通信電源基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)課件

通信電源基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)2010年6月目錄交換局電源系統(tǒng)的組成發(fā)電機(jī)組UPS系統(tǒng)機(jī)房空調(diào)開(kāi)關(guān)電源蓄電池防雷和接地系統(tǒng)動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)安全用電知識(shí)交換局電源系統(tǒng)的組成交換局電源系統(tǒng)是對(duì)局（站）內(nèi)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。該系統(tǒng)由交流供電系統(tǒng)、直流供電系統(tǒng)和接地系統(tǒng)組成。對(duì)電源系統(tǒng)的基本要求是通信局（站）電源系統(tǒng)必須保證穩(wěn)定、可靠和安全地供電。交換局電源系統(tǒng)交流供電系統(tǒng)直流供電系統(tǒng)接地系統(tǒng)分散供電方式電源系統(tǒng)組成（a）不間斷（b）可短時(shí)間中斷（c）允許中斷分散供電交換局電源系統(tǒng)的應(yīng)用移動(dòng)大樓交換局電源系統(tǒng)示意圖如下（現(xiàn)狀）：10KV高壓專線引入315KVA箱式變電站400KVA箱式變電站新大樓建設(shè)四樓交流配電屏（1-4）400KVA油機(jī)組1400KVA油機(jī)組2開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)蓄電池組高阻屏交換機(jī)列頭柜傳輸設(shè)備UPS數(shù)據(jù)設(shè)備蓄電池組交流供電系統(tǒng)

通信局（站）的交流供電系統(tǒng)，由主用交流電源（一般為10kV市電）、專用變電站、備用發(fā)電機(jī)組或移動(dòng)電站、市電油機(jī)轉(zhuǎn)換屏、低壓配電屏、交流配電屏、交流不間斷電源設(shè)備（UPS）以及相關(guān)的配電線路組成。直流供電系統(tǒng)直流系統(tǒng)組成整流器蓄電池組直流配電屏相關(guān)的饋電線路各種通信設(shè)備提供不間斷直流電源。整流器，經(jīng)過(guò)幾年的發(fā)展，變成了開(kāi)關(guān)電源設(shè)備。

高頻開(kāi)關(guān)電源設(shè)備，由交流配電部分、整流器、直流配電部分和控制器（監(jiān)控模塊）組成。它連同蓄電池組和接地裝置，構(gòu)成不間斷直流電源供電系統(tǒng)。通信局站常用的接地型式TN-S系統(tǒng)TN-S系統(tǒng)即三相五線制系統(tǒng)。副繞組采用星形（Y形）連接，副繞組的首端引出三根相線：L1、L2、L3，副繞組的中性點(diǎn)直接接地，從其接地匯流排上引出兩根導(dǎo)線，一根為中性線即工作零線N，另一根為保護(hù)地線PE。保護(hù)零線PE專門接到電氣設(shè)備的金屬外殼上，使設(shè)備的金屬外殼通過(guò)PE線接地。PE線平時(shí)無(wú)電流通過(guò)，當(dāng)交流相線與機(jī)殼短路時(shí)，流過(guò)較大的短路電流，使接于相線中的斷路器或熔斷器等保護(hù)器件迅速動(dòng)作，及時(shí)切斷電源，從而保證人身和設(shè)備的安全。注意：嚴(yán)禁在保護(hù)地線和共用零線中加裝開(kāi)關(guān)或熔斷器。

通信局站常用的接地型式TN-C-S系統(tǒng)

整個(gè)低壓交流配電系統(tǒng)的前部分為三相四線制（TN-C系統(tǒng)），其零線（N）和保護(hù)地線（PE）是合一的PEN線；后部分則采用三相五線制（TN-S系統(tǒng)），其零線（N）和保護(hù)地線（PE）分開(kāi)，并且不允許再合并或者混用。當(dāng)電力變壓器在通信局（站）外且相距大于50m時(shí)，三相四線制的中性線（PEN線）在通信局房入口處應(yīng)做重復(fù)接地。在三相五線制供電系統(tǒng)中，單相供電采用單相三線制，三線即相線、零線和保護(hù)地線。TN-CTN-S接地系統(tǒng)的組成

