通信电源知识讲座.ppt
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1、电源专业委员会电源专业委员会电源专业委员会电源专业委员会 第一章第一章 基础知识第二章第二章 通信电源系统总述第三章第三章 电力室电源设备第四章第四章 电池室电源设备第五章第五章 高低压配电室电源设备第六章第六章 油机室电源设备第七章第七章 接入网点及模块局电源设备第八章第八章 电力电缆及电力线第九章第九章 通信电源接地系统 第十章第十章 通信电源集中监控系统 第十一章第十一章 通信电源系统设计其他要点 第一章第一章基础知识 一、交流电一、交流电其中:U线=3U相I线=3I相A 相B 相C 相交流工作地380V380V380V220V220V220V零线(黄)(绿)(红)(紫、黑色)三相/单相
2、380V/220V额定电压额定电压50周/秒 正弦波50HZ额定频率额定频率P交=U线I线(VA)=3V相I相(VA)=3 2/2 U相I相(W)额定功率额定功率 二、直流电二、直流电常用额定电压常用额定电压-48V、-24V额定功率额定功率P直=UI(W)接地方式接地方式正极接地负极直流工作地48V正极(兰)(红)三、欧姆定律三、欧姆定律 通过某导体的电流与加在该导体两端电压成正比与该导体的电阻成反比。I I=U UR R 其中:电流 I 单位为安培(A)电压 U 单位为伏特(V)电阻 R 单位为欧姆()URI 四、功率四、功率 功 率:P=W/t 瓦(特)W 有功功率(交流电):P=UIc
3、os 瓦(特)W 无功功率(交流电):Pq=UIsin 乏乏 varvar 视在功率(交流电):Ps=UI 伏安 VA 功 率(直流电):P=UI 瓦(特)W 五、功率因数五、功率因数 功率因数(PF)的基本定义:交流输入有功率P与视在功率Ps的比值,即 PF=P/Ps=cos0.9(0.9(为合理值)为合理值)用电设备功率因数降低之后,带来的影响是:1、使供电系统内的电源设备容量不能充分利用;2、增加了电力网中输电线路上的有功功率的损耗;3、使线路电压损失增大,影响到各用电设备的正常运行;六、效率六、效率 效率:是指设备的有用功率与总功率(有用功率与无用功率之和)的比值;=P有/(P有+P无
4、+P损)为了节约电能必须提高电源设备的效率。在保证供电质量的前提下,要尽量降低设备的费用。七、电路保护七、电路保护 1、保保险险丝丝:为传统的铝锡合金体,一般为民用,目前逐步被淘汰,由断路器(空气开关)所取代。2、熔熔断断器器(保保险险、熔熔丝丝、熔熔体体):当导体中通过过负荷电流或短路电流时,利用导体产生的热量使其本身熔断,从而将电流切断。熔断器由:金属熔体、支持熔体的触头 和外壳组成;其安秒特性(1S)决定了熔断器的保护特性;常用于直流电源系统中。3、断断路路器器(空空气气开开关关):通过电流超过该断路器额定电流值时自动跳闸、断电(0.5S);断路器既是开关电器、又是保护电器,常用于交流电
5、源系统中。八、整流八、整流 通信电源中,通常将380/220V交流电源通过高频开关或相位控制变换成一定电压值的直流电源,叫整流。20世纪世纪70年代前用硒整流(相位控制)年代前用硒整流(相位控制)20世纪世纪7090年代用可控硅整流(相位控制)年代用可控硅整流(相位控制)20世世纪纪90年年代代至至今今用用高高频频开开关关整整流流,多多模模块块并并 联式工作。联式工作。九、市电九、市电 由供电部门提供的专用高压电源或非专用高压电源或低压电源均称为市电。提供给电信部门的高压市电电压通常为10KV,也 有6KV;一般为县及县级以上综合业务局所使用。提供给电信部门的低压市电电压通常为380V/220
6、V;一般为接入局所、模块局所和基站使用。十十、走线、走线架架 传传统统走走线线架架:由扁钢制成,常用规格为单层宽300mm、400mm,已逐步淘汰不用。铝铝合合金金开开放放式式走走线线架架:由铝合金型材制成,常用宽为300600mm,可设计成单层、双层两种。冷冷轧轧钢钢开开放放式式走走线线架架:由冷轧钢板冲压成型,强度比较大,常用宽为300600mm,可设计成单层、双层。走线架架设方式有:吊挂式、支撑式、对墙加固式三种。十一十一、线槽(含地沟)线槽(含地沟)地地沟沟:在地面以下开出的线槽沟,常用在室外或电力室室内,主要用于布放交流电力电缆和地线的引入,地沟在电力电缆布放后要用盖板将地沟盖上。水
