通信電源基礎知識

1、鐵通大理分公司鐵通大理分公司盧秋平盧秋平20142014年年2 2月月 通信電源基礎知識通信電源基礎知識鐵通大理分公司鐵通大理分公司通信通信電源的基本分類電源的基本分類 通信電源分為通信電源分為基礎電源基礎電源和和機架電源機架電源。 通信局（站）的供電系統(tǒng)，除具有交流供電系統(tǒng)外，還具通信局（站）的供電系統(tǒng)，除具有交流供電系統(tǒng)外，還具有獨特的直流供電系統(tǒng)。有獨特的直流供電系統(tǒng)。 直流電直流電主要主要用用220V/380V220V/380V交流電整流獲得，整流器輸入交交流電整流獲得，整流器輸入交流電、輸出所需直流電，其輸出端與蓄電池組并聯，它們流電、輸出所需直流電，其輸出端與蓄電池組并聯，它們共同

2、為通信設備提供直流基礎電源（一般為共同為通信設備提供直流基礎電源（一般為-48V-48V）。）。 各類通信設備中還需要各類通信設備中還需要3.3V3.3V、5V5V、12V12V等多種直流電壓，等多種直流電壓，這些電壓通常由通信設備內部的直流變換器供給；程控交這些電壓通常由通信設備內部的直流變換器供給；程控交換機中還裝有產生鈴流信號的鈴流發(fā)生器。這些裝在通信換機中還裝有產生鈴流信號的鈴流發(fā)生器。這些裝在通信設備機架內的插件電源，通常稱為機架電源。設備機架內的插件電源，通常稱為機架電源。 鐵通大理分公司鐵通大理分公司 基礎電源基礎電源1 1交流基礎電源交流基礎電源 由市電或備用發(fā)電機組（含移動電

3、站）提供的低壓交流由市電或備用發(fā)電機組（含移動電站）提供的低壓交流電源，稱為通信局（站）的交流基礎電源。電源，稱為通信局（站）的交流基礎電源。 低壓交流電的額定電壓為低壓交流電的額定電壓為220V/380V220V/380V（三相五線制），（三相五線制），即相電壓即相電壓220V220V，線電壓，線電壓380V380V；額定頻率為；額定頻率為50Hz50Hz。2 2直流基礎電源直流基礎電源 向各種通信設備、通信逆變器和直流變換器提供直流電向各種通信設備、通信逆變器和直流變換器提供直流電壓的電源，稱為直流基礎電源。壓的電源，稱為直流基礎電源。 直流基礎電源的電壓，首選標稱值直流基礎電源的電壓，首

4、選標稱值-48V-48V，過渡時期暫留，過渡時期暫留標稱值標稱值-24V -24V （均電源正極接地）（均電源正極接地） ；還有標稱值；還有標稱值+24V+24V（電源負極接地）電源負極接地）。 鐵通大理分公司鐵通大理分公司 機架電源機架電源 機架電源是指通信設備內的插件電源。機架電源是指通信設備內的插件電源。 例如程控交換機，機架電源中主要是直流變換器，它們例如程控交換機，機架電源中主要是直流變換器，它們把直流基礎電源把直流基礎電源-48V-48V電壓變換成電壓變換成5V5V、12V12V等多種直等多種直流電壓，供交換機各電路板用電；鈴流發(fā)生器則把流電壓，供交換機各電路板用電；鈴流發(fā)生器則把

5、-48V-48V電壓變換為振鈴所需的電壓變換為振鈴所需的25Hz25Hz、75V75V交流電壓，供交換機交流電壓，供交換機使用；還有逆變器，它把使用；還有逆變器，它把-48V-48V電壓逆變?yōu)殡妷耗孀優(yōu)?0Hz50Hz、220V220V交交流電壓，供控制室中微機和外圍設備用電。流電壓，供控制室中微機和外圍設備用電。鐵通大理分公司鐵通大理分公司交流交流基礎電源技術指標基礎電源技術指標 低壓交流電的低壓交流電的額定電壓額定電壓為為220V/380V(220V/380V(三相五線制三相五線制) )，即，即相電壓相電壓220V220V，線電壓，線電壓380V380V；額定頻率額定頻率為為50Hz50H

