《通信電源技術(shù)》PPT課件.ppt

1、通信電源技術(shù)基礎(chǔ),XXXX通信規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司,疑問(wèn)？,問(wèn)： 1、電壓為何為-48V？ 2、為什么是正極接地？,培訓(xùn)目標(biāo),了解通信電源在通信網(wǎng)絡(luò)中的種類及地位 了解各功能設(shè)備組成 掌握通信電源設(shè)計(jì)中的基本方法 掌握通信電源的基本防護(hù)方法,通信設(shè)備對(duì)電源的一般要求,可靠性高： 穩(wěn)定性高： 效率高：,現(xiàn)代通信對(duì)電源系統(tǒng)的新要求,模塊化： 自由組合擴(kuò)容互為備用 低壓、大電流，多組供電電壓需求 能實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)控： 自動(dòng)化、智能化： 小型化,通信電源系統(tǒng)的構(gòu)成,通信電源系統(tǒng)的構(gòu)成2,某工程交直流系統(tǒng)圖,通信電源設(shè)備概述,高壓開(kāi)關(guān)柜 較大的電信局一般都由市電高壓網(wǎng)供電。為了保證可靠供電，通常都由兩個(gè)不同的變

2、電站引入兩路高壓。為了控制兩路高壓，可以采用成套高壓開(kāi)關(guān)柜。,通信電源設(shè)備概述,電力變壓器 電力變壓器完成輸入的交流電壓升高或降低的作用。主要由鐵芯和繞組組成。,通信電源設(shè)備概述,交直流配電屏 低壓交流配電屏：是連接降壓變壓器、低壓電源和交流負(fù)載的裝置，它可以完成市電和備用電源轉(zhuǎn)換、負(fù)載分路和保護(hù)、測(cè)量、告警等作用。 直流配電屏：是直流供電系統(tǒng)的樞紐，它能將直流電源和各種直流負(fù)載連接起來(lái)，并能完成負(fù)載分路、工作方式轉(zhuǎn)換、測(cè)量、告警和保護(hù)等作用。,交流供電系統(tǒng)圖,直流供電系統(tǒng)圖,通信電源設(shè)備概述,高頻開(kāi)關(guān)整流電源 亦稱無(wú)工頻變壓器型開(kāi)關(guān)整流器，因其具有高效、節(jié)能、功率密度大等優(yōu)點(diǎn)，目前已廣泛用于

3、通信電源系統(tǒng)。 產(chǎn)品模塊化。,開(kāi)關(guān)電源基礎(chǔ),交流電經(jīng)過(guò)整流，可以得到直流電。 為了得到穩(wěn)定的直流電壓，必須采用穩(wěn)壓電路來(lái)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓。 按照實(shí)現(xiàn)方法的不同，穩(wěn)壓電源可分為三種：線性穩(wěn)壓電源、相控穩(wěn)壓電源、開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源。,線性穩(wěn)壓電源,線性穩(wěn)壓電源特點(diǎn),線路簡(jiǎn)單 干擾小 對(duì)輸入電壓和負(fù)載變化的響應(yīng)非?？?穩(wěn)壓性能好 功率轉(zhuǎn)換效率太低。,開(kāi)關(guān)型穩(wěn)壓電源,開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源 特點(diǎn),功率轉(zhuǎn)換效率高， 發(fā)熱少、體積小、重量輕 對(duì)電網(wǎng)電壓大范圍變化具有很強(qiáng)的適應(yīng)性 電壓、負(fù)載穩(wěn)定度高 線路復(fù)雜 電磁干擾和射頻干擾大。,國(guó)產(chǎn)某系列開(kāi)關(guān)整流器原理,組合電源外觀,中興公司整流模塊ZXD5000 100A,中興公司整流模塊