7、水平平线线槽槽:常见于传输机房,一般比较宽,上面没有盖板。垂垂直直线线槽槽:常见于上楼电力线、信号线等各种线缆的布放,一般比较宽,有面板盖上。十二、初充电、正常充电、浮充、放电十二、初充电、正常充电、浮充、放电 初初充充电电:指新的蓄电池组安装好后,由整流设备单独对蓄电池组进行活化初始充电,初充电要按厂家提出的要求进行,充电常分23个阶段进行,时间比较长。正正常常充充电电:蓄电池组经过一段时间放电工作,交流电源恢复后,要及时对蓄电池组进行充电,一般按十小时率恒流充电。浮浮充充:整流设备、蓄电池组和通信设备并联工作的方式称为浮充运行方式。放放电电:当市电或油机电中断期间,蓄电池组单独向通信设备提
8、供电源的工作方式,称为放电运行方式。十三、通信电源十三、通信电源 是指专为通信设备和主要配套、辅助设备提供的各种工作电源。大楼的一般照明和空调、生活区用电等不属于通信电源范畴。但有时通信电源也为它们提供输出分路。第二章第二章通信电源系统总述 一、通信电源的基本分类一、通信电源的基本分类1、基础电源(一次电源)基础电源(一次电源)通信局(站)的基础电源分为交流基础电源和直流基础电源两大类。(1)、市电、备用油机发电机组、通信逆变器(或UPS)提供的低压交流电源称为:通信局(站)的交流基础电源。(2)、为各类通信设备、通信逆变器和直流变换器提供直流电压的电源,称为直流基础电源。2、机架电源(二次电
9、源)机架电源(二次电源)安装在通信设备机架上把48V直流基础电源变为通信设备所需的3.3V、5V、或12V等电压的电源板、电源盘等称为机架电源(或称二次电源)。二、通信电源的组成二、通信电源的组成以下按四种通信电源的供电方式介绍系统组成:1、集中供电方式电源系统的组成该系统由交流供电系统、直流供电系统、接地系统组成;系统组成详见以下框图:10KV 380V380V380V-48V380V380V交流工作地防雷接地 联合接地联合接地(保护接(保护接地)地)交流配电及以上部分为交流供电系统;开关电源输出及以下部分为直流供电系统;交流工作地、联合接地等称为接地系统(另外防雷接地包括大楼防雷接地和高压
10、输入防雷接地两部分,大楼防雷接地一般由土建完成,高压输入防雷接地一般由供电部门完成);交流供电系统还应对通信局(站)提供一般用和保证用的建筑负荷用电。保证负荷是指通信用空调、保证照明、消防电梯、消防水泵等;一般负荷是指一般空调、一般照明及其他负荷,备用发电机组不保证向一般负荷提供电源。通信局(站)宜用10KV高压市电引入,并采用专用降压变压器供电。2、分散供电方式电源系统的组成分散供电方式电源系统的组成采用分散供电方式时,交流供电系统仍采用集中供电方式。直流供电系统按各通信系统分散设置。56 局电力室(市话局)51 局电力室(市话局)四 层电力室(长途局)安庆电信人民路局分散供电方式典型案例
11、3、混合供电方式电源系统的组成混合供电方式电源系统的组成光缆无人值守中继站和微波无人值守中继站,通常采用交流市电与太阳能电源(或风力发电机)组成的混合供电方式(安徽省内应用少见,混合供电方式常用于西部、边远地区、太阳能和风力丰富地区)。4、一体化供电方式电源系统的组成一体化供电方式电源系统的组成通信设备和电源设备(包括一次和二次电源设备)装在同一机架,称为一体化供电方式。如:接入网的内置电源,与光接入网单元ONU、内置传输等同一机架。蓄电池组蓄电池组蓄电池组蓄电池组直流电源直流电源直流电源直流电源内置传输内置传输内置传输内置传输ONU单元单元ONU单元单元ONU单元单元ONU单元单元交流配电交
12、流配电交流配电交流配电 交流输入接入网点光接入网单元ONU设备框图 每一个机架常配一块整流模块和一组蓄电池组(200AH及以下容量),两个机架电源并联工作,互为备份。三、三、基础电源基础电源1、交流基础电源交流基础电源经由市电或备用发电机组(含移动电站)提供的低压交流电为通信局(站)用的交流基础电源低压交流电的标称电压:380/220V,三相五线,三相四线+保护地;额定频率:50Hz频率允许变动范围:50Hz2Hz 通信设备交流电压允许变动范围:额定电压值的+5%-10%;通信电源设备交流电压允许变动范围:额定电压值的+10%-15%;2、直流基础电源直流基础电源向各通信设备和二次变换电源设备
