信設備，電源電壓即使有瞬間的中斷也不允許。因為在數(shù)字程控交換局中，信息存在存儲單元中，雖然重要的存儲單元都是雙重設置的，但若電源中斷，兩套并行工作的存儲器同時丟失信息，則需從磁帶、軟盤等重新輸入程序軟件，通信將長時間中斷。因此，通信電源系統(tǒng)要在各個環(huán)節(jié)多重備份，保證供電可

2、靠。一、一、可靠性高可靠性高6 各種通信設備都要求電源電壓穩(wěn)定，不能超過允許的變化范圍，尤其是計算機控制的通信設備，數(shù)字電路工作速度高，頻帶寬，對電壓波動、雜音電壓、瞬變電壓等非常敏感。所以，供電系統(tǒng)必須有很高的穩(wěn)定性。二、二、穩(wěn)定性高穩(wěn)定性高7 能源是寶貴的，而且通信設備在耗費巨資完成投資后，日常的費用支出中，設備運行成本是一筆很大的開支。尤其隨著通信容量的增大，一個母局的各種設備用上百、上千安培直流的用電量已是司空見慣，這時效率問題就特別突出。這就要求電源設備應有較高轉(zhuǎn)換效率，即要求電源設備的自耗要小。三、三、效率高效率高8 現(xiàn)代通信要求通信電源設備采用分立式的模塊結(jié)構(gòu)，以便于不斷擴容、分

3、段投資，并降低備份成本。不能象習慣上采用的1+1全備用（備份了100的負載電流），而是要根據(jù)容量選擇模塊數(shù)N，配置N+1個模塊（即只備份了1/N的負載電流）即可。四、四、模塊化模塊化9 現(xiàn)代通信運維體制要求動力機房的維護工作通過遠程監(jiān)測與控制來完成。這就要求電源自身具有監(jiān)控功能，并配有標準通訊接口，以便與后臺計算機或與遠程維護中心通過傳輸網(wǎng)絡進行通信，交換數(shù)據(jù)，實現(xiàn)集中監(jiān)控。從而提高維護的及時性，減小維護工作量和人力投入，提高維護工作的效率。五、五、能實現(xiàn)集中監(jiān)控能實現(xiàn)集中監(jiān)控10 現(xiàn)在各種通信設備的日益集成化、小型化，這就要求電源設備也相應的小型化，以便將電源設備隨其它通信設備布置在同一個機

4、房，便于實現(xiàn)分散供電。六、六、小型化小型化112、通信電源系統(tǒng)質(zhì)量指標3、通信電源系統(tǒng)的組成目錄目錄1、通信電源系統(tǒng)的基本要求4、通信電源技術發(fā)展趨勢12通信電源系統(tǒng)是通信網(wǎng)中必不可少的重要組成部分，其供電質(zhì)量的好壞，直接關系到整個通信網(wǎng)的暢通。為了保證通信網(wǎng)的良好運行，必須使供電質(zhì)量符合要求。131.直流電源電壓變動范圍，脈動電壓和全程最大允許壓降應符直流電源電壓變動范圍，脈動電壓和全程最大允許壓降應符合下表要求：合下表要求：一、直流電源供電的質(zhì)量指標一、直流電源供電的質(zhì)量指標標準電壓標準電壓(V)(V)通信設備受通信設備受電端子上電壓電端子上電壓變動范圍變動范圍(V)雜音電壓雜音電壓(mv

5、)供電回供電回路全程最大路全程最大允許壓降允許壓降(V)衡重雜音峰-峰值寬頻雜音（有效值）-48-40-572400mv0300Hz100mv3.4150kHz30mv150kHz30MHZ3-24-19-2922.624+19+2922.6注：-48V電壓的離散頻率雜音電壓允許值：（有效值）1. 3.4kHz150kHz，5mv有效值；2. 150kHz200kHz，3mv有效值；3. 200kHz500kHz，2mv有效值；4. 500kHz30MHz，1mv有效值。注：此項針對帶尾電池的-24V電源供電系統(tǒng)。142.直流供電回路接頭壓降（直流配電屏以外的接頭）應符合下直流供電回路接頭壓降