6、z。 通信設備通信設備用交流電供電時，在通信設備的電源輸入端子用交流電供電時，在通信設備的電源輸入端子處測量，電壓允許變動范圍為處測量，電壓允許變動范圍為：額定電壓：額定電壓值的值的+5+5%-%- - -10%10%，即相電壓，即相電壓231V-198V231V-198V、線電壓、線電壓399V-342V399V-342V。 通信電源設備及重要建筑用電設備通信電源設備及重要建筑用電設備用交流電供電時，在用交流電供電時，在設備的電源輸入端子處測量，電壓允許變動范圍為：額設備的電源輸入端子處測量，電壓允許變動范圍為：額定電壓值的定電壓值的+10+10%-%-15%15%，即相電壓，即相電壓242

7、V-187V242V-187V、線電壓、線電壓418V-323V418V-323V。 交流電的交流電的頻率允許變動范圍頻率允許變動范圍為額定值的為額定值的4%4%，即，即48Hz-48Hz-52Hz 52Hz 鐵通大理分公司鐵通大理分公司6 交流基礎電源技術指標交流基礎電源技術指標在實際應用中，兼顧多種用電設備，通常將低壓交流電的在實際應用中，兼顧多種用電設備，通常將低壓交流電的電壓允許范圍簡化為（有效值）：電壓允許范圍簡化為（有效值）：相電壓（相電壓（220V220V）：）：180V-240V180V-240V線電壓（線電壓（380V380V）：）：320V420V320V420V鐵通大理分

8、公司鐵通大理分公司7直流基礎電源技術指標直流基礎電源技術指標在實際應用中，多為在實際應用中，多為 48V48V直流供電系統(tǒng)直流供電系統(tǒng)48V48V直流相關指標（開關電源直流參數）：直流相關指標（開關電源直流參數）：過壓告警點：過壓告警點：57V57V欠壓告警點：欠壓告警點：45V45V均充電壓：均充電壓：56.4V56.4V浮充電壓：浮充電壓：53.5V53.5V一次下電電壓：一次下電電壓：44V44V二次下電電壓（電池保護電壓）：二次下電電壓（電池保護電壓）：43.2V43.2V鐵通大理分公司鐵通大理分公司市電分類市電分類一類市電（1）引入穩(wěn)定可靠的一路供電線（2）平均每月停電次數不大于3.

9、5次，平均每次停電時間6h；年不可用度小于310-2二類市電三類市電四類市電（1）引入一路供電線（2）平均每月停電次數不大于4.5 次，平均每次停電時間8h；年不可用度小于510-2 （1）引入穩(wěn)定可靠的兩路供電線（2）兩路電源不同時出現檢修停電（3）平均每月停電（故障）次數不大于1次，平均每次停電（故障）時間0.5h ；年不可用度小于6.810-4符合下列情形之一者：（1）引入一路供電線，經常晝夜停電，供電無保證（2）有季節(jié)性長時間停電或無市電可用鐵通大理分公司鐵通大理分公司三相五線制三相五線制 相線（A、B、C）：三根 中線（零線）N：有電流流過，保證負載三相電壓平衡。 保護地線PE：無流

10、零線，保證人身和設備的安全。 顏色規(guī)定：相線為U相（A相）黃色、V相（B相）綠色、W相（C相）紅色，零線為黑色，保護地線為黃、綠雙色。 注意事項：嚴禁在零線和保護地線中加裝開關或熔斷器；嚴禁采用零線作為保護地線。 鐵通大理分公司鐵通大理分公司 三相五線制（即TN-S系統(tǒng)）配線方式，如下圖：鐵通大理分公司鐵通大理分公司11配電變壓器交流工作接地電氣設備接地保護ACBACBN鐵通大理分公司鐵通大理分公司 通信電源通信電源系統(tǒng)的組成系統(tǒng)的組成 基本基本組成組成 ：通信局（站）電源系統(tǒng)由交流供電：通信局（站）電源系統(tǒng)由交流供電系統(tǒng)、直流供電系統(tǒng)和接地系統(tǒng)組成。系統(tǒng)、直流供電系統(tǒng)和接地系統(tǒng)組成。 基本要