13、或装置提供直流电压的电源为直流基础电源直流基础电源的额定电压:-48V(或-24V)直流电压允许变动范围:-40-57V(或-21.626.4V)新建局(站)应采用-48V直流基础电源,原有局(站)通信设备使用的-24V、-60V直流基础电源仍可继续使用,不再扩容,直到这些通信设备停用为止。四、通信电源系统工程设计的有关规范四、通信电源系统工程设计的有关规范1、通信局(站)电源系统总技术要求(YD/T 10512000)中华人民共和国信息产业部颁布通信行业标准;2、供配电系统设计规范(GB5005295)中华人民共和国国家标准;3、通信电源设备安装设计规范(YD504097)中华人民共和国通信
14、行业标准;4、通信局(站)接地设计暂行规定(YDJ2689)中华人民共和国原邮电部颁布通信行业标准;5、通信电源和空调集中监控系统总技术要求(YDN0231996)中华人民共和国原邮电部颁布通信行业标准;6、通信电源集中监控系统工程设计暂行规定(YD502796)中华人民共和国通信行业标准;7、通信用高频开关组合电源(YD/T10582000)中华人民共和国信息产业部颁布通信行业标准;8、微波无人值守电源技术要求(YD/T5012000)中华人民共和国信息产业部颁布通信行业标准;9、通信专用柴油发电机组技术要求(YD/T5022000)中华人民共和国信息产业部颁布通信行业标准;10、光缆通信工
15、程无人值守电源设备安装设计暂行规范(YD50461997)中华人民共和国原邮电部颁布通信行业标准;11、通信工程电源系统防雷技术规定(YD50781998)中华人民共和国原邮电部标准;12、通信用太阳能供电组合电源(YD/T10732000)中华人民共和国信息产业部颁布通信行业标准;13、通信用交流稳压器(YD/T10742000)中华人民共和国信息产业部颁布通信行业标准;14、通信用不间断电源UPS(YD/T10952000)中华人民共和国信息产业部颁布通信行业标准;15、通信局(站)雷电过电压保护工程设计规范(YD/T50982000)中华人民共和国信息产业部颁布通信行业标准;16、通信电
16、源用阻燃耐火软电缆(YD/T11732001)中华人民共和国信息产业部颁布通信行业标准;17、通信用高频开关整流器(YD/T7312002)中华人民共和国信息产业部颁布通信行业标准;18、通信用阀控式密封铅酸蓄电池(YD/T7992002)中华人民共和国信息产业部颁布通信行业标准;19、接入网电源技术要求(YD/T11842002)中华人民共和国信息产业部颁布通信行业标准;20、通信局(站)低压配电系统用电涌保护器技术要求(YD/T12352002)中华人民共和国信息产业部颁布通信行业标准;第三章第三章电力室电源设备电力室电源设备 交流负载 直流负载直流配电屏 高频开关电源交流配电屏蓄电池组3
17、80V 380V-48V-48V380V-48V 通信电源是通信系统的重要组成部分,常被称为通信设备的“心脏”和通信系统的中枢。电力室又是通信电源系统的核心部分。电力室电源设备和设施组成主要有:交流配电屏、高频开关电源、直流配电屏、联合地线、走线架及地线槽组成,配套的还有集中监控系统;市电从低压配电室引入,油机电从油机房油机配电引入,一般电力室设有一台主市电油机电转换交流屏,中大型电力室也可设市电油机电自动控制屏(ATS屏),此屏也可设在油机房或低压配电室。空空S100AS100AC(监控)S100AS100AS100AS(整流)S100AS100AS100AS100AS100AS100AS1
18、00A空空空空380V/630A380V/400A 380V/630A380V/400A-48V/2000A-48V/2000A 交流配电屏1 交流配电屏2 开关电源1开关电源2直流配电屏1 直流配电屏2 一、交流配电屏:一、交流配电屏:交流配电屏一般是为中、大容量高频开关电源系统配置和为各通 信 机 房 进 行 交 流 配 电 使 用;交 流 配 电 屏 一 般 有380V/630A(600A)、400A、200A几 种,设 备 尺 寸 一 般 为800*600*2000和600*600*2000两种;交流配电屏还分自动切换和手动切换(指两路交流输入电源的切换)两种,出线方式分有上出线和下出
19、线两种;交流配电屏的分路一般有:250A、160A、100A、80A、63A、32A、16A等,交流分路常使用断路器或称空气开关;交流配电屏都为380/220V50Hz交流电输入和输出,根据需要输出分路可三相或单相,但在设计单相使用时应尽量考虑三相负荷的平衡;交流配电屏内都设有交流工作地线排(也称交流零线接地),新型交流配电屏内还设有保护地线排,利用于小系统的3相5线制使用。二、直流配电屏:二、直流配电屏:直流配电屏是为中、大容量高频开关电源系统直流输出配电配置,是直流供电系统的枢纽;各通信机房进行直流配电也常设有直流配电屏(程控交换机房的电源柜,传输机房的列头柜也属于此类);由于通信基础电源
