課程結(jié)業(yè)設(shè)計

1、 課程結(jié)業(yè)設(shè)計通信局（站）電源系統(tǒng)模擬集成 系別：電子電氣工程系 班級：應(yīng)用電子技術(shù) 設(shè)計者： 指導(dǎo)老師： 日期： 前言 隨著通信技術(shù)的飛速發(fā)展，通信業(yè)務(wù)的不斷拓展和通信市場的日益開放，如何提高從業(yè)人員的素質(zhì)，增強產(chǎn)業(yè)競爭力，已成為通信運營商高層決策者們所考慮的重要問題之一。通信類的高等職業(yè)教育以適應(yīng)通信技術(shù)發(fā)展，培訓(xùn)通信生產(chǎn)和服務(wù)一線的技能型人才為目的。 通信電源專業(yè)涵蓋的知識面非常寬，包含高低壓配電、油機發(fā)電機、通信用機房精密空調(diào)、通信用蓄電池、直流不間斷電源系統(tǒng)、交流不間斷電源系統(tǒng)、接地與防雷、通信電源及環(huán)境集中監(jiān)控等子專業(yè)內(nèi)容。通信電源供電系統(tǒng)是通信工程中不可缺少的部分，高可靠性、高穩(wěn)

2、定性的通信需要依靠高可靠性和高穩(wěn)定性的通信電源作保證，這是不言而喻的。傳統(tǒng)的電信電源供電，以直流供電為主，只有無線和衛(wèi)星地球站等采用交流供電。進入21世紀(jì)后，數(shù)據(jù)通信和互聯(lián)網(wǎng)等信息網(wǎng)絡(luò)設(shè)備開始飛速發(fā)展，由于電信和信息技術(shù)的不斷相融合，因此，在通信局(站)內(nèi)同時裝有電信、數(shù)據(jù)通信和互聯(lián)網(wǎng)等多種設(shè)備。這些設(shè)備更多的是采用交流供電，而且交流用電的功率顯著增大，交流用電的可靠性要求更高，給通信電源提出了新的要求，也對通信電源的設(shè)計工作提出了新的問題。我也深感體會通信電源的重要性，所以我們應(yīng)該立志把通信電源學(xué)的更。. 目錄第一章 交流配電系統(tǒng) 41.1 市電41.2 高壓配電41.3 交流配電屏6第二章

3、 油機與空調(diào)系統(tǒng) 7 2.1 油機系統(tǒng)8 2.2 空調(diào)系統(tǒng)9第三章 直流系統(tǒng)與蓄電池 9 3.1 整流橋與整流逆變10 3.2 蓄電池應(yīng)用11 3.3 直流配電13第四章 不間斷電源UPS 14 4.1 組成14 4.2 逆變系統(tǒng)14第五章 接地與防雷 15 5.1 接地方式15 5.2 防雷方法16第六章 集中監(jiān)控17結(jié)束語 18第一章 交流配電系統(tǒng)1.1 市電 由于市電比油機發(fā)電等其他形式電能更可靠、經(jīng)濟和環(huán)保，所以市電仍是通信用電的重要能源，為了提高市電的可靠性，大型通信局（站）的電源一般采用高壓電網(wǎng)供電，為了進一步提高可靠性，一些重要的通信局還采用從兩個區(qū)域變電所引入兩路高壓市電，并且

4、由專線引入一路主用，一路備用。市電引入部分通常包含有局站變電所（含有高壓開關(guān)柜、降壓變壓器等）、低電屏（含有計量、市電-油機電轉(zhuǎn)換、電容補償、防雷和分配等功能）等，通過這些變電、配電設(shè)備，將高壓市電（一般為10kv）轉(zhuǎn)為低壓市電（三相380V），然后為交流、直流不間斷電源設(shè)備及機房空調(diào)、建筑負荷提供交流能源。 1.2 高壓配電 電力系統(tǒng)由發(fā)電廠、電腦線路、變電站和電力用戶組成。電力系統(tǒng)的輸配電方式如圖1-1所示。 常用的高壓電器包括：高壓熔斷器、高壓斷路器、高壓隔離開關(guān)、高壓負荷開關(guān)和避雷器等。通信局（站）變電所從電力系統(tǒng)受電經(jīng)變壓器降壓后饋送至低壓配電房。要求變電所盡量靠近負荷中心，從而縮短