4、ZXD5000 100A,中興公司整流模塊ZXD2400 50A,中興公司整流模塊ZXD2400 50A,整流模塊（愛(ài)默生）,HD4825-3型高頻開(kāi)關(guān)模塊 每個(gè)模塊輸出電流25A,整流模塊（愛(ài)默生）,面板和背板,監(jiān)控模塊（愛(ài)默生）,監(jiān)控模塊PSM-A10前面板上有背光液晶顯示屏、鍵盤(pán)；在機(jī)柜內(nèi)部左上側(cè)M2442X1板上有RS232通信接口、告警輸出干接點(diǎn)和MODEM電源接口等,監(jiān)控模塊前視圖（愛(ài)默生）,1.告警指示燈 2.監(jiān)控運(yùn)行指示燈 3.液晶顯示屏 4.操作控制鍵盤(pán) 5.定位銷,通信電源設(shè)備概述,直流直流變換器（DC/DC） 通信電源的基礎(chǔ)電源是-48V，然而通信設(shè)備中還需要12V、5V

5、、24V等直流電源。這些不同種類的直流電源要由DC-DC變換器來(lái)提供；另外，在上節(jié)的高頻開(kāi)關(guān)整流器中，DC-DC變換器也是它的重要組成部分。,某DC-DC模塊原理圖,DPC48-3 DC-DC模塊示意圖,DC/DC模塊有24V、12V、6V共3路輸出 每路功率為：24V/4.2A，12V/8.4A，6V/5A。,DPC48-3 DC-DC模塊前面板,124V I工作指示燈 224V II工作指示燈 312V I工作指示燈412V II工作指示燈 56V I工作指示燈66V II工作指示燈 7拉手 8安裝孔位,DPC48-3 DC-DC模塊前面板,（1）6V支路輸出接口II （2）6V支路輸出接

6、口I （3）12V支路輸出接口II （4）12V支路輸出接口I （5）6V支路輸出接口II （6）6V支路輸出接口I （7）48V輸入接口 （8）配置設(shè)置撥碼開(kāi)關(guān) （9）工作檢測(cè)接口,通信電源設(shè)備概述,交流不間斷電源（UPS） UPS是英文Uninterruptible Power System 的縮寫(xiě)，即不間斷電源，但人們一般習(xí)慣稱之為UPS電源。UPS電源不僅僅是一個(gè)備用電源，而且是電源凈化設(shè)備。隨著計(jì)算機(jī)、各種辦公設(shè)備、精密電子儀器的普及，UPS電源得到了廣泛的應(yīng)用。 常用的UPS包括在線式UPS、后備式UPS。由于在線式UPS的輸出總是由逆變器來(lái)提供的，所以它能提供負(fù)載干擾更小、精度更

7、高的電源。,UPS外觀,通信電源設(shè)備概述,通信逆變器（DC/AC） 逆變器主要把由市電整流濾波后的直流或來(lái)自蓄電池的直流電，逆變成頻率穩(wěn)定、電壓穩(wěn)定、波形失真小的交流電。一類是UPS電源中的逆變器，另一類是通信逆變器。 通信逆變器的輸入-48V，一般輸出50HZ、單相220V/三相380V交流電，也輸出25HZ、75V的鈴流。它在通信中使用廣泛。 目前逆變器普遍采用脈寬調(diào)制技術(shù)（PWM技術(shù)）及波形疊加技術(shù)。,通信電源設(shè)備概述,柴油發(fā)電機(jī)組 柴油發(fā)電機(jī)組是通信電源設(shè)備中的重要組成部分，當(dāng)市電停電時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，起動(dòng)發(fā)電機(jī)。對(duì)它的主要要求是：隨時(shí)起動(dòng)、運(yùn)行可靠、指標(biāo)達(dá)標(biāo)、保證供電、電氣性能滿足通信設(shè)備

8、的要求。 現(xiàn)代柴油發(fā)送機(jī)組由柴油機(jī)、三相交流無(wú)刷同步發(fā)電機(jī)、控制箱、散熱水箱、燃油箱、聯(lián)軸器、消聲器、波紋管及公共底座等組建組成。,柴油,通信電源設(shè)備概述,蓄電池 蓄電池是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能存儲(chǔ)起來(lái)，需要時(shí)再將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N儲(chǔ)能裝置。通信中主要用在UPS的后備電源和與整流設(shè)備組合的直流浮充供電系統(tǒng)中。,常見(jiàn)通信電源系統(tǒng)組成圖,中興公司電源系統(tǒng),中興公司電源性能指標(biāo),電池產(chǎn)品技術(shù)要求,使用壽命長(zhǎng)：電池工作環(huán)境以及循環(huán)充放電的頻次有關(guān)。充放電頻率越高，電池使用壽命越短。常見(jiàn)的通信電池使用壽命一般10年左右。 安全性高：電池電解質(zhì)為硫酸溶液，具有強(qiáng)腐蝕性；對(duì)于密封電池，電池的電化學(xué)過(guò)程會(huì)產(chǎn)生