6、（直流配電屏以外的接頭）應符合下列要求，或列要求，或溫升不超過溫升不超過50。一、直流電源供電的質(zhì)量指標一、直流電源供電的質(zhì)量指標1000A以下，每百安培5mv。1000A以上，每百安培3mv。151.交流市電電源供電標準應符合下表要求：交流市電電源供電標準應符合下表要求：二、交流電源供電的質(zhì)量指標二、交流電源供電的質(zhì)量指標標稱電壓標稱電壓（V）受電端子上電受電端子上電壓變動范圍（壓變動范圍（V）頻率標稱頻率標稱值（值（HZ）頻率變動范頻率變動范圍（圍（HZ）功率因數(shù)功率因數(shù)100kVA以下100kVA以上220187242（-15%10%）5020.850.903803234185020.8

7、50.902.交流油機電源供電標準應符合下表要求：交流油機電源供電標準應符合下表要求：標稱電壓標稱電壓（V）受電端子上電壓受電端子上電壓變動范圍（變動范圍（V）頻率標稱值頻率標稱值（HZ）頻率變動范圍頻率變動范圍（HZ）功率因數(shù)功率因數(shù)(是否是否沒有此項指標沒有此項指標)220209231（-5%5%）5010.83803613995010.83.三相供電電壓不平衡度不大于三相供電電壓不平衡度不大于4%，電壓波形正弦畸變率不大，電壓波形正弦畸變率不大于于5。16各類通信局站聯(lián)合接地裝置的接地電阻值應符合下表要求（依據(jù)中華人民共和國信息產(chǎn)業(yè)部標準YD5079-99通信電源設備安裝工程驗收規(guī)范）：

8、 三、防雷接地的質(zhì)量指標三、防雷接地的質(zhì)量指標通信局（站）類型通信局（站）類型接地電阻值（接地電阻值（ ）綜合樓、國際局、匯接局、關口局、萬門以上交換局、2000路以上長話局12000門以上1萬門以下的交換局、2000路以下長話局32000門以下模塊局及接入網(wǎng)點、光纜端站、載波增音站、衛(wèi)星地球站、微波樞紐站、移動通信基站5（對于年雷暴日小于20天地區(qū)的基站，接地電阻可小于10）微波中繼站、光纜中繼站、小型地球站10微波無源中繼站20（當土壤電阻率大時，可到30）17動力系統(tǒng)設備產(chǎn)生的噪聲在城市區(qū)域內(nèi)的最大影響應不超過GB3096一93城市區(qū)域環(huán)境噪聲標準的規(guī)定值（見下表）：四、環(huán)境噪聲要求四、

9、環(huán)境噪聲要求類別類別區(qū)域區(qū)域晝間（晝間（dB）夜間（夜間（dB）0療養(yǎng)區(qū)、高級別墅和賓館區(qū)50401居住、文教機關區(qū)55452居住、商業(yè)、工業(yè)混雜區(qū)60503工業(yè)區(qū)65554交通干線道路兩側(cè)區(qū)7055注：測量點選在離任一建筑物的距離不小于1m，傳聲器距地面的垂直距離不小于1.2m處。181.市電供電的可靠性以市電不可用度、停電時長、停電次數(shù)作市電供電的可靠性以市電不可用度、停電時長、停電次數(shù)作為表征。為表征。其中：市電電壓、頻率不符合通信局站電源系統(tǒng)要求的時間為不可用時間。2.市電供電的可靠性分類和指標如下表：市電供電的可靠性分類和指標如下表：五、市電供電的可靠性分類和指標五、市電供電的可靠性

