通信電源技術(shù)

1、通信電源技術(shù)基礎(chǔ)XXXX通信規(guī)劃設(shè)計有限公司疑問？問：1、電壓為何為-48V？2、為什么是正極接地？培訓(xùn)目標 了解通信電源在通信網(wǎng)絡(luò)中的種類及地位 了解各功能設(shè)備組成 掌握通信電源設(shè)計中的基本方法 掌握通信電源的基本防護方法通信設(shè)備對電源的一般要求1.可靠性高：2.穩(wěn)定性高：3.效率高：現(xiàn)代通信對電源系統(tǒng)的新要求1.模塊化： 自由組合擴容互為備用2.低壓、大電流，多組供電電壓需求3.能實現(xiàn)集中監(jiān)控：4.自動化、智能化：5.小型化 通信電源系統(tǒng)的構(gòu)成通信電源系統(tǒng)的構(gòu)成2通信電源設(shè)備概述1. 高壓開關(guān)柜 較大的電信局一般都由市電高壓網(wǎng)供電。為了保證可靠供電，通常都由兩個不同的變電站引入兩路高壓。為

2、了控制兩路高壓，可以采用成套高壓開關(guān)柜。通信電源設(shè)備概述2. 電力變壓器 電力變壓器完成輸入的交流電壓升高或降低的作用。主要由鐵芯和繞組組成。通信電源設(shè)備概述3. 交直流配電屏 低壓交流配電屏：是連接降壓變壓器、低壓電源和交流負載的裝置，它可以完成市電和備用電源轉(zhuǎn)換、負載分路和保護、測量、告警等作用。 直流配電屏：是直流供電系統(tǒng)的樞紐，它能將直流電源和各種直流負載連接起來，并能完成負載分路、工作方式轉(zhuǎn)換、測量、告警和保護等作用。通信電源設(shè)備概述4. 高頻開關(guān)整流電源 亦稱無工頻變壓器型開關(guān)整流器，因其具有高效、節(jié)能、功率密度大等優(yōu)點，目前已廣泛用于通信電源系統(tǒng)。 產(chǎn)品模塊化。開關(guān)電源基礎(chǔ)開關(guān)電

3、源基礎(chǔ) 交流電經(jīng)過整流，可以得到直流電。 為了得到穩(wěn)定的直流電壓，必須采用穩(wěn)壓電路來實現(xiàn)穩(wěn)壓。 按照實現(xiàn)方法的不同，穩(wěn)壓電源可分為三種：線性穩(wěn)壓電源、相控穩(wěn)壓電源、開關(guān)穩(wěn)壓電源。線性穩(wěn)壓電源線性穩(wěn)壓電源特點線路簡單干擾小對輸入電壓和負載變化的響應(yīng)非?？旆€(wěn)壓性能好功率轉(zhuǎn)換效率太低。開關(guān)型穩(wěn)壓電源開關(guān)穩(wěn)壓電源 特點 功率轉(zhuǎn)換效率高， 發(fā)熱少、體積小、重量輕 對電網(wǎng)電壓大范圍變化具有很強的適應(yīng)性 電壓、負載穩(wěn)定度高 線路復(fù)雜 電磁干擾和射頻干擾大。 國產(chǎn)某系列開關(guān)整流器原理 中興公司整流模塊ZXD5000 100A中興公司整流模塊ZXD5000 100A外形尺寸132mm482mm466mm（高寬深

4、）重量25kg環(huán)境溫度1045儲存溫度-30+85相對濕度10%90%RH380VAC25%4565Hz10A直流輸出40V60V任意可調(diào)效率92%（半載以上)功率因數(shù)0.93（額定輸入/輸出）浪涌電流18A限電流值10%110%額定電流，任意可調(diào)穩(wěn)壓精度0.5%軟啟動時間58s模塊間均流能力3%（半載以上），2.5%（滿載）可聞噪音 55dBa（1m）MTBF105h交流輸入中興公司整流模塊ZXD2400 50A中興公司整流模塊ZXD2400 50A組合電源外觀整流模塊（愛默生） HD4825-3型高頻開關(guān)模塊 每個模塊輸出電流25A 整流模塊（愛默生）電源指示燈保護指示燈故障指示燈輸入輸出

