課件(通信電源系統(tǒng))

一月23通信電源系統(tǒng)2、通信電源系統(tǒng)質(zhì)量指標(biāo)3、通信電源系統(tǒng)的組成目錄1、通信電源系統(tǒng)的基本要求4、通信電源技術(shù)發(fā)展趨勢通信電源系統(tǒng)的基本要求？一般的通信設(shè)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(luò)的通信全部中斷。對于數(shù)字通信設(shè)備，電源電壓即使有瞬間的中斷也不允許。因?yàn)樵跀?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(shè)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，保證供電可靠。一、可靠性高各種通信設(shè)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(jì)算機(jī)控制的通信設(shè)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、穩(wěn)定性高能源是寶貴的，而且通信設(shè)備在耗費(fèi)巨資完成投資后，日常的費(fèi)用支出中，設(shè)備運(yùn)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(shè)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(shè)備應(yīng)有較高轉(zhuǎn)換效率，即要求電源設(shè)備的自耗要小。三、效率高現(xiàn)代通信要求通信電源設(shè)備采用分立式的模塊結(jié)構(gòu)，以便于不斷擴(kuò)容、分段投資，并降低備份成本。不能象習(xí)慣上采用的1+1全備用（備份了100％的負(fù)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(fù)載電流）即可。四、模塊化現(xiàn)代通信運(yùn)維體制要求動力機(jī)房的維護(hù)工作通過遠(yuǎn)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(biāo)準(zhǔn)通訊接口，以便與后臺計(jì)算機(jī)或與遠(yuǎn)程維護(hù)中心通過傳輸網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信，交換數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)控。從而提高維護(hù)的及時性，減小維護(hù)工作量和人力投入，提高維護(hù)工作的效率。五、能實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)控現(xiàn)在各種通信設(shè)備的日益集成化、小型化，這就要求電源設(shè)備也相應(yīng)的小型化，以便將電源設(shè)備隨其它通信設(shè)備布置在同一個機(jī)房，便于實(shí)現(xiàn)分散供電。六、小型化2、通信電源系統(tǒng)質(zhì)量指標(biāo)3、通信電源系統(tǒng)的組成目錄1、通信電源系統(tǒng)的基本要求4、通信電源技術(shù)發(fā)展趨勢通信電源系統(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(guān)系到整個通信網(wǎng)的暢通。為了保證通信網(wǎng)的良好運(yùn)行，必須使供電質(zhì)量符合要求。1.直流電源電壓變動范圍，脈動電壓和全程最大允許壓降應(yīng)符合下表要求：一、直流電源供電的質(zhì)量指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)電壓(V)通信設(shè)備受電端子上電壓變動范圍(V)雜音電壓(mv)供電回路全程最大允許壓降(V)衡重雜音峰-峰值寬頻雜音（有效值）-48-40～-572400mv0～300Hz<100mv3.4～150kHz<30mv150kHz～30MHZ3-24-19～-2922.6＋24+19～+2922.6注：-48V電壓的離散頻率雜音電壓允許值：（有效值）1.3.4kHz～150kHz，5mv有效值；2.150kHz～200kHz，3mv有效值；3.200kHz～500kHz，2mv有效值；4.500kHz～30MHz，1mv有效值。注：此項(xiàng)針對帶尾電池的-24V電源供電系統(tǒng)。2.直流供電回路接頭壓降（直流配電屏以外的接頭）應(yīng)符合下列要求，或溫升不超過50℃。一、直流電源供電的質(zhì)量指標(biāo)1000A以下，每百安培5mv。1000A以上，每百安培3mv。1.交流市電電源供電標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合下表要求：二、交流電源供電的質(zhì)量指標(biāo)標(biāo)稱電壓（V）受電端子上電壓變動范圍（V）頻率標(biāo)稱值（HZ）頻率變動范圍（HZ）功率因數(shù)100kVA以下100kVA以上220187～242（-15%~10%）5020.850.90380323～4185020.850.902.交流油機(jī)電源供電標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合下表要求：標(biāo)稱電壓（V）受電端子上電壓變動范圍（V）頻率標(biāo)稱值（HZ）頻率變動范圍（HZ）功率因數(shù)(是否沒有此項(xiàng)指標(biāo))220209～231（-5%~5%）5010.8380361～3995010.83.三相供電電壓不平衡度不大于4%，電壓波形正弦畸變率不大于5％。