5、配電距離，以減少電能損失。主接線應(yīng)簡單而且運行可靠，同時要便于監(jiān)控和維護。市電的引入一般均從附近現(xiàn)有公用電網(wǎng)上引入饋電線，采用專用電力電纜。應(yīng)根據(jù)附近電網(wǎng)中變電所的位置以及電壓等級、供電質(zhì)量和通信局（站）重要性等情況選取合適可靠的市電。通信局（站）變電所可分為露天變電所和室內(nèi)變電所兩種，露天變電所又有干架式（180KVA以下變壓器）和落地式。室內(nèi)變電所又有小型獨立變電站和帶有高壓開關(guān)柜的變電所。一般有兩路市電引入的變電所均采用帶有高壓開關(guān)柜的變電所。電力變壓器通常有油浸式和干式兩種類型，在室內(nèi)安裝變壓器時應(yīng)考慮變壓器室的布置、高低壓進出線位置以及操作機構(gòu)的安全性等問題。目前大容量變壓器廣泛采用

6、干式變壓器。所謂一次線路，表示的是變電所電能輸送和分配的電路，通常也稱主電路。根據(jù)通信局（站）市電引入的情況和通信局（站）對電源可靠性要求的不同，可以有不同的一次線路方案，如圖所示。圖（a）所示為一路市電引入時通常采用的一次線路，圖（b）所示為兩路市電引入時通常采用的一次線路方案之一。1.3 交流配電屏交流配電屏主要作用是：集中有效的控制和監(jiān)視低壓交流電源能對用電設(shè)備的供電。對應(yīng)小容量的供電系統(tǒng)（比如分散供電系統(tǒng)）通常將交流配電、直流配電和整流以及監(jiān)控等組成一個完整、獨立的供電系統(tǒng)，集成安裝在一個機柜內(nèi)。典型交流配電屏原理是：交流配電屏通常和整流器電源配套，如相控整流器DZ-603配套的DP-

7、114，程控電源配套的相控整流器DZ-Y02的DP-J12。以常見的JPJ19為例介紹交流配電屏的工作原理。第二章油機與空調(diào)系統(tǒng)2.1 油機系統(tǒng) 油機發(fā)電機的作用在通信系統(tǒng)中，交換機及其他直流負載、交流負載是靠市電供給電源的。一旦市電發(fā)生中斷，交流負載同步斷電，立刻停止工作；蓄電池組提供負載工作的時間是有限的，隨著蓄電池容量的逐漸下降，直流負載停止工作的情況也很快就會出現(xiàn)。所以，在市電停電時，發(fā)電和及時開啟供電是十分重要的。 油機的配置是：油機主要由曲軸連桿機構(gòu)、配氣機構(gòu)、供油系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)等幾部分組成。曲軸連桿機構(gòu)是油機的主要組成部分，它由氣缸、活塞、連桿、曲軸等部件組成。作用是將

8、燃料燃燒時產(chǎn)生的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機械能，并將活塞在氣缸內(nèi)的上下往返直線運動變?yōu)榍S的圓周運動，以帶動其他機械做功。配齊機構(gòu)的作用是適時打開和關(guān)閉進氣門和排氣門，將可燃的氣體送入氣缸，并及時將燃燒后的廢棄排出。配齊機構(gòu)由進氣門、排氣門、凸輪軸、推桿、挺桿、搖臂等部件組成。供油系統(tǒng)一般由油箱、柴油濾清器、低壓油泵、高壓油泵、噴油嘴等部分組成。潤滑系統(tǒng)通常由機油泵、機油濾清器等部分組成。冷卻系統(tǒng)包括水套、散熱器、水管、水泵等。油機啟動系統(tǒng)由蓄電池、啟動馬達、交流發(fā)電機、輔助啟動系統(tǒng)等組成。油機發(fā)電機的安裝是：機油量的檢查、冷卻水的檢查、蓄電池的檢查、每次啟動時間加以限制、每次啟動之間留有間隔、總啟動次數(shù)