11、求：通信局（站）電源系統(tǒng)必須保證穩(wěn)定基本要求：通信局（站）電源系統(tǒng)必須保證穩(wěn)定、可靠和安全地供電。、可靠和安全地供電。 系統(tǒng)組成方式：有集中供電、分散供電、混合供系統(tǒng)組成方式：有集中供電、分散供電、混合供電電 、一體化供電方式。、一體化供電方式。 鐵通大理分公司鐵通大理分公司13通信通信電源系統(tǒng)電源系統(tǒng)組成示意圖組成示意圖高低壓配電市電油機交流配電屏整流器整流器直流配電屏蓄電池逆變器變換器通信設備交流設備其它設備UPS交流設備防雷與接地系統(tǒng)動力與環(huán)境集中監(jiān)控鐵通大理分公司鐵通大理分公司14各組成部分的作用高低壓配電： 主要有高壓配電設備、變壓器、低壓配電設備組成，實現市電高低壓轉換和低壓電能分

12、配。油機： 柴油發(fā)電機組，在市電停電期間提供備用交流電源。交流配電屏： 輸入市電或油機電，為各路交流負載分配電能。UPS: 交流不間斷電源系統(tǒng)，提供穩(wěn)定可靠的交流電源。鐵通大理分公司鐵通大理分公司15 整流器 電源系統(tǒng)的關鍵設備，將交流電轉變?yōu)橹绷麟?，一方面通過直流配電屏給通信設備供電，另一方面給蓄電池組充電。 蓄電池組 交流中斷時提供直流電，是直流不間斷供電的基礎條件。 直流配電屏 為不同容量的負載分配電能，并在負載異常時產生告警和保護，降低對其它通信設備的影響。 變換器 DC-DC變換，提供滿足通信設備要求的電源。鐵通大理分公司鐵通大理分公司16 幾個常用定義DCDCACACDC-DC變換

13、器輸入輸出逆變器整流器調壓或變頻器鐵通大理分公司鐵通大理分公司17高低壓配電市電油機交流配電屏整流器整流器直流配電屏蓄電池逆變器變換器通信設備交流設備其它設備10KV380V48VA、正常工作各各部分工作過程部分工作過程鐵通大理分公司鐵通大理分公司18高低壓配電市電油機交流配電屏整流器整流器直流配電屏蓄電池逆變器變換器通信設備交流設備其它設備10KV380V48VB、市電停電，油機尚未啟動鐵通大理分公司鐵通大理分公司19高低壓配電市電油機交流配電屏整流器整流器10KV380VC、油機啟動直流配電屏蓄電池逆變器變換器通信設備交流設備其它設備48V鐵通大理分公司鐵通大理分公司20高低壓配電市電油機

14、交流配電屏整流器整流器直流配電屏蓄電池逆變器變換器通信設備交流設備其它設備10KV380V48VD、市電來，進入正常工作鐵通大理分公司鐵通大理分公司21高低壓配電市電油機交流配電屏整流器整流器直流配電屏蓄電池逆變器變換器通信設備交流設備其它設備UPS交流設備1、集中供電方式保證建筑負荷通信空調一般建筑負荷鐵通大理分公司鐵通大理分公司22優(yōu)點：實現簡單，代價小，在通信局（站）負 荷較小、供電種類少、設備單一時采用。缺點：可控性差，任何一個設備故障都有可能 造成電源系統(tǒng)故障，故障面、故障風險 大，后果嚴重。集中供電方式集中供電方式的優(yōu)缺點的優(yōu)缺點集中供電集中供電是指在通信局站內只設一個通信電源供電

15、中心，所有通信設是指在通信局站內只設一個通信電源供電中心，所有通信設備都由該供電中心的電源供電備都由該供電中心的電源供電鐵通大理分公司鐵通大理分公司23高低壓配電市電油機交流配電屏整流器整流器直流配電屏蓄電池逆變器變換器通信設備交流設備其它設備UPS交流設備分散供電方式交流配電屏整流器整流器直流配電屏蓄電池變換器通信設備其它設備鐵通大理分公司鐵通大理分公司24優(yōu)點：故障的范圍面小，可靠性高。 各直流供電系統(tǒng)可分層設置，也可以按 照通信設備系統(tǒng)設置，設置地點可為單 獨的電力電池室，也可與設備安裝在同 一個機房。缺點：代價大，占地面積大，工程實施容易。分散供電方式的優(yōu)缺點鐵通大理分公司鐵通大理分公

