通信电源技术及维护 中石化管道储运公司通信处 目录 一、直流电和交流电 二、通信电源系统 三、通信电源设备 四、用电安全知识 五、电源相关计算 六、电源术语 中石化管道储运公司通信处 1、直流电和交流电的发展历史 在早期，工程师们主要致力于研究直流电，发电站的供 电范围也很有限，而且主要用于照明，还未用作工业动力 。例如，1882年爱迪生电气照明公司（创建于1878年）在 纽约建立了第一座发电站，安装了三台110伏“巨汉”号直 流发电机，这是爱迪生于1880年研制的，这种发电机可以 为1500个16瓦的白炽灯供电。 一、直流电和交流电 中石化管道储运公司通信处 但是随着科学技术和工业生产发展的需要，电力技术在通信、运 输、动力等方面逐渐得到广泛应用，社会对电力的需求也急剧增大。 由于用户的电压不能太高，因此要输送一定的功率，就要加大电流。 而电流愈大，输电线路发热就愈厉害，损失的功率就愈多；而且电流 大，损失在输电导线上的电压也大，使用户得到的电压降低，离发电 站愈远的用户，得到的电压也就愈低。直流输电的弊端，限制了电力 的应用，促使人们探讨用交流输电的问题。爱迪生虽然是一个伟大的 发明家，但是他没有受过正规教育，缺乏理论知识，难以解决交流电 涉及到的数学运算，阻碍了他对交流电的理解，所以在交、直流输电 的争论中，成了保守势力的代表。爱迪生认为交流电危险，不如直流 电安全。在他的反对下，交流电遇到了很大的阻碍。 中石化管道储运公司通信处 但是为了减少输电线路中电能的损失，只能提高电压。在发 电站将电压升高，到用户地区再把电压降下来，这样就能在低损 耗的情况下，达到远距离送电的目的。而要改变电压，只有采用 交流输电才行。1885年，由费朗蒂设计的伦敦泰晤士河畔的大型 交流电站开始输电。他用钢皮铜心电缆将1万伏的交流电送往相 距10公里外的市区变电站，在这里降为2500伏，再分送到各街区 的二级变压器，降为100伏供用户照明。以后，俄国的多利沃 多布罗沃斯基又于 1889年最先制出了功率为100瓦的三相交流 发电机，并被德国、美国推广应用。事实成功地证实了高压交流 输电的优越性。并在全世界范围内迅速推广。 中石化管道储运公司通信处 2、通信电源 通信设备电源其实用过多种：老式的机电式交换机， 如最早的步进制、后来的纵横制式，都是-60V 。为了简化 电源设备，现在的程控交换机、传输、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。 通信电源为什么选择采用-48V电源，而不是+48V电源？ 中石化管道储运公司通信处 通信设备（电路板）中应用有大量的线圈、继电器等元器件 ，都使用直流工作电源。因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，线圈 、继电器等元器件通电，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。 中石化管道储运公司通信处 3、定义 直流电：Direct Current，简称DC ；方向和大小恒定不变 交流电：alternating current ，简称为AC ；方向和大小周期变化 中石化管道储运公司通信处 4、应用范围 直流电：CC08、光端机、微波设备等 （360A/270A） 交流电：交换机、服务器（电脑） （16A/90A) 5、电源的相关参数 p 电压 p 电流 p 功率（实际功率、额定功率） 中石化管道储运公司通信处 二、通信电源系统 通信电源系统是通信系统的心脏，稳定可靠的通信电源供 电系统，是保证通信系统安全、可靠运行的关键，一旦通信电 源系统故障引起对通信设备的供电中断，通信设备就无法运行 ，就会造成通信电路中断、通信系统瘫痪，从而造成极大的经 济和社会效益损失。