10、分類和指標不可用時間可用時間不可用時間市電不可用度100分類分類不可用度不可用度停電次數(shù)（次停電次數(shù)（次/年）年）停電時長（小時停電時長（小時/次）次）一類供電6.810-4120.5二類供電310-2426三類供電510-2548四類供電510-2有季節(jié)性長時間停電或無市電可用19六、通信局站電源系統(tǒng)的供電等級和指標六、通信局站電源系統(tǒng)的供電等級和指標1.通信局站電源系統(tǒng)的供電等級以電源系統(tǒng)的不可用度、停電通信局站電源系統(tǒng)的供電等級以電源系統(tǒng)的不可用度、停電時長、停電次數(shù)作為表征。時長、停電次數(shù)作為表征。2.電源供電的可靠性分類和指標如下表：電源供電的可靠性分類和指標如下表：不可用時間可用時

11、間不可用時間電源系統(tǒng)不可用度100等級等級不可用度不可用度停電次數(shù)停電次數(shù)（次（次/系統(tǒng)年）系統(tǒng)年）停電時長停電時長（小時（小時/次）次）適用范圍適用范圍A510-70.010.5省會城市和大區(qū)中心樞紐的長途、網(wǎng)間關口、HSTP、數(shù)據(jù)節(jié)點，傳輸一級干線B110-60.051本地網(wǎng)樞紐的長途、網(wǎng)間關口、LSTP、數(shù)據(jù)節(jié)點，傳輸二級干線，15萬門市話，有非常重要的大用戶C510-60.12縣區(qū)級樞紐，1萬門以下的市話、遠端模塊局，有數(shù)據(jù)專用UPS系統(tǒng)的局站，有重要大用戶D145000門以下的市話、遠端模塊局，有重要用戶E581000門以下的模塊局、接入網(wǎng)點F1212300門以下的接入網(wǎng)點農(nóng)村鄉(xiāng)鎮(zhèn)站

12、點G1212偏遠區(qū)域的接入網(wǎng)點20根據(jù)通信局（站）電源系統(tǒng)總技術要求（YD/T1051-2000）的規(guī)定，不同通信局（站）電源系統(tǒng)的不可用性的要求如下。（1）省會城市和大區(qū)中心通信樞紐（含國際局）、市話匯接局、電報（數(shù)據(jù)）局、無線局、長途傳輸一級干線站、市話端局以及特別規(guī)定的其他通信局（站），電源系統(tǒng)的不可用性應510-7相當于6個9，（99.99995%）的可用性。即每年內(nèi)電源系統(tǒng)故障時間應15.8s；平均20年內(nèi)，電源系統(tǒng)故障的累計時間應5min。（3）縣（含縣級市）綜合局、萬門以下市話局，電源系統(tǒng)的不可用性應510-6相當于5個9（99.9995%）的可用性。即每年內(nèi)電源系統(tǒng)故障時間應2

13、.6min；平均20年內(nèi)，電源系統(tǒng)故障的累計時間應50min。212、通信電源系統(tǒng)質(zhì)量指標3、通信電源系統(tǒng)的組成目錄目錄1、通信電源系統(tǒng)的基本要求4、通信電源技術發(fā)展趨勢22通信電源系統(tǒng)是對通信局（站）各種通信設備及建筑負荷等提供用電的設備和系統(tǒng)的總稱。通信電源系統(tǒng)由交流供電系統(tǒng)、直流供電系統(tǒng)和相應的接地系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)組成。不同局（站）由不同的電源系統(tǒng)組成，集中供電、分散供電、混合供電是三種比較典型的系統(tǒng)組成方式。各種供電方式的特點、優(yōu)缺點。23交流供電系統(tǒng)交流供電系統(tǒng)高壓柜高壓柜變壓器變壓器低壓柜低壓柜24發(fā)電機組發(fā)電機組25直流供電系統(tǒng)直流供電系統(tǒng)交流柜交流柜整流柜整流柜直流柜直流柜監(jiān)控模

