通信电源简单原理及设备介绍.pptx

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1、3 3目 录1 1通信电源设备的主要技术指标2 24 4设备分类介绍通信电源系统的简单供电原理及分析通信电源系统的基本组成及交直流供电指标第1页/共44页 为通信设备及保证通信的建筑负荷供电的各种电源设备组成的供电系统，称之为通信电源系统。通信电源好比通信设备系统中的心脏，它是不允许中断的。电源的安全、可靠是保证通信系统正常运行的重要条件。否则，整个通信系统将会中断和瘫痪。一、通信电源系统的基本组成和工作原理1、通信电源系统的基本组成通信电源系统一般由:交流供电系统、直流供电系统和接地系统组成DC/DC通信 设备DC/AC通信 设备蓄电池发电机AC/DC整流器DC 配电屏AC 配电屏变压器通信

2、 设备第2页/共44页2、各组成部分的作用O油机发电机组：交流备用电源；OAC配电屏：负责交流电能的监控和分配；O整流器：将交流电转换成直流电；ODC配电屏：负责直流电能的监控和分配；O蓄电池：直流备用电源；ODC/DC变换器：将单一的直流电变换成各种等级的低压直流电；ODC/AC逆变器：将直流电转换成交流电；第3页/共44页二、交、直流供电指标1交流供电系统（1）主用电源：采用交流市电，且为三相五线制或单相三线制。交流市电供电标准应符合如下要求：单相电压标称值为220V，电压变动范围为187242V；三相电压标称值为380V，电压变动范围为323418V；频率标称值为50HZ，频率变动范围为

3、2HZ第4页/共44页（2）其他交流供电指标三相供电电压不平衡度不大于4%电压波形正弦畸变率不大于5%交流供电电压变化范围：通信设备交流电源输入端变化范围+5%-10%通信电源设备交流输入端变化范围+10%-15%第5页/共44页2、直流电源系统（1）组成：整流设备、直流配电屏、蓄电池组、直流变换设备、逆变设备等。（2）供电方式:直流供电系统的运行方式为全浮充工作方式；供电电压允许变动范围为宽电压直流供电系统；电源设备安装方式采用分散供电方式；馈电线配线方式采用低阻和高阻配线供电系统。（3）直流电源供电标准应符合如下要求：标称电压值为48V系统：电信设备受电端子上电压变动范围为4057V；供电

4、回路全程最大允许压降为3V。标称电压值为24V系统：电信设备受电端子上电压变动范围为21.626.4V；供电回路全程最大允许压降为2.6V。第6页/共44页机房推荐采用-48V系统；机站采用+24V系统；供电电压范围下限值由电池放电终止电压值确定；上限值由电池均衡充电电压值确定。第7页/共44页1、集中供电方式的组成-电源设备集中安装在电力室和电池室。2、分散供电方式的组成（现在常见的）-指负荷分散或电池与负荷都分散。3、混合供电方式的组成-由交流电源和太阳能方阵（或其他能源）混合组成。通信电源系统有哪些组成方式？第8页/共44页集中供电方式 集中供电方式的组成主要有充电设备,蓄电池组,逆变设

5、备、控制设备,以及与消防控制中心的连接部分。分散供电方式所谓分散供电，就是将电源系统分散到各个通信机房。电源机架与通信机架并列安装，运行环境相兼容，甚至外形结构亦一致，直接对通信设备馈电。什么是集中供电方式？什么是分散供电方式？第9页/共44页1.集中分散式供电方式电源设备进入主机房后，相对集中或在主机房周围设立电力、电池室，向本机房或本层的主机设备供电。每个供电系统，供给2万门左右的程控交换设备。2.分散供电方式把电源系统分成多个小的、独立的电源系统，每个独立电源系统向部分设备供电。每个电源系统共电。每个电源系统均是完整的，有整流器、蓄电池和配电设备，并且有合理的备份。3.彻底的分散供电方式