9、加以限制、啟動成功后先怠速一段時間再調(diào)到額定轉(zhuǎn)速、不宜低速長期運轉(zhuǎn)、密切注意各儀表的指示數(shù)值、關(guān)注油機排氣顏色、傾聽機器在運行時內(nèi)部有無不正常敲擊聲、注意油箱內(nèi)的油量不要用盡、各人工加油潤滑點按規(guī)定時間加潤滑油。2.2 空調(diào)系統(tǒng) 空氣調(diào)節(jié)器簡稱“空調(diào)”。主要功能有制冷、制熱、加濕、除濕和溫濕度控制等?？照{(diào)器的結(jié)構(gòu)，一般由以下四部分組成。制冷系統(tǒng)：是空調(diào)器制冷降溫部分，由制冷壓縮機、冷凝器、毛細管、蒸發(fā)器、電磁換向閥、過濾器和制冷劑等組成一個密封的制冷循環(huán)。風(fēng)路系統(tǒng)：是空調(diào)器內(nèi)促使房間空氣加快熱交換部分，由離心風(fēng)機、軸流風(fēng)機等設(shè)備組成。電氣系統(tǒng)：是空調(diào)器內(nèi)促使壓縮機、風(fēng)機安全運行和溫度控制部分，

10、由電動機、溫控器、繼電器、電容器和加熱器等組成。箱體與面板：是空調(diào)器的框架、各組成部件的支承座和氣流的導(dǎo)向部分，由箱體、面板和百葉柵組成?？照{(diào)的目的是為了改善人的生活和工作的質(zhì)量和滿足機器設(shè)備的要求，其主要功能有制冷、制熱、加濕和除濕進行控制。空調(diào)可以分為：冷風(fēng)型、熱泵型、電熱型、熱泵輔助電熱型。專用空調(diào)的故障警告主要有壓縮機過載保護、高壓保護、低壓保護、加濕器故障和煙霧報警器等。空調(diào)的測試內(nèi)容主要包括制冷系統(tǒng)的高低壓力測試，出風(fēng)口的濕度、室內(nèi)外風(fēng)機電流、壓縮機、加熱器、加濕器電流及總負載工作電流測試等。第三章 直流系統(tǒng)與蓄電池3.1 整流高頻開關(guān)整流器的組成：一般所指的高頻開關(guān)電源，是指具有

11、交流配電模塊、直流配電模塊、監(jiān)控模塊、整流模塊等組成的直流供電電源系統(tǒng)，它的關(guān)鍵技術(shù)和名稱的由來就是其中的高頻開關(guān)整流器，由于目前大都是模塊化結(jié)構(gòu)，所以有時也稱高頻開關(guān)整流器為高頻開關(guān)整流模塊。高頻開關(guān)整流器方框圖如圖所示主電路完成交流輸入到輸出的全過程，是高頻開關(guān)整流器的主要部分，由以下部分組成。 交流輸入慮波：處于整流模塊的輸入端，包括低通濾波器、浪涌抑制等電路。其作用是將電網(wǎng)存在的雜波過濾，同時也阻礙本機產(chǎn)生的雜音反饋到公共電網(wǎng)。整流濾波：將電網(wǎng)交流電源直流整流為教平滑的直流電，并向功率因素校正電路提供穩(wěn)定的直流電源。功率因素校正：位于整流濾波和逆變之間，為了消除由整流電路引起的諧波電流

