通信電源系統(tǒng)

通信電源系統(tǒng)電源維護(hù)技術(shù)支援中心趙宏斌學(xué)習(xí)目標(biāo)

技能等級(jí)（四級(jí)）了解通信電源系統(tǒng)組成。了解接地的概念。掌握雙電源安全使用要求。掌握供電系統(tǒng)的常用技術(shù)指標(biāo)。概述通信電源是通信系統(tǒng)的“心臟”，在通信局（站）中具有無可比擬的重要地位。

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：小型化通信電源供電方式集中供電分散供電集中供電集中供電的優(yōu)點(diǎn)●電源設(shè)備集于一室，便于專人管理?！窆╇娙萘看??！駸o需考慮兼容問題，供電系統(tǒng)的干擾不會(huì)影響通信設(shè)備?！裥铍姵夭粫?huì)污染機(jī)房。集中供電的缺點(diǎn)由于負(fù)載集中，若出現(xiàn)局部故障，則影響到全局。電力室至機(jī)房的饋電線截面積很大，且隨著不斷擴(kuò)容而增大，造成安裝的困難，也消耗銅材太多。線路壓降大，浪費(fèi)能量，傳輸損耗大。擴(kuò)容困難。分散供電分散供電優(yōu)點(diǎn)節(jié)能降耗占地面積小節(jié)省材料運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低

供電可靠性高

通信電源系統(tǒng)的構(gòu)成需要知道的幾個(gè)概念1、系統(tǒng)容量。系統(tǒng)容量指的是交流供電時(shí)，供電設(shè)備所能提供的最大功率。

2、功率因數(shù)。功率因數(shù)的定義是有功功率與視在功率的比值。功率因數(shù)cosφ=P/S的物理意義是供電線路上的電壓與電流的相位差的余弦。3、電功和電功率。電功指的是供電系統(tǒng)實(shí)際消耗的電能，計(jì)量單位是千瓦時(shí)（KWH）。電功率指的是正常工作情況下，負(fù)載上消耗的額定功率。

交流供電系統(tǒng)交流供電系統(tǒng)的組成高壓開關(guān)柜

降壓電力變壓器

低壓配電設(shè)備

低壓電容器屏

調(diào)壓穩(wěn)壓設(shè)備

柴油發(fā)電機(jī)組UPS交流供電系統(tǒng)●高壓開關(guān)柜除了引入高壓（一般10KV）市電外，并能保護(hù)本局的設(shè)備和配線，同時(shí)還能防止由本局設(shè)備故障造成的影響波及到外線設(shè)備。高壓開關(guān)柜還有操作控制和監(jiān)測電壓和電流的性能。高壓開關(guān)柜內(nèi)安裝有高壓隔離開關(guān)、高壓真空斷路器（或油斷路器）、高壓熔斷器、高壓儀用互感器和避雷器等元器件。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關(guān)柜。交流供電系統(tǒng)●降壓電力變壓器把10KV高壓電源變換到380V/220V低壓的電源設(shè)備。交流供電系統(tǒng)●低壓配電設(shè)備

將由降壓電力變壓器輸出的低電壓電源或直接由市電引入的低電壓電源進(jìn)行配電，作市電的通斷、切換控制和監(jiān)測，并保護(hù)接到輸出側(cè)的各種交流負(fù)載。低壓配電設(shè)備由低壓開關(guān)、空氣斷路開關(guān)、熔斷器、接觸器、避雷器和監(jiān)測用各種交流電表等組成。交流供電系統(tǒng)●低壓開關(guān)柜交流供電系統(tǒng)●低壓電容器屏

就地平衡無功電力，提高用電自然功率因數(shù)。由低壓電容器、控制接入或撤除電容器組的自動(dòng)化器件和監(jiān)測用功率因數(shù)表等組成交流供電系統(tǒng)●柴油發(fā)電機(jī)組