5、端子定位銷 面板和背板監(jiān)控模塊（愛默生） 監(jiān)控模塊PSM-A10前面板上有背光液晶顯示屏、鍵盤；在機柜內(nèi)部左上側(cè)M2442X1板上有RS232通信接口、告警輸出干接點和MODEM電源接口等 監(jiān)控模塊前視圖（愛默生） 1.告警指示燈 2.監(jiān)控運行指示燈 3.液晶顯示屏 4.操作控制鍵盤 5.定位銷 通信電源設(shè)備概述5. 直流直流變換器（DC/DC） 通信電源的基礎(chǔ)電源是-48V，然而通信設(shè)備中還需要12V、5V、24V等直流電源。這些不同種類的直流電源要由DC-DC變換器來提供；另外，在上節(jié)的高頻開關(guān)整流器中，DC-DC變換器也是它的重要組成部分。某DC-DC模塊原理圖24VDC/DC變 換 器

6、I24VDC/DC變 換 器II12VDC/DC變 換 器I12VDC/DC變 換 器II6VDC/DC變 換 器I6VDC/DC變 換 器II24V直 流 輸 出48V直 流 輸 入12V直 流 輸 出6V直 流 輸 出DPC48-3 DC-DC模塊示意圖 DC/DC模塊有24V、12V、6V共3路輸出 每路功率為：24V/4.2A，12V/8.4A，6V/5A。 DPC48-3 DC-DC模塊前面板124V I工作指示燈 224V II工作指示燈 312V I工作指示燈412V II工作指示燈 56V I工作指示燈66V II工作指示燈 7拉手 8安裝孔位 DPC48-3 DC-DC模塊前

7、面板（1）6V支路輸出接口II（2）6V支路輸出接口I（3）12V支路輸出接口II（4）12V支路輸出接口I（5）6V支路輸出接口II（6）6V支路輸出接口I（7）48V輸入接口（8）配置設(shè)置撥碼開關(guān)（9）工作檢測接口通信電源設(shè)備概述6. 交流不間斷電源（UPS） UPS是英文Uninterruptible Power System 的縮寫，即不間斷電源，但人們一般習(xí)慣稱之為UPS電源。UPS電源不僅僅是一個備用電源，而且是電源凈化設(shè)備。隨著計算機、各種辦公設(shè)備、精密電子儀器的普及，UPS電源得到了廣泛的應(yīng)用。 常用的UPS包括在線式UPS、后備式UPS。由于在線式UPS的輸出總是由逆變器來提

8、供的，所以它能提供負載干擾更小、精度更高的電源。UPS外觀通信電源設(shè)備概述7. 通信逆變器（DC/AC） 逆變器主要把由市電整流濾波后的直流或來自蓄電池的直流電，逆變成頻率穩(wěn)定、電壓穩(wěn)定、波形失真小的交流電。一類是UPS電源中的逆變器，另一類是通信逆變器。 通信逆變器的輸入-48V，一般輸出50HZ、單相220V/三相380V交流電，也輸出25HZ、75V的鈴流。它在通信中使用廣泛。 目前逆變器普遍采用脈寬調(diào)制技術(shù)（PWM技術(shù)）及波形疊加技術(shù)。通信電源設(shè)備概述8. 柴油發(fā)電機組 柴油發(fā)電機組是通信電源設(shè)備中的重要組成部分，當市電停電時間較長時，起動發(fā)電機。對它的主要要求是：隨時起動、運行可靠、