因此，通信电源系统在通信系统中占据十 分重要的位置。 中石化管道储运公司通信处 1、通信局（站）供电的特点 重要性： 供电中断造成的损失大。 复杂性： 高稳定电源的实现环节多。 供电种类多： 380V、220V、-48V等。 供电对象多： 通信设备采用直流供电。 机房空调、照明采用交流供电。 监控、计费、网管等采用UPS/逆变供电。 中石化管道储运公司通信处 2、通信电源的作用 首先提供满足通信设备要求的工作电源 ； 电源的安全、可靠是保证通信系统正常运行的重要条件,好比通 信系统的心脏，是不允许中断的。（一次下电/二次下电。） 电源中断直接导致网络中断，影响到客户的感知，重则将使整个 通信系统陷入瘫痪，带来巨大的经济损失和严重的社会影响。 中石化管道储运公司通信处 3、通信设备对电源的基本要求 可靠性高； 要求在各个环节多重备份，保证可靠性。 稳定性高； 电压波动范围、杂音和瞬变电压满足要求。 效率高； 寿命长，电费成本低。 可维护性好； 自动化、智能化、模块化 中石化管道储运公司通信处 4、通信电源系统组成部分 通信电源系统 直流电源 综合监控系统机房空调系统 UPS/逆变电源接地系统 中石化管道储运公司通信处 高 低 压 配 电 市 电 油机 交 流 配 电 屏 整流器 整流器 直 流 配 电 屏 蓄电池 逆变器 变换器 通信设备 交流设备 其它设备 UPS 交流设备 通信电源系统组成框图 中石化管道储运公司通信处 高低压配电： 主要有高压配电设备、变压器、低压配电设备组成，实现市电高 低压转换和低压电能分配。 油机： 柴油发电机组，在市电停电期间提供备用交流电源。 交流配电屏： 输入市电或油机电，为各路交流负载分配电能。 UPS: 交流不间断电源系统，提供稳定可靠的交流电源。 中石化管道储运公司通信处 整流器 电源系统的关键设备，将交流电转变为直流电，一方面通过直流配 电屏给通信设备供电，另一方面给蓄电池组充电。 蓄电池组 交流中断时提供直流电，是直流不间断供电的基础条件。 直流配电屏 为不同容量的负载分配电能，并在负载异常时产生告警和保护，降 低对其它通信设备的影响。 中石化管道储运公司通信处 逆变器 DC-DC变换，提供满足通信设备要求的电源。 空调 通信设备正常运行的外在条件，为通信网设备提供 最佳运行的环境温度、湿度和空气洁净度。 中石化管道储运公司通信处 l 整流和逆变 整流 （DUM14高频开关电源） 整流：将交流电转换为直流电（ACDC） 中石化管道储运公司通信处 逆变 （DND48/220-2000/3000) 逆 变：将直流电转换为交流电（DCAC） 工作原理：桥式逆变电路先逆变成方波， 中石化管道储运公司通信处 5、通信电源系统分部工作示意图 高 低 压 配 电 市 电 油机 交 流 配 电 屏 整流器 整流器 直 流 配 电 屏 蓄电池 逆变器 变换器 通信设备 交流设备 其它设备 10KV 380V 48V 正常工作 中石化管道储运公司通信处 高 低 压 配 电 市 电 油机 交 流 配 电 屏 整流器 整流器 直 流 配 电 屏 蓄电池 逆变器 变换器 通信设备 交流设备 其它设备 10KV 380V 48V 市电停电，油机尚未启动 中石化管道储运公司通信处 高 低 压 配 电 市 电 油机 交 流 配 电 屏 整流器 整流器 10KV 380V 油机启动 直 流 配 电 屏 蓄电池 逆变器 变换器 通信设备 交流设备 其它设备 48V 中石化管道储运公司通信处 高 低 压 配 电 市 电 油机 交 流 配 电 屏 整流器 整流器 直 流 配 电 屏 蓄电池 逆变器 变换器 通信设备 交流设备 其它设备 10KV 380V 48V 市电来，进入正常工作 中石化管道储运公司通信处 分部供电演示动画（点击按钮播放） 中石化管道储运公司通信处 三、通信电源设备 开关电源的原理简介 蓄电池组的原理简介 UPS原理简介 油机原理简介 空调原理简介 接地系统简介 中石化管道储运公司通信处 开关电源 目前常用PWM型开关电源。 