动力电源(2010年2月)

1、动力电源培训教材黄德强MAIL:TELQ：151273011课程内容 通信电源系统 高频开关电源 UPS 蓄电池 空调 发电机 防雷与接地系统 安全用电 维护规程第一章 通信电源系统前前 言言 本电源系统技术要求是参照国家信产部2000-03-31发布并实施的通信横业标准YD/T1051-2000制作的。 这是对通信电源系统最主要、最基本的技术要求的介绍。 通信电源系统工作原理 工作原理： 市电正常时，交流电（市电）经过“油机/市电转换开关”的“市电”触点，给整流器供电，经整流器整流、滤波后，变成通信设备所需要的稳定直流电，给负载和电池同时供电；一旦市电中断（或有故障

2、）时，后备发电机启动，待发电正常时， 系统自动把“油机/市电转换开关”转换到“油机”触点，给整流器提供正常的交流电，经整流器整流、滤波后，同时给电池充电和负载供电。电源系统的组成 交流供电系统 直流供电系统 相应的接地系统一、交流供电系统分类 集中式供电系统 电源设备集中安装在电力室和电池室 分散式供电系统 指负荷分散或电池与负荷都分散1、集中式供电系统又称传统型供电系统 交流供电系统由专用变电站、市电油机转换屏、低压配电屏、交流配电屏及备用发电机组组成。 直流供电系统由整流设备、蓄电池、直流配电设备组成。集中供电方式电源系统组成方框示意集中供电系统是将包括整流器，直流配电屏以及直流变换器和蓄

3、电池组等在内的直流电源设备安装在电力室和电池室，全局所有通信设备用直流电源都从电力室的直流配电屏中取得。优点 传统集中供电具有电源设备集中，便于维护人员集 中维护的优点。因为电源设备都集中在电力室和电池室，无需考虑到通信设备间的相互干扰和电磁兼容性无需考虑到通信设备间的相互干扰和电磁兼容性问题问题。 可靠性差 投资费用大 直流输电损耗大 扩容困难缺点集中供电方式的缺点 1供电系统可靠性差。2直流馈电线路压降过大，线路能耗加大。另外，过长的馈电回路还会影响电源及电路的稳定性。3由于各种通信设备对电压的允许范围不一致，而集中供电量由同一直流电源供电，严重影响了通信设备的使用性能。4集中供电系统需按

4、终期容量进行设计。在工程结束的初期，大量电源设备搁置待用或轻载运行，造成极大的浪费。5需要达到技术要求的专用电力室和电池室。基建投资和满足相关技术规范的装备投资都很大。6需要24小时专人值班维护，维护成本很高。2、分散式供电系统 设置有一个总的交流供电系统，并由此分别向各直流供电系统提供低压交流电。 各直流供电系统分层设置或按通信设备系统设置，设置地点可为单独的电力电池室，也可与通信设备同一机房。 分散供电方式中，交流供电系统仍采用集中供电方式，而直流供电系统则分成若干个单元供电系统，可按通信系统或通信机房设置，甚至按通信设备机架设置。分散供电方式的类型 半分散供电方式 ：把整流器与蓄电池以及

5、相应的配电单元等设备安装在通信机房或领近房间中,向该通信机房中的通信设备供电的方式。 全分散供电系统：每列通信设备的机架内都装设了小型基本电源（包括整流模块、交直流配电单元、蓄电池）。半分散供电方式电源设备 的布放分散供电方式的优点 1、可靠性高。在故障发生时减小了故障影响面，所以提高了电源系统可靠性。2、有明显的经济效益。各种容量的耗能和占地面积的有较大幅度的减少。 3、承受故障能力强。4、能合理配置电源设备。不需考虑扩容等问题，节约了初期投资、减少了设备和系统资源的浪费。 供电可靠性高投资费用低，占地面积少，材料消耗少节能降耗运行维护费用低分散供电方式的缺点 由于分散供电是将蓄电池与通信设

6、备放在同一机房，故要求电池密封程度很高，同时考虑到楼板的承受力，一般电池容量按0.1H1H配备，对交流供电要绝对保证。 为降低楼板对蓄电池的荷重要求，容量和放电时间在选择上偏小，因此不能充分发挥蓄电池的后备作用。注：话路多，交换容量大的通信局宜采用直流分散供电方式，以保证交流供电的可靠性。分散供电方式电源系统组成方框示意3、其他供电方式 混合供电方式 由交流电源和太阳能方阵（或其他能源）混合组成。 常用于光缆中继站、微波无人值守中继站等。 一体化供电方式 即通讯设备和电源设备组合在同一个机架内，由交流电源供电，一般由整流、配电、蓄电池和监控单元组成。二、低压配电系统简介 IEC 364-3标准

7、中，按照载流导体的配置和接地的方式划分为TN、TT和IT交流配电系统。1、第一个字母T或I表示电源对地关系；2、第二个字母N或T表示装置的外露导电部分对地关系；3、横线后字母S、C或C-S表示保护线与中性线的组合情况。1、TN配电系统 特点： 电源有一点（通常是中性点）直接接地，设备端的外露导电部分通过保护线（即PE线包括PEN线）与该接地点连接的系统 分类 TN-S系统、TN-C-S系统、TN-C系统如图所示 A、TN-S系统：整个系统中保护线PE与中性线N是分开的B、TN-C-S系统：系统中部分保护线PE与中性线N是分开的C、TN-C系统：整个系统中保护线PE与中性线N是合一的用途：这三种

8、供电系统类型在我国都有比较广泛的应用这三种供电系统类型在我国都有比较广泛的应用TN-S： 主要应用在用电量大的楼宇中，也适用于环境条件比较好的场所。TN-C： 国内一般不使用于建筑物内部。TN-C-S： 主要应用在用电量比较小的建筑物或线路末端环境较差的场合2、TT配电系统特点： 有一个直接接地点，设备上需要接地的零部件在用户建筑物中连接到接地电极上，该接地电极与配电系统的接地电极无电气连接要求： 除变压器低压侧中性点直接接地外，中性线不得再行接地，且保持与相线同等绝缘水平。如图所示： 接地的中性线和设备独立接地TT配电系统：配电系统：主要应用于农村低压电力网，以及功率不大的设 备或作为精密电