通信局（站）的接地應(yīng)采用聯(lián)合接地方式，這就是按均壓、等電位原理，使局（站）內(nèi)各建筑物的基礎(chǔ)接地體和其他專設(shè)接地體相互連通形成一個(gè)共用地網(wǎng)，并將電氣電子設(shè)備的工作接地、保護(hù)接地、邏輯接地、屏蔽體接地、防靜電接地以及建筑物防雷接地等共用一組接地系統(tǒng)的接地方式。聯(lián)合接地系統(tǒng)由接地網(wǎng)、接地引入線、接地匯集線及接地匯流排和接地線組成。通信局（站）聯(lián)合接地示意圖如圖所示。市電分類主用交流電源為市電，主要從高壓電網(wǎng)引入。重要通信樞紐局由兩個(gè)變電站引入兩路10kV高壓市電，并由專線引入，一路主用，一路備用；其他通信局（站）一般引入一路10kV高壓市電。用電量小的通信局（站）可直接引入220V/380V低壓市電。類別條件一類市電（1）兩路供電線路（2）兩路電源不同時(shí)出現(xiàn)檢修停電（3）平均每月停電次數(shù)不大于1次，平均停電時(shí)間≤0.5h二類市電

（1）一路供電線路（2）平均每月停電次數(shù)不應(yīng)大于3.5次，平均每次故障時(shí)間≤6h

三類市電（1）一路供電線路（2）供電線路長(zhǎng)、用戶多、（3）平均每月停電次數(shù)不應(yīng)大于4.5次，平均每次故障時(shí)間≤8h

四類市電符合下列情形之一者：

（1）一路供電線路，經(jīng)常晝夜停電，供電無(wú)保證

（2）有季節(jié)性長(zhǎng)時(shí)間停電或無(wú)市電可用

電源線顏色的規(guī)定相線：U相（A相）黃色、V相（B相）綠色、W相（C相）紅色；零線（N）：淡藍(lán)色（或黑色）；保護(hù)地線（PE）：黃、綠雙色。!百頁(yè)窗百頁(yè)窗導(dǎo)風(fēng)槽排風(fēng)喉Daily至油罐燃油泵減震墊蓄電池波紋管排煙管及消聲器的懸掛排煙管及消聲器一定要懸掛于天花

油機(jī)發(fā)電機(jī)房簡(jiǎn)介蓄電池不能置于地下!以免氫氣爆炸備用發(fā)電機(jī)組每個(gè)低壓配電系統(tǒng)配置1～2臺(tái)固定油機(jī)。每臺(tái)備用固定發(fā)電機(jī)組的容量能夠獨(dú)立滿足該個(gè)低壓配電系統(tǒng)中通信生產(chǎn)負(fù)荷的用電需求；采用柴油發(fā)電機(jī)組時(shí)，單機(jī)容量不宜超過(guò)1600kW。備用發(fā)電機(jī)組三相電壓的相序，在交流供電系統(tǒng)的線位上必須與市電三相電壓的相序一致。一旦市電停電，必須在15分鐘內(nèi)使備用發(fā)電機(jī)組啟動(dòng)運(yùn)行，以保證通信設(shè)備、空調(diào)裝置等用電。自備發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)能自動(dòng)監(jiān)測(cè)市電有無(wú)，并自動(dòng)或遠(yuǎn)程控制實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)、與市電投切；具備至少8小時(shí)以上的燃油儲(chǔ)備和燃油油位監(jiān)測(cè)，自動(dòng)或遠(yuǎn)程控制實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)備燃油的供給。不間斷電源UPS