经历3个发展阶段：线性电源、相控电源和开关电源。 线性电源：功率调整管和负载串联分压，调整分压比来保证输出电 压不变。 相控电源：改变晶闸管的导通相位角来稳压。 开关电源：功率器件IGBT处于开关状态，采用PWM方式控制功率器 件的开关状态。 中石化管道储运公司通信处 整 流 电 路 工 频 变 压 器 滤 波 电 路 负反馈 380 V + UR - UO UN UN=UO-UR u线性电源工作原理 n说明：通过改变晶体管电压进行稳压。 通信设备 中石化管道储运公司通信处 u相控电源工作原理 n说明：通过晶闸管导通角a进行稳压。 整 流 电 路 工 频 变 压 器 滤 波 电 路 负反馈 通信设备 晶闸管 相位控制 a 中石化管道储运公司通信处 u开关电源工作原理 n说明：IGBT管工作在开关状态，通断频率高。 PWM产生的脉冲宽度控制IGBT导通时间,改变y宽度。 整 流 电 路 高 频 变 压 器 负反馈 IGBT PWM电路 滤 波 电 路 y 通信设备 中石化管道储运公司通信处 u开关电源实例图 交流柜整流柜直流柜 组合电源 监控 模块 整流 模块 监控 模块 整流 模块 交流 配电 直流 配电 中石化管道储运公司通信处 交流 配电屏 （380V） 直流 配电屏 (48V) 有高阻 低阻区分 监控模块 整流模块 整流模块 整流模块 整流模块 整流模块 整流模块 蓄电池组I 蓄电池组II 中石化管道储运公司通信处 防雷器 两路交流电源 接地排 整流开关 防雷空开 p功能：交流电源的引入和合理分配 。 u交流配电单元 中石化管道储运公司通信处 电池熔丝 一次下电开关 二次下电开关 直流接触器 p功能：直流电的合理分配及二次下电控制。 u直流配电单元 中石化管道储运公司通信处 蓄电池 定义：储存电能的一种设备，将充电时得到的电能转化为化学能 储蓄起来，又能及时将化学能转变为电能。 分类：固定电池、移动电池；酸性和碱性电池 条件：反应物质和电解液组成电解池。 组成：极板、隔板、外壳、安全阀等。 中石化管道储运公司通信处 中石化管道储运公司通信处 检测项目 周期标准 检测步骤 检测单体电池端电压和 极柱温度 月 单体电池端电压差100mv，温度无异常 。 检查各电池连接条 月 连接条、电缆连接紧固、无氧化、腐蚀 检查电池安全阀、极柱 月 安全阀密闭正常，安全阀、极柱无酸雾 逸出和漏液痕迹 检查电池壳体 月 壳体无变形、开裂，无漏液痕迹 清洁电池外观 月 电池外表无积灰、无漏液痕迹 u蓄电池的检查维护 中石化管道储运公司通信处 uUPS系统概述 什么是UPS？ UPS是英文Uninterruptable Power System的缩写，中文名叫不间断电源。 UPS的主要作用是什么？ 市电故障时，通过电池放电和逆变器输出，维持继续向负载供电。用于保证 供电的连续性，可以等效为一台发电机。 市电正常时，UPS是一个具有稳频稳压功能的高性能滤波器。保证向负载提供 无动静态干扰的纯正弦波的高品质交流电源 为什么要使用UPS？ 为了保护重要设备（网络、服务器、DCS等)免受断电及市电电网中存在的动 态或静态干扰的影响，不至造成数据丢夭、硬件损坏、控制误动、传输误码率降 低等不良后果。 中石化管道储运公司通信处 u UPS可靠工作方式：并联冗余工作方式 两台UPS并联的必要条件时同频、同相、等幅同频、同相、等幅，因此必须有一个并 联控制器，它主要完成同步锁相、均流及并联管理等功能。 UPS并联的目的是为了大大提高供电系统的可靠性，它往往使用在特别 重要的场合。 其运行模式是：两台UPS均正常时，各