9、子设备的屏蔽接地。缺点：1、故障时电流较小，往往不足以使保护装置动作，安全性较差；2、因为雷击或相线对地意外短路产生的转移电压，将对人和设备造成损害；3、如果中性线折断所产生的失零过电压将使相线电压达到700V，因此，中性线不得再行接地，且保持与相线同等绝缘水平3、IT配电系统 特点： 电源线与地绝缘或通过阻抗连接，而设备的外露导电部分则接地。 应用 主要应用在对安全有特殊要求的场合，如：矿井、火药库、纯排灌等的动力电力网如图所示：中性线通过阻抗或限压装置连接到地，或与地隔离母线相序排列方式母线在下列各处不允许涂漆 1、母线的连接出及距10CM以内； 2、配电柜年硬母线要留5070CM，以 便

10、挂接地线； 3、涂有变色漆处4、小结 TN（接零系统） TN-S TN-C TN-C-S TT（接地系统） IT（不接地系统）TN-S系统 整个配电系统的中性线和保护地线是分开的，即三相五线制及单相三线制系统 1989年以来新建的电信工程项目采用TN-C-S系统 整个配电系统的前部分的配线方式采用三相四线制，而系统的后部分采用三相五线制及单相三线制配线方式； 早期建设的综合电信大楼及电信局（站），近年来电信设备在上述局（站）扩容中使用。注意事项 在TN-C及TN-C-S系统中，严禁单独断开N线。当保护电器的PEN极断开时，必需连同相线极一起断开。 在TN、TT系统中，无电源转换或虽有电源转换但

11、零序电流分量很小的三相四线配电线路，其隔离电器或开关电器不宜断开N线。 在含有较大零序电流分量的TN、TT系统的线路中，进行电源转换或联络用的功能性的开关电器，应将N线与相线一起断开或接通，且不应该使这些线路并联运行。当两个电源或线路的中性线有可能并联运行时，不应该采用TN-C或TN-C-S系统。第二章 高频开关电源 1、高频开关电源的基本组成、高频开关电源的基本组成 2、基本概念、基本概念 3、主要特点、主要特点 4、基础电压指标、基础电压指标 5、开关电源系统简述、开关电源系统简述 6、监控单元日常操作、监控单元日常操作 7、开关电源系统的故障处理与维护、开关电源系统的故障处理与维护 8、

12、讨论题、讨论题1、高频开关电源系统的组成 高频开关系统由交流配电单元、整流模块、直流配电单元和监控模块组成开关电源系统。1.1高频开关整流器方框图 1、主电路 交流输入滤波：处于整流模块的输入端，包括低通滤波器、浪涌抑制等电路。其作用是将电网存在的杂波过滤，同时也阻碍本机产生的杂音反馈到公共电网。 整流与滤波：将电网交流电源直接整流为较平滑的直流电，并向功率因数校正电路提供稳定的直流电源。 功率因数校正：为了消除由整流电路引起的谐波电流污染电网和减小无功损耗来提升功率因数。 逆变：将直流电变为高频交流电，这是高频开关的核心部分，在一定范围内，频率越高，体积重量与输出功率之比越小。 输出整流与滤

13、波：由高频整流滤波及抗电磁干扰等电路组成组成，提供稳定可靠的直流电源。2、控制电路 一方面从输出端取样，经与设定标准进行比较，然后去控制逆变器，改变其频率或脉宽，达到输出稳定，另一方面，根据测试电路提供的数据，经保护电路鉴别，提供控制电路对整机进行各种保护措施。3、检测电路 除了提供保护电路中正在运行中各种参数外，还提供各种显示仪表数据供值班人员观察、记录。4、辅助电源 提供开关整流器本身所有电路工作所需的各种不同要求的电源（交直流各种等级的电压电源）。21、基本概念、基本概念 输入滤波：输入滤波：将交流电输入电网中的杂波滤除，同时阻碍本机产生的杂音信号反馈到公共电网中。 一次整流：一次整流：

14、将单相交流电转换成直流电； 功率因数校正功率因数校正：将本机的功率因数提高至0.995； 变换变换：将整流后的直流电转换成交流电； 二次整流与输出滤波二次整流与输出滤波：将高频交流电转换成稳定的直流电； 控制电路控制电路：一方面从输出端取样，经与设定的标准进行比较，然后去控制逆变器，改变脉宽，达到稳定输出的目的，另一方面，根据检测电路提供的数据，经保护电路鉴别，使其对整机采取各种保护措施。22、基本概念、基本概念 整流：将交流电转换成直流电 逆变：将直流电转换成交流电 变换：包括逆变和整流两部分* DC/DC变换：DC输入 逆变 整流 DC输出* AC/AC变换：AC输入 整流 逆变 AC输出

15、* 当交流变换器只用于改变交流电频率时，称变频器。3、高频开关电源主要特点、高频开关电源主要特点（一） 重量轻、体积小、适用于分散式供电 效率高（达90%以上） 功率因数高（大于0.92) 稳压精度高达0.2% 噪音低 维护方便 可靠性强 扩容方便高频开关电源主要特点（二） 调试方便 便于实现集中监控、无人值守 对交流输入电源要求低 自动化程度高 存在高频谐波干扰 控制电路复杂4、基础电压指标、基础电压指标41、直流电源电压变动范围、直流电源电压变动范围 -48V系统：-40V57V +24V系统：19V29V全程最大允许压降： -48V系统：3V +24V系统：1.8V直流供电回路接头压降：