各類通信局站聯(lián)合接地裝置的接地電阻值應(yīng)符合下表要求（依據(jù)中華人民共和國信息產(chǎn)業(yè)部標(biāo)準(zhǔn)YD5079-99通信電源設(shè)備安裝工程驗(yàn)收規(guī)范）：三、防雷接地的質(zhì)量指標(biāo)通信局（站）類型接地電阻值（）綜合樓、國際局、匯接局、關(guān)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(diǎn)、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(dāng)土壤電阻率大時，可到30）動力系統(tǒng)設(shè)備產(chǎn)生的噪聲在城市區(qū)域內(nèi)的最大影響應(yīng)不超過GB3096一93《城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定值（見下表）：四、環(huán)境噪聲要求類別區(qū)域晝間（dB）夜間（dB）0療養(yǎng)區(qū)、高級別墅和賓館區(qū)50401居住、文教機(jī)關(guān)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(diǎn)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。1.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。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(biāo)如下表：五、市電供電的可靠性分類和指標(biāo)分類不可用度停電次數(shù)（次/年）停電時長（小時/次）一類供電≤6.8×10-4≤12≤0.5二類供電≤3×10-2≤42≤6三類供電≤5×10-2≤54≤8四類供電＞5×10-2有季節(jié)性長時間停電或無市電可用六、通信局站電源系統(tǒng)的供電等級和指標(biāo)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(biāo)如下表：等級不可用度停電次數(shù)（次/系統(tǒng)年）停電時長（小時/次）適用范圍A≤5×10-7≤0.01≤0.5省會城市和大區(qū)中心樞紐的長途、網(wǎng)間關(guān)口、HSTP、數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)，傳輸一級干線B≤1×10-6≤0.05≤1本地網(wǎng)樞紐的長途、網(wǎng)間關(guān)口、LSTP、數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)，傳輸二級干線，1～5萬門市話，有非常重要的大用戶C≤5×10-6≤0.1≤2縣區(qū)級樞紐，1萬門以下的市話、遠(yuǎn)端模塊局，有數(shù)據(jù)專用UPS系統(tǒng)的局站，有重要大用戶D≤1≤45000門以下的市話、遠(yuǎn)端模塊局，有重要用戶E≤5≤81000門以下的模塊局、接入網(wǎng)點(diǎn)F≤12≤12300門以下的接入網(wǎng)點(diǎn)農(nóng)村鄉(xiāng)鎮(zhèn)站點(diǎn)G＞12＞12偏遠(yuǎn)區(qū)域的接入網(wǎng)點(diǎn)根據(jù)《通信局（站）電源系統(tǒng)總技術(shù)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(bào)（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(yīng)≤5×10-7[相當(dāng)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(yīng)≤15.8s；平均20年內(nèi)，電源系統(tǒng)故障的累計(jì)時間應(yīng)≤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(yīng)≤5×10-6[相當(dāng)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(yīng)≤2.6min；平均20年內(nèi)，電源系統(tǒng)故障的累計(jì)時間應(yīng)≤50min。2、通信電源系統(tǒng)質(zhì)量指標(biāo)3、通信電源系統(tǒng)的組成目錄1、通信電源系統(tǒng)的基本要求4、通信電源技術(shù)發(fā)展趨勢通信電源系統(tǒng)是對通信局（站）各種通信設(shè)備及建筑負(fù)荷等提供用電的設(shè)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(yīng)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(diǎn)、優(yōu)缺點(diǎn)。交流供電系統(tǒng)高壓柜變壓器低壓柜發(fā)電機(jī)組發(fā)動機(jī)發(fā)電機(jī)空氣開關(guān)散熱水箱

發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)圖直流供電系統(tǒng)交流柜整流柜直流柜監(jiān)控模塊整流模塊高頻開關(guān)電源蓄電池組交流不間斷電源-UPS機(jī)房專用空調(diào)通信電源系統(tǒng)組成

10KV入戶380V380V380V變壓器柴油發(fā)電機(jī)低壓配電開關(guān)電源UPS空調(diào)10KV高壓柜-48V蓄電池組通信主設(shè)備220V交流供電系統(tǒng)由專用變電站、市電油機(jī)轉(zhuǎn)換屏、低壓配電屏、交流配電屏以及備用發(fā)電機(jī)組組成。移動電站可提供應(yīng)急用電。直流供電系統(tǒng)由整流設(shè)備、蓄電池組和直流配電設(shè)備組成。直流供電系統(tǒng)向各種通信設(shè)備提供直流電源。不間斷電源設(shè)備（UPS）對通信設(shè)備及其附屬設(shè)備提供不間斷交流電源。交流電源系統(tǒng)還應(yīng)對通信局（站）提供一般用和保證用的建筑負(fù)荷用電。保證建筑負(fù)荷是指通信用空調(diào)設(shè)備、保證照明、消防電梯、消防水泵等，一般建筑負(fù)荷是指一般空調(diào)、一般照明及其他備用發(fā)電機(jī)組不保證的負(fù)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(yīng)設(shè)事故照明，事故照明燈具可采用直流照明燈或交流應(yīng)急燈。