lxy-机房通信电源基础

1、L o g oL o g o通信电源基础培训讲义通信电源基础培训讲义 教师：刘雄跃教师：刘雄跃rank_拼搏拼搏内容内容v 通信电源的构成v 通信电源的基础知识v 通信电源供电系统的组成v 蓄电池v 接地系统v UPS交流不间断系统v 通信电源线的选择v 通信一次电源和二次电源v 为什么用-48伏电源v 怎样快速确定负载线径大小拼搏拼搏一、通信电源的一、通信电源的构成构成 通信电源系统由交流供电系统、直流供电系统、相应的接地系统和监控系统构成。拼搏拼搏交流供电系统的组成交流供电系统的组成 交流供电系统是由市电交流供电系统、备用发电机供电系统、通信交流配电及UPS 供电

2、系统组成。交流市电是必备电源、UPS电源主要用于通信系统中的计算机网络管理、计费系统、监控系统及重要负载。拼搏拼搏直流供电系统的组成直流供电系统的组成 直流供电系统是向通信局(站)提供直流基础电源的供电系统。 48V是基础电源。直流供电系统一般有高频开关整流器、蓄电池组、直流直流（）变换器及直流配电屏等组成。拼搏拼搏二、通信电源的基础知识二、通信电源的基础知识1. 基本概念 交流电、直流电 （可靠性、稳定性、转换、效率） 电源等级 10KV、380V、220V（相） 48V、24V（地） 两孔插座、三孔插座 拼搏拼搏1. 基本概念 交流电、直流电 （可靠性、稳定性、转换、效率） 电源等级 交流

3、电：10KV、380V、220V（相） 两孔插座、三孔插座 直流电： 48V、24V （地） 正 、负极 二、通信电源的基础知识二、通信电源的基础知识拼搏拼搏 可用度： 指在一年内正常供电时间占全年时间的百分比，例如可用度为99.9999%，表示每年的故障时间为 32秒。 不可用度： 指在一年内故障时间占全年时间的百分比，例 ： 如可用度99.9999%，对应的不可用度就是110-6秒。二、通信电源的基础知识二、通信电源的基础知识拼搏拼搏 根据YD/T 1051-2000 通信局（站）电源系统总技术要求的规定，不同通信局（站）电源系统的不可用度的要求如下： 省会城市和大区中心通信枢纽（含国际局

4、）、市话汇接局、（数据）局、无线局、长途传输一级干线站、市话端局以及特别规定的其他通信局（站），电源系统的不可用度应5 10-7 。即 每年内电源系统故障时间应15.8秒；平均20 年内，电源系统故障的累计时间应5分钟。 二、通信电源的基础知识二、通信电源的基础知识拼搏拼搏 地市级城市综合局、15万门市话局、长途传输二级干线站或相当的通信局（站）等，电源系统的不可用度应110-6 。 即每年内电源系统故障时间应31.5秒；平均20 年内，电源系统故障的累计时间应10分钟。 二、通信电源的基础知识二、通信电源的基础知识拼搏拼搏 县（含县级市）综合局、万门以下市话局，电源系统的不可用度 ： 应5

5、10-6 。即每年内电源系统故障时间应2.6分钟； 平均20年内，电源系统故障的累计时间应50分钟。 二、通信电源的基础知识二、通信电源的基础知识拼搏拼搏 2、 高可用度的通信电源的关键要素有4个：可靠性、可靠性、功能性、可维护性和故障容限。功能性、可维护性和故障容限。 可靠性：要求各种电源设备具有很高的MTBF（即平均无故障时间，是衡量一个产品的可靠性指标，单位为“小时”）电源系统、结构简单。 功能性：电源系统具有保护通信设备免受各种干扰的完善的功能。 可维护性：电源系统设计应能进行维护而不会影响对通信设备的供电。 故障容限：电源系统应有处理故障的能力，部分电源设备故障时不应影响对通信设备的