9、指標達標、保證供電、電氣性能滿足通信設(shè)備的要求。 現(xiàn)代柴油發(fā)送機組由柴油機、三相交流無刷同步發(fā)電機、控制箱、散熱水箱、燃油箱、聯(lián)軸器、消聲器、波紋管及公共底座等組建組成。通信電源設(shè)備概述9. 蓄電池 蓄電池是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能存儲起來，需要時再將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N儲能裝置。通信中主要用在UPS的后備電源和與整流設(shè)備組合的直流浮充供電系統(tǒng)中。常見通信電源系統(tǒng)組成圖中興公司電源系統(tǒng)中興公司電源性能指標模塊組成由100A模塊組成，滿配置31個380VAC25%4565Hz600A（最大）兩路手動切換直流輸出40V60V任意可調(diào)效率92%（半載以上)功率因數(shù)0.93（額定輸入/輸出）交流配電柜：2

10、000mm700mm660mm直流配電柜：2000mm700mm660mm整流機柜： 2000mm600mm660mm模塊間均流能力 3%（半載以上）2.5%（滿載）三相100A 2路三相160A 4路可根據(jù)用戶需求在一定范圍內(nèi)靈活配置400A 8路100A 4路63A 2路32A 2路電池分路：2000A 2路可根據(jù)用戶需求在一定范圍內(nèi)靈活配置交流輸入尺寸（高寬深）交流 輔助 輸出（標配）負載輸出（標配）電池產(chǎn)品技術(shù)要求電池產(chǎn)品技術(shù)要求 使用壽命長：電池工作環(huán)境以及循環(huán)充放電的頻次有關(guān)。充放電頻率越高，電池使用壽命越短。常見的通信電池使用壽命一般10年左右。 安全性高：電池電解質(zhì)為硫酸溶液，

11、具有強腐蝕性；對于密封電池，電池的電化學(xué)過程會產(chǎn)生氣體，增加電池內(nèi)部壓力，壓力超過一定限度時會造成電池爆裂，釋放出有毒、腐蝕性氣體、液體，因此電池必須具備優(yōu)秀的安全防爆性能。一般密閉電池都設(shè)有安全閥和防酸片，自動調(diào)節(jié)蓄電池內(nèi)壓，防酸片具有阻液和防爆功能。電池規(guī)格及結(jié)構(gòu)參數(shù)1（GFM系列）型 號標稱電壓(V)額定容量(Ah)外形尺寸(mm)重量(kg)C10C3C1LbhHGFM-2002200150110116.8177.636739417.3GFM-200I20517727530019.0GFM-3002300225165164.2177.636739424.5GFM-300I2051772

12、7530026.5GFM-4002400300220164.2177.636739428.3GFM-400I28217727530035.5GFM-5002500375275213.6179.636839542.1GFM-500I12420646651234.5GFM-6502650487.5357.5261179.636839548.8GFM-650I20616646651249.0電池規(guī)格及結(jié)構(gòu)參數(shù)2（GFM系列）型 號標稱電壓(V)額定容量(Ah)外形尺寸(mm)重量(kg)C10C3C1LbhHGFM-8002800600440309.4180.6368.5395.556.6GFM-8

13、00I21025446651261.0GFM-100021000750550417.6181.636939675.2GFM-1000I21025446651274.0GFM-20002200015001100425356.8370397163.1GFM-2000I518210466512155.0GFM-30002300022501650740357.8370.5397.5242.5GFM-3000I782210466512230.0電池結(jié)構(gòu) 電池槽、蓋選用超強阻燃ABS塑料；提手便于搬運；正負極群板柵采用特殊的鉛鈣錫鋁四元合金，抗伸延，耐腐蝕，析氫過電位高；微細玻璃纖維隔板匯流排耐大電流沖擊