UPS的工作原理

計(jì)費(fèi)系統(tǒng)服務(wù)器及終端、網(wǎng)管監(jiān)控服務(wù)器及終端、數(shù)據(jù)通信機(jī)房服務(wù)器及終端等，為此應(yīng)采用交流不間斷供電系統(tǒng)對(duì)其供電。交流不間斷供電系統(tǒng)又稱為交流不間斷電源設(shè)備。UPS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成如下：UPS的工作原理整流器：將輸入交流電變成直流電。逆變器：將直流電變成50Hz交流電（正弦波或方波）供給負(fù)載。蓄電池組：市電正常時(shí)處于浮充狀態(tài)，由整流器（充電器）給它補(bǔ)充充電，使之儲(chǔ)存的電量充足；當(dāng)市電停電時(shí)（或市電超出允許變化范圍時(shí)），蓄電池組向逆變器供電；市電恢復(fù)后整流器（充電器）對(duì)它進(jìn)行恒壓限流充電，然后自動(dòng)轉(zhuǎn)為正常浮充狀態(tài)。蓄電池組用以保證市電停電后UPS不間斷地向負(fù)載供電至需要的備用時(shí)間。輸出轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)：進(jìn)行由逆變器向負(fù)載供電或由市電向負(fù)載供電的自動(dòng)轉(zhuǎn)換。其結(jié)構(gòu)有帶觸點(diǎn)的開(kāi)關(guān)（如繼電器或接觸器）和無(wú)觸點(diǎn)的開(kāi)關(guān)（一般用晶閘管即可控硅）兩類。后者沒(méi)有機(jī)械動(dòng)作，因此通常稱為靜態(tài)開(kāi)關(guān)。UPS的并聯(lián)使用方式——并聯(lián)冗余供電

雙機(jī)并聯(lián)的UPS必須具有并機(jī)功能，兩臺(tái)UPS中的并機(jī)控制電路通過(guò)并機(jī)信號(hào)線連接起來(lái)，使兩機(jī)輸出電壓的頻率、相位和幅度保持一致。負(fù)載的總?cè)萘坎粦?yīng)超過(guò)其中一臺(tái)UPS的額定輸出容量。當(dāng)其中一臺(tái)UPS發(fā)生故障時(shí)，可由另一臺(tái)UPS來(lái)承擔(dān)全部負(fù)載電流。這種兩臺(tái)并聯(lián)冗余供電的UPS，由于其輸出容量低于額定容量的40％，所以它們經(jīng)常在較低的效率下運(yùn)行。

空調(diào)

專用空調(diào)器一般由制冷系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、冷水系統(tǒng)、溫度和濕度自動(dòng)控制系統(tǒng)以及加熱器、加濕器、過(guò)濾器等組成。制冷系統(tǒng)是空調(diào)器的核心，它是一個(gè)完整的密封循環(huán)系統(tǒng)，組成這個(gè)系統(tǒng)的主要部件包括壓縮機(jī)、冷凝器、節(jié)流裝置（膨脹閥或毛細(xì)管）、蒸發(fā)器，各部件之間用管道連接起來(lái)，形成一個(gè)封閉的循環(huán)系統(tǒng)，在系統(tǒng)中加入一定量的制冷劑（氟利昂）來(lái)實(shí)現(xiàn)制冷降溫。壓縮放熱吸熱空調(diào)氣流走向圖AirCooledCondenser高頻開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)的組成分類：分立式，組合式(如-48V/300A、600A)。均由交流配電部分(交流配電屏或交流配電單元)、整流器、直流配電部分(直流配電屏或直流配電單元)和監(jiān)控器（又稱控制器或監(jiān)控模塊）組成。方框圖：

高頻開(kāi)關(guān)整流器組成框圖

開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)配置

計(jì)算所需開(kāi)關(guān)電源總輸出電流IOUT方法一：

IOUT=Ifz+0.2C10式中Ifz為所需最大負(fù)載電流（A）；C10為蓄電池額定容量（Ah）。方法二：

IOUT=（Ifz+0.1C10）/(0.7~0.8)式中0.7~0.8是考慮系統(tǒng)安全運(yùn)行的裕量系數(shù)。開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)配置選擇整流器規(guī)格，計(jì)算所需整流模塊數(shù)量NN≥IOUT/IZ式中IZ為整流模塊的額定輸出電流（A）；N取整數(shù)。按N+1原則配置整流模塊數(shù)量當(dāng)求得的N≤10時(shí)，配置整流模塊數(shù)為N+1；當(dāng)求得的N>10時(shí)，每10個(gè)模塊加配1個(gè)。蓄電池組蓄電池