16、 1000Ah以下：每100安培 5mV 1000Ah以上：每100安培 3mV42、交流市电电源供电标准、交流市电电源供电标准额定电压：220V/380V；额定频率：50HZ；交流油机电源供电标准交流油机电源供电标准额定电压：230V/400V额定频率：50HZ；三相供电电压不平衡度不大于4%。电压波形正弦畸变率不大于5%交换局接地电阻1 ；基站接地电阻值 | |主从并联热备份 | | | 并联热备份|并机柜并联备份 | |并机模块并联热备份二、UPS的工作方式1、串联热备份工作方式 1.1 低级串联热备份工作方式； 这是最古老、最容易实现的热备份方法。由于可靠性及效率较低，此方案已经淘汰。

17、二、UPS的工作方式1、串联热备份工作方式 1.2 高级串联热备份工作方式； 二、UPS的工作方式1、串联热备份工作方式 1.2 高级串联热备份工作方式； 优点： 1）灵活性高，可将两台不同功率、不同型号、不同厂家的UPS组成此方式； 2）安装调试简单，无须带载调试； 3）无需增加额外辅助电路，可靠性高； 4）在检修状态时，负载仍保证由UPS供电； 5）可作N+1热备份； 6）单台UPS供电，逆变效率高，逆变器工作稳定。 二、UPS的工作方式1、串联热备份工作方式 1.2 高级串联热备份工作方式； 缺点： 1）主机处于满负荷状态，备机处于空载状态； 2）主机静态开关为该系统的故障瓶颈，当主机的

18、静态开关发生故障时，将影响整个系统对负载的供电。UPS的设计者已考虑到这一点，因此静态开关的功率余量为UPS额定功率的10倍（10ms）。实践证明，如此富余量的静态开关的故障率是非常低的 3）瞬间过载能力没有增强 ； 二、UPS的工作方式2、并联热备份工作方式 2.1功率均分（冗余）并联热备份方式； 二、UPS的工作方式2、并联热备份工作方式 2.1功率均分（冗余）并联热备份方式； 优点： 1）两台UPS是平等的，互为补充，正常时功率均分，当一台出现故障时，另一台单独供电给负荷； 2）对瞬间过载适应能力强。 3）当需要检修时，负载仍可由UPS供电，无须旁路。 二、UPS的工作方式2、并联热备份

19、工作方式 2.1功率均分（冗余）并联热备份方式； 缺点： 1）双机保持并联供电必须电压、电流、频率完全一致，这就使并机线路复杂，成为瓶颈故障点。 2）此方案需要加载调试，因此调试复杂，当负载中的线性和非线性负载发生组成改变时，调好的平衡可能将会发生失衡。但性能良好的UPS，可以将这种失衡减至最低限度。 二、UPS的工作方式2、并联热备份工作方式 2.2 部分部件并联的热备份方式； 蓄电池并联热备份方式； 整流器并联热备份方式； 逆变器并联热备份方式； 三、选用UPS时，应该注意的事项。对于我们来说，选用UPS时必须考虑 技术性能； 售后服务； 产品价格； 三大因素综合平衡、统筹兼顾。 三、选用

20、UPS时，应该注意的事项。1、了解UPS的技术性能输入电压可变范围 输入功率因数 输入频率 频率跟踪范围 频率跟踪速率 输出电压稳定精度 输出频率 输出电压不平衡度 动态电压瞬变范围 输出电压相位偏差 市电电池切换时间 电源效率输出功率因数 输出电流峰值系数 过载能力 并机负载电流不平衡度 三、选用UPS时，应该注意的事项。1、选用UPS的时候，应对输入电压宽度和UPS输出能力和可靠性进行考察。 2、根据计算机设备的型号、规格及具体的要求选择UPS，注意两者的匹配性能和兼容能力。 3、当UPS和柴油发电机组一起组成交流后备电源系统时，应注意与柴油发电机组的匹配能力。 A、首先柴油发电机组输出功

21、率与UPS的功率并不是简单一对一的关系 。 B、发电机的工作方式的不同对带UPS这样非线性负载的发电机组的能力有较大影响 。 C、同步发电机励磁工作方式不同对UPS配置也有相当的影响。 三、选用UPS时，应该注意的事项。4、与发电机组匹配时，选择UPS应当考虑的事项 。 1）UPS输入整流方式不同对发电机组容量的影响2）UPS在和发电机配合使用时，具备如下功能可以与发电机组更好匹配较宽的旁路频率跟踪范围和较快的频率跟踪速率。较宽的输入交流频率漂移。 5、如何根据负载大小确定UPS的容量 。 UPS的容量实际负载功率UPS安全系数扩容余量UPS系统的测试。 为了了解UPS的实际技术指标能否满足使

22、用要求，通常对新安装的UPS系统，或者对选型UPS系统，均会做一些测试，这种测试通常包括：稳态测试稳态测试、动态测试动态测试、其他测试其他测试三种。1 1、稳态测试、稳态测试： 所谓稳态测试是指设备进入系统正常状态时的测试，一般可测量 1）输出波形； 2）输出频率； 3）输出电压。 UPS系统的测试。2、动态测试动态测试 1 1）突加或突减负载测试）突加或突减负载测试 2 2）转换性测试）转换性测试 3、其他测试其他测试 1）过载测试； 2）输入电压过压、欠压保护测试 ； 3）蓄电池放电测试四、UPS在使用过程中必须遵守其操作规程 1、UPS的使用环境 1） 保持室内通风良好，避免阳光直射，空

23、气洁净； 2） 环境温度应控制在技术参数所要求的范围内，典型值为：040o 3） UPS四周应预留一定的空间，特别是散热风扇的通风孔不要被异物塞住； 4） UPS四周不应堆放杂物。注意不要将磁记录介质的物品靠近UPS，因机内的磁场可能损坏其中的数据； 5） UPS的底部及进线孔等应设置防鼠网等。 四、UPS在使用过程中必须遵守其操作规程 2、使用UPS电源时，必须严格遵守电工要求，保证正确连接火线、零线、地线的要求，禁止使用2插线排。 3、严格按照正确的开机、关机顺序进行操作，避免突然加载、减载时，UPS输出电压的波动过大而无法正常工作。4、严禁频繁地关闭开启UPS，在关闭UPS后，一般要在6

