直流配電系統(tǒng)

直流配電系統(tǒng)直流配電系統(tǒng)一、通信設(shè)備對基礎(chǔ)電源的要求通信局(站)的基礎(chǔ)電源分交流基礎(chǔ)電源和直流基礎(chǔ)電源兩大類。向各種通信設(shè)備和二次變換電源設(shè)備或裝置提供直流電壓的電源為直流基礎(chǔ)電源。由于程控?cái)?shù)字通信設(shè)備是利用計(jì)算機(jī)控制的設(shè)備，數(shù)字電路工作速度高，對瞬變和雜音電壓十分敏感，因此供電質(zhì)量要求很高。即：電壓波動，雜音電壓及瞬變電壓應(yīng)小于允許范圍。電源不允許瞬間中斷。因?yàn)橥ㄐ判畔⒋鎯υ诖鎯ζ髦?，所有的存儲單元都有雙套裝置。若電源瞬間中斷，兩套平行工作的存儲器同時丟失信息。供電設(shè)備自動工作性能好，做到少人維護(hù)或無人維護(hù)?；A(chǔ)電壓指標(biāo)絕大多數(shù)程控?cái)?shù)字通信供電系統(tǒng)的基礎(chǔ)電壓為-48V，也有少量采用-24V。這種“-”型基礎(chǔ)電壓是指電源正饋電線接地，作為參考電位零伏，負(fù)饋電線裝接熔斷器后，與機(jī)架電源連接。通信機(jī)房內(nèi)每一個機(jī)架的直流輸入端子處-48V電壓允許變動范圍為-40?-57伏。-48V直流電源(第一級)輸出端子處測量的雜音電壓指標(biāo)：電話衡重雜音電壓：K2mV(符合ITU-T建議0.41條件)峰-峰值雜音電壓：0?300Hz,<400mV(3)寬頻雜音電壓：3.4?150kHz,<100mV有效值150kHz?30MHz,<30mV有效值(4)離散頻率雜音電壓：3.4?150kHz,<5mV有效值150?200kHz,<3mV有效值各種程控交換機(jī)供電系統(tǒng)基礎(chǔ)電壓范圍不同。有些交換機(jī)電壓允許變化范圍大，稱為寬電壓范圍，這類交換機(jī)適應(yīng)性強(qiáng)。有些交換機(jī)電壓允許范圍小，稱為窄電壓范圍，這類交換機(jī)適應(yīng)性小。擴(kuò)大基礎(chǔ)電壓范圍有利于簡化供電系統(tǒng)，所以發(fā)展趨勢則為寬電壓范圍?；A(chǔ)電壓范圍內(nèi)的工作電壓有三種：浮充電壓，均衡電壓和終止電壓。在通信電源供電系統(tǒng)中，整流器和蓄電池并接于饋電線上，當(dāng)市電正常時，由整流器供電，同時也給蓄電池微小的補(bǔ)充電流。這種供電方式稱為浮充，這一過程中整流器輸出的電壓稱為浮充電壓。為了使蓄電池儲備足夠的容量，視需要升高浮充電壓，使流入電池補(bǔ)充電流增加，稱為均衡充電，這一過程整流器輸出的電壓為“均衡”電壓?；A(chǔ)電壓上限由均衡電壓確定。一旦市電中斷，整流器停機(jī)，蓄電池單獨(dú)向負(fù)荷供電，蓄電池放電允許最低值，稱為終止電壓。基礎(chǔ)電壓的下限是蓄電池組的終止電壓。雜音電壓指標(biāo)由于程控?cái)?shù)字通信設(shè)備采用了大量集成元件電路，它們對各種頻率的干擾信號敏感，所以不僅有如機(jī)電制通信設(shè)備供電系統(tǒng)那樣有衡重雜音和寬頻雜音指標(biāo)要求，還有多種雜音指標(biāo)要求。衡重雜音各國衡重雜音都依據(jù)CCITT(國際電報電話咨詢委員會)建議，即電話電路177以800Hz雜音電壓為標(biāo)準(zhǔn)，其它頻率雜音電壓響度強(qiáng)弱，用等效雜音系數(shù)表示(衡重雜音)。系統(tǒng)衡重雜音的測量點(diǎn)視情況選擇在整流器輸出端、蓄電池輸出端及機(jī)房機(jī)架的輸入端(PDK)，各測量點(diǎn)數(shù)值不一。寬頻雜音它是指各次諧波均方根值，即周期連續(xù)頻譜電壓。有幾個區(qū)段：下限值有的取 10?30Hz,有的取零頻，上限值則取30MHz。