6、将电源设备分散到每个机架，即交流直接进入机架，经过小的AC-DC变换将交流电压变换成设备所需的工作电压。分散供电的种类第10页/共44页1、系统组成 通信电源的交流供电系统由高压配电所、降压变压器、油机发电机、UPS和低压配电屏组成。交流供电系统可以有三种交流电源：变电站供给的市电、油机发电机供给的自备交流电、UPS供给的后备交流电。1）油机发电机：为防止停电时间较长导致电池放电，电信局一般都配有油机发电机组。当市电中断时，通信设备可由油机发电机组供电。油机分普通油机和自动油机。当市电中断时，自动启动油机能自动启动，开始发电。由于市电比油机发电机供电更经济和可靠，所以，在有市电的条件下，通信设

7、备一般都应由市电供电。2）交流配电屏：输入市电，为各路交流负载分配电能。当市电中断或交流电压异常时（过压、欠压和缺相等），低压配电屏能自动发出相应的告警信号。3）UPS：为了确保通信电源不中断、无瞬变，可采用静止型交流不停电电源系统，也称UPS。UPS一般都由蓄电池、整流器、逆变器和静态开关等部分组成。市电正常时，市电和逆变器并联给通信设备提供交流电源，而逆变器是由市电经整流后给它供电。同时，整流器也给蓄电池充电，蓄电池处于并联浮充状态。当市电中断时，蓄电池通过逆变器给通信设备提供交流电源。逆变器和市电的转换由交流静态开关完成。一、交流供电系统第11页/共44页2、连接方式交流电源备份方式 大

8、型通信站交流电源一般都有高压供电网供给，自备独立变电设备。而基站设备常常直接租用民用电。为了提高供电可靠性，重要通信枢纽局一般都有两个变电站引入两路高压电源，并且采用专线引入，一路主用，一路备用，然后通过变压设备降压供给各种通信设备和照明设备，另外还要有自备油机发电机，以防不测。一般的局站只从电网引入一路市电，再接入自备油机发电机作为备用。一些小的局站、移动基站只接入一路市电（配足够容量的电池），油机为车载设备。第12页/共44页1、系统组成 通信设备的直流供电系统由高频开关电源（AC/DC）、蓄电池、DC/DC变换器和直流配电屏等部分组成。1）整流器：从交流配电屏引入交流电，将交流电整流为直

9、流电压后，输出到直流配电屏与负载及蓄电池连接，为负载供电，给电池充电。2）蓄电池：交流停电时，向负载提供直流电，是直流系统不间断供电的基础条件。3）直流配电屏：为不同容量的负载分配电能，当直流供电异常是要产生告警或保护。如熔断器断告警、电池欠压告警、电池过放电保护等。4）变换器：DC/DC变换：DC输入 逆变 整流 DC输出 注：DC/DC变换器将基础电源电压（48V或 24V）变换为各种直流电压，以满足通信设备内部电路多种不同数值的电压（5V、6V、12V、15V、24V等）的需要。DC/AC变换：DC输入 逆变 AC输出 注：DC/AC变换器将基础电源电压（48V或 24V）变换为交流电压

10、，以预防市电中断油机未启动正常期间的机房或大楼通道的照明。二、直流供电系统第13页/共44页2、连接方式直流供电方式 蓄电池是直流系统供电不中断的基础条件。根据蓄电池的连接方式。直流供电方式主要采用并联浮充供电方式。并联浮充供电方式是将整流器与蓄电池直接并联后对通信设备供电。在市电正常的情况下，整流器一方面给通信设备，一方面给蓄电池充电，以补充蓄电池因局部放电而失去的电量；当市电中断时，蓄电池单独给通信设备供电，蓄电池处于放电。由于蓄电池通常处于充足电状态，所以市电短期中断时，可以由蓄电池保证不间断供电。若市电中断期过长，应启动油机发电机供电。这是最常用的直流供电方式。采用这种工作方式时，蓄电

