通信电源基础知识.ppt

通通 信信 电电 源源讲讲 义义通信电源供电系统的组成 通信电源系统是对通信局站各种通信设备及建筑负荷等提供用电的设备和系统的总称。主要由高压供电系统、变压器系统、低压供电系统、备用发电系统、不间断电源系统、直流系统、后备电源系统、接地防雷系统以及动力环境监控系统等多个子系统组成。通信电源的重要性 通信离不开电源 通信电源是保障通信电源的基础知识 可用度：指在一年内正常供电时间占全年时间的百分 比，例如可用度为99.9999%，表示每年的故障时间为32秒。不可用度：指在一年内故障时间占全年时间的百分比，例如可用度99.9999%，对应的不可用度就是110-6通信电源的基础知识基本概念：高可用度的通信电源有4个关键的要素：可靠性、功能性、可维护性和故障容限。1.可靠性：要求各种电源设备具有很高的MTBF，电源系统结构简单。2.功能性：电源系统具有保护通信设备免受各种干扰的完善的功能。3.可维护性：电源系统设计应能进行维护而不会影响对通信设备的供电。4.故障容限：电源系统应有处理故障的能力，部分电源设备故障时不应影响对通信设备的供电。构成通信电源系统的主要部件和设备 通信系统是由各种不同的通信设备和电源设备组成的。不同的通信设备需要的供电电源种类不尽相同，主要有 380Vac/220Vac 交流不间断电源和-48Vdc、-24Vdc、+24Vdc 直流不间断电源。这些交流和直流不间断电源都是380Vac/220Vac 市电电源为输入能源，进行适当的电力变换和调节得到的。为了保证市电停电时不间断地为通信设备供电，还需要有备用发电机组和蓄电池。构成通信电源系统的主要部件和设备 市电电源：市电电源系统也称为外部供电系统，是指从公共电力系统到通信局站降压变电站的供电线路，包括高压架空线路或电缆线路。市电电源是通信电源系统首选的主用输能源。来自低压配电380/220V 交流电源可以直接为一般建筑负载设备（如一般空调和一般照明等）供电，而通信负载设备需要不间断交流电源，交流电源必须经电力变换设备加以适当的变换和调节，才能由配电设备供给通信负荷设备。电力变换设备和配电配电设备主要包括整流器、DC/DC 变换器、DC/AC 逆变器、UPS不间断电源和交流配电屏设备。通信电源系统的供电方式 在诸多的通信设备构成整个通信系统时，主要有三种典型的供电方式，即：1、集中供电 2、分散供电 3、混合供电集中供电方式电源系统的组成：交流供电系统、直流供电系统和UPS供电系统。l交流供电系统提供一般建筑负荷、保证建筑负荷的用电。保证建筑负荷是指通信用空调、保证照明、消防水泵等。l直流供电系统负责向各种通信设备提供不间断的直流电源。lUPS不间断电源负责对通信设备及其附属设备提供不间断交流电源。集中供电方式电源系统的组成方框图分散供电方式电源系统组成 交流供电系统和直流供电系统的组成与集中供电方式电源系统的相同。所不同的是有多个通信电源系统（如直流供电系统或UPS系统等），各个通信电源系统可以分楼层设置，也可以按通信系统设置，设置地点可以是单独的电力电池室，也可以与通信设备在同一机房。分散供电方式电源系统的组成方框图混合供电方式电源系统 该系统由太阳电池和市电电源组成。系统包括太阳电池方阵、低压市电、调压器、蓄电池、整流器和配电设备。在正常情况下，由太阳电池方阵经直流配电屏（内含蓄电池充电控制器）对通信设备供电，同时给蓄电池充电。太阳光较弱时和在夜间，由市电经整流器给通信设备供电。太阳光较弱时和在夜间而且市电故障时，由蓄电池放电给通信设备供电。混合供电方式电源系统的组成方框图不同方式电源系统优缺点 1、混合供电方式为新型能源，非常符合我国目前大力提倡的节能减排的大原则，值得大力推广。但只有在阳光充足或风力充足的特殊情况下才适用，而且，收到场地等诸多因素的限制，适用范围较小。2、集中供电方式优点是电源设备比较集中，维护比较方便，适用于规模较小的通信局站。