24、10s后才能重新开机，否则UPS可能进入启动失败状态，即无市电输出，无逆变输出的状态。5、禁止超载使用，必须控制在80之内，靠近80故障率高，最佳的工作状态是在4060之间。四、UPS在使用过程中必须遵守其操作规程 6、经常对UPS进行维护，在厂家或者高级工程师的指导下清除机内积尘，测量蓄电池电压、检查散热风扇运转情况及检测调节UPS的系统参数。 7、使用UPS的时候，应尽量减少冲击电流带来的影响。 8、UPS在日常使用维护过程中，要关注UPS的使用环境，经常检查UPS的使用环境温度、使用的环境洁净度。 9、大功率UPS的蓄电池组电压很高，小心防止点击危险。 10、当UPS系统出现故障时，一定

25、要查明原因并可靠排除故障后才能重新启动主机 ，避免更大损失。五、UPS常见故障及其检修1、UPS不能正常启动 2、UPS在运行过程中频繁地切换到旁路供电方式 3、UPS逆变器驱动管损坏4、人为故障怀疑故障 人为故障是指维护人员的不恰当行为或错觉所认为的故障， 其中是真正的故障，而有些却根本不是故障。 5、人为故障知识性故障 所谓知识性故障是指维护人员缺乏基本理论知识所导致或所误会的故障。 五、UPS常见故障及其检修6、人为故障操作故障 7、延误故障8、经验故障9、环境故障10、交接的故障 六、复习1、在线式UPS主要由那几部分组成？并简述其工作原理？ 答：主要由整流器、逆变器、静态转换开关和后

26、备电池组成。 经过交流直流交流的能量转换过程，只从市电取出能量，输出的交流电源是经过逆变器重新产生，其电压、波形由UPS本身控制。 六、复习2、 UPS的主要作用是什么？答：稳压、稳频、净化和不间断 3、 UPS在哪些情况下会自动转到旁路？ 答：当发生过载、逆变器故障和人为操作时，UPS会自动转至旁路。六、复习4、 UPS输出频率跟踪速率指的是什么？答：单位时间内，逆变器输出频率跟踪旁路电源频率的速度。5、 UPS对环境有哪些要求？答： 1、保持室内通风良好，空气洁净； 2、环境温度应控制在技术参数所要求的范围内，典型值为：040o 3、 UPS四周应预留一定的空间，特别是散热风扇的通风孔不要

27、被异物塞住； 4、 UPS四周不应堆放杂物。注意不要将磁记录介质的物品靠近UPS，因机内的磁场可能损坏其中的数据； 5 5、UPS的底部及进线孔等应设置防鼠网等。 六、复习6、 当UPS输入中断时，值班人员应如何处理？答： 观察电池放电情况； 不能增加负载。 7、 UPS主机日常维护包括哪些内容？（15分） 答： 1）观察UPS仪表、指示灯和运行声音； 2）测试并记录输入、输出的电压电流值； 3）检查UPS散热系统； 4）检查输入、输出电缆是否老化和发热；接线端子是否发热、松动和氧化等； 5）输出终端是否接有与负载无关的电气设备，如电炉、吸尘器和电热水壶等； 六、复习8、UPS的后备时间是如何

28、定义的？答：满载时，电池组所能供电的时间。9、什么是蓄电池再充电时间？一般再充电时间是多长？答：电池组完成放电后，充电至接近满容量所需的时间。一般再充电时间的典型值为：8小时 10、如何对蓄电池组进行维护？ 观察外观是否异常； 定期充放电。第四章第四章 蓄电池蓄电池固定型阀控密封固定型阀控密封铅酸蓄电池铅酸蓄电池（VRLA）主要内容一、用途二、结构特点三、工作原理四、基本参数五、充放电特性六、使用寿命七、维护工作中需要注意的事项；八、如何判断蓄电池组的好坏。一、用途1、荷电备用蓄电池与整流设备构成并联浮充供电方式(1)市电中断：蓄电池进行单放(2)市电正常：起平滑滤波作用2、在UPS系统中为后

29、备电源(1)市电正常：市电整流逆变交流电源（电池充电）(2)市电中断：电池单放逆变交流电源3、在动力设备中为启动电源二、结构特点二、结构特点1、极板组、极板组(1)组成：正极板和负极板(2)正极板： 板栅：铅钙多元合金 活性物质：PbO2(3)负极板：板栅：铅钙合金 活性物质：Pb(4)板栅（基板）作用： 导电 支撑活性物质(5)活性物质作用：参与电化反应2、隔膜（1）材料：超细玻璃纤维（AGM）（2）作用：防止正、负极板短路 储存75%左右的电液 氧气扩散平行隔膜表面的孔为小孔：用于储存电液。垂直隔膜表面的孔为大孔：用于进行氧气扩散，即透氧。3、电解液 电解液：稀硫酸溶液（ H2SO4 ）

30、电解液作用：导电及进行电化反应 贫液设计，即电池内没有多余的电液 电液密度为: 1.3g/Cm3 用酸量为： 1014mL/Ah4、单向节流阀（安全阀）（1）作用）作用当电池内盈余气体的压力达到开阀压时,开启安全阀排泄气体，防止电池内气体聚集，减小电池内压，确保安全。当压力下降到闭阀压时阀门自动关闭，防止空气中的气体进入电池而加速电池自放电。（2）开阀压）开阀压：1040KPa（3）闭阀压闭阀压：110KPa 闭阀压不能选择太小，否则长期处于开阀状态，将造成电池失水，电液枯干，内阻增大，发热严重，电池失效。三、工作原理三、工作原理1、电流电流：外部由电子的定向移动产生 内部由离子的移动产生2、