11、池还能起一定的滤波作用。缺点：在并联浮充工作状态下，电池由于长时间放电导致输出电压可能较低，而充电时均充电压较高，因此负载电压变化范围较大。它适用于工作电压范围宽的交换机。第14页/共44页 为了提高通信质量、确保通信设备与人身的安全，通信局站的交流和直流供电系统都必须有良好的接地装置。1、通信机房的接地系统包括交流接地和直流接地。交流接地包括：交流工作接地、保护接地、防雷接地。直流接地包括：直流工作接地、机壳屏蔽接地。2、通信电源的接地包括：交流零线复接地、机架保护接地和屏蔽接地、防雷接地、直流工作地接地。通信电源的接地系统通常采用联合地线的接地方式。联合地线的标准连接方式是将地体通过汇流条

12、（粗铜缆等）引入电力机房的接地汇流排，防雷地、直流工作地和保护地分别用铜芯电缆连接到接地汇流排上。交流零线复接地可以接入接地汇流排入地，但对于相控设备或电机设备使用较多（谐波严重）的供电系统，或三相严重不平衡的系统，交流复接地最好单独埋设接地体，或从直流工作接地线以外的地方接入地网，以减小交流对直流的污染。三、接地系统第15页/共44页3 3目 录1 1通信电源设备的主要技术指标2 24 4设备分类介绍通信电源系统的基本组成及交直流供电指标通信电源系统的简单供电原理及分析第16页/共44页 直流供电系统的供电方式为全浮充供电方式，当交流电源正常时，由整流器和蓄电池并联浮充供电，当交流电源中断后

13、，由蓄电池直接向负荷供电。当交流电源恢复供电时，开关电源的监控模块自动启动整流器对蓄电池充电，待电池电压上升到设定值时，自动切换到浮充供电。交流不间断电源UPS系统通常按11并机方式运行，每台UPS各配置一组单独的电池，当其中一台UPS发生故障时，由另外一台单独向负载供电，当市电电源发生故障时，由UPS配套的电池经UPS逆变向负载供电，确保UPS供电系统的不间断。交/直流供电系统的简单供电原理第17页/共44页 整流器是一个整流装置，简单的说就是将交流（AC）转化为直流（DC）的装置。即所谓的ACDC变换。整流器有两个主要功能：第一，将交流电（AC）变成直流电(DC)，经滤波后供给负载，或者供

14、给逆变器；第二，给蓄电池提供充电电压。因此，它同时又起到一个充电器的作用。什么是整流器？整流器的主要功能是什么？第18页/共44页第19页/共44页 1、交流配电屏、交流配电屏 2、高频开关电源（高频开关电源包括整流设备、监控和告警）、高频开关电源（高频开关电源包括整流设备、监控和告警）3、蓄电池组（蓄电池是两组并联浮充和放电，充电方式为在线式低电压充电）、蓄电池组（蓄电池是两组并联浮充和放电，充电方式为在线式低电压充电）4、直流配电屏、直流配电屏 5、接地系统、接地系统直流供电系统的组成第20页/共44页交直流供电系统图(中达)第21页/共44页 1、UPS主机（主备各一台，包括滤波器）主机

15、（主备各一台，包括滤波器）2、蓄电池组（蓄电池组的容量按单台、蓄电池组（蓄电池组的容量按单台UPS 满容量半小时或满容量半小时或1 小时放电时间进和配小时放电时间进和配 置，通常会用电池开关柜进行转接）置，通常会用电池开关柜进行转接）3、UPS输入屏（接输入屏（接UPS主机）主机）4、UPS输出屏（接设备，通常接列头柜或另一套输出屏（接设备，通常接列头柜或另一套UPS电源系统）电源系统）5、接地系统、接地系统交流供电系统的组成第22页/共44页UPSUPS供电系统图第23页/共44页3 3目 录1 1通信电源系统的简单供电原理及分析2 24 4设备分类介绍通信电源系统的基本组成通信电源设备的主

16、要技术指标第24页/共44页1、额定容量：输入交流三相五线380v/220v50hz。2、输入要求：要求输入二路交流电源，并可人工或自动（主触头采用4极）倒换。有自动倒换的电路，必须有可靠的电气和机械双重联锁。3、交流配电屏的输入端应提供可靠的雷击浪涌保护装置，在下列模拟雷电波发生时，保护装置应起保护作用，设备不应损坏：电压脉冲10/700us,5Kv;电流脉冲8/20us,20KA(监控模块也应有相应的防浪涌措施)。中性线汇流排应与机架绝缘。4、交流配电屏应具备测量电流、电压的功能，并采用数字显示，具有欠压、缺相、过压告警功能。并能将上述模拟量经变换后，供系统监控模块采集；亦能送出告警接点信