在直流供電系統(tǒng)中，蓄電池與整流器并聯(lián)，組成浮充供電系統(tǒng)：整流器正常輸出時(shí)，蓄電池荷電待用，并起平滑濾波作用，降低整流器輸出雜音，提高供電質(zhì)量；當(dāng)整流器故障停機(jī)或交流電源中斷時(shí)，蓄電池對(duì)負(fù)載供電，確保供電不中斷。蓄電池的化學(xué)原理鉛酸蓄電池的化學(xué)反應(yīng)方程式放電充電二氧化鉛硫酸海綿狀鉛

硫酸鉛水硫酸鉛PbO2+2H2SO4+Pb

PbSO4+2H2O+PbSO4蓄電池的工作方式浮充工作方式：（交流電正常時(shí)）整流器的輸出電壓值為浮充電壓。此時(shí)整流器供給全部負(fù)載電流，并對(duì)蓄電池組進(jìn)行補(bǔ)充充電，使蓄電池組保持電量充足。浮充電壓：浮充電壓是指為補(bǔ)充自放電，使蓄電池保持完全充電狀態(tài)的連續(xù)小電流充電的電壓。浮充供電的整流器，應(yīng)在自動(dòng)穩(wěn)壓狀態(tài)工作，現(xiàn)在高頻開(kāi)關(guān)整流器的穩(wěn)壓精度均應(yīng)達(dá)到≤±0.6%。均充工作方式：蓄電池放電后，應(yīng)及時(shí)充電。交換局現(xiàn)在采用的充電方法是恒壓限流充電——整流器以穩(wěn)壓限流方式運(yùn)行，蓄電池組不脫離負(fù)載，進(jìn)行在線充電（蓄電池組脫離負(fù)載進(jìn)行充電叫離線充電），其“恒壓”值一般為均充電壓。蓄電池浮充和均充電壓的注意事項(xiàng)1、浮充電壓值的選取直接影響閥控式密封鉛酸蓄電池的使用壽命、供電性能和運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。浮充電壓偏低，則補(bǔ)充充電電流太小，不夠補(bǔ)充蓄電池的自放電，將使蓄電池長(zhǎng)期處于充電不足的狀態(tài)。浮充電壓偏高，則補(bǔ)充充電電流偏大，將加劇正極板的腐蝕，并可能使蓄電池排氣頻繁、失水、溫度高，甚至造成蓄電池?zé)崾Э?。因此，閥控式密封鉛酸蓄電池必須嚴(yán)格按照蓄電池廠家的規(guī)定來(lái)確定浮充電壓值。2、如果充電電流過(guò)大，將加劇正極板的腐蝕，并可能使蓄電池排氣頻繁、失水、溫度高，甚至產(chǎn)生熱失控而損壞。為了避免蓄電池遭受損害，閥控式密封鉛酸蓄電池的充電電流必須限制在不超過(guò)0.25C10（A），通常限制在0.2C10（A）以下（C10為蓄電池的額定容量）。蓄電池放電失去的電量應(yīng)及時(shí)得到補(bǔ)充，因此充電電流也不能太小。充電限流值一般取0.1C10（A）為宜。環(huán)境溫度對(duì)蓄電池壽命的影響電池溫度與浮充壽命關(guān)系圖蓄電池放電電壓圖蓄電池放電曲線蓄電池充電電壓圖V時(shí)間（小時(shí)）56.453.550.647.745.6051015202530浮充均衡充電圖2充電過(guò)程中蓄電池端電壓變化曲線蓄電池充電電流圖A（C10）時(shí)間（小時(shí)）10152025300.020.040.060.080.1005圖3充電過(guò)程中蓄電池充電電流變化曲線防雷和接地防雷和接地的概念防雷的概念及保護(hù)方式：