6、供电。 二、通信电源的基础知识二、通信电源的基础知识拼搏拼搏3. 构成通信电源系统的主要部件和设备 通信系统是由各种不同的通信设备和电源设备组成的。不同的通信设备需要的供电电源种类不尽相同，主要有 ：380Vac/220Vac 交流不间断电源和-48Vdc、-24Vdc 、 +24Vdc 直流不间断电源。 这些交流和直流不间断电源都是以380Vac/220Vac 市电电源为输入能源，进行适当的电力变换和调节得到的。 为了保证市电停电时不间断地为通信设备供电，还需要有UPS、蓄电池和备用发电机组(应急发电车）。 二、通信电源的基础知识二、通信电源的基础知识拼搏拼搏3. 构成通信电源系统的主要部件

7、和设备 因此，一个完整的通信电源系统主要由市电电源系统、高压供电系统、变压器系统、低压供电系统、备用发电系 统、不间断电源系统、直流系统、后备电源系统、地线系 统、防雷系统以及动力环境监控系统等多个子系统或设备组成。 在没有市电电源的地区，还需要采用太阳能、风能等 作为能源，同样进行适当的电力变换和调节，最后得到通 信设备所需要的电源。 二、通信电源的基础知识二、通信电源的基础知识拼搏拼搏3. 构成通信电源系统的主要部件和设备 市电电源系统 ： 市电电源系统也称为外部供电系统，是指从公共电力系统到通信局站降压变电站的供电线路，包括高压架空线路或电缆线路。市电电源是通信电源系统首选的主用输入能源

8、。根据通信局站的需用功率，县以上城市的通信局站常采用两路或一路10Kv 的电力电缆线路供电，少数通信局站采用35Kv 的架空线路供电。有的县级城市及以下的通信局站采用380/220V 的低压市电电源供电。根据通信局（站）所在地的市电线路引入方式和供电状况，通信电源设计规范将市电电源分为四类，并以此作为配置备用电源（蓄电池和备用柴油发电机）的依据。 二、通信电源的基础知识二、通信电源的基础知识拼搏拼搏3.构成通信电源系统的主要部件和设备通信局站降压变电站： 通信局站降压变电站是通信电源的主用输入能源和供电枢纽，包括高压供电系统、降压变压器、低压供电系统三个子系统组成。主要配电设备是指有母线、开关

9、设备、补偿设备、计量电器、保护电器、测量电器等组成的受电和配电设备整体。降压变压器的作用是将10Kv等高压市电 交流电源电压降到380/220V ，然后由380/220V 低压配电屏直接送到建筑负荷设备或经电力变换设备和配电设备送 到通信负荷设备。 二、通信电源的基础知识二、通信电源的基础知识拼搏拼搏 3.构成通信电源系统的主要部件和设备 电力变换设备和配电设备： 来自低压配电屏的380/220V 交流电源可以直接为一 般建筑负载设备（如一般空调和一般照明等）供电，而通 信负载设备需要不间断直流电源和不间断交流电源，交流 电源必须经电力变换设备加以适当的变换和调节，才能由 配电设备供给通信负荷

10、设备。电力变换设备和配电配电设 备主要包括整流器、DC/DC 变换器、DC/AC 逆变器、UPS 不间断电源和交流配电屏、直流配电屏等系统或设备。 二、通信电源的基础知识二、通信电源的基础知识拼搏拼搏3.构成通信电源系统的主要部件和设备蓄电池组 ： 蓄电池组是目前广泛应用的储存电能的装置，在通信 电源系统中用作直流备用电源。当市电正常时，蓄电池被 充满电荷。当市电故障时，由蓄电池放电直接供给通信负 荷设备或经DC/DC变换器、DC/AC 逆变器等变换设备供给 通信负荷设备。蓄电池是比较昂贵的设备，为了节省投 资，蓄电池的容量一般都控制到尽可能小。蓄电池只能支 持通信负载设备连续运行有限的一段时