用柴油機(jī)作為動(dòng)力，驅(qū)動(dòng)三相交流發(fā)電機(jī)提供電能。市電的后備電源。當(dāng)市電停電時(shí)為通信設(shè)備提供電源。分為普通油機(jī)和自動(dòng)啟動(dòng)油機(jī)。現(xiàn)代柴油發(fā)送機(jī)組由柴油機(jī)、三相交流無刷同步發(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。交流供電系統(tǒng)●柴油發(fā)電機(jī)組交流供電系統(tǒng)●UPSUPS是英文UninterruptiblePowerSystem的縮寫，即不間斷電源為提供負(fù)載提供不中斷、干擾小、精度高的高質(zhì)量交流電源。由整流器、逆變器、靜態(tài)開關(guān)、蓄電池組成。交流供電系統(tǒng)●連接方式－交流電源備份方式大型通信站交流電源一般都由高壓電網(wǎng)供給，自備獨(dú)立變電設(shè)備。重要通信樞紐局一般都由兩個(gè)變電站引入兩路高壓電源，并且采用專線引入，一路主用，一路備用，然后通過變壓設(shè)備降壓供給各種通信設(shè)備和照明設(shè)備，另外還要有自備油機(jī)發(fā)電機(jī)，以防不測。一般的局站只從電網(wǎng)引入一路市電，再接入自備油機(jī)發(fā)電機(jī)作為備用。一些小的局站、移動(dòng)基站只接入一路市電（配足夠容量的電池），油機(jī)為車載設(shè)備。直流供電系統(tǒng)的組成整流設(shè)備（AC/DC變換器）、直流配電設(shè)備、蓄電池DC/DC變換器直流配電屏

直流供電系統(tǒng)●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，并能完成負(fù)載分路、工作方式轉(zhuǎn)換、測量、告警和保護(hù)等作用。按照配線方式不同，分為低阻、高阻。直流供電系統(tǒng)●整流設(shè)備從交流配電屏引入交流電，將交流電整流為直流電壓后，輸出到直流配電屏與負(fù)載及蓄電池連接，為負(fù)載供電，給電池充電。直流供電系統(tǒng)●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、±24V等直流電源。這些不同種類的直流電源要由DC-DC變換器來提供；另外，在高頻開關(guān)整流器中，DC-DC變換器也是它的重要組成部分。DPC48-3DC-DC模塊示意圖直流供電系統(tǒng)●蓄電池蓄電池是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能存儲(chǔ)起來，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。直流供電系統(tǒng)●電池備份方式電池備份分為無備份和1+1備份兩種。無備份時(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，將單組電池容量分成兩組電池，每組電池可以滿足一半的放電小時(shí)數(shù)直流供電系統(tǒng)●連接方式－直流供電方式蓄電池的連接方式，直流供電方式主要采用并聯(lián)浮充供電方式