通信局（站）一般應(yīng)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)同一通信局（站）原則上應(yīng)設(shè)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。各直流供電系統(tǒng)可分層設(shè)置，也可按通信設(shè)備系統(tǒng)設(shè)置。設(shè)置地點(diǎn)可為單獨(dú)的電力電池室，也可與通信設(shè)備同一機(jī)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)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(shè)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(shè)備組成的交流電源系統(tǒng)。三、混合供電方式電源系統(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(shè)備和電源設(shè)備組合在同一個機(jī)架內(nèi)，由交流電源供電。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-動畫演示2、通信電源系統(tǒng)質(zhì)量指標(biāo)3、通信電源系統(tǒng)的組成目錄1、通信電源系統(tǒng)的基本要求4、通信電源技術(shù)發(fā)展趨勢信息業(yè)的飛速發(fā)展，給電源市場帶來了巨大的市場機(jī)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(shè)備放在一起，有電磁兼容的需求和機(jī)房面積和承重的要求；網(wǎng)絡(luò)設(shè)備種類變多使電源的負(fù)載變大，負(fù)載種類變多，對電源效率和種類有要求；機(jī)房和基站數(shù)目增多，對電源的可靠性和易維護(hù)性提出了更高的要求，以滿足無人值守需要。電源工作環(huán)境的差異對電源的應(yīng)用環(huán)境也提出了新的需求，如更強(qiáng)電網(wǎng)適應(yīng)能力、環(huán)境適應(yīng)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(luò)的心臟，新的網(wǎng)絡(luò)需要更可靠的電源。另外，隨著運(yùn)營商的全球化的發(fā)展趨勢，電源設(shè)備也需要滿足全球不同市場對產(chǎn)品的特殊要求。隨著運(yùn)營商設(shè)備的不斷增多，用電量加劇，機(jī)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(yīng)用，例如：絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）、功率場效應(yīng)晶體管(MOSFET)、智能IGBT功率模塊（IPM）、MOS柵控晶閘管（MCT）、靜電感應(yīng)晶體管（SIT）、超級恢復(fù)二極管、無感電容器、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(yīng)用極大地提高了通信電源的開關(guān)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(guān)技術(shù)是提高電源效率的一個重要技術(shù)。軟開關(guān)技術(shù)、準(zhǔn)諧振技術(shù)中的具有代表性的是諧振變換、移相諧振、零開關(guān)PWM、零過渡PWM等電路拓?fù)?。隨著軟開關(guān)拓?fù)淅碚撗芯康纳钊胍约皯?yīng)用的普及，大大減少了硬開關(guān)模式下電源中功率器件在開通、關(guān)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(shí)現(xiàn)了零電壓／零電流開關(guān)，降低了損耗，提高了電源系統(tǒng)的效率。為了更好適應(yīng)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120－290Vac，環(huán)境適應(yīng)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)境溫度隨著網(wǎng)絡(luò)的日益發(fā)展，巨大網(wǎng)絡(luò)設(shè)備需要大量人力、物力投在設(shè)備的管理和維護(hù)工作中，如：通信設(shè)施所處環(huán)境越來越復(fù)雜，人煙稀少、交通不便都增大了維護(hù)的難度，這對電源設(shè)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(jìn)行監(jiān)控，還可對電池進(jìn)行全自動管理；可以直接利用Internet傳輸控制數(shù)據(jù)，使維護(hù)人員通過Internet進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢、控制等維護(hù)工作。利用友好的人機(jī)界面，使維護(hù)人員能夠方便地得到需要的信息。二、網(wǎng)絡(luò)化智能化的監(jiān)控管理數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展逐步表現(xiàn)出了傳統(tǒng)模擬技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)的優(yōu)勢，如：采用全數(shù)字化控制技術(shù)，有效地縮小電源體積，降低了成本，大大提高了設(shè)備的可靠性和對用戶的適應(yīng)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(shù)，可以獲得優(yōu)化的一致的穩(wěn)定的控制參數(shù)。可以采用更加靈活的控制方式，在各種電壓、溫度下優(yōu)化電源的輸出，如降額保護(hù)、PFC數(shù)字控制諧波。利用DSP技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)更簡單穩(wěn)定的通信和均流，可以獲得良好的EMC指標(biāo)。通過減少器件數(shù)目、提高模塊指標(biāo)、提高功率密度，消除模擬控制技術(shù)的器件離