16、司25供電發(fā)展的方向交流逐步走向集中直流逐步走向分散鐵通大理分公司鐵通大理分公司26整流器整流器的原理的原理整流器發(fā)展和分類 目前常用PWM型開關電源。 經歷3個發(fā)展階段：線性電源、相控電源和開關電源。線性電源：功率調整管和負載串聯分壓，調整分壓比來保證輸出電壓不變。相控電源：改變晶閘管的導通相位角來穩(wěn)壓。開關電源：功率器件IGBT處于開關狀態(tài)，采用PWM方式控制功率器件的開關狀態(tài)。鐵通大理分公司鐵通大理分公司27線性電源工作原理線性電源工作原理整流電路工頻變壓器濾波電路負反饋通信設備380V + UR -UOUNUN=UO-UR說明：通過改變晶體管電壓進行穩(wěn)壓。鐵通大理分公司鐵通大理分公司2

17、8相控電源工作原理相控電源工作原理整流電路工頻變壓器濾波電路負反饋通信設備晶閘管相位控制380V a說明：通過晶閘管導通角a進行穩(wěn)壓。鐵通大理分公司鐵通大理分公司29開關電源工作原理開關電源工作原理整流電路高頻變壓器負反饋通信設備IGBTPWM電路380V濾波電路IGBT管（場效應管）工作在開關狀態(tài)，通斷頻率高。PWM產生的脈沖寬度控制IGBT導通時間,改變y寬度。 y鐵通大理分公司鐵通大理分公司30開關電源的典型配置（交換局）開關電源的典型配置（交換局）交流配電屏（380V）直流配電屏(48V)監(jiān)控模塊整流模塊整流模塊整流模塊整流模塊整流模塊整流模塊蓄電池組I蓄電池組II鐵通大理分公司鐵通大

18、理分公司31開關電源的典型配置（基站）直流配電整流模塊整流模塊整流模塊整流模塊整流模塊交流配電1、基站是綜合的小容量電源2、交流屏對應交流配電單元3、直流屏對應直流配電單元鐵通大理分公司鐵通大理分公司全浮充供電原理全浮充供電原理 交流電正常時，整流器輸出浮充電壓，供給全部負載電交流電正常時，整流器輸出浮充電壓，供給全部負載電流，并對蓄電池組進行補充充電，使蓄電池組保持電量流，并對蓄電池組進行補充充電，使蓄電池組保持電量充足，此時蓄電池組僅起平滑濾波作用；充足，此時蓄電池組僅起平滑濾波作用； 當交流電源中斷、整流器停止工作時，蓄電池組放電供當交流電源中斷、整流器停止工作時，蓄電池組放電供給負載電

19、流，使直流電源不中斷；給負載電流，使直流電源不中斷； 當交流供電恢復、整流器投入工作時，又由整流器供給當交流供電恢復、整流器投入工作時，又由整流器供給全部負載電流，同時它以穩(wěn)壓限流的工作方式對蓄電池全部負載電流，同時它以穩(wěn)壓限流的工作方式對蓄電池組進行恒壓限流充電。然后自動轉為正常浮充狀態(tài)。組進行恒壓限流充電。然后自動轉為正常浮充狀態(tài)。鐵通大理分公司鐵通大理分公司蓄電池蓄電池 交流電正常時，整流器供給全部負載電流，并對蓄電池組進行補充充電，使蓄電池組保持電量充足，此時蓄電池組僅起平滑濾波作用；當交流電源中斷、整流器停止工作時，蓄電池組放電供給負載電流；當交流電源恢復、整流器投入工作時，又由整流