易造成全局故障。3、分散供电方式由于供电设备距离通信设备近，配电损耗相对小，系统效率高；配电电缆及安装费用也小。而且可靠性较高，一部分的故障不会影响到全局故障。接地系统1.工作地2.保护地3.防雷地接地系统1.电气地大地，是一个电阻非常低、容量非常大的物体，拥有吸收无限电荷的能力，而且在吸收大量电荷后仍能保持电位不变。2.接地极与大地紧密接触并形成电气接触的一个或一组导电体。3.接地一将电气设备的某一部分经接地线连接到接地极称为接地接地的作用 主要是防止人身遭受电击、设备和主要是防止人身遭受电击、设备和线路遭受损坏、预防火灾和防止雷击、防止静线路遭受损坏、预防火灾和防止雷击、防止静电损害、保障通信系统正常运行电损害、保障通信系统正常运行接地的分类1.1.如果通信系统的如果通信系统的“工作地工作地”、“保护地保护地”和和“防雷地防雷地”是分别安装，互不连接，自成系是分别安装，互不连接，自成系统，我们称作统，我们称作“分设接地系统分设接地系统”2.2.如果通信系统的如果通信系统的“工作地工作地”、“保护地保护地”和和“防雷地防雷地”是合并设在一起，形成一个统一是合并设在一起，形成一个统一接地系统，我们称为接地系统，我们称为“合设接地系统合设接地系统”即联即联合接地。合接地。通信设备必须接地的部分1.1.直流电源、通信设备机架、机壳、入局（站）通信电直流电源、通信设备机架、机壳、入局（站）通信电缆的金属护套或屏蔽层缆的金属护套或屏蔽层2.2.交流配电屏、整流器等供电设备的外漏导电部分交流配电屏、整流器等供电设备的外漏导电部分3.3.直流配电屏的外漏导电部分交直流两用设备的机架、直流配电屏的外漏导电部分交直流两用设备的机架、机框内与机架、机框不绝缘的供电整流盘的外漏导电机框内与机架、机框不绝缘的供电整流盘的外漏导电部分部分4.4.电缆、架空线路、配线架、金属走线架、电池架等外电缆、架空线路、配线架、金属走线架、电池架等外漏导电部分漏导电部分监控系统1.监控中心主机和配套设备2.监控网络3.监控模块及前端采集设备。ZXDU500 500A组合电源系统1.交流配电单元 2.整流器单元3.直流配电单元4.监控单元ZXDU500 组合电源系统机柜外形图监控单元整流器系统交流配电单元 配电单元系统直流配电单元系统原理市电输入1ZXD2400(V3.0)整流器蓄电池组I蓄电池组II负载组I负载组II工作地防雷单元监控单元E1PSTNE1远端PC近端PC交流输入交流配电AC/DC变换直流配电集中监控RS232市电输入2ZXD2400ZXD2400（V3.0V3.0）50A50A开关整流器开关整流器ZXD2400ZXD2400（V3.0V3.0）50A50A型号的含义型号的含义蓄电池 蓄电池在通信系统中的作用和地位:1、平滑滤波 2、储能设备 蓄电池是作为通信系统供电的最后一道保证,是维持正常通信的最后一道屏障.蓄电池组 蓄电池组是目前广泛应用的储存电能的装置，在通信电源系统中用作直流备用电源。当市电正常时，蓄电池被充满电荷。当市电故障时，由蓄电池放电直接供给通信负荷设备或经DC/DC变换器、DC/AC 逆变器等变换设备供给通信负荷设备。蓄电池是比较昂贵的设备，为了节省投资，蓄电池的容量一般都控制到尽可能小。蓄电池只能支持通信负载设备连续运行有限的一段时间（一般为几个小时）。因此，蓄电池组称为通信电源系统的短时间备用电源。免维护蓄电池免维护蓄电池的定义:在规定条件下，使用期间不须加水维护的一种蓄电池.它是相对传统的铅酸蓄电池的维护而言仅指勿须加水.并不是不维护,实际工作中仍需履行维护手续.使用与维护中应注意的几个问题1、环境温度:阀控式密封蓄电池的环境温度对其使用寿命影响很大，根据测算，当环境温度超过25时，温度每升高10，其使用寿命将减少一半。为避免出现热失控，影响其寿命，阀控式蓄电池安放的地方最好有通风散热装置，其环境温度一般应保持在5-30之间（适宜温度为25左右）。