31、电极反应电极反应（1）负极电极反应式： Pb+SO42- PbSO4+2e（2）正极电极反应式： PbO2+4H+SO42-+2e PbSO4+2H2O3、电池反应电池反应 PbO2+2H2SO4+Pb 2PbSO4+2H2O4、氧循环原理 VRLA电池正、负极板活性物质配比设计与普通电池相反 PbO2 Pb普通电池 ： 4.46g/Ah 3.87g/AhVRLA电池： 1份 1.08 1.20份 充电后期有如下反应： 正极：2H2O O2+4H+2e 负极： 2H+2e H2 即充电后期，正极析出氧气，负极析出氢气。 正极的O2经隔膜大孔到达负极，使负极产生如下反应： 2Pb+O22PbO

32、+热 PbO+H2SO4PbSO4+H2O +热 5、防止充电时产生气体的措施（1）板栅采用无锑合金，提高负极析氢过电位，也就是提高产生气体的临界电压，抑制氢气的析出。（2）采用特制安全阀使电池保持一定内压。（3）利用隔膜大孔，通过贫液式设计，在正负极板和隔膜之间预留气体通道，当正极产生O2时，O2顺着气体通道至负极，在负极析氢前与Pb反应，实现电池内部的氧循环。负极因生成PbSO4使极化电位降低，从而使负极不析氢，而H2O重新回到系统中，以实现免维护。（4）负极活性物质过量10%左右，充电时正极的氧气先产生，且与负极的铅发生反应，使负极总是处于充电状态，抑制了氢气的产生。四、基本参数及相关定

33、义1、电池电动势、电池电动势 标准状态下正极电势 E(+)： +1.685V 标准状态下负极电势E(-)：-0.358V (25。C) 实际情况下与电液浓度有关： dE(+) dE(-) 电池电动势在数值上等于开路电压，即 标准电动势：E池= E(+)- E(-)=2.04（V）4-14-1蓄电池的电动势与端电压蓄电池的电动势与端电压* 蓄电池外电路断开时，其正、负极间蓄电池外电路断开时，其正、负极间的电位差，称蓄电池的电动势。的电位差，称蓄电池的电动势。 * 蓄电池外电路闭合时，其正、负极间蓄电池外电路闭合时，其正、负极间的电位差，称蓄电池的端电压。的电位差，称蓄电池的端电压。*蓄电池外电路

34、断开时，其正、负极间的电位蓄电池外电路断开时，其正、负极间的电位差，称蓄电池的电动势。差，称蓄电池的电动势。通常浮充电压在2.232.25V之间。 *蓄电池外电路闭合时，其正、负极间的电位蓄电池外电路闭合时，其正、负极间的电位差，称蓄电池的端电压。差，称蓄电池的端电压。 通常均充电压设置为2.35V 。4-2 浮充工作状态、均衡充电2、放电速率、放电速率 电流率：用放电电流的大小表示放电的快慢程度。单位为安培（用“A”表示） 时间率：用放电时间的长短表示放电的快慢程度。单位为小时（用“h”表示） 当放电时间率为10、5、3、1等小时时，分别表示为10Hr、5Hr、3Hr、1Hr等。3、标称容量

35、（额定容量）、标称容量（额定容量） 容量指电池的电量，用“C”表示。单位为安时（用“Ah”表示） 额定容量 固定电池在25oC下，以10Hr放电至终止电压为1.8v/只时，应该放出最低限度的电量称为额定容量。用“C10”表示。 10小时率称标准放电率，其电流值为：I10=C10/10=0.1C10 3小时率容量C3和电流I3分别为：C3=0.75C10 I3=2.5I10 1小时率容量C1和电流I1分别为：C1=0.55C10 I1=5.5I104、使用容量 蓄电池在实际使用条件下所放出的容量称为使用容量。使用容量随温度和放电率变化。 不同放电率使用容量与额定容量的关系： 3Hr放电量应达到7

36、5%C10 1Hr放电量应达到55%C10 10Hr放电量应达到100%C10 使用容量随温度升高而増加，其关系由下式求出： Ce=CR/ 1+K(t-25)式中：Ce标准温度下电池放电量； CR非标准温度下电池放电量； t放电的环境温度； K温度系数，10Hr时K=0.006/oC 3Hr时K=0.008/oC 1Hr时K=0.01/oC5、终止电压 定义：蓄电池以一定的放电率，在25oC环境温度下放电至能再反复充电使用的最低电压，称为放电终止电压。不同放电率，其终止电压不同。 10Hr:1.8v/只（标准电流放电） 3Hr:1.8v/只 （较大电流放电） 1Hr:1.75v/只（大电流放电

37、）五、充放电特性五、充放电特性1、充电特性（1）浮充使用定义：为了补足蓄电池每昼夜能耗及维持电池内部的氧循环所进行的补充充电，称浮充充电。浮充电压：2.232.27V/只选择浮充电压的依据：浮充电流能补足自放电损失的容量；浮充电流足以维持电池内部氧循环；蓄电池单放电后，能在供电系统中依靠浮充而充足电；在满足以上条件前提下，浮充电压取值较低为好，以延长电池的浮充寿命。 温度对浮充电压的影响 温度每变化1oC，每只电池的浮充电压必需改变35mV 在线充电曲线： i 0.1C10 7.5 t 珠江电源限流充电7.5h后改为恒压充电 充入电量为放出电量的1.021.1倍（2）均衡充电定义：为了均衡电池

38、组中各个电池的端压、比重所进行的充电，称均衡充电。（注：均衡充电周期由电池使用情况而定）均充电压：2.32.35V/只2、放电特性(1)标称放电：工程验收时进行(容量试验) + - 人工负载 例GFM1000电池 C10=1000 （C10为电池额定容量） 标称电流：0.1C10=100A Q=0.1C10t (0.1C10为10Hr放电电流) 放电终了标志:端压=1.8V/只 （2）核对性放电（实际负荷放电） 条件：市电稳定、可靠； 具备两组电池 方法：中断整流器输出； 电池单放 步骤：放电前：设置放电终止电压（12只电池设22.2V，为保险起见常设22.5V）；将整流模块的输出电压设置为低