20、器供給全部負載電流，同時它以穩(wěn)壓限流方式對蓄電池組進行低電壓恒壓充電。為了保證直流電源不間斷，蓄電池組是必不可少的。 全浮充工作方式中的蓄電池作用 交流電正常時，蓄電池組起平滑濾波作用；交流電源中斷，蓄電池組放電供給負載電流。鐵通大理分公司鐵通大理分公司接地系統(tǒng)接地系統(tǒng) （1）、接地的必要性 為了保證通信質量、系統(tǒng)正常運行并確保設備與人身安全。 （2）、接地分類 按照功能分：交流工作接地、直流工作接地、保護接地和防雷接地。 按照接地方式分：分設接地和聯合接地。 （3）、聯合接地系統(tǒng)組成 由接地體、接地引入線、接地匯集線和接地線4部分組成。鐵通大理分公司鐵通大理分公司集中監(jiān)控集中監(jiān)控系統(tǒng)系統(tǒng) 集

21、中監(jiān)控系統(tǒng)對各個獨立的通信電源系統(tǒng)和系統(tǒng)內各個設備進行遙測、遙信、遙控，實時監(jiān)視系統(tǒng)和設備的運行狀態(tài)，記錄和處理相關數據，及時偵測故障并通知人員處理，從而實現通信電源的少人或無人值守、集中維護管理。均均充、均充電壓充、均充電壓 均充均充 為使蓄電池組中各單體電池性能一致進行的充電稱為均為使蓄電池組中各單體電池性能一致進行的充電稱為均衡充電，簡稱均充。衡充電，簡稱均充。 均充電壓均充電壓 均充時的充電電壓稱為均衡充電電壓。均充時的充電電壓稱為均衡充電電壓。 均充電壓值均充電壓值 蓄電池均衡充電單體電壓為蓄電池均衡充電單體電壓為2.302.302.35V2.35V（2525）。參）。參考值：考值：

22、2.35V2.35V（2525）。 48V48V電池組均充電壓參考值：電池組均充電壓參考值：56.4V56.4V（2525）鐵通大理分公司鐵通大理分公司37接地系統(tǒng)接地系統(tǒng)鐵通大理分公司鐵通大理分公司 接地接地的基本概念的基本概念1、地（1）電氣地是指大地，又稱為電氣地。（2）邏輯地將電子設備中的適當金屬作為參考零電位，這個電位稱為邏輯地。邏輯地可與大地相接，也可不相接。（3）地電位電位為零的電氣地，在工程上就叫地電位。2、接地為了工作或保護的目的，將電氣設備的接地端子通過接地裝置與大地作良好的電氣連接，并因此經常與大地保持等電位，這種連接稱為接地。3、跨步電壓兩腳站在帶有不同電位的地面上，其

23、兩腳之間（按0.8m計算）的電位差稱為跨步電壓應急措施：不能奔跑逃離，而應單腳跳或細步離開。如人跌倒，電流將在人體內臟重要器官通過，就有生命危險。鐵通大理分公司鐵通大理分公司接地接地的作用與分類的作用與分類 接地的作用是： 防止人身遭受電擊、設備和線路遭受損壞，防止雷擊，防止靜電損害，提高通信和電子設備的屏蔽效果，保障電源系統(tǒng)和通信系統(tǒng)正常運行。鐵通大理分公司鐵通大理分公司接地接地分類分類 一般分為保護性接地和功能性接地。 1）、保護性接地 保護性接地分為保護接地、防雷接地、防靜電接地、防電蝕接地。 保護接地（防電擊接地） 設備外殼接地；保護接地的接地電阻通常要求不大于10。 防雷接地 將防雷

24、裝置和地相連；防雷接地裝置的接地電阻通常要求不大于10 。 防靜電接地 是將靜電荷引入大地，防止由于靜電積聚對人體和設備造成危害。鐵通大理分公司鐵通大理分公司 （2）、功能性接地 功能性接地分為工作接地、屏蔽接地、信號接地。其中工作接地分為交流工作接地和直流工作接地。 交流工作接地 在交流電力系統(tǒng)中，將中性點接地稱為交流工作接地。 變壓器100kVA以下時，接地電阻應不大于10；變壓器100kVA以上時，接地電阻應不大于4。 直流工作接地 通信局（站）直流電源的一極接地（例如48V系統(tǒng)電源正極接地），稱為直流工作接地?？蓽p少由于用戶電話線路對地絕緣不良而引起的串話；在某些通信回路中，可利用大地