17、号，供监控模块采集。为便于遥信，交流屏各断路器取一对辅助接点信号，供监控模块采集。5、负载分路(可根据具体情况变动)6、事故照明分路:当交流电源停电时,能自动送出48v/50A的直流电源作为事故照明电源（可选）。7、保证照明分路：二路交流电源自动转换，输出二路32A的照明分路（可选）。8、环境条件：环境温度：040；相对湿度：90(25)。电源设备的主要技术指标要求(交流配电屏)第25页/共44页1、输入电压:额定电压:AC220V/380V(主输入电源三相三线，旁路输入电源为三相四线),输入允许变动范围：10%，-15%，输入电压波形失真度不大于5%。输入功率因数要求0.95。2、输入频率范

18、围：额定频率为50HZ，允许变化范围：50HZ2。3、功率软启动：5-60s(可调)内爬升到额定功率。4、整流器输出指标:额定电压：按产品技术要求；稳压精度：1；电压可调范围：(6xN7.20 xN)VDCN单体电池只数。5、逆变器输入指标：电压范围：(5.10 xN7.20 xN)VDCN单体电池只数。6、逆变器输出指标：额定电压：220/380v(三相四线)；电压可调范围：5；额定频率：50HZ；稳压精度：稳态：1，瞬态：5；瞬态电压恢复时间：50ms；同步频率精度:0.1(内同步)；频率同步范围：0.5，1，1.5，2HZ可调；频率跟踪速率：0.1-1HZ/秒；电压波形失真度：单谐波：3

19、，总谐波：5；三相输出电压不平衡度：1(平衡负载)，3(50不平衡负载)，5(100不平衡负载)，三相输出电压相位偏移：1度(平衡负载)，3度(不平衡负载)；过载能力：10min(125%额定电流)，10s(150%额定电流)，300的过载时间应大于150ms;限流：100-110%额定电流可调；负载功率因素：0.8(滞后)；负载波峰因数：3:1；输出应带隔离变压器(含旁路输出，使输出零线电位最小)。7、静态开关指标:过载能力：100ms(10倍额定电流)；转换时间：1ms。电源设备的主要技术指标要求(交流不间断电源(UPS一)第26页/共44页8、噪声：6070dBA(距离设备1m处)；效率

20、：满载时90。9、蓄电池：每台UPS各接一组阀控式密封电池；浮充电压允差1；浮充电压：13.38-13.62v/单体，强充电压：13.8-14.4v/单体，放电终止电压：10.0-10.2/单体；保护放电时间：每组蓄电池为m分钟(额定负载，m工程确定)；寿命：浮充运行情况5年。10、电磁辐射应满足GB9254或CISPR22标准要求.11、UPS输入端应提供可靠的雷击浪涌保护装置,在下列模拟雷击电波发生时,保护装置应起保护作用,设备不应损坏:电压脉冲10/700us,5KV;电流脉冲8/20us,20KA。微机控制器也应采取相应的防浪涌措施。12、UPS系统应具有遥控、遥信、遥测功能，具有电池

21、监测及保护系统，并具有同规格多台并联运行功能(至少具备2台并机运行的功能)。遥信项目：输入电源故障；整流器故障；逆变器故障；工作方式(整流器、逆变器、旁路)；同步方式(内同步、外同步)；直流电压低；直流电压高。UPS的所有告警信号应通过继电器干接点引至UPS的端子板上。13、环境条件:设备应在下列条件下连续工作满足其所有性能指标工作温度:040；相对湿度：90%(25时)。14、其它UPS的相关要求应满足“通信用不间断电源UPS”（YD/T10952000）所规定的要求。电源设备的主要技术指标要求(交流不间断电源(UPS二)第27页/共44页1、每一个整流模块的额定输出电压：DC48V，额定电