14、；端子內(nèi)嵌銅芯，使其電阻最小化，極柱密封采用瑞士專利技術(shù)；安全閥具有耐酸和良好的彈性恢復(fù)能力。鉛酸蓄電池工作原理閥控式密封鉛酸蓄電池在充放電過程中的化學(xué)反應(yīng)如下： 放電PbO2 + 2H2SO4 + Pb PbSO4 + 2H2O + PbSO4 充電(二氧化鉛) (硫酸) (海綿狀鉛) (硫酸鉛) (水) (硫酸鉛)正極活物質(zhì) 電解液 負極活物質(zhì) 正極活物質(zhì) 電解液 負極活物質(zhì)鉛酸蓄電池放電特性 放電容量與放電電流關(guān)系： 放電電流越小放電容量越大；反之，放電電流越大放電容量越小。 放電容量與溫度關(guān)系： 溫度降低放電容量減少。電池容量和放電電流的關(guān)系電池容量和環(huán)境溫度的關(guān)系充電特性 放電后的蓄

15、電池充滿電所需時間隨放電量、充電初期電流、溫度而變化。 圖中虛線表示按10小時率額定容量 50放電后定電流0.1C10(A)定電壓（2.23V）的電池充電情況。 圖中實線表示按10小時率額定容量 100放電后定電流0.1C10(A)定電壓（2.23V）的電池充電情況。蓄電池容量的選擇式中，Q蓄電池容量(安培小時)；I平均忙時全局平均放電電流；設(shè)計標準規(guī)定的放電小時率(小時數(shù))；Kn容量轉(zhuǎn)變系數(shù)，即n小時放電率下，蓄電池容量與10小時放電率的蓄電池容量之比。t實際電解液的最低溫度。蓄電池室有采暖設(shè)備時，可按15考慮；無采暖設(shè)備時，則按所在地區(qū)最低室內(nèi)溫度計算，但不應(yīng)低于0。25蓄電池額定容量時的

16、電解液溫度；0.006容量溫度系數(shù)(即電解液以25為標準時，每上升或下降1時所增加或減少的容量比值)。Q I平均Kn1 0.006(t25)不同放電率的放電電流和電池容量放電小時數(shù)電池容量(額定容量的)放電電流(額定容量的)10小時放電率100108小時放電率96125小時放電率85173小時放電率75252小時放電率6532.51小時放電率5050通信電源設(shè)計初步 電池容量的確定 整流器的配置 交流容量的確定 直流容量的確定 交流電源線的選擇 直流電源線的選擇工程中電池容量常用計算方法 在確定了期望的電池支撐時間(或電池放電小時數(shù))T與電池平均工作環(huán)境溫度t以后，電池容量Q與負載電流I之間的

17、關(guān)系可以表達為： Q=KCI 其中K=1.25（安全系數(shù)） C從下表查詢。不同溫度下C與T值的關(guān)系表每組電池放電小時數(shù)(T小時)0.511.25234568t=5時容量計算系數(shù)C1.72.38 2.75 3.94.766.037.17 8.03 10.13t=10時容量計算系數(shù)C1.62 2.27 2.63 3.73 4.555.756.85 7.66 9.67t=15時容量計算系數(shù)C1.55 2.17 2.52 3.56 4.355.56.55 7.33 9.25電池備份方式 電池備份分為無備份和1+1備份兩種。 無備份時，一組電池可以滿足放電小時數(shù)。 1+1備份時，任何一組電池損壞都可以滿

18、足放電小時數(shù)。 有時為了選型方便或運行安全，將單組電池容量分成兩組電池，每組電池可以滿足一半的放電小時數(shù) 整流器配置方法 如果局站近期負荷小、終期負荷大，為了減小近期投資額，可以按照近期負荷容量I進行設(shè)計。 整流器容量IZ配置計算公式如下： IZ=I+KQ 其中IZ：計算的整流器總?cè)萘浚瑔挝话才啵?：近期或終期負荷電流，單位安培； ：電池備用系數(shù)。無備份取1，1+1備份取2； ：充電系數(shù)，取值范圍為0.10.2； ：10小時放電率電池容量，單位Ah。 整流器的配置個數(shù)N的確定通過IZ與單體整流器容量的比值取整計算得出。根據(jù)備用方式確定最后需要配置的整流器數(shù)量。交流電力線計算與設(shè)計 、按經(jīng)濟電流