9、氣體，增加電池內(nèi)部壓力，壓力超過(guò)一定限度時(shí)會(huì)造成電池爆裂，釋放出有毒、腐蝕性氣體、液體，因此電池必須具備優(yōu)秀的安全防爆性能。一般密閉電池都設(shè)有安全閥和防酸片，自動(dòng)調(diào)節(jié)蓄電池內(nèi)壓，防酸片具有阻液和防爆功能。,電池規(guī)格及結(jié)構(gòu)參數(shù)1（GFM系列）,電池規(guī)格及結(jié)構(gòu)參數(shù)2（GFM系列）,電池結(jié)構(gòu),電池槽、蓋選用超強(qiáng)阻燃ABS塑料； 提手便于搬運(yùn)； 正負(fù)極群板柵采用特殊的鉛鈣錫鋁四元合金，抗伸延，耐腐蝕，析氫過(guò)電位高； 微細(xì)玻璃纖維隔板 匯流排耐大電流沖擊； 端子內(nèi)嵌銅芯，使其電阻最小化，極柱密封采用瑞士專利技術(shù)； 安全閥具有耐酸和良好的彈性恢復(fù)能力。,鉛酸蓄電池工作原理,閥控式密封鉛酸蓄電池在充放電過(guò)程

10、中的化學(xué)反應(yīng)如下： 放電 PbO2 + 2H2SO4 + Pb PbSO4 + 2H2O + PbSO4 充電 (二氧化鉛) (硫酸) (海綿狀鉛) (硫酸鉛) (水) (硫酸鉛) 正極活物質(zhì) 電解液 負(fù)極活物質(zhì) 正極活物質(zhì) 電解液 負(fù)極活物質(zhì),鉛酸蓄電池放電特性,放電容量與放電電流關(guān)系： 放電電流越小放電容量越大；反之，放電電流越大放電容量越小。 放電容量與溫度關(guān)系： 溫度降低放電容量減少。,電池容量和放電電流的關(guān)系,電池容量和環(huán)境溫度的關(guān)系,充電特性,放電后的蓄電池充滿電所需時(shí)間隨放電量、充電初期電流、溫度而變化。 圖中虛線表示按10小時(shí)率額定容量 50放電后定電流0.1C10(A)定電壓

11、（2.23V）的電池充電情況。 圖中實(shí)線表示按10小時(shí)率額定容量 100放電后定電流0.1C10(A)定電壓（2.23V）的電池充電情況。,蓄電池容量的選擇,式中，Q蓄電池容量(安培小時(shí))； I平均忙時(shí)全局平均放電電流； 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的放電小時(shí)率(小時(shí)數(shù))； Kn容量轉(zhuǎn)變系數(shù)，即n小時(shí)放電率下，蓄電池容量與10小時(shí)放電率的蓄電池容量之比。 t實(shí)際電解液的最低溫度。蓄電池室有采暖設(shè)備時(shí)，可按15考慮；無(wú)采暖設(shè)備時(shí)，則按所在地區(qū)最低室內(nèi)溫度計(jì)算，但不應(yīng)低于0。 25蓄電池額定容量時(shí)的電解液溫度； 0.006容量溫度系數(shù)(即電解液以25為標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，每上升或下降1時(shí)所增加或減少的容量比值)。,不同放電率