通過(guò)接地體泄放到大地；分流：利用避雷針通過(guò)銅芯線引入到大地；屏蔽：通信大樓接地，機(jī)房接地；限幅：用避雷器對(duì)雷電電壓進(jìn)行限制；均壓：平衡各處電位，提高抗雷能力。接地的概念：（1）接地電阻電氣設(shè)備的某一部分與土壤之間作良好的電氣連接，稱為接地。接地電阻的阻值要求愈小愈好，不能超過(guò)規(guī)定值。對(duì)于移動(dòng)交換局來(lái)說(shuō)接地電阻應(yīng)小于1Ω?；窘拥仉娮钁?yīng)小于5Ω。（2）聯(lián)合接地

所謂聯(lián)合接地就是設(shè)備的工作地、保護(hù)地、防雷地均接在一起。原理：當(dāng)強(qiáng)大的雷電電流流入大地時(shí)，大地的電位隨即升高，因所有地線都連接在一起，設(shè)備的地電位跟隨大地一起升高，地與地之間不存在電位差，不會(huì)因雷擊反擊而損壞設(shè)備。鐵塔建在機(jī)房旁的一般地網(wǎng)示意圖

鐵塔建在機(jī)房上的地網(wǎng)示意圖

約10m鐵塔四角包含機(jī)房的地網(wǎng)示意圖

約10m低壓供電系統(tǒng)的雷電防護(hù)移動(dòng)通信基站低壓供電系統(tǒng)的第一級(jí)防雷為B級(jí)防雷，其SPD設(shè)置在機(jī)房三相交流電源輸入端（設(shè)在總配電屏或總配電箱處），用以泄放雷電的絕大部分能量；第二級(jí)防雷為C級(jí)防雷，其SPD設(shè)置在開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)交流配電部分的輸入端，用以泄放雷電的剩余能量；第三級(jí)防雷為D級(jí)防雷，其SPD設(shè)置在開(kāi)關(guān)整流器以及UPS的輸入端，用以泄放雷電剩余的微小能量；第四級(jí)防雷為E級(jí)防雷，用以吸收能量很小的浪涌，通常為直流保護(hù)，其SPD設(shè)置在開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)直流配電部分的輸出側(cè)或通信設(shè)備的直流電源輸入端?？偱潆娤渑cB級(jí)防雷箱（右）舉例小于1.5米

PSMS監(jiān)控系統(tǒng)組成

動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)集中監(jiān)控是以遙測(cè)、遙信、遙控（或遙調(diào)）的方式，監(jiān)視和控制現(xiàn)場(chǎng)電源、空調(diào)等設(shè)備的使用、環(huán)境的狀況。遙測(cè)：遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)測(cè)量（如顯示電壓、電流等）。遙信：遠(yuǎn)距離信號(hào)顯示（如設(shè)備的運(yùn)行/停機(jī)等）。遙控：遠(yuǎn)距離控制設(shè)備（如控制設(shè)備的運(yùn)行/停機(jī)、控制空調(diào)的開(kāi)/關(guān)機(jī)等）。遙調(diào)：遠(yuǎn)距離調(diào)整設(shè)備參數(shù)（如調(diào)整或設(shè)置開(kāi)關(guān)電源的參數(shù)）環(huán)境監(jiān)控的內(nèi)容低壓配電設(shè)備進(jìn)線柜三相輸入電壓、電流，功率因數(shù)，頻率開(kāi)關(guān)狀態(tài)，缺相、過(guò)壓、欠壓告警開(kāi)關(guān)分合閘（可選）

主要配電柜

開(kāi)關(guān)狀態(tài)開(kāi)關(guān)分合閘（可選）穩(wěn)壓器輸入、輸出電壓，輸入、輸出電流工作狀態(tài)(正常/故障，工作/旁路)，輸入過(guò)/欠壓，缺相，輸入過(guò)流

電容器柜

補(bǔ)償電容器工作狀態(tài)