14、塊整流模塊高頻開關電源蓄電池組26交流不間斷電源交流不間斷電源-UPS-UPS27機房專用空調(diào)機房專用空調(diào)28通信電源系統(tǒng)組成通信電源系統(tǒng)組成 10KV入戶380V380V380V變壓器柴油發(fā)電機低壓配電開關電源UPS空調(diào)10KV高壓柜-48V蓄電池組通信主設備220V29交流供電系統(tǒng)由專用變電站、市電油機轉(zhuǎn)換屏、低壓配電屏、交流配電屏以及備用發(fā)電機組組成。移動電站可提供應急用電。直流供電系統(tǒng)由整流設備、蓄電池組和直流配電設備組成。直流供電系統(tǒng)向各種通信設備提供直流電源。不間斷電源設備（UPS）對通信設備及其附屬設備提供不間斷交流電源。交流電源系統(tǒng)還應對通信局（站）提供一般用和保證用的建筑負荷

15、用電。保證建筑負荷是指通信用空調(diào)設備、保證照明、消防電梯、消防水泵等，一般建筑負荷是指一般空調(diào)、一般照明及其他備用發(fā)電機組不保證的負荷。通信用空調(diào)、保證照明也可由電力室交流配電屏供電。通信局（站）應設事故照明，事故照明燈具可采用直流照明燈或交流應急燈。通信局（站）一般應采用10KV高壓市電引入，并采用專用降壓變壓器供電。集中供電方式電源系統(tǒng)的組成示意圖如圖所示一、集中供電方式電源系統(tǒng)一、集中供電方式電源系統(tǒng)30一、集中供電方式電源系統(tǒng)一、集中供電方式電源系統(tǒng)31同一通信局（站）原則上應設置一個總的交流供電系統(tǒng)，并由此分別向各直流供電系統(tǒng)提供低壓交流電。交流供電系統(tǒng)的組成和要求與集中供電方式相同

16、。各直流供電系統(tǒng)可分層設置，也可按通信設備系統(tǒng)設置。設置地點可為單獨的電力電池室，也可與通信設備同一機房。分散供電方式電源系統(tǒng)組成示意圖如圖所示：二、分散供電方式電源系統(tǒng)二、分散供電方式電源系統(tǒng)32二、分散供電方式電源系統(tǒng)二、分散供電方式電源系統(tǒng)33混合供電方式電源系統(tǒng)的組成如圖所示。光纜中繼站和微波無人值守中繼站，可采用交流電源和太陽電池方陣（或其他能源）相結(jié)合的混合供電方式電源系統(tǒng)。該系統(tǒng)由太陽電池方陣、低壓市電、蓄電池組、整流及配電設備以及移動電站組成。對微波無人值守中繼站，若通信容量較大，不宜采用太陽能供電時，則采用市電與無人值守自動化性能及可靠性高的成套電源設備組成的交流電源系統(tǒng)。三

17、、混合供電方式電源系統(tǒng)三、混合供電方式電源系統(tǒng) 調(diào) 壓 器 交 流 配 電 屏 整 流 器 太 陽 電 池 方 陣 直 流配 電屏 蓄 電 池 通信設備 保 證負 荷 其 他負 荷 移 動 電 站 監(jiān) 控 接 地 （ a） 不 間 斷 （ b ） 可 短 時 間 中 斷 220/38 0V 市 電 A C 2 20/38 0V （ b ） A C 2 20/38 0V （ b ） D C 48V （ D C 24V ） （ a） D C 48V （ D C 24V ） （ a） 34四、一體化供電方式電源系統(tǒng)四、一體化供電方式電源系統(tǒng)一體化供電方式，即通信設備和電源設備組合在同一個機架內(nèi)，由交

18、流電源供電。電源系統(tǒng)一般由整流、配電、蓄電池組和監(jiān)控單元組成。一體化供電方式一般用于通信容量較小的局（站）。 通信電源系統(tǒng)的構(gòu)成通信電源系統(tǒng)的構(gòu)成-動畫演示動畫演示362、通信電源系統(tǒng)質(zhì)量指標3、通信電源系統(tǒng)的組成目錄目錄1、通信電源系統(tǒng)的基本要求4、通信電源技術發(fā)展趨勢37信息業(yè)的飛速發(fā)展，給電源市場帶來了巨大的市場機會和挑戰(zhàn)，同時對通信電源提出了一些新的需求。例如：多種物理設備放在一起，有電磁兼容的需求和機房面積和承重的要求；網(wǎng)絡設備種類變多使電源的負載變大，負載種類變多，對電源效率和種類有要求；機房和基站數(shù)目增多，對電源的可靠性和易維護性提出了更高的要求，以滿足無人值守需要。電源工作環(huán)境