19、密度選擇截面積 降低能耗和節(jié)約有色金屬是矛盾的。 按照現(xiàn)有電價、折舊修理、導(dǎo)線價格和最大負荷利用小時數(shù)折中出經(jīng)濟電流密度。 交流電力線計算與設(shè)計 2、按電壓損失選擇截面積 線路具有一定的阻抗，在電流流經(jīng)線路時必然產(chǎn)生電壓降。交流電力線計算與設(shè)計 3、按機械強度選擇截面積 電纜本身的重量、故障情況下的電流之間的作用力、以及外部的冰雪風(fēng)雨等機械力作用，容易折斷電纜。交流電力線計算與設(shè)計 4、按發(fā)熱情況選擇截面積 導(dǎo)線通過電流，由于電阻損耗使之發(fā)熱，溫度升高，會使絕緣破壞、起火，也使導(dǎo)體機械強度降低，接頭處氧化加劇。 IjsKI 式中，K為不同敷設(shè)條件下的修正系數(shù)， I為標準敷設(shè)條件下導(dǎo)線允許通過的

20、持續(xù)電流（查相關(guān)廠家說明書）。 這是通信中常用的方法。其它的方法只在必要時進行驗證。 直流電力線計算與設(shè)計 根據(jù)通信設(shè)備允許的壓降進行計算 1、電流矩法 2、固定壓降分配法（應(yīng)其簡便，工程中常用）固定壓降分配法 當某段壓降確定后，可以采用以下公式計算所需的電纜截面積： S(IL2)/(V) 其中，S：電纜截面積，單位平方毫米； I：最大工作電流，單位安培； ：電導(dǎo)率（銅：57，鋁：34）； V：最大允許壓降，單位福特。通信系統(tǒng)的保護和接地接地的重要性：接地系統(tǒng)是通信電源系統(tǒng)的重要組成部分，它不僅直接影響通信的質(zhì)量和電源系統(tǒng)的正常運行，還起到保護人身安全和設(shè)備安全的作用。為什么要接地？ 1. 通

21、信回路接地（工作地） 在電話通信中，將電池組的一個極接地，以減少由于用戶線路對地絕緣不良時引起的串話。為什么要接地？ 2. 保護接地 將通信設(shè)備的金屬外殼和電纜金屬護套等部分接地，以減小電磁感應(yīng)，保持一個穩(wěn)定的電位，達到屏蔽的目的，減小雜音的干擾。為什么要接地？ 3. 交流三相四線制中性點接地 在交流電力系統(tǒng)中，將三相四線制的中性點接地，并采用接零保護，以便在發(fā)生接地故障時迅速將設(shè)備切斷。也可以降低人體可能觸及的最高接觸電壓，降低電氣設(shè)備和輸電線路對地的絕緣水平。為什么要接地？ 4. 防雷接地 為了避免由于雷電等原因產(chǎn)生的過電壓而危及人身和擊毀設(shè)備，應(yīng)裝設(shè)地線，讓雷電流盡快地入地。接地系統(tǒng)的組成 1. 地 接地系統(tǒng)中所指的地，即一般的土地，不過它有導(dǎo)電的特性，并具有無限大的容電量，可以用來作為良好的參考電位。接地系統(tǒng)的組成 2. 接地體（或接地電極） 為使電流入地擴散而采用的與土地成電氣接觸的金屬部件。接地系統(tǒng)的組成 3. 接地引入線 把接地電極連接到地線盤（或地線匯流排）上去的導(dǎo)線。在室外與土地接觸的接地電極之間的連接導(dǎo)線則形成接地電極的一部分，不作為接地引入線。接地系統(tǒng)的組成 4. 地線排(或地線匯流排) 專供接地引入線匯集連接的小型配電板或母線匯接排。接地系統(tǒng)的組成 5. 接地配線 把