12、污染電網(wǎng)和減小無功損秏來提升功率因素。逆變：將直流電變?yōu)楦哳l交流電，這是高頻開關(guān)的核心部分，在一定范圍內(nèi)，頻率越來越，體積重量與輸出功率之越小。輸出整流濾波：由高頻整流濾波及抗電磁干擾等電路組成，提供穩(wěn)定可靠的直流電源。輔助電源提供開關(guān)整流器本身所有電路工作所需的各種不同要求的電源。目前，通信用高頻開關(guān)整流器一般做成模塊的形式，由交流配電單元、直流配電單元、整流模塊和監(jiān)控模塊組成開關(guān)電源系統(tǒng)，如圖所示。開關(guān)電源系統(tǒng)的故障處理與維護1.開關(guān)電源的故障多種多樣，可分為正常警告類故障、非正常告警類故障、功能喪失類不警告故障、性能不良不告警故障，應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)的實際情況，做出不同的檢修流程圖，加以分析判斷

13、。2.開關(guān)電源的安全系統(tǒng)操作規(guī)程及注意事項。3.開關(guān)電源系統(tǒng)日常檢查項目內(nèi)容、放法。3.2 蓄電池的應(yīng)用 蓄電池的用途有：蓄電池是通信電源系統(tǒng)中，直流供電系統(tǒng)的重要組成部分。由于它是一種電壓穩(wěn)定、安全方便，不受市電突然中斷影響，安全可靠的直流電源，因此，一直在通信系統(tǒng)得到了十分廣泛的應(yīng)用。浮充供電、直流升壓、事故照明、信號指示、遙控、遙供、油機發(fā)電機組和汽車等的啟動點火等都離不開蓄電池。近年來，更因為交流不間斷電源和太陽能電池供電系統(tǒng)在通信部門中的推廣使用，作為儲能裝置的各種蓄電池在通信電源中的地位日益提高。蓄電池在郵電企業(yè)中的重要性越加顯明。蓄電池分類有: 1按不同用途和外型結(jié)構(gòu)分有：（1）

14、固定型蓄電池，它又分為開口式、封閉式、防酸隔爆式、消氫式等。（2）移動型，它有分為汽車啟動用、火車用、摩托車用、船舶用、電瓶車用等。2按極板結(jié)構(gòu)分為涂膏式（或涂漿式）、化成式（又稱形成式）、半化成式（或半形成式）、玻璃絲管式（或叫管式）。3按電解質(zhì)的不同分為：（1）鉛酸蓄電池：以酸性物質(zhì)作為電解質(zhì)，如現(xiàn)在郵電企業(yè)廣泛采用的蓄電池，大都屬這類。（2）堿性電解質(zhì)電池：以堿性物質(zhì)作電解質(zhì)，但電解質(zhì)并不消耗，僅完成導(dǎo)電的作用。實用的有鐵鎳蓄電池、鉻鎳蓄電池和銀鋅蓄電池等，都適應(yīng)大電流放電，特性優(yōu)于鉛蓄電池。蓄電池的一般維護有：防酸式電池需經(jīng)常檢查的項目如下：1端電壓，電解液的密度和溫度。2極板有無彎曲

15、、斷離、短路損壞、脫粉、硫化。3電池槽有無滲漏，液面是否在規(guī)定的高度。4連接處有無松動，腐蝕現(xiàn)象。5電池架及防震架防酸漆有無脫落。密封電池需經(jīng)常檢查的項目如下：1端電壓。2連接處有無松動、腐蝕現(xiàn)象。3電池殼體有無滲漏和變形。4極柱、安全閥周圍是否有酸霧酸液逸出。如具備電源集中控制系統(tǒng)，應(yīng)通過電源集中監(jiān)控系統(tǒng)對電池組的總電壓，電流，標(biāo)示電池的單體電壓，溫度進行監(jiān)控，并定期對蓄電池組進行檢測。通過電池檢測儀了解電池充放電曲線及性能，發(fā)現(xiàn)故障及時處理。防酸式電池和密封電池禁止混合使用在一個供電系統(tǒng)中，不同規(guī)格的電池禁止在同一直流供電系統(tǒng)中使用；不同年限的電池不宜在同一直流供電系統(tǒng)中使用。密封電池和防