19、的差異對電源的應用環(huán)境也提出了新的需求，如更強電網(wǎng)適應能力、環(huán)境適應能力等，戶外電源就是這一需求的典型代表。通信電源是整個信息網(wǎng)絡的心臟，新的網(wǎng)絡需要更可靠的電源。另外，隨著運營商的全球化的發(fā)展趨勢，電源設備也需要滿足全球不同市場對產(chǎn)品的特殊要求。38隨著運營商設備的不斷增多，用電量加劇，機房面積緊張等客觀因素的存在，對電源產(chǎn)品提出了更高效率、更高功率密度、更寬的使用環(huán)境溫度的要求。新型高性能器件的不斷研發(fā)、涌現(xiàn)與應用，例如：絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）、功率場效應晶體管(MOSFET)、智能IGBT功率模塊（IPM）、MOS柵控晶閘管（MCT）、靜電感應晶體管（SIT）、超級恢復二極管、無

20、感電容器、無感電阻器、新型磁材料和變壓器、EMI濾波器等，這些新型器件的應用極大地提高了通信電源的開關頻率，減少了電源外型尺寸，提高了電源的功率密度。在通信電源中，開關技術是提高電源效率的一個重要技術。軟開關技術、準諧振技術中的具有代表性的是諧振變換、移相諧振、零開關PWM、零過渡PWM等電路拓撲。隨著軟開關拓撲理論研究的深入以及應用的普及，大大減少了硬開關模式下電源中功率器件在開通、關斷過程中電壓下降/上升和電流上升/下降波形交疊產(chǎn)生的損耗和噪聲，實現(xiàn)了零電壓零電流開關，降低了損耗，提高了電源系統(tǒng)的效率。為了更好適應環(huán)境，提高產(chǎn)品可靠性，220Vac工作的通信電源一般能夠工作在120290V

21、ac，環(huán)境適應能力也由傳統(tǒng)的45提高到到60，甚至75。一、更高的效率，更高的功率密度，更寬的使用環(huán)境溫度39隨著網(wǎng)絡的日益發(fā)展，巨大網(wǎng)絡設備需要大量人力、物力投在設備的管理和維護工作中，如：通信設施所處環(huán)境越來越復雜，人煙稀少、交通不便都增大了維護的難度，這對電源設備的監(jiān)控管理提出了新的需求。通信電源監(jiān)控系統(tǒng)需要對動力系統(tǒng)中狀態(tài)量和控制量進行監(jiān)控，還可對電池進行全自動管理；可以直接利用Internet傳輸控制數(shù)據(jù)，使維護人員通過Internet進行數(shù)據(jù)查詢、控制等維護工作。利用友好的人機界面，使維護人員能夠方便地得到需要的信息。二、網(wǎng)絡化智能化的監(jiān)控管理40數(shù)字化技術的發(fā)展逐步表現(xiàn)出了傳統(tǒng)模擬技術無法實現(xiàn)的優(yōu)勢，如：采用全數(shù)字化控制技術，有效地縮小電源體積，降低了成本，大大提高了設備的可靠性和對用戶的適應性。整個電源的信號采樣、處理、控制（包括電壓電流環(huán)等）、通信等均采用DSP技術，可以獲得優(yōu)化的一致的穩(wěn)定的控制參數(shù)?？梢圆捎酶屿`活的控制方式，在各種電壓、溫度下優(yōu)化電源的輸出，如降額保護、PFC數(shù)字控制諧波。利用DSP技術可以實現(xiàn)更簡單穩(wěn)定的