C3-通信電源的直流系統(tǒng)

1、通信電源直流系統(tǒng)通信電源直流系統(tǒng) 常見(jiàn)字母的含義 G：固定式或管式 Q：起動(dòng)型 A：干荷電 M：密封式 D：電瓶車 N：內(nèi)燃機(jī)車T：鐵路客車F：防酸防爆或閥控X：消氫式鉛酸蓄電池產(chǎn)品型號(hào)按蓄電池蓋和結(jié)構(gòu)分類有開(kāi)口式、排氣式、防酸隔爆式和密封閥控式蓄電池按蓄電池維護(hù)方式分類有普通式、少維護(hù)式、免維護(hù)式蓄電池 1.蓄電池的分類使用期間，無(wú)需添加水，調(diào)整酸濃度等維護(hù)工作自放電小電池壽命較長(zhǎng)，使用壽命可達(dá)10年以上密封性好，對(duì)環(huán)境污染很小2.VRLA的優(yōu)點(diǎn)陰極吸收式負(fù)極容量相對(duì)于正極容量過(guò)剩，充電末期負(fù)極處于充電不足的狀態(tài)，吸附氧氣并抑制氫氣的產(chǎn)生貧液式電解液全部被吸附在極板和隔板上，電池內(nèi)部沒(méi)有流動(dòng)

2、的液體抗腐蝕能力強(qiáng)極板加入一些特殊材料，如鉛、鈣安全性能好安裝有排氣閥，在電池異常情況下排出過(guò)多的氣體VRLA的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)放電過(guò)程中的化學(xué)反應(yīng) PbO2+H2SO4Pb PbSO4H2O 充電過(guò)程中的化學(xué)反應(yīng) PbSO4H2O PbO2+ H2SOPb副反應(yīng)：H2O1/2O2+2H+2e- （正極） 2H+2e-H2 （負(fù)極）3.基本工作原理 閥控密封電池都是利用陰極吸收原理使電池得以密封。電池充電時(shí)，正極會(huì)析出氧氣，負(fù)極會(huì)析出氫氣。正極在正極充電量達(dá)到70%時(shí)開(kāi)始析氧。析出的氧氣達(dá)到負(fù)極，跟負(fù)極的氫氣發(fā)生反應(yīng)生成水。達(dá)到陰極吸收的目的。2Pb+O2=2PbO 2PbO+2H2SO4=2PbSO

3、4+2H2O 負(fù)極則要在充電達(dá)到90時(shí)才開(kāi)始析氫，加上氧在負(fù)極的還原作用及負(fù)極本身氫過(guò)電位的提高，從而避免了大量析氫反應(yīng)。 蓄電池基礎(chǔ)知識(shí)安時(shí)容量：電池的容量單位為安時(shí)，即：電池容量Q（安時(shí)）=I放t放I放為放電電流（安）t放為放電時(shí)間（小時(shí)）放電速率與容量的關(guān)系小電流放電放電容量較大，較大的硫酸鉛晶體不容易被還原蓄電池的容量25時(shí)，蓄電池的容量為100%；在25以上時(shí)，每升高10蓄電池的容量會(huì)減少一半；而在25以下時(shí)，溫度與容量的關(guān)系：溫度與容量的關(guān)系溫度存放時(shí)間 存放時(shí)間和溫度對(duì)容量的影響1、充電電壓2、充電電流3、環(huán)境溫度4、放電深度5、落后電池蓄電池在保持輸出一定容量的情況下所能進(jìn)行的

4、充放電循環(huán)次數(shù) 正極板的腐蝕和水的損耗設(shè)計(jì)和制造因素4.影響蓄電池壽命的原因放電深度（%） 充放電循環(huán)次數(shù) 5 10000 20 2000 50 800 100 350放電深度與壽命的關(guān)系 對(duì)一般密封鉛蓄電池而言，由于采用“貧液式”設(shè)計(jì)，電池的正極和負(fù)極活性物質(zhì)的量及電解液的量處于最佳匹配狀態(tài)，所以電池容量對(duì)電解液量極為敏感，存在如下關(guān)系。電池失水10，容量降低20；失水25，電池壽命結(jié)束。 蓄電池失水和使用壽命之間的關(guān)系1. 電池槽、蓋滲漏；2. 環(huán)境溫度過(guò)高；3. 節(jié)流閥頻繁開(kāi)啟或閥門(mén)開(kāi)啟后關(guān)閉不了，導(dǎo)致氫氣和氧氣逸出，同時(shí)帶走酸霧；4. 熱失控現(xiàn)象 熱失控現(xiàn)象：電池在充電后期（或浮充狀態(tài)