使用与维护中应注意的几个问题2、阀控式密封蓄电池的充电电压 阀控式蓄电池充电电压高低，直接决定着蓄电池的工作状态及其性能,一般为2.23-2.27V/只。若浮充电压选过高，则浮充电流较大，容易造成过充及失水，影响电池组的使用寿命；若浮充电压过低，浮充电流补偿不了电池组的日常亏损，时间一长将会造成电池的容量不足，一旦放电，很难保证电池的设定时间。使用与维护中应注意的几个问题3、蓄电池组的并联考虑 不同厂家，不同型号、不同容量、新旧程度不一的蓄电池组不宜并联一起使用。相同容量、相同型号蓄电池组并联使用时，并联的组数也不宜过多（2-4组为宜），否则，过多的并联将会造成蓄电池实际容量的下降，影响其正常使用。4、阀控式密封蓄电池组的连接方式:大容量的蓄电池每只多为2-4个单体电池并联组合而成，为了有利于电池的使用，每组电池组的连接方式宜每只电池先串联后并联，以防电池组内局部的环路.使用与维护中应注意的几个问题 5、蓄电池的放电:放电电流不宜过大，更要避免短路放电。放电时，端电压不要低于终止电压，以防蓄电池过度放电导致蓄电池性能下降和寿命缩短。电池放电后或事故停电后，维护人员应及时到电池室，检查充电电流，防止充电电流过大或失控。蓄电池日常维护的要求 一看，二摸，三嗅，四测看：蓄电池外观有无变形。摸：蓄电池单体有无发热，连接条有无松动。嗅：蓄电池单体有无异味。测：蓄电池单体电压、总电压是否正常。浮充电压:2.232.27/只.均冲电压:2.302.35/只通信行业放松蓄电池维护引发的事故 一、2003年1月14日10时42分某市网通分公司监控中心发现某分局三楼电池室烟雾告警，即通知电源维护人员赶往现场查看。人员到达现场后发现电池室内烟雾弥漫，其中一人不顾一切冲进电池室查看着火点。10时50分该分公司总经理和办公室主任赶到现场，首先切断交流电源，办公室主任头戴空气呼吸器进入现场将维护人员拉出；10时53分打119报警；11时05分通知大楼内人员紧急疏散，撤离大楼；11时08分消防队到后于11时30分扑灭明火。事故造成电池室第一组电池烧毁，第二组受损，幸免无人员伤亡。火因分析：公安消防支队经现场勘查认定，着火点在第一组电池右侧最下层的蓄电池，引发火灾事故的原因是电池故障引起高温，长时间的持续高温引燃蓄电池ABS塑料外壳，导致火灾发生。事故教训：此事故的主要教训是蓄电池正常维护巡检不到位，未能严格按规程要求落实检查、检测，致使不能及时发现并排除蓄电池故障和安全隐患；当火灾发生后维护人员在无任何防护措施的情况下盲目冲入烟雾弥漫的室内，极易被困室内，造成人身伤害，虽精神可嘉，但行为不当。电池室一般无人职守，应严格按照规定的规程要求按时进行检查、检测。此次事故若未及时发现、相关人员应急处置不得力，火势势必扩散蔓延，殃及相邻的交换、传输机房，危及楼内员工人身安全，后果不堪设想。通信行业放松蓄电池维护引发的事故 二、2005年5月1日，某省网通分公司一接入网机房发生火灾事故，烧毁蓄电池组及其附近的电缆、入户木门、空调等物品，造成该接入网实装机465户及数据20线的通信全部中断（用户主要为企业用户）。故障历时17小时35分。事故经过：当晚18：05分左右，该省分公司网管发现接入网机房出现湿度过高告警，即于18：10分通知设备维护人员到现场进行处理;19：10分左右，维护人员到达现场，发现机房门、窗外观完好但户外铁门发热，并有物品烧焦的气味；开门后机房有浓烟冒出，同时发生爆燃、有明火出现、门窗玻璃被震碎；随即通知消防队。消防队接警十分钟后到达现场，两分钟后将火扑灭。事故当天网管监控系统显示，自5月1日晚18：05分始，该机房相继多次发生接入网设备湿度过高告警、烟雾告警、以及直流电源系统模块无输出告警、模块无输出恢复、模块温度过高等告警；至19：15分传输中断。事故原因：经现场勘查，发现机房内蓄电池组及其附近的物品烧损严重，机房内各机柜内的元器件、导线等基本完好，因此判定起火点在蓄电池组，并根据燃烧痕迹等，确认蓄电池组第二列最下面的蓄电池为最初故障蓄电池。