16、酸式電池不宜安放在同一房間內(nèi)。防酸式電池的液面應(yīng)高出極板上緣1020mm，有液面上，下限刻度的應(yīng)保持在上，下先限之間，當(dāng)?shù)陀谏厦嬉髴?yīng)及時補加蒸餾水，并進行充電。防酸隔爆帽一年至少清洗一次，保持透氣良好，有破裂的應(yīng)及時更換。防酸隔爆帽和膠塞必須擰緊，避免漏氣。電解液應(yīng)符合規(guī)定要求，使用的硫酸和蒸餾水必須經(jīng)過化驗檢查。調(diào)配電解液時應(yīng)將硫酸徐徐注入蒸餾水內(nèi)，同時用玻璃棒攪拌。嚴(yán)禁將水注入濃硫酸內(nèi)。3.3 直流配電1、 直流電源供電方式主要分為集中供電方式和分散供電方式兩種。分散供電方式具有可靠性高、經(jīng)濟效益好、承受故障能力強、電源設(shè)備配置合理等優(yōu)點，同時應(yīng)注意要使用閥控密封電池，并考慮樓板的承擔(dān)力

17、。2、 直流供電系統(tǒng)的配電方式有低阻配電和高阻配電。3、 低阻配電的匯流排電阻小，相應(yīng)線路損秏和線路壓降壓小，但當(dāng)某一負載發(fā)生短路事故后，可能使得直流總輸出電壓發(fā)生瞬間變化，從而影響其它負載的正常供工作甚至損壞。4、 高阻配電選擇線徑較細的配電導(dǎo)線，相當(dāng)于在各分路中接入有一定的組織的線流電阻，克服了低阻配電負載發(fā)生短路事故后影響面在的缺點，達到等效隔離的作用在實際使用中，高阻配電應(yīng)注意蓄電池放電終止電壓應(yīng)稍高于常規(guī)電壓。5、 直流配電屏除了具有直流匯接和分配的作用以外，通常還具有測量、告警和保護等功能。6、 對應(yīng)小容量的供電系統(tǒng)，通常將交流配電、直流配電和整流、監(jiān)控等組成一個完整、獨立的供電系

18、統(tǒng)，集成安裝在一個機柜內(nèi)。相對大容量的直流供電系統(tǒng)，一般單設(shè)置直流配電屏。第四章 不間斷電源（UPS）4.1、UPS的組成：UPS電源系統(tǒng)由4部分組成：整流、儲能、變換和開關(guān)控制。其系統(tǒng)的穩(wěn)壓功能通常是由整流器完成的，整流器件采用可控硅或高頻開關(guān)整流器，本身具有可根據(jù)外電的變化控制輸出幅度的功能，從而當(dāng)外電發(fā)生變化時（該變化應(yīng)滿足系統(tǒng)要求），輸出幅度基本不變的整流電壓。凈化功能由儲能電池來完成，由于整流器對瞬時脈沖干擾不能消除，整流后的電壓仍存在干擾脈沖。儲能電池除可存儲直流直能的功能外，對整流器來說就象接了一只大容器電容器，其等效電容量的大小，與儲能電池容量大小成正比。由于電容兩端的電壓是不

19、能突變的，即利用了電容器對脈沖的平滑特性消除了脈沖干擾，起到了凈化功能，也稱對干擾的屏蔽。頻率的穩(wěn)定則由變換器來完成，頻率穩(wěn)定度取決于變換器的振蕩頻率的穩(wěn)定程度。為方便UPS電源系統(tǒng)的日常操作與維護，設(shè)計了系統(tǒng)工作開關(guān)，主機自檢故障后的自動旁路開關(guān)，檢修旁路開關(guān)等開關(guān)控制。在電網(wǎng)電壓工作正常時，給負載供電如圖所示，而且，同時給儲能電池充電；當(dāng)突發(fā)停電時，UPS電源開始工作，由儲能電池供給負載所需電源，維持正常的生產(chǎn)；當(dāng)由于生產(chǎn)需要，負載嚴(yán)重過載時，由電網(wǎng)電壓經(jīng)整流直接給負載供電。4.2、逆變系統(tǒng) 逆變電路時開關(guān)電源和UPS的核心裝置，首先討論逆變電路的工作原理。按照輸入輸出數(shù)分為單進單出、三進