5、），由沒(méi)有及時(shí)調(diào)整充電電壓，使電池的充電電流和溫度發(fā)生一種累積性的相互增強(qiáng)作用，此時(shí)電池溫度急劇上升，從而導(dǎo)致電池槽蓋膨脹變形，失水速度加大，甚至電池?fù)p壞。 蓄電池失水途徑 反彈電壓時(shí)間V10m30m1H3H5H7H9H11H43.2V48V49.0V50.0V53.5V在放電初期電池端電壓下降的比較快，在放電10分鐘后，電池電壓下降到53.0V。放電大約半小時(shí)后，電池端電壓降至49V左右，放電1小時(shí)后電池端電壓降至48V；蓄電池電壓在48V時(shí)，放電時(shí)間最長(zhǎng)，大約要持續(xù)7到8小時(shí)；8小時(shí)后，蓄電池端電壓開(kāi)始下降，下降速度比較快，當(dāng)電池電壓降至43.2V時(shí)電源系統(tǒng)上的直流斷路器斷開(kāi)，以便保護(hù)蓄電

6、池不至過(guò)放而損壞，此時(shí)蓄電池端電壓會(huì)有所上升，上升值約為5V左右 放電曲線5.蓄電池的充放電放電率 單節(jié)電池終止電壓 電池組終止電壓（24） 20H 1.85V 44.4V 10H 1.80V 43.2V 3H 1.75V 42.0V 1H 1.70V 40.8V0.5H 1.60V 38.4V放電終止電壓與放電電流的關(guān)系浮 充均衡充電時(shí)間（h）V005101520304045.649.251.653.556.4蓄電池端電壓變化曲線充電過(guò)程時(shí)間（時(shí)間（h）A（C10）510152030400.10.080.060.040.020.00時(shí)間（h）A（C10）510152030400.000.02

7、0.040.060.080.1蓄電池充電電流變化曲線自動(dòng)均浮充管理 均充的作用：解決落后電池的問(wèn)題；長(zhǎng)期浮充時(shí)，電池充電電流極小，電池極化學(xué)反應(yīng)緩慢，會(huì)導(dǎo)致極板活性降低 市電停電后蓄電池的放電容量超過(guò)15周期性的均充電池組中出現(xiàn)落后電池，在浮充狀態(tài)下單體電壓低于2.2V電池頭次使用6.電源系統(tǒng)對(duì)蓄電池的管理功能溫度補(bǔ)償 V = 單節(jié)電池溫度補(bǔ)償值(mv/ ) （電池 溫度基準(zhǔn)溫度）N節(jié)電池智能充電限流功能 單體（整流器）限流點(diǎn)（0.15C+負(fù)載電流） 單體個(gè)數(shù)，C為系統(tǒng)蓄電池的總?cè)萘壳穳罕Ｗo(hù)功能 6.電源系統(tǒng)對(duì)蓄電池的管理功能 接次要負(fù)載，下電電壓 44.5V 接重要負(fù)載，下電電壓 43.2V

8、 工作地 -48V 匯 流 母 排 斷路器 1 斷路器 2 蓄電池熔絲 1 2 熔絲 1 一次下電負(fù)載組 熔絲 4 二次下電負(fù)載組 蓄電池組 接工作地 6.電源系統(tǒng)對(duì)蓄電池的管理功能1) 安裝條件：1）不要在密封空間或火的附近安裝蓄電池，否則有引發(fā)爆炸及火災(zāi)的危險(xiǎn)；2）不要在有可能浸水的地方安裝畜電池，否則有發(fā)生觸電、火災(zāi)的危險(xiǎn)。3）避免放置環(huán)境過(guò)于潮濕和有帶電粉塵存在；4）電池應(yīng)垂直擺放，盡量避免傾斜；5）保證蓄電池的正常散熱。7.蓄電池的安裝2) 蓄電池連線線徑的選擇需要考慮的因數(shù)：v載流量v壓降截面積2IL電流在141A時(shí)，每平方毫米載流量為4A；電流在41100A時(shí)，每平方毫米載流量為