39、于电池终止电压（即整流模块处于热备用）；设置放电时间为6小时左右。 放电过程：系统自动记录放电参数。放电结束：依据终止电压或放电时间自动结束；还可人工（端压跌落太快时）强制结束。模块自动升压，并自动投入工作，当电池端压上升至浮充电压时，转入浮充充电。（3）各类市电的放电率选择 二类市电:采用3Hr放电 I3=C3/3=0.75C10/3=0.25C10=2.5I10 放电终了电压约为1.8V/只 一类市电:采用1Hr放电 I1=C1/1=0.55C10=5.5I10 放电终了电压约为1.75V/只六、使用寿命六、使用寿命 VRLA电池寿命终了的标志：电池容量低于80%C10，且不能恢复。 浮充

40、寿命：指蓄电池在规定的浮充电压和环境温度下，蓄电池寿命终了时，浮充运行的时间。 （VRLA电池可达10年或以上） 循环寿命：指蓄电池在规定放电深度和充放电制度下，蓄电池寿命终了时，充放电循环总次数。 （VRLA电池为10001200次）过充电寿命：指采用一定的充电电流对蓄电池进行连续过充电，蓄电池寿命终了时，所能承受的过充电时间。该寿命是一种加速浮充试验寿命。 71 蓄电池组浮充电压的设置* 浮充的作用：补充自放电的容量损失，放电后充电；* 浮充电压：2.25 0.02 V；* 浮充电压与规定值相差5，寿命将缩短一半；蓄电池组长期工作在浮充工作的状态下，正确地设置合蓄电池组长期工作在浮充工作的

41、状态下，正确地设置合适的浮充电压可以不影响蓄电池的使用寿命适的浮充电压可以不影响蓄电池的使用寿命 7 72 2 蓄电池组浮充电压温度补偿蓄电池组浮充电压温度补偿 * 在浮充状态下，为了保证电池既不欠充，又不过充，除了正确设置浮充电压外，还必须根据蓄电池组工作的环境温度适当调整浮充电压。 以25 为基准温度，温度变化 1 ，单体浮充电压调整 3 3mVmV 。 7 73 3 浮充电流的设置浮充电流的设置 * 在蓄电池组放电结束，转入充电状态时，通常使用浮充电压进行充电。使用合适的浮充电压进行充电的同时，必须控制充电电流。浮充电流控制在浮充电流控制在0.1C0.1C10100.25C0.25C10

42、10之间。之间。 7 74 4 均衡充电及均充电压的设置均衡充电及均充电压的设置1 1 * 均衡充电的定义。 蓄电池组长期搁置不用，长期在浮充状态下工作，进行深放电后，蓄电池组各单体电压，容量会不均衡，通过适当地提高充电电压，对蓄电池组进行充电，以恢复蓄电池组各单体电压、容量的均衡度的过程，叫均衡充电。 5 54 4 均衡充电及均充电压的设置均衡充电及均充电压的设置2 2 * 通常上遇有下列情况之一时应进行均充： 1. 新装蓄电池组。 2. 浮充电压有两只以上低于2.18V只。 3. 搁置不用时间超过三个月。 4. 全浮充运行达6个月。 5. 放电深度超过额定容量的20%。 7 74 4 均衡

43、充电及均充电压的设置均衡充电及均充电压的设置3 3 * 均充电压选择：2.35 V；* 均充电流设定：一般为0.1C100.2C10之间 * 均充时间设定：不宜过长，及时转浮充。 7 75 5 蓄电池组放电终止电压的设置蓄电池组放电终止电压的设置 不同的环境温度，处于不同放电率的蓄电池组，设置蓄电池组放电终止电压也不同。 7 76 6蓄电池组每个单体之间的连接必须要可靠蓄电池组每个单体之间的连接必须要可靠 * 如果连接不可靠，使各接触点接触电阻过大，如果连接不可靠，使各接触点接触电阻过大，在大电流工作环境下，将发热，使蓄电池内部产生在大电流工作环境下，将发热，使蓄电池内部产生大量气体，严重的将

44、导致爆炸及燃烧。大量气体，严重的将导致爆炸及燃烧。 7 77 7 蓄电池组每个单体电池连接处不宜搽太蓄电池组每个单体电池连接处不宜搽太多的凡士林多的凡士林。* 有些局（站）考虑到连接可靠的问题，在连接有些局（站）考虑到连接可靠的问题，在连接点螺栓和铜条处搽上大量的凡士林，这将对蓄电池点螺栓和铜条处搽上大量的凡士林，这将对蓄电池的工作产生一定的影响。的工作产生一定的影响。 7 78 8 新安装的蓄电池组在投入使用前，一定新安装的蓄电池组在投入使用前，一定要均充要均充。* 蓄电池组在出厂到现场安装有一定的时间，蓄电蓄电池组在出厂到现场安装有一定的时间，蓄电池自放电原因，无论哪个厂家、质量如何，池自

45、放电原因，无论哪个厂家、质量如何，2424只蓄只蓄电池单体的自放电速度均不一样，因此在投入使用电池单体的自放电速度均不一样，因此在投入使用前，一定要进行一次充分的充电。前，一定要进行一次充分的充电。7 79 9在停电频繁的小水电、接入网点，注意要在停电频繁的小水电、接入网点，注意要防止充电不足防止充电不足。* 经常停电的网点，蓄电池组放电频繁，使充电经常停电的网点，蓄电池组放电频繁，使充电时间不足保证充电的要求，容易产生蓄电池极板硫时间不足保证充电的要求，容易产生蓄电池极板硫酸化，使容量丢失，寿命降低。酸化，使容量丢失，寿命降低。 7 710 10 注意小电流放电对蓄电池组的损害注意小电流放电

46、对蓄电池组的损害 。* 现在大部分的接入网点、小型基站的蓄电池组现在大部分的接入网点、小型基站的蓄电池组容量配置过高，使蓄电池组经常在小电流放电状态容量配置过高，使蓄电池组经常在小电流放电状态下工作，而且接入网点、小型基站市电不保证，使下工作，而且接入网点、小型基站市电不保证，使蓄电池组经常在小电流的工作状态下放光所有电量蓄电池组经常在小电流的工作状态下放光所有电量。 7 711 11 注意勿将启动电池注意勿将启动电池和和后备电源电池后备电源电池混合混合使用使用。* 后备式蓄电池和启动式的蓄电池组的极板设计不同。* 启动式蓄电池组设计寿命不同。* 后备式蓄电池的电解液是盈液设计。 7 7121