12、的放電電流和電池容量,通信電源設(shè)計(jì)初步,電池容量的確定 整流器的配置 交流容量的確定 直流容量的確定 交流電源線的選擇 直流電源線的選擇,工程中電池容量常用計(jì)算方法,在確定了期望的電池支撐時(shí)間(或電池放電小時(shí)數(shù))T與電池平均工作環(huán)境溫度t以后，電池容量Q與負(fù)載電流I之間的關(guān)系可以表達(dá)為： Q=KCI 其中K=1.25（安全系數(shù)） I：放電電流 C：電池容量計(jì)算系數(shù)。從下表查詢。,不同溫度下C與T值的關(guān)系表,電池備份方式,電池備份分為無(wú)備份和1+1備份兩種。 無(wú)備份時(shí)，一組電池可以滿足放電小時(shí)數(shù)。 1+1備份時(shí)，任何一組電池?fù)p壞都可以滿足放電小時(shí)數(shù)。 有時(shí)為了選型方便或運(yùn)行安全，將單組電池容量分

13、成兩組電池，每組電池可以滿足一半的放電小時(shí)數(shù),整流器配置方法,如果局站近期負(fù)荷小、終期負(fù)荷大，為了減小近期投資額，可以按照近期負(fù)荷容量I進(jìn)行設(shè)計(jì)。 整流器容量IZ配置計(jì)算公式如下： IZ=I+KQ 其中IZ：計(jì)算的整流器總?cè)萘?，單位安培?：近期或終期負(fù)荷電流，單位安培； ：電池備用系數(shù)。無(wú)備份取1，1+1備份取2； ：充電系數(shù)，取值范圍為0.10.2； ：10小時(shí)放電率電池容量，單位Ah。 整流器的配置個(gè)數(shù)N的確定通過(guò)IZ與單體整流器容量的比值取整計(jì)算得出。根據(jù)備用方式確定最后需要配置的整流器數(shù)量。,交流電力線計(jì)算與設(shè)計(jì),、按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇截面積 降低能耗和節(jié)約有色金屬是矛盾的。 按照現(xiàn)有

14、電價(jià)、折舊修理、導(dǎo)線價(jià)格和最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)折中出經(jīng)濟(jì)電流密度。,交流電力線計(jì)算與設(shè)計(jì),2、按電壓損失選擇截面積 線路具有一定的阻抗，在電流流經(jīng)線路時(shí)必然產(chǎn)生電壓降。,交流電力線計(jì)算與設(shè)計(jì),3、按機(jī)械強(qiáng)度選擇截面積 電纜本身的重量、故障情況下的電流之間的作用力、以及外部的冰雪風(fēng)雨等機(jī)械力作用，容易折斷電纜。,交流電力線計(jì)算與設(shè)計(jì),4、按發(fā)熱情況選擇截面積 導(dǎo)線通過(guò)電流，由于電阻損耗使之發(fā)熱，溫度升高，會(huì)使絕緣破壞、起火，也使導(dǎo)體機(jī)械強(qiáng)度降低，接頭處氧化加劇。 IjsKI 式中，K為不同敷設(shè)條件下的修正系數(shù)， I為標(biāo)準(zhǔn)敷設(shè)條件下導(dǎo)線允許通過(guò)的持續(xù)電流（查相關(guān)廠家說(shuō)明書(shū)）。 這是通信中常用的方法。

15、其它的方法只在必要時(shí)進(jìn)行驗(yàn)證。,直流電力線計(jì)算與設(shè)計(jì),根據(jù)通信設(shè)備允許的壓降進(jìn)行計(jì)算 1、電流矩法 2、固定壓降分配法（應(yīng)其簡(jiǎn)便，工程中常用）,固定壓降分配法,當(dāng)某段壓降確定后，可以采用以下公式計(jì)算所需的電纜截面積： S(IL2)/(V) 其中，S：電纜截面積，單位平方毫米； I：最大工作電流，單位安培； ：電導(dǎo)率（銅：57，鋁：34）； V：最大允許壓降，單位福特。,通信系統(tǒng)的保護(hù)和接地,接地的重要性：接地系統(tǒng)是通信電源系統(tǒng)的重要組成部分，它不僅直接影響通信的質(zhì)量和電源系統(tǒng)的正常運(yùn)行，還起到保護(hù)人身安全和設(shè)備安全的作用。,為什么要接地？,1. 通信回路接地（工作地） 在電話通信中，將電池組的