這種工作方式時(shí)，蓄電池還能起一定的濾波作用。但這種供電方式有個(gè)缺點(diǎn)——在并聯(lián)浮充工作狀態(tài)下，電池由于長時(shí)間放電導(dǎo)致輸出電壓可能較低，而充電時(shí)均充電壓較高，因此負(fù)載電壓變化范圍較大。它適用于工作電壓范圍寬的設(shè)備。交流輸入系統(tǒng)低壓供電可采用三種供電系統(tǒng)：TT系統(tǒng)TN–CIT系統(tǒng)。TN──中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)電力系統(tǒng)有一點(diǎn)直接接地，電氣裝置的外露可接近導(dǎo)體通過保護(hù)線與該接地點(diǎn)連接。1、系統(tǒng)接線電源端接地點(diǎn)外露可接近導(dǎo)體電氣裝置中的設(shè)備用戶的電氣裝置電源TN—S系統(tǒng)L1L2L3NPE電源端接地點(diǎn)外露可接近導(dǎo)體電氣裝置中的設(shè)備用戶的電氣裝置電源TN—C系統(tǒng)L1L2L3PEN重復(fù)接地電源端接地點(diǎn)外露可接近導(dǎo)體電氣裝置中的設(shè)備用戶的電氣裝置電源TN—C—S系統(tǒng)L1L2L3NPETT系統(tǒng)──中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)阻抗電源端接地點(diǎn)電氣裝置接地點(diǎn)電氣裝置接地點(diǎn)外露可接近導(dǎo)體電氣裝置中的設(shè)備用戶的電氣裝置電源L1L2L3N電力系統(tǒng)有一點(diǎn)直接接地，電氣裝置的外露可接近導(dǎo)體通過保護(hù)接地與電力系統(tǒng)接地點(diǎn)無關(guān)接地極。IT系統(tǒng)──中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)電力系統(tǒng)與大地間不直接接地，電氣裝置的外露可接近導(dǎo)體通過保護(hù)接地與接地極相連。阻抗電源端接地點(diǎn)電氣裝置接地點(diǎn)電氣裝置接地點(diǎn)外露可接近導(dǎo)體電氣裝置中的設(shè)備用戶的電氣裝置電源L1L2L3通信系統(tǒng)的保護(hù)和接地●接地系統(tǒng)的分類電信電源按照接地系統(tǒng)的用途可分為工作接地、保護(hù)接地和防雷接地。接地系統(tǒng)按照安裝方式分為：獨(dú)立接地系統(tǒng)和聯(lián)合接地系統(tǒng)。

工作接地按照電源性質(zhì)分為直流接地和交流接地。保護(hù)接地按保護(hù)功能分為設(shè)備保護(hù)接地和屏蔽接地。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。接地的作用●通信回路接地（工作地）在電話通信中，將電池組的一個(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。接地的作用●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。接地的作用●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。接地的作用●防雷接地為了避免由于雷電等原因產(chǎn)生的過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，即一般的土地，不過它有導(dǎo)電的特性，并具有無限大的容電量，可以用來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（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)部分連接到地線盤或地線匯流排上去的導(dǎo)線。通信局站接地電阻要求適用于大地電阻率為501~1000Ω·m，電力電纜與架空電力線接口處防雷接地。<20Ω適用于大地電阻率為101~500Ω·m，電力電纜與架空電力線接口處防雷接地。<15ΩGBJ64-83《工業(yè)與民用電力裝置過壓保護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)范》適用于大地電阻率小于100Ω·m，電力電纜與架空電力線接口處防雷接地<10Ω微波無源中繼站<20ΩYD2011-93《微波站防雷與接地設(shè)計(jì)規(guī)范》微波中繼站、光纜中繼站、小型地球站<10Ω2000門以下程控局、光纜端站、載波增音站、地球站、微波樞紐站、移動(dòng)通信機(jī)站<5Ω2000門以上1萬門以下程控交換局、2000路以下長話局<3ΩYDJ20-88《程控電話交換設(shè)備安裝設(shè)計(jì)暫行技術(shù)規(guī)定》綜合樓、國際電信局、匯接局、萬門以上程控交換局、2000路以上長話局<1Ω依

據(jù)適

用

范

圍接地電阻接地系統(tǒng)聯(lián)合接地哪些設(shè)備需要做接地設(shè)計(jì)機(jī)房內(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。直流電源供電的質(zhì)量指標(biāo)