47、2实际放出容量的计算。实际放出容量的计算。* 不同环境温度的容量计算：10Hr下，K=0.006/ ；3Hr下， K=0.008/ ；1Hr下， K=0.01/ ； 7 71313实际放出容量的计算实际放出容量的计算2 2。*不同放电率下的容量计算： 0.5Hr=1.75/ =0.4, 1.7/ = 0.45； 1Hr=1.8/ = 0.45, 1.75/ = 0.55； 2Hr= =0.61； 3Hr= =0.75； 4Hr= =0.79； 6Hr= =0.88； 8Hr= =0.94； 10Hr= =1； 7 71414实际放出容量的计算实际放出容量的计算3 3。* 实际放出容量的计算：

48、* 容量试验；* 核对性容量测试；* 检测开口电压、端电压；* 检测内阻；* 检查外观。8 81 1 容量试验容量试验 。*容量试验的定义： 容量试验为蓄电池组容量测试方法之一，通过假负载对蓄电池组进行放电，放出蓄电池组额定容量的80。再根据放电数据进行容量分析的一种蓄电池组容量测试方法。 *容量试验的周期： a）新建蓄电池组在投入使用前，应完成一次容量试验；b）投产后，每年应完成一次核对性放电试验；c) 投产后，每三年应完成一次容量试验，使用满六年后，应每年完成一次容量试验。 8 82 2 核对性容量测试核对性容量测试 。*核对性容量测试的定义 核对性放电试验为蓄电池组容量测试方法之一，可分

49、为离线式核对性放电试验和在线式核对性放电试验两种。离线式核对性容量测试：被测蓄电池组完全脱离直流供电系统 ；在线式核对性容量测试：被测蓄电池组不脱离直流供电系统 ；采用放30容量：低于1.92伏时，可视为落后电池；采用放40容量：低于1.90伏时，可视为落后电池。 83 通过蓄电池组的内阻、电导值定性通过蓄电池组的内阻、电导值定性判断落后蓄电池。判断落后蓄电池。 *核对性容量测试的定义 电导就是传导电流的能力，反映了电池单元可以进行化学反应的极板面积的物理特征。 测试出来的电导值与基准电导值比较后： 70% 警告， 60% 更换。 84 从蓄电池的开口电压、端电压初步从蓄电池的开口电压、端电压

50、初步判断蓄电池组的好坏。判断蓄电池组的好坏。 *各单体开口电压最高与最低差值应20mV。每单体开口电压不应低于2.1V；*均充后，在放电过程中每只电池端电压之间的最大差值应100mV。 放出容量30后，端电压不低于1.92V； 放出容量40后，端电压不低于1.9V。 85 从蓄电池组的外观判断蓄电池组的从蓄电池组的外观判断蓄电池组的好坏好坏*1、电池壳体、极柱上爬酸、漏液。 密封不良、温度过高、充电电压电流过大，过充，质量问题等。 85 从蓄电池组的外观判断蓄电池组的从蓄电池组的外观判断蓄电池组的好坏好坏。 *2、部分单体电池在充电、放电过程中温度过高。 环境温度过高，负极板氧化，极板硫酸化，

51、充电电流过大，过充，电池内部局部短路，电池入柜摆放通风不良。 85 从蓄电池组的外观判断蓄电池组的从蓄电池组的外观判断蓄电池组的好坏好坏。 *3、安全阀经常开启。 安全阀通常在1049Kpa才开启，在110Kpa时关闭，安全阀在浮充、放电过程中经常开启，表明内部释气严重。 浮充电压过高，环境温度过高，电池内部局部短路，充电电流过大，过充，安全阀故障等原因都会引起安全阀经常开启。 85 从蓄电池组的外观判断蓄电池组的从蓄电池组的外观判断蓄电池组的好坏好坏。 *4、电池壳鼓胀。 电池壳鼓胀会引起极板变形，正、负极板与稀硫酸压合不严，活性物质脱落，局部短路。 造成电池壳鼓胀的最直接的原因就是气体过剩

52、并且无法释放。安全阀堵塞不开启。极板变形。 85 从蓄电池组的外观判断蓄电池组的好从蓄电池组的外观判断蓄电池组的好坏坏。 *5、极柱与连接条松动。 极柱与连接条松动会引起浮充电压过低，产生欠充，另外，接触电阻增大会引起温升升高，直接影响极板温度高而引起电池损坏。 VRLA电池是全密封，因此使用期间不漏电池是全密封，因此使用期间不漏液、无酸雾、不需加酸、加水、调整比重。液、无酸雾、不需加酸、加水、调整比重。 也正是它的这个特点，通常被称为免维也正是它的这个特点，通常被称为免维护蓄电池。护蓄电池。 事实上，事实上，VRLA蓄电池在使用过程需要精蓄电池在使用过程需要精心的维护，稍有疏忽，将大大影响其

53、使用寿心的维护，稍有疏忽，将大大影响其使用寿命。命。第五章 维护规程参看2004年版广东移动通信有限公司动力系统维护细则第六章 油机发电机组 柴油机 无刷同步发电机 便携式（小型）油机发电机组6.4.1 柴油机 用途 总体结构 工作原理 1用途 柴油发电机组主要是为备用交流电源，能在市电停电后迅速提供稳定的、符合要求的交流电源 为保证通信设备和其他设备工作，对机组的要求：随时能启动、及时供电、运行安全可靠、供电电压和频率满足通信设备和其他设备的要求。2总体结构 机体由气缸盖、气缸体和曲轴箱组成 气缸：燃料燃烧的地方。温度可达15002000，壁为中空，以水套冷却；壁要光滑，减小摩擦损失；与活塞