16、一個(gè)極接地，以減少由于用戶線路對(duì)地絕緣不良時(shí)引起的串話。,為什么要接地？,2. 保護(hù)接地 將通信設(shè)備的金屬外殼和電纜金屬護(hù)套等部分接地，以減小電磁感應(yīng)，保持一個(gè)穩(wěn)定的電位，達(dá)到屏蔽的目的，減小雜音的干擾。,為什么要接地？,3. 交流三相四線制中性點(diǎn)接地 在交流電力系統(tǒng)中，將三相四線制的中性點(diǎn)接地，并采用接零保護(hù)，以便在發(fā)生接地故障時(shí)迅速將設(shè)備切斷。也可以降低人體可能觸及的最高接觸電壓，降低電氣設(shè)備和輸電線路對(duì)地的絕緣水平。,為什么要接地？,4. 防雷接地 為了避免由于雷電等原因產(chǎn)生的過(guò)電壓而危及人身和擊毀設(shè)備，應(yīng)裝設(shè)地線，讓雷電流盡快地入地。,接地系統(tǒng)的組成,1. 地 接地系統(tǒng)中所指的地，即一

17、般的土地，不過(guò)它有導(dǎo)電的特性，并具有無(wú)限大的容電量，可以用來(lái)作為良好的參考電位。,接地系統(tǒng)的組成,2. 接地體（或接地電極） 為使電流入地?cái)U(kuò)散而采用的與土地成電氣接觸的金屬部件。,接地系統(tǒng)的組成,3. 接地引入線 把接地電極連接到地線盤(pán)（或地線匯流排）上去的導(dǎo)線。在室外與土地接觸的接地電極之間的連接導(dǎo)線則形成接地電極的一部分，不作為接地引入線。,接地系統(tǒng)的組成,4. 地線排(或地線匯流排) 專供接地引入線匯集連接的小型配電板或母線匯接排。,接地系統(tǒng)的組成,5. 接地配線 把必須接地的各個(gè)部分連接到地線盤(pán)或地線匯流排上去的導(dǎo)線。,通信局站接地電阻要求,接地系統(tǒng),接地系統(tǒng)圖,接地示意圖,接地示意圖

18、,聯(lián)合接地,哪些設(shè)備需要做接地設(shè)計(jì),機(jī)房?jī)?nèi)具有金屬外殼的設(shè)備都應(yīng)該做保護(hù)接地。例如，DDF架，雖然是不耗電的設(shè)備，其金屬外殼也需要保護(hù)接地；機(jī)房中一些專門(mén)放置小型臺(tái)式設(shè)備的金屬機(jī)架，其架體本身也需要做保護(hù)接地。 電視機(jī)、顯示器等具有加強(qiáng)絕緣塑料外殼的電器，不需要做保護(hù)接地。,布線要求I,進(jìn)局的低電壓電纜： 進(jìn)入通信局站的低壓電力電纜宜埋地引入，宜采用具有金屬鎧裝屏蔽層的電纜（或穿金屬管屏蔽）。 屏蔽層兩端接地（或金屬管兩端接地）。電纜埋地長(zhǎng)度宜不小于50m。,布線要求II,進(jìn)局信號(hào)電纜布放要求： 信號(hào)電纜應(yīng)埋地進(jìn)入通信局站。 進(jìn)入通信局站的信號(hào)電纜應(yīng)采用屏蔽電纜（或穿金屬管）。 信號(hào)電纜的屏蔽層（或金屬管）建議兩端接地 信號(hào)電纜進(jìn)入室內(nèi)后應(yīng)在設(shè)備的對(duì)應(yīng)接口處加裝信號(hào)避雷器保護(hù)，信號(hào)避雷器的保護(hù)接地線應(yīng)盡量短。,布線要求III,正常情況下建筑物內(nèi)互連的信號(hào)線，如果在建筑物外架空走線，由于外部暴露空間對(duì)雷電電磁場(chǎng)沒(méi)有衰減作用，這些信號(hào)線在雷擊發(fā)生時(shí)引入的雷擊過(guò)電壓和過(guò)電流往往超過(guò)設(shè)備接口正常設(shè)計(jì)的防雷保護(hù)級(jí)別，很容易造成設(shè)備遭受雷擊損壞。 特別是移動(dòng)基站到傳輸設(shè)備的E1線。由于很多情