標(biāo)準(zhǔn)電壓（V）電信設(shè)備受電端子上電壓變動(dòng)范圍（V）雜音電壓（Mv）（注）供電回路全程最大允許壓降（V）衡重雜音峰

—

峰值寬頻雜音（有效值）-48-40~-57≤2400Mv0~300KHz

<100Mv3.4~150KHz30mV150KHz~30MHz3-24-19~-29≤2

2.6+24+19~29≤2

2.6-48電壓的離散頻率雜音電壓允許值：（有效值）

3.4kHz~150Hz,≤5mV有效值

150Hz~200Hz,≤3mV有效值

200Hz~500Hz,≤2mV有效值

500Hz~30Hz,≤1mV有效值直流供電回路接頭（直流配電屏以外的接頭）壓降

l）1000A以下，每百安培≤5mV。

2）1000A以上，每百安培≤3mV。

由市電供電時(shí)，交流電源供電應(yīng)符合下表要求標(biāo)準(zhǔn)電壓（V）受電端子上電壓變動(dòng)范圍（V）頻率標(biāo)稱值（Hz）頻率變動(dòng)范圍（Hz）功率因數(shù)100KVA以下100KVA以上220187~24250±2≥0.85≥0.90380323~41850±2≥0.85≥0.90由油機(jī)供電時(shí)，交流電源供電應(yīng)符合下表要求

標(biāo)準(zhǔn)電壓（V）受電端子上電壓變動(dòng)范圍（V）頻率標(biāo)稱值（Hz）頻率變動(dòng)范圍（Hz）功率因數(shù)220209~23150±10.8380361~39950±10.8三相供電電壓電壓不平衡度不大于4%。電壓波形正弦畸變率不大于5%。防雷接地質(zhì)量指標(biāo)

防護(hù)等級(jí)分類雷暴日數(shù)接地電阻要求防護(hù)要求一類防護(hù)≥40≤1Ω三級(jí)電源防雷、市油切換控制板有專門的避雷器保護(hù);樓頂或者鐵塔有非常完善的防直擊雷裝置;交換、數(shù)據(jù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)有完善的防雷裝置;市電進(jìn)局采用套上20米以上鐵管的地下電力電纜.<40≤1Ω至少一級(jí)電源防雷.二類防護(hù)≥40≤3Ω三級(jí)電源防雷;樓頂或者鐵塔有比較完善的防直擊雷裝置;<40≤3Ω至少一級(jí)電源防雷.三類防護(hù)≥40≤5Ω二級(jí)或三級(jí)電源防雷.<40≤5Ω至少一級(jí)電源防雷.四類防護(hù)≥40≤10Ω一級(jí)或二級(jí)電源防雷.<40≤10Ω

電氣設(shè)備通過額定電流時(shí)，各電電器元件和部件的溫升不得超過下表的規(guī)定

部

件溫升(℃)銅母線的接頭接觸處無被覆層接觸處搪錫接觸處鍍銀或鍍鎳505060鋁母線的接頭接觸處超聲波搪錫50其他金屬母線接頭55熔斷器觸頭接觸處鍍錫接觸處鍍銀或鍍鎳5060刀開關(guān)觸頭(紫銅或其他合金制品)50可能會(huì)觸及的殼體金屬表面絕緣表面塑料絕緣導(dǎo)線表面304020注：衡量溫升的基準(zhǔn)溫度是室內(nèi)溫度，如室溫超過28℃，按28℃計(jì)算。市電供電的可靠性分類和指標(biāo)如下表：

分

類不可用度停電次數(shù)(次/年)停電時(shí)長(小時(shí)/次)一類供電≤6.8×10-4≤12≤0.5二類供電≤3×10-2≤42≤6三類供電≤5×10-2≤54≤8四類供電>5×10-2有季節(jié)性長時(shí)間停電或無市電可供

不可用時(shí)間

市電不可用度＝————————————

×100％不可用時(shí)間十可用時(shí)間市電電壓、頻率不符合通信局站電源系統(tǒng)要求的時(shí)間為不可用時(shí)間。電源系統(tǒng)的供電等級(jí)和指標(biāo)