22、流：80A或100A。2、每机架的装机容量:1000A。3、输入电压:额定电压:AC220V/380V,三相五线制,输入允许变动范围：+10%，-15%，输入电压波形失真度5%4、输入频率范围：50HZ5。5、输出电压:浮充电压：DC48V56V，均充电压：DC50V58V(3.6)稳压精度:满载的情况下，当输入电压由最大变到最小时，整流器输出电压范围1%。6、稳压精度:满载的情况下，当输入电压由最大变到最小时，整流器输出电压范围1%。7、输出电流:输出电压在48V56.4V范围变化时，整流器应能输出额定电流。8、整流模块具有均流功能，当系统在大于半载状态下工作时整流模块之间的不平衡度5%；整

23、流模块具有软启动功能；整流模块具有限流功能，并可调。9、功率因数：满载状态下，功率因数0.92;效率:满载状态下，效率0.9；噪音：55dB。电源设备的主要技术指标要求(开关电源一)第28页/共44页10、杂音电压（不接蓄电池组）：电话衡重杂音电压2mV(3003400Hz)宽频杂音电压100mV(3.4150KHz)宽频杂音电压30mV(0.1530MHz)离散频率杂音电压5mV(3.4150Hz)离散频率杂音电压3mV(150200KHz)离散频率杂音电压2mV(200500KHz)离散频率杂音电压1mV(0.530MHz)峰-峰杂音电压200mV11、电磁辐射应满足GB9254或CISP

24、R22标准要求.。12、机架应具有交流配电单元(完成机架内部交流配电)。13、开关电源架输入端应提供可靠的雷击浪涌保护装置,在下列模拟雷击电波发生时,保护装置应起保护作用,设备不应损坏:电压脉冲10/700us,5KV;电流脉冲8/20us,20KA:整流模块应提供可靠的雷击浪涌保护装置,在下列模拟雷击电波发生时,保护装置应起保护作用,设备不应损坏:电压脉冲.2/50us,6KV;电流脉冲8/20us,3KA;监控模块也应采取相应的措施。14、设备应具有防潮措施;绝缘强度：交流电路对地、交流对直流电路应能承受50Hz，有效值为1500V的交流电压1分钟，无击穿或飞弧现象。电源设备的主要技术指标

25、要求(开关电源二)第29页/共44页15、自动控制功能：系统应具有过压、过流、欠压、短路、过温自动保护功能，部分状态具有自动恢复功能（过压、过流、欠压、过温）；当系统断电之后重新启动时，应按电池的放电容量或放电时间确定是均充或浮充，均充结束后自动转入浮充，充电过程自动控制；系统应具有自动补偿功能；随着蓄电池工作环境温度的变化，系统浮充电压应按15（可调）mV/cell/自动调节，电池温度越高，浮充电压越低，反之亦然。16、系统应具有遥信功能:遥信项目：输入电源故障：输出电压过高过低；整流模块故障；熔丝故障；整流模块故障，均衡工作方式。遥信输出条件：每一告警提供一副继电器干接点，告警发生时接点应

26、闭合。接点额定容量为1A/60VDC（或0.5A/125VDC）。系统应具备RS-232及RS-485通信接口，并能通过监控模块实现本地和远端监控功能。并提供相应的监控软件（汉化版）及协议。开关电源系统的监控模块应能收集交流屏、直流屏的信息，并进行监控。17、环境条件:设备应在下列条件下连续工作满足其所有性能指标工作温度：-540；相对湿度：90%(402时)。18、可靠性指标(MTBF)整流模块的平均无故障时间能达到100000小时或更长;风扇的平均无故障时间能达到50000小时;监控模块的平均无故障时间能达到160000小时。电源设备的主要技术指标要求(开关电源三)第30页/共44页1、接