20、單出和三進三出UPS等，其相應(yīng)的逆變電路從構(gòu)造和原理也有差別。 逆變電路大致有：（1） 單相逆變電路單相逆變電路有推挽式、半橋式和全橋式，均用于中小型UPS系統(tǒng)。逆變電路輸出電壓中陳了基波外還含有一定的諧波成分，若要得到正弦輸出電壓，在出級輸出電路中，必須設(shè)置濾波器。（2） 正弦波逆變電路：大多數(shù)情況，我們希望UPS輸出50Hz正弦交流電，所以要求其逆變電路為正弦波逆變電路。逆變電路實現(xiàn)輸出為正弦的方法很多，主要有以下3種。 階梯逆變器。 多脈沖調(diào)制逆變器。 正弦脈寬調(diào)制逆變器。第五章 接地與防雷5.1 接地方式 在通信局（站）中，接地占優(yōu)很重要的地位，它不僅關(guān)系到設(shè)備和維護人員的安全，同時還

21、直接影響著通信的質(zhì)量。因此，掌握理解接地的知識，正確選擇和維護接地設(shè)備具有很重要的意義。接地是為了工作或保護，并且降低危險和防止電磁干擾的目的。接地裝置一般是接地電阻，土壤也是影響接地電阻。通信電源系統(tǒng)按性質(zhì)分為交流和直流接地系統(tǒng)。聯(lián)合接地系統(tǒng)主要有接地體、接地引入、接地匯集線和接地線組成。具有地電位均衡，消除了底線系統(tǒng)的干擾，電磁兼容性能變好。接地體主要是數(shù)根鍍鋅鋼管和建筑物基礎(chǔ)部分混凝土內(nèi)的鋼筋。接地匯集線是通信大樓內(nèi)分布設(shè)置，且與個機房接地線相連的接地干線。接地引入線是接地體與總匯集線之間相連的連接線。理想的聯(lián)合接地系統(tǒng)是在外界告饒影響時仍處于等電位狀態(tài)，因此要求帝王任意兩點之間電位差小

22、到近似為零。5.2 接地方法 在通信站，通常有兩種防雷接地裝置，一種是為保護建筑物不受雷擊而專設(shè)的防雷接地裝置，這是建筑部門設(shè)計安裝的；另一種是為了防止雷電過電壓對通信設(shè)備或電源設(shè)備的破壞，而埋設(shè)的防雷接地裝置。其作用是當(dāng)高壓書店線路受到雷擊時，閥型避雷器中筏片被擊穿，將雷電流經(jīng)防雷接地裝置導(dǎo)入大地，從而保護了設(shè)備的安全。防雷地線在受到雷擊時， 由于雷電流的瞬時值非常高，會在地線上產(chǎn)生很高的電壓降，在一些情況下回造成反擊而損壞設(shè)備，甚至?xí)l(fā)生火災(zāi)等。因此，防雷地線決不可與其他地線合設(shè)，并距離一般交流工作接地及保護接地裝置應(yīng)考慮10m以上。由于金屬氧化物避雷器MOA有理想的閥組特性和防雷性能已被普遍作為低壓設(shè)備的防雷保護。通信防雷保護系統(tǒng)的防雷器配合方案為：前續(xù)防雷器具有電流電壓特性，后續(xù)防雷器具有防壓特性。在前級放電間隙出現(xiàn)火花放電，使后續(xù)防雷浪涌電流波形改變，因此后級防雷器的放電只存在低殘壓的放電。第六章 集中監(jiān)控 通信電源集中監(jiān)控管理系統(tǒng)是一個分布計算機控制系統(tǒng)，它對監(jiān)控范圍內(nèi)的通信電源系統(tǒng)和系統(tǒng)內(nèi)的各