下限值是考慮到目前整流器大多為相控型，故輸出成分中含市電(50Hz)的基波及諧波。峰值雜音它是指疊加在直流輸出上的交流分量峰值，即指晶閘管或高頻開關(guān)電路導(dǎo)致的針狀脈沖。離散雜音它是指無線電干擾雜音或射頻雜音，通常為150kHz?30MHz頻段內(nèi)的個別頻率雜音。瞬態(tài)雜音此項(xiàng)是指由于電源干擾或本機(jī)故障所產(chǎn)生的隨機(jī)雜音。瞬態(tài)脈沖時間愈短，影響愈小，則允許的瞬變電壓愈高。瞬變電壓主要是在熔斷器熔斷時，使電路產(chǎn)生大電流變化率，則電路因?yàn)楦行?，故感?yīng)出高壓。二、 直流供電方式機(jī)電制交換機(jī)采用匯流排把基礎(chǔ)電源直接饋送到機(jī)房機(jī)架，這種方式稱為匯流式饋電，又因匯流排電阻很低，也稱為低阻配電方式。在這種配電系統(tǒng)中，當(dāng)某列架負(fù)載發(fā)生短路時，瞬態(tài)電壓便影響其它工作著的列架負(fù)載工作，且發(fā)生設(shè)備的損壞。引起供電系統(tǒng)電壓瞬變因素很多，故必須注意尤其是低阻配電系統(tǒng))：熔斷器速斷特性不好，使熔斷器在短路故障尚未到達(dá)最大時就熔斷。盡量減小系統(tǒng)中電感量：如電池組安裝時匯流條成。型，正負(fù)極盡可能靠攏，以減小瞬變電壓。饋電線正負(fù)間隔，靠攏并行放設(shè)。三、 高阻配電方式程控交換機(jī)有用高阻配電方式，又稱輻射式饋電，即各機(jī)架電源負(fù)饋線，均用高阻電纜從公共配電點(diǎn)引出。也有用低阻配電方式。高阻配電方式優(yōu)點(diǎn)較多，以AXE-10交換機(jī)為例說明：負(fù)載饋電線電阻與距離及電纜截面有關(guān)，瑞典AXE-10程控交換機(jī)配電系統(tǒng)，饋電線距離按25米計(jì)算，要保證每根負(fù)饋電線的電阻大于45mQ。若距離小于25m，則將配電屏上預(yù)置的30mQ電阻串入負(fù)饋線，電纜截面選10mm2。在采用高阻配電的供電系統(tǒng)中，若某一支路發(fā)生短路，或熔斷器熔斷，使電路中所產(chǎn)生的瞬變電壓限制在一定范圍內(nèi)。四、 直流饋電線全程壓降目前我國已引進(jìn)近20種程控交換機(jī)設(shè)備及程控交換機(jī)電源設(shè)備，放電回路電壓降差異較大，直流饋電線截面是依據(jù)全程放電回路壓降和饋電線允許截流量，以及經(jīng)濟(jì)電流密度而選定。幾個國家集中供電系統(tǒng)全程壓降指標(biāo)規(guī)定如下：1780.5V OJV-m一一―一—蓄電池控制屏;SPC羞電源架0.6V交換機(jī)設(shè)備 -1JV-.2.0Vf——0.7V—4(a)NFAX61E交換設(shè)備0.5V 0.4?0,5V蓄電池」.■—_10.5V直流2.4VSPC室L0?0.9V交換機(jī)配電屏電源架設(shè)備(b)S-1240交換設(shè)備(c)加拿大(北電)DM-100程控交換設(shè)備179圖1-4幾個國家放電回路全程壓降日本NEAX61交換機(jī)供電系統(tǒng)全程放電回路電壓降共為2V,電壓降分配如圖1-4(a)所示。S-1240交換機(jī)設(shè)備全程放電回路壓降規(guī)定為4.8V，電壓降分配如圖1-4(b)所示。DM-100程控交換機(jī)設(shè)備全程放電回路壓降最大為2.5V(-般為1.5V)，電壓降分配如圖1-4(c)所示。德國EWSD交換機(jī)設(shè)備規(guī)定饋電線上電壓降為1.0V，直流屏和專業(yè)電源架(SPC)上電壓降為0.8V，共為1.8V。五、直流配電設(shè)備的技術(shù)條件與選型直流供電系統(tǒng)由整流器、蓄電池、直流變換器(DC/DC)和直流配電屏等部分組成。