不可用時(shí)間電源系統(tǒng)不可用度＝——————————

×100％

不可用時(shí)間十可用時(shí)間等級(jí)不可用度停電次數(shù)(次/系統(tǒng)年)停電時(shí)長(小時(shí)/次)適用范圍舉例A≤5×10-7≤0.01≤0.5省會(huì)城市和大區(qū)中心樞組的長途、網(wǎng)間關(guān)口、HSTP、數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)；傳輸一級(jí)干線。B≤1×10-6≤0.05≤1本地網(wǎng)樞組的長途、網(wǎng)間關(guān)口、LSTP、數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)；傳輸二級(jí)干線；1~5萬門市話；有非常重要的大用戶。C≤5×10-6≤0.1≤2縣區(qū)級(jí)樞組；1萬門以下的市話、遠(yuǎn)端模塊局；有數(shù)據(jù)專用UPS系統(tǒng)的局站；有重要大客戶。D

≤1≤45000門以下的市話、遠(yuǎn)端模塊局、有重要客戶。E

≤5≤81000門以下的模塊局、接入網(wǎng)點(diǎn)。F

≤12≤12300門以下的接入網(wǎng)點(diǎn)；農(nóng)村鄉(xiāng)鎮(zhèn)站點(diǎn)。G

>12>12偏遠(yuǎn)區(qū)域的接入網(wǎng)點(diǎn)。各類通信局站防護(hù)等級(jí)、接地電阻值及防護(hù)要求

通信局站名稱防護(hù)等級(jí)雷暴日數(shù)接地電阻防護(hù)要求國際長途局、匯接局、長途局、關(guān)口局、大型綜合樞紐局一類≥40≤1Ω1、三級(jí)電源防雷、市油切換控制板有專門的避雷器保護(hù);2、樓頂或者鐵塔有非常完善的防直擊雷裝置;3、交換、數(shù)據(jù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)有完善的防雷裝置;4、市電進(jìn)局采用套上20米以上鐵管的地下電力電纜.<40≤1Ω至少一級(jí)電源防雷.支局、模塊局、衛(wèi)星地球站、微波樞紐站、有重要客戶和大客戶的接入網(wǎng)二類≥40≤3Ω1、三級(jí)電源防雷;2、樓頂或者鐵塔有比較完善的防直擊雷裝置;<40≤3Ω至少一級(jí)電源防雷.雷害嚴(yán)重地區(qū)農(nóng)村接入網(wǎng)、無線基站三類≥40≤5Ω二級(jí)或三級(jí)電源防雷.<40≤5Ω至少一級(jí)電源防雷.高山微波站、光纖中繼站三類≤5Ω（地質(zhì)惡劣時(shí)可放大到10Ω）二級(jí)或三級(jí)電源防雷.雷害一般地區(qū)（包括市區(qū)）接入網(wǎng)四類≤10Ω一級(jí)或二級(jí)電源防雷.小靈通基站四類≤10Ω（地質(zhì)惡劣時(shí)可防達(dá)到15Ω）一級(jí)電源防雷.電力電纜與架空電力線接口處防雷接地四類1、電阻率小于100Ω.m時(shí)，小于10Ω；2、電阻率101～500Ω.m時(shí)，小于15Ω；3、電阻率501～1000Ω.m時(shí)，小于20Ω。各類通信局站第一級(jí)電源避雷器的標(biāo)稱通流容量、最大通流容量要求

通信局站名稱雷暴日數(shù)第一級(jí)電源避雷器標(biāo)稱通流容量第一級(jí)電源避雷器最大通流容量國際長途局、匯接局、長途局、關(guān)口局、大型綜合樞紐局>90>60KA（8/20us雷電波）>100KA（8/20us雷電波）40～90>40KA>80KA雷害嚴(yán)重地區(qū)的支局、模塊局及接入網(wǎng)；衛(wèi)星地球站、微波樞紐站、有重要客戶和大客戶的接入網(wǎng)>90>400KA>80KA40～90>250KA>60KA高山微波站，高山移動(dòng)基站>90>80KA>150KA40～90>60KA>100KA雷害一般地區(qū)（包括市區(qū)）的支