54、间密封性好。 曲轴连杆机构：由活塞组、连杆组和曲轴飞轮组等组成，作用是将燃料燃烧时产生的化学能转变为机械能，并将活塞在气缸内的上下往返直线运动变为曲轴的圆周运动，带动其他机械做功。 活塞：承受高温、高压力、高速，且惯性大，需有良好的机械强度和导电性能，且质量较轻，减小惯性；上部的活塞环以防止气缸漏气，机油窜入燃烧室。 连杆：将活塞与曲轴连接起来，从而将活塞承受压力传给曲轴，并把活塞的往返直线运动变为圆周运动。 曲轴：输出气缸内燃烧气体对活塞所作的功，并驱动附属设备如风扇、水泵等。 配气机构：适时打开和关闭进气门和排气门，将可燃气体送入气缸，并及时将燃烧后的废气排出 供油系统：由油箱、柴油滤清器

55、、低压油泵、高压油泵和喷油嘴等组成 油机工作时，柴油从油箱中流出，经粗滤器过滤，低压油泵升压，经细滤器进一步过滤，高压油泵升压后，通过高压油管送到喷油嘴，并在适当时机通过喷油嘴将柴油以雾状喷入气缸压燃 润滑系统：可减轻机件磨损，循环的机油对磨擦表面进行清洗和冷却，机油膜提高了气缸的气密性，还可防止构件生锈，延长使用寿命，一般采用机油润滑 润滑系统通常由机油泵、机油滤清器组成 机油泵通常装在机油盘内，以提高机油压力，将机油送到需要的润滑机件上机油滤清器（粗滤和细滤）用于滤除机油中的杂质，减轻磨损，延长机油的使用期限 冷却系统：保证油机在适当的温度（8090）下正常工作 冷却系统包括水套、散热器、

56、水管、水泵等。 冷却水通过水泵加压后进行循环，循环途径为：水箱下水管水泵气缸水套气缸盖水套节温器上水管水箱 节温器自动调节进入散热器的水量，使油机在最适宜的温度下工作 水冷油机主要部件包括：水套、水泵、节温器、散热器、风扇等；风冷油机主要为小油机，包括风扇和导风罩等 3工作原理 内燃机一个工作循环由四个冲程组成，则该内燃机称为四冲程内燃机 进气冲程 压缩冲程 膨胀（作功）冲程 排气冲程 冲程气门状态活塞运动趋势目的进气冲程进气门开启排气门关闭上下吸入新鲜气体为燃烧准备压缩冲程进气门关闭排气门关闭下上1.提高气缸内气体的压力和温度，为燃烧创造条件；2.为活塞的膨胀作功让出空间3.此末期开始喷油膨

57、胀(作功)冲程进气门关闭排气门关闭上下通过燃烧，气体产生的高压推动活塞运动，再由曲轴输出机械功，完成热功转换排气冲程进气门关闭排气门开启下上排除气缸内的废气为下一个工作循环作准备 四缸四冲程柴油机：四个单缸用一根共用曲轴连在一起，第1、4缸的曲柄处在同一方向，第2、3缸的曲柄处在同一方向，两个方向间错开180，每个气缸按顺序完成各自的工作循环过程 作功次序一般为：1-3-4-2 曲轴每转两圈时，各缸内燃烧和作功一次，即曲轴每转半圈就有一个气缸作功 工作比单缸平稳 6.4.2无刷同步发电机 同步发电机是将机械能转换成交流电能的设备，由于存在旋转电枢（或旋转磁极），传统方式要借助炭刷和滑环，工作时

58、易出现故障而使维护量增加，并且存在电磁干扰，现在广泛采用同轴交流无刷励磁和旋转整流器的无刷激励方式 同步发电机的基本型式为旋转电枢（即三相绕组在转子上）和旋转磁极式两种类型。旋转磁极式同步发电机电枢固定，磁极旋转，电枢绕组均匀分布在整个铁芯槽内，按其磁极的形状可分为凸极式和隐极式两种 同步发电机所谓“同步”是指发电机转子由柴油机（发动机）拖动旋转后，在定子（电枢）和转子（磁极）间的气隙里产生一个旋转磁场，这个旋转磁场是发电机主磁场，又称转子磁场。当主磁场切割定子三相绕组的线圈时，就会产生三相感应电势，接通负载后，负载电流流过电枢绕组后又在发电机的气隙中产生一个旋转的磁场，此磁场称为电枢磁场。电

59、枢磁场和主磁场以同一转速旋转，二者间保持同步，称为同步发电机 6.4.3便携式（小型）发电机组 组成 运行 发电流程 维护 常见故障的排除 1组成 发动机：发电设备的动力装置 包含燃油系统、点火系统、压缩系统、其他附属机构（配气机构、调速机构、机械减压机构、机油油位开关）等。 发电机：多采用单相、旋转磁极式结构的同步发电机。 发电机励磁调节装置：根据具体线路制作，安装在控制面板或放置在发电机附近。 控制面板：用来启动、停止及变换配电向用电设备供电，同时可提供机组的运行状态。一般安装有开关、指示灯、插座、显示仪表、熔断器和照明灯等。 燃油箱（油量指示）、蓄电池（电启动）等 小型发电机的基本构成2

60、.运行 准备 启动 供电 停机 （1）准备 检查机油箱内的机油是否充足，油路是否畅通 检查汽油油位 检查空气滤清器 检查控制面板、连接电缆及插座、插头是否良好，导线有无折裂和绝缘破损等 （2）启动 拆除负载，断开交流断路器 将燃油阀置于“ON”，打开油门。将阻风门杆扳至关位置，关闭阻风门 当发动机在热机状态下起动时，不能关闭阻风门 将发动机开关置于“ON”，轻轻拉起抓手直到感到阻力为止，然后用力拉起（或将启动绳按规定方向绕在轮槽上快速抽拉）。发动机启动后逐步打开阻风门，使发动机升到额定转速。将电压调到220V 检查油门开关和排油塞。油门开关应开，排油塞应关 （3）供电 在机组运转正常、电压稳定