25、完成通信信號回路。（負極接地最大好處是減少電腐蝕） 屏蔽接地用于將電氣干擾源引入大地，保證系統(tǒng)電磁兼容性的需要。 信號接地是為了保證信號具有穩(wěn)定的基準電位而設置的接地。鐵通大理分公司鐵通大理分公司分設分設和合設的接地系統(tǒng)和合設的接地系統(tǒng) 1、分設的接地系統(tǒng) 一個通信局（站）的交流接地系統(tǒng)、直流接地系統(tǒng)和防雷接地系統(tǒng)分別安裝設置，互不連接，稱為分設的接地系統(tǒng)，又稱分散接地。 2、合設的接地系統(tǒng) 新建局（站）應采用聯合接地。 （1）、什么是聯合接地 聯合接地是統(tǒng)一考慮各個系統(tǒng)、各種設備（通信的、電力的、建筑的），把工作接地、保護接地和建筑防雷接地在地下共用同一地網的接地方式。其接地電阻應該很小。鐵

26、通大理分公司鐵通大理分公司（2）、聯合接地系統(tǒng)組成）、聯合接地系統(tǒng)組成聯合接地系統(tǒng)由大地、接地體、接地引入線、接地匯集線和接地線組成。接地體（或接地電極）為使電流入地擴散而采用的與土壤成電氣接觸的金屬部件稱為接地體。由兩部分組成，即建筑物基礎部分混凝土內的鋼筋和圍繞建筑物四周敷設的環(huán)形接地極（包括垂直電極和水平電極）；將它們相互焊接組成一個整體，構成接地網（地網）。接地體的埋深（指接地體上端）一般不小于0.7m。在寒冷地區(qū)，接地體應埋設在凍土層以下。接地引入線從接地體連接到地線總匯流排的導線稱為接地引入線。接地匯集線接地匯集線是指與各通信機房接地線相連的接地干線。接地匯集線分為垂直接地總匯集線

27、和水平接地分匯集線兩部分。接地線各類設備的接地端與水平接地分匯集線之間的連線，稱為接地線。接地線不準使用裸導線布放，不得使用鋁材。鐵通大理分公司鐵通大理分公司44中國移動（鐵通）接地標準中國移動（鐵通）接地標準防雷接地：小于等于10獨立接地：小于等于4聯合接地：小于等于1普通機房（基站）地線電阻：小于等于4樞紐（節(jié)點）機房地線電阻：小于等于4零地電壓：小于等于15V，通常低于6V零地電壓：即交流引入接零點與公共接地點的電壓差鐵通大理分公司鐵通大理分公司通信通信電源的防雷保護措施電源的防雷保護措施 防止直擊雷 防雷保護設施主要包括建筑物頂端的避雷針、避雷網和通信局（站）的聯合接地系統(tǒng)。 對于通信

28、電源設備而言，防雷保護主要是對感應雷的防護。鐵通大理分公司鐵通大理分公司電力變壓器電力變壓器的防雷的防雷 電力變壓器高、低側都應裝避雷器，如圖所示。鐵通大理分公司鐵通大理分公司低壓低壓供電系統(tǒng)的防雷供電系統(tǒng)的防雷 一般采用四級防雷保護。 （1）第一級防雷低壓電力電纜防雷保護 （2）第二級防雷交流屏內防雷保護 （3）第三級防雷整流器防雷保護 （4）第四級防雷直流電源線防雷保護鐵通大理分公司鐵通大理分公司48 UPS系統(tǒng)概述鐵通大理分公司鐵通大理分公司491 為什么要使用為什么要使用UPS？ 為了保護重要設備（網絡、服務器、為了保護重要設備（網絡、服務器、DCS等等)免受免受斷電斷電及市電電網中存在的動及市電電網中存在的動態(tài)或靜態(tài)態(tài)或靜態(tài)干擾干擾的影響，不至造成數據丟失、硬件損壞、控制誤動、傳輸誤碼率降的影響，不至造成數據丟失、硬件損壞、控制誤動、傳輸誤碼率降低等不良后果低等不良后果。 2 什么是什么是UPS？ UPS是英文是英文Uninterruptable Power System的縮寫，中文名叫的縮寫，中文名叫不間斷電源不間斷電源。