20、目前只有48V一种,24V电源已不多用了,所以常见直流配电屏有48V一种,规格有48V/1000A、48V/2000A、48V/2500A几 种,设 备 尺 寸 一 般 为800*600*2000;通信机房用直流电源柜一般为48V/400A、48V/1000A、48V/2000A几种,尺寸一般为600*600*2000和800*600*2000;直流配电屏的输出分路一般有:500A、400A、250A、160A、100A、63A、(50)40A、32A等,直流分路一般为保险熔丝(现在有些小分路也用空气开关,但不提倡使用);直流电源系统一般配有两组蓄电池组,直流配电屏输出到蓄电池组都设有电池组分
21、路保险:48V/1000A屏为两路1000A;48V/2000A、48V/2500A屏为两路两个1000A并联;直流配电屏内都设有直流工作地气排,48V电源为正接地,从电力室联合地线排引入直流工作地气排的电力线至少两根150mm以上;三、高频开关电源:三、高频开关电源:一 般 是 指 1000 A及 以 上 的 中、大 容 量(1000A-10000A)直流系统,(小容量600A以下称高频开关组合电源);高频开关电源包含有监控模块、整流模块和开关电源架;整流模块容量有100A和200A两种,目前200A整流模块为淘汰产品,已不多用;一套高频开关电源系统由一块监控模块和多块整流模块组成,其系统容
22、量最大可到9900A;每个高频开关电源架可放一个监控模块+九个整流模块或十个整流模块组合,高频开关电源架最多可十架并列工作,我们常见的为二三架并列工作(即:10003000A系统);电信网络交流配电交流配电 整流模块整流模块直流配电直流配电本地监控本地监控监控模块监控模块调制解调器调制解调器RS-485 RS-232RS-485 RS-485 通信电源整流与监控系统图 1、环境条件:环境条件:温度、相对湿度、大气压力、冲击与振动;2、交流输入电压:交流输入电压:单相:220V(单相三线制)小容量系统用三相:380V(三相五线制)中、大容量系统用额定频率范围:50Hz2Hz电压波动范围:应为其额
23、定值的85%110%单相范围为187242VAC三相范围为323418VAC3、使用特性:使用特性:(1)、直流输出电压可调节范围为:43.257.6V(连续可调);(2)、直流输出电压工作方式:整流器在稳压工作的基础上,应能与蓄电池组并联以浮充、均充及蓄电池放电测试等多种工作方式,向通信设备供电;(3)、遥测、遥信、遥控性能:高频开关电源应具有RS-232、RS-422/485三种接口的一种或几种或其他形式的接口电路与监控电路连接,在监控电路控制下应符合以下要求:遥测:输出电压、输出电流;遥信:开/关机状态、工作状态(均充/浮充/测试、限流)、故障/正常状态;遥控:开/关机状态转换、均充/浮
24、充/测试工作状态转换。(4)、均分负载(并机工作)性能:整流模块应能采用多台同型号整流模块并机工作;(5)、过、欠电压保护性能:交流输入过、欠电压及缺相保护直流输出过、欠电压保护(6)、直流输出电流的限流性能:整流器应具有直流输出电流的限流性能,限制电流范围应在其额定值的105%110%。(7)、熔断器(或断路器)保护性能:整流器为限制某些故障的进一步扩大,主电路应设有熔断器(或断路器)保护性能。(8)、告警性能:整流器在各种保护性能动作的同时,应能自动发出相应的可见(声、光)告警信号。4、技术指标:、技术指标:(1)、电网电压波动的适应性(2)、效率与功率因数:整流器在单机输出功率不小于15
25、00W(即30%负荷)时,效率应不小于90%,功率因数应不小于0.92;整流器在单机输出功率小于1500W(即30%负荷)时,效率应不小于85%,功率因数应不小于0.95;5、可靠性指标:、可靠性指标:平均失效间隔时间MTBF1*105h6、绝缘电阻和绝缘强度:绝缘电阻和绝缘强度:试验电压为直流500V时,整流器主回路的交流部分和直流部分对地以及交流部分对直流部分的绝缘电阻均不低于2M。四、整流模块:四、整流模块:将交流220伏电源进行高频整流输出直流-48伏(正接地)电源的一个单元,整流模块多块并联工作,负荷均摊;额定容量一般有20A、25A、30A、50A、100A、200A五种,其中20
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