9、2A；電流在100200A時(shí)，每平方毫米載流量為1.6A；電流在200A以上時(shí)，每平方毫米載流量為1.2A7.蓄電池的安裝3) 蓄電池與電源之間的連接1、拔掉蓄電池的熔絲或者斷開(kāi)某兩節(jié)蓄電池之間 的連接銅片2、測(cè)量蓄電池的端電壓，將電源設(shè)備的輸出電壓 微調(diào)到蓄電池端電壓值3、將蓄電池熔絲或者連接銅片連接上7.蓄電池的安裝4) 安裝注意事項(xiàng) 在安裝蓄電池時(shí)，所用的扳手必須用絕緣膠布纏好； 蓄電池之間的連接導(dǎo)線或連接銅條的螺釘一定要擰緊，不得有任何松動(dòng)； 蓄電池的引出線要有明確的正負(fù)標(biāo)志，一般情況下正極采用藍(lán)色或紅色導(dǎo)線，負(fù)極采用黑色導(dǎo)線； 蓄電池的正極接到電源的工作地上，負(fù)極接到電源的蓄電池接線

10、端子上； 在接蓄電池之前應(yīng)將其熔絲拔掉，安裝好蓄電池并確認(rèn)正負(fù)連接無(wú)誤時(shí)方可將熔絲推上。 7.蓄電池的安裝1) 不要用乙烯薄膜類有可能引發(fā)靜電的東西蓋住蓄電池，產(chǎn)生靜電時(shí)有時(shí)會(huì)引起爆炸。2) 如暫時(shí)存放不用，定期進(jìn)行補(bǔ)充電；投入使用前進(jìn)行初充電3) 不要在放電后狀態(tài)存放蓄電池。4) 保持蓄電池處于清潔、干燥狀態(tài)，不得使用有機(jī)溶劑而應(yīng)用肥皂水清潔蓄電池，避免用易產(chǎn)生靜電的干布拭蓄電池。5) 定期檢查有無(wú)無(wú)漏液、鼓漲及損傷，連接部件是否有松動(dòng)現(xiàn)象。6) 不同容量、不同時(shí)期生產(chǎn)、不同廠家的蓄電池不能并聯(lián)使用7) 定期檢查單只電池的浮充電壓。8.使用和維護(hù)放電方法為了保護(hù)蓄電池和對(duì)蓄電池的正確充電，在

11、做蓄電池放電試驗(yàn)時(shí)必須通過(guò)電源系統(tǒng)來(lái)放電，也就是將放電用的假負(fù)載連接到電源系統(tǒng)的負(fù)載端子上。此時(shí)電源系統(tǒng)的監(jiān)控單元才對(duì)蓄電池的放電情況進(jìn)行監(jiān)控，以便保護(hù)蓄電池不過(guò)放。另外給蓄電池充電時(shí)，電源系統(tǒng)會(huì)根據(jù)放電情況采取相應(yīng)的充電模式：均充或浮充。 放電程度的選擇對(duì)于一般的蓄電池放電實(shí)驗(yàn)，放電率不宜太大，選擇3H放電率，即放電電流約為0.30C。放電容量不得超過(guò)50。 蓄電池的放電實(shí)驗(yàn)UPS基礎(chǔ)知識(shí)UPS基礎(chǔ)知識(shí)全稱：Uninterruptible Power Supply不間斷電源，是由電池、逆變器和控制電路組成的，能在有限時(shí)間里提供優(yōu)質(zhì)的無(wú)時(shí)間中斷的交流電源n在線式不間斷電源：由整流器、逆變器、蓄