27、地系统移动交换局的接地系统应按通信局（站）防雷与接地工程设计规范（YD5098-2005）的要求采用联合接地方式，按单点接地原理设计，即通信设备的工作接地、保护接地、建筑物的防雷接地共用一个接地的联合接地方式。2、接地系统要求采用联合接地方式，按单点接地原理设计，即通信设备的工作接地、保护接地、建筑物的防雷接地共用一个接地的联合接地方式。设备保护地接至地排上，再通过该地排引至楼层的接地扁钢。3、接地电阻要求通信楼交换局联合接地系统，其接地电阻300Vac电流：14A（230Vac满载），最大是24A（185Vac满载）频率：4566Hz功率因数：0.995效率：91%(2)输出:电压：48V（

28、4259Vdc可调）电流：80A电流均流：2.5%额定电流（10%100%负载）稳压精度：1%（0%100%负载，输入185Vac275Vac）保护：过压、过流、欠压、输出短路保护及备有过热保护体积：宽深高81mm503.4mm265mm重量：7.5Kg珠江电源介绍（整流机架二）第36页/共44页PRD2500DCH-M1-4高阻直流配电屏主要技术参数和功能：高阻直流配电屏主要技术参数和功能：1、技术参数额定电压：-48V额定输出电流：2500A电池输入：接2组电池，每组为21250A熔断器输出分路：输出117路15A2、主要功能设有电池分流器信号输出和熔断器告警信号输出负载输出故障或短路，空

29、气开关自动跳闸，电路发出声光告警，并指示其位置。电池熔断器熔断告警3、机架结构立柜式柜架结构，外型尺寸8006002000（宽mm深mm高mm）出线方式：上进上出珠江电源介绍（高阻直流配电屏）第37页/共44页第38页/共44页1、浮充电压：2.202.27V/cell；均衡充电电压：2.32.35V/cell。2、蓄电池端电压的均衡性:由若干个单体组成的蓄电池组,其单体间的开路电压最高与最低差值20mv。3、自放电损失：每天0.14%。4、使用寿命：在浮充状态下不少于10年；循环使用寿命：80%放电深度1200次。5、防酸雾性能：蓄电池在正常的工作过程中应无酸雾逸出;防爆性能：蓄电池在充电过

30、程中遇有明火内部不应引爆；气密性：蓄电池应能承受50Kpa的正压或负压而不破裂、不开胶、压力释放后壳体无残余变形。6、安全阀要求：安全阀应具有自动开启和自动关闭的功能，其开阀压力为10-49Kpa，闭阀压力应比开阀压力小0-10Kpa(建议采用开阀压力相对较高的电池)。7、阀控式全密封铅蓄电池组（例每组48V）应有所需的完整安装加固及连接材料，满足抗震需要。8、环境条件：设备在-1545环境温度下正常使用，相对湿度：90（402时）。蓄电池主要技术指标要求（阀控式密封电池）第39页/共44页主要特点为：电池采用贫液设计，选用AGM隔板，在正负极之间预留气体通道。在电池使用期间不需加酸、加水和测

31、量电解液比重。具有良好密封性能，无酸雾，不腐蚀设备。寿命长，自放电小。结构紧凑、耐震动性能好，比能量高。大电流放电性能良好。浮充电压均匀。华达GFM系列1000Ah阀控式密封铅酸蓄电池特点第40页/共44页直流供电系统电压参数满足如下：蓄电池组浮充电压：54.0V（2.25V/只）；蓄电池组均充电压：56.4V（2.35V/只）；蓄电池组放电终止电压：43.2V（1.8V/只）；蓄电池组输出电压上限告警：57.5V；蓄电池组输出电压下限告警：40.5V。直流供电系统蓄电池电压参数第41页/共44页单体蓄电池（2V）放电终止电压及放电容量系数放电容量系数()()表：电池放电小时电池放电小时数数(h)(h)0.50.5 1 12 23 34 46 68 810102020放电终止电压放电终止电压(V)(V)1.701.701.751.751.751.751.81.81.81.81.81.81.81.81.81.81.81.81.81.81.851.85放电容量系数放电容量系数 ()()0.450.450.40.40.550.550.450.450.610.610.750.750.790.790.880.880.940.941.001.001.001.00第42页/共44页 谢谢大家！全力以赴，做到最好！第43页/共44页感谢您的观看！第44页/共44页