引发火灾的直接原因是蓄电池故障。由于最初故障蓄电池产生高温，使其外壳ABS塑料烧熔，并导致该蓄电池内部气体溢出，高温同时烘烤相邻的蓄电池，使蓄电池外壳熔化，重复上述的过程，致使蓄电池组上部空间酸雾、烟雾和氢气大量增加,相继发生湿度过高报警、烟雾告警。维护人员开门后，外部空气进入，产生爆燃，致使机房木门、蓄电池外壳及附近的导线外皮等加速燃烧。事故原因分析：蓄电池产生故障的原因是多方面的，一般主要有产品质量，安装维护，异常损坏等。此次事故，“最初故障蓄电池”烧损严重，其外壳几乎全部烧毁，极柱脱落，汇流条部分熔化；组合开关电源监控模块没有记录直流电压、电流；机房未实施完善的动力环境监控系统，且没有详细的巡检记录，部分损毁电池无法进行数据提取，这些因素给分析故障原因带来很大困难。经多方充分论证，最终认定该蓄电池产生故障的原因是：由于安装蓄电池端子和连接条时，连接不够牢固或日常维护保养作业中未及时处理接触不良端子等原因，导致连接条与极柱接触电阻变大；在蓄电池组充放电时，接触处温度急剧上升，长时间积累的热量导致端子和连接条发热，进而造成端子、连接条、壳体烧熔。几个小知识1 1、什么是通信用一、二次电源？一次电源是指将电网市电变换成标称值为48V的直流电。我国近几年用于通信的高频开关整流电源发展迅速，单个模块已先后推出48V20A、48V30A、48V/50A、48V75A、48V100A、48V200A等系列化产品，以满足不同容量不同场合的用电需求。如：C&C08程控交换机，机柜顶部电源框。二次电源是指通信设备内部集成电路芯片等所需用的直流电源。要求体积要小，输出电压多种多样，用得较多的有5V。将一次电源输出的48V直流电，经过DCDC高频开关功率变换，获得不同大小的直流电压输出，即是二次电源。如：C&C08程控交换机，机框POWER电源卡板。怎样快速计算线径 2、线径计算口诀：十下五、百上二，五十三四上下分，埋地套管七五折。解释：根据绝缘导线所要求通过的总电流，当总电流为10A以下时，导线每平方毫米的截面面积可通过5A电流，100A以上则每平方毫米截面只可通过2A电流，1050A 之间每平方毫米可通过4A电流，50100安之间每平方毫米可通过3A电流，按照这样计算后，若属于埋地或套管敷设时则可通过的电流值应乘于0.75。上述计算方法,得到的是每平方毫米允许通过的电流数。实际具体导线截面的选择应该是：首先确定用电设备所需要的电流（包括额定电流和适当的余量），然后根据所需电流数值对照顺口溜中的电流范围，再将所需电流数值除属于该范围的“每平方毫米允许通过的电流数”就可得到应该选择的导线截面了。例如：某用电设备的额定电流为20A，考虑到留有一定的余量，确定所需要的电流为22A。然后，查找22A电流在上述顺口溜中的电流范围属于1050A之间，其每平方毫米可通过电流为4A。最后将22A除4A，得到所应该选择的导线截面S为：S=22/4=5.5（平方毫米），根据这个数值，可以选择对应截面的导线，若计算出来的截面积不在导线截面规格系列中，可以选择略大的导线截面。为什么用-48伏电源 通信电源其实用过多种：老式的机电式交换机，如步进制、纵横制式，都是-60V。为了简化电源设备，现在的程控交换机、光端机等设备，都是用-48V电源。因为程控交换机与电话在用户的距离比较远，为了保证一定的服务范围，交换机的电源电压不能过低，所以通信设备统一使用-48V电源。通信设备中应用大量继电器等元件，使用直流工作电源。空气中的湿度总是存在的，在直流电的电解作用下，总是正极受到电解腐蚀。如果工作电源是+48V，继电器等设备的铁芯接机架，线圈通电，受到腐蚀的将是线径很细的线圈，故障率会比较高；采用电源正极接地(机架)，线圈工作电源是负电压，受到腐蚀的将是体积很大的铁芯，故障率会大大下降。所以通信设备都是采用正极接地方式，用负电压电源。谢谢