12、電池組成的一種電源設(shè)備。這種電源無(wú)論交流輸入電源中斷與否，電壓、波形符合供電要求與否都能向信息技術(shù)設(shè)備提供符合要求的電源。這種電源設(shè)備輸出的電壓波形是連續(xù)的正弦波。n非在線式不間斷電源：由逆變器、蓄電池組成的一種電源設(shè)備。這種電源能夠在交流輸入電源中斷或電壓低于預(yù)定值時(shí)自動(dòng)取代交流輸入電源向信息技術(shù)設(shè)備供電。UPS基礎(chǔ)知識(shí)UPS基礎(chǔ)知識(shí)市電停電：線路中斷，事故及自然災(zāi)害 硬件損壞、數(shù)據(jù)丟失、系統(tǒng)崩潰電壓陷落：大型負(fù)載啟動(dòng)，電網(wǎng)超載 硬件損壞、低壓不能工作電源浪涌：大型負(fù)載關(guān)斷，電網(wǎng)卸載 過(guò)壓燒壞設(shè)備UPS基礎(chǔ)知識(shí)頻率波動(dòng)：發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速改變或電力切換 數(shù)據(jù)丟失、設(shè)備損壞、系統(tǒng)崩潰干擾：射頻干擾、電

13、磁干擾等 電腦死機(jī)、程序出錯(cuò)、通信出錯(cuò)電源突波：雷擊或開(kāi)關(guān)切換 數(shù)據(jù)丟失、設(shè)備損壞UPS基礎(chǔ)知識(shí)UPS基礎(chǔ)知識(shí)市電正常輸出滿足負(fù)載要求的高品質(zhì)交流電對(duì)電池充電，貯存后備能量。電網(wǎng)異常（停電或超出允許范圍）利用電池能量，提供不間斷的交流輸出UPS基礎(chǔ)知識(shí)按逆變器工作方式分在線式、后備式、在線互動(dòng)式按逆變輸出波形分正弦波、方波（階梯波）按功率容量分小功率、中功率、大功率按供電體制分單進(jìn)單出、三進(jìn)單出、三進(jìn)三出按備份工作方式分單機(jī)、串聯(lián)和并聯(lián)1、后備式UPS的工作原理2、在線互動(dòng)式UPS的工作原理3、在線式UPS的工作原理4、三種類型UPS的比較UPS基礎(chǔ)知識(shí)UPS基礎(chǔ)知識(shí)原理框圖自動(dòng)穩(wěn)壓 DC A

14、C充電器Vin轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)LoadUPS市電正常模式自動(dòng)穩(wěn)壓 DC AC充電器Vin轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)LoadUPS市電停電模式自動(dòng)穩(wěn)壓 DC AC充電器Vin轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)LoadUPSUPS基礎(chǔ)知識(shí)Back-up ， Off-line逆變波形 方波為主切換時(shí)間410ms輸出穩(wěn)定度一般，10%電池供電時(shí)，穩(wěn)定度有限功率容量3001000VAUPS基礎(chǔ)知識(shí)原理框圖自動(dòng)穩(wěn)壓DC ACVinLoad輸入開(kāi)關(guān)輸出轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)UPS市電正常模式自動(dòng)穩(wěn)壓DC ACVinLoad輸入開(kāi)關(guān)輸出轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)UPS自動(dòng)穩(wěn)壓DC ACVinLoad輸入開(kāi)關(guān)輸出轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)UPS市電停電模式UPS基礎(chǔ)知識(shí)Line interactive逆變波形

15、正弦波逆變器充電器合一，充電能力強(qiáng)市電供電輸出精度10%電池供電時(shí)，精度 2%切換時(shí)間約4msCPU控制，智能化管理功率容量5005000VAUPS基礎(chǔ)知識(shí)基本原理框圖 DC ACVinLoadACDC旁路開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換接觸器UPS DC ACVinLoadACDC旁路開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換接觸器UPS市電正常模式市電停電模式 DC ACVinLoadACDC旁路開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換接觸器UPS市電恢復(fù) DC ACVinLoadACDC旁路開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換接觸器UPS旁路模式 DC ACVinLoadACDC旁路開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換接觸器UPSUPS基礎(chǔ)知識(shí)On-line切換時(shí)間0輸出精度高21%有工頻化和高頻化之分（輸出級(jí)變壓器）工頻化：S506及M系列高頻化：S501、S502、S503單機(jī)功率容量1KVA625KVA輸出電壓140160180200220240260280300140160180200220240260280300市電后備式輸入電壓UPS基礎(chǔ)知識(shí)輸出電壓140160180200220240260280300140160180200220240260280300市電后備