整流器的交流電源由交流配電屏引入，整流器的輸出端通過直流配電屏與蓄電池和負(fù)載連接。當(dāng)通信設(shè)備需要多種不同數(shù)值的電壓時，可以采用直流變換器(DC/DC)或機(jī)架電源將基礎(chǔ)電源的電壓變換為所需的電壓。由于直流供電系統(tǒng)中設(shè)置了蓄電池組。因此可以保證不間斷供電。直流供電系統(tǒng)目前廣泛應(yīng)用并聯(lián)浮充供電方式，并聯(lián)浮充供電方式的原理結(jié)構(gòu)如圖1-5所示。整流器與蓄電池并聯(lián)后對通信設(shè)備供電。市電正常時整流器一方面給通信設(shè)備供電，一方面給蓄電池充電，以補(bǔ)充蓄電池因局部放電而失去的電量。在浮充工作狀態(tài)下，蓄電池還能起一定的濾波作用。市電中斷時，蓄電池單獨(dú)給通信設(shè)備供電。由于蓄電池通常都處于充足電狀態(tài)，所以市電圖1-5并聯(lián)浮充供電方式的原理結(jié)構(gòu)短期中斷時，可以由蓄電池保證不間斷供電。若市電中斷時間過長，整流器應(yīng)由油機(jī)發(fā)電機(jī)組供電。并聯(lián)浮充供電方式的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠，供電效率也較高。但是，采用這種方式時，在浮充工作狀態(tài)下，輸出電壓較高，當(dāng)蓄電池單獨(dú)供電時，輸出電壓較低，因此負(fù)載電壓變化范圍較大。隨著通信事業(yè)的迅速發(fā)展，高層通信大樓越來越多。在高層通信大樓中，如果直流供電系統(tǒng)都安裝在底層的電力室內(nèi)，那么從直流配電屏到高層通信機(jī)房就需要很長的饋電線。為了降低饋線電阻壓降和縮短載流量很大的直流饋線，電力室可分層設(shè)置。一般來說，一個電力室供四五層為宜。為了進(jìn)一步縮短直流饋線，電力室還可以向上向下雙向供電。根據(jù)我國通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YD/T105-2000《通信局(站)電源系統(tǒng)總技術(shù)要求》，設(shè)備的可靠性指標(biāo)為：(1)直流配電設(shè)備，在15年使用時間內(nèi)，平均失效間隔時間(MTBF)應(yīng)＞106h,不可用度^＜1.0x10-6。(2)相控整流設(shè)備，在10年使用時間內(nèi)，平均失效間隔時間(MTBF)應(yīng)＞8x103h,不可用度應(yīng)＜3.75x10-4。(3)高頻開關(guān)整流設(shè)備，在15年使用時間內(nèi)，平均失效間隔時間(MTBF)應(yīng)＞5x104h,不可用度應(yīng)＜6.6x10-6。主要技術(shù)指標(biāo)見表1-1。直流一直流變換器設(shè)備在15年使用時間內(nèi)，平均失效間隔時間(MTBF)應(yīng)＞5x104h,不可用度應(yīng)＜6.6x10-6。防酸式蓄電池組，全浮充工作方式在12年使用時間內(nèi)，平均失效間隔時間(MTBF)應(yīng)＞7x105h,不可用度應(yīng)＜1.72x10-5。(6)閥控式密封鉛酸蓄電池組，全浮充工作方式在10年作用時間內(nèi)，平均失效間隔時間(MTBF)應(yīng)＞3.5x105h,不可用度應(yīng)＜3.43x10-5。表1-1通信電源主要技術(shù)指標(biāo)指 準(zhǔn)項(xiàng)目YD/T73?2002《通信用高巍開關(guān)整折器"0通信-用高頻開美犒流設(shè)備進(jìn)網(wǎng)質(zhì)量認(rèn)壺橙驗(yàn)實(shí)施細(xì)WYD/T1O5S20()0《通禁用高頻開關(guān)組合電源*輸入電壓范困M時相：IS7—242；湘;323