自動(dòng)切換屏

開(kāi)關(guān)狀態(tài)開(kāi)關(guān)分合閘（可選）柴油發(fā)電機(jī)組三相輸出電壓、電流，頻率，水溫，潤(rùn)滑油油壓、油溫，啟動(dòng)電池電壓，輸出功率工作狀態(tài)(運(yùn)行/停機(jī))，工作方式(自動(dòng)/手動(dòng))，主備用機(jī)組，自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)(ATS)狀態(tài)，過(guò)/欠壓，過(guò)流，頻率高，水溫高（水冷），皮帶斷裂(風(fēng)冷)，潤(rùn)滑油油溫高、油壓低，啟動(dòng)失敗，過(guò)載，啟動(dòng)電池電壓高/低，緊急停車，市電故障，充電器故障開(kāi)/關(guān)機(jī)，緊急停車，選擇主備用機(jī)組交流不間斷電源設(shè)備(UPS)三相交流輸入電壓，直流輸入電壓，三相輸出電壓、電流，輸出頻率，標(biāo)示蓄電池電壓、溫度（可選）同步/不同步狀態(tài)，UPS/旁路供電，蓄電池放電電壓低，市電故障，整流器故障，逆變器故障，旁路故障

逆變器

交流輸出電壓、電流，輸出頻選）輸出電壓過(guò)壓/欠壓，輸出過(guò)流，頻率過(guò)高/過(guò)低

整流配電設(shè)備交流屏三相輸入電壓、電流，頻率（可選）輸入過(guò)壓/欠壓，缺相，輸出過(guò)流，頻率過(guò)高/過(guò)低，熔絲故障，開(kāi)關(guān)狀態(tài)

整流器輸出電壓，各模塊輸出電流各模塊工作狀態(tài)（開(kāi)/關(guān)機(jī)，均/浮充/測(cè)試，限流/不限流），故障/正常開(kāi)/關(guān)機(jī)，均/浮充，測(cè)試

直流屏輸出電壓，總負(fù)載電流，主要分路電流，蓄電池充放電電流輸出電壓過(guò)壓/欠壓，蓄電池熔絲狀態(tài)，主要分路熔絲/開(kāi)關(guān)故障

蓄電池總電壓，每只蓄電池電壓，標(biāo)示電池溫度，每組充、放電電流，每組電池容量（可選）總電壓高/低，每只蓄電池電壓高/低，標(biāo)示電池溫度高，充電電流高

直流-直流變換器輸出電壓、電流，輸入電壓（可選）輸出過(guò)壓/欠壓，輸出過(guò)流

分散空調(diào)設(shè)備主機(jī)工作電壓、電流，送風(fēng)、回風(fēng)溫度和濕度，壓縮機(jī)吸氣、排氣壓力開(kāi)/關(guān)機(jī)，電壓、電流過(guò)高/低，回風(fēng)溫、濕度過(guò)高/低，過(guò)濾器正常/堵塞，風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)正常/故障開(kāi)/關(guān)機(jī)環(huán)境條件溫度，濕度煙感，溫感，濕度，水浸，紅外（可選），玻璃破碎（可選），門窗告警

安全用電知識(shí)1、觸電方式

人體觸及帶電體的方式和電流流過(guò)人體的途徑，觸電可分為單相觸電、兩相觸電和跨步電壓觸電。

單相觸電：是指人體直接碰觸帶電設(shè)備其中的一相時(shí)，電流通過(guò)人體流入大地的現(xiàn)象。對(duì)于高壓帶電體，人體雖未直接接觸，但由于超過(guò)了安全距離，高電壓對(duì)人體放電，導(dǎo)致單相接地引起的觸電也屬于單相觸電。

兩相觸電：是指人體同時(shí)接觸帶電設(shè)備或線路中的兩相導(dǎo)體，或在高壓系統(tǒng)中，人體同時(shí)接近不同相的兩相帶電導(dǎo)體產(chǎn)生電弧放電而形成閉合回路的觸電現(xiàn)象。兩相觸電是最危險(xiǎn)的一種觸電方式。

跨步電壓觸電：當(dāng)電氣設(shè)備發(fā)生接地故障，接地電流通過(guò)接地體向大地流散，在地面上形成電位分布時(shí)，若人在接地短路點(diǎn)周圍行走，其兩腳之間（約0.8m）的電位差，就是跨步電壓。由跨步電壓引