11、间（一般为几个小 时）。因此，蓄电池组称为通信电源系统的短时间备用电 源。 二、通信电源的基础知识二、通信电源的基础知识拼搏拼搏3.构成通信电源系统的主要部件和设备备用发电机组 备用发电机组是通信电源系统的交流备用电源。因为 蓄电池组的备用时间较短，当市电电源长时间停电时，为 保正通信系统的不间断供电，应有辅助的交流电源供电。 这种辅助的交流电源由备用发电机组提供。备用发电机组 一般采用固定式或移动式柴油发电机组或燃气轮机发电机 组。因为备用发电机组的能源来自柴油燃料，只要燃料充 足，备用发电机组就可以连续运行（一般可运行几个小时、 几十个小时甚至几天或更长）。因此备用发电机组称为通 信电源系

12、统的长时间备用电源。 二、通信电源的基础知识二、通信电源的基础知识拼搏拼搏三、通信电源供电系统的组成三、通信电源供电系统的组成 通信电源系统是对通信局站各种通信设备及建筑负荷等提供用电的设备和系统的总称。主要由高压供电系统、变压器系统、低压供电系 统、备用发电系统、不间断电源系统、直流系统、后备电源系统、地线系统、防雷系统以及动力环境监控系统等多个子系统组成。 每一个子系统又是由多个设备组成，比如：供电系统就包括 进线、出线、计量、避雷、接地、告警、转接等7种常见组成， 如此多的设备和子系统，在构成整个通信电源供电系统时，主要有三种典型方式，即：集中供电、分散供电和混合供电。 拼搏拼搏1. 集

13、中供电方式电源系统的组成 ： 集中供电方式电源系统的组成方框图如图所示。其中，包括交流供电系统、直流供电系统和UPS供电系统。 交流供电系统提供一般建筑负荷、保证建筑负荷的用电，并提供通信电源的用电。保证建筑负荷是指通信用空调、保证照明、消防电梯、消防水泵等，一般建筑负荷是指一 般空调、一般照明及其他备用发电机组不保证的负荷。 直流供电系统负责向各种通信设备提供不间断的直流电源。UPS不间断电源负责对通信设备及其附属设备提供不间断交流电源。 三、通信电源供电系统的组成三、通信电源供电系统的组成 拼搏拼搏1、集中供电方式电源系统的组成方框图三、通信电源供电系统的组成三、通信电源供电系统的组成 拼

14、搏拼搏2、分散供电方式电源系统的组成方框图三、通信电源供电系统的组成三、通信电源供电系统的组成 拼搏拼搏3、混合供电方式电源系统的组成方框图三、通信电源供电系统的组成三、通信电源供电系统的组成 拼搏拼搏4. 不同方式电源系统优缺点： 1） 混合供电方式为新型能源，非常符合我国目前大力提倡的 节能减排的大原则，值得大力推广。但只有在阳光充足或风力充足的特殊情况下才适用，而且，收到场地等诸多因素的限制，适用范围较小。 2）集中供电方式优点是电源设备比较集中，维护比较方便。 适用于规模较小的通信局站，部分的故障会影响到全局故障。 3）分散供电方式由于供电设备距离通信设备近，配电损耗相 对小，系统效率

15、高；配电电缆及安装费用也小。而且可靠 性较高，一部分的故障不会影响到全局故障。三、通信电源供电系统的组成三、通信电源供电系统的组成 拼搏拼搏四、蓄电池四、蓄电池1、蓄电池在通信系统中的作用和地位: 1）平滑滤波 2）储能设备 蓄电池是作为通信系统供电的最后一道保证,是维持正常通信的最后一道屏障.拼搏拼搏2、免维护蓄电池： 什么是免维护蓄电池？ 在规定条件下，使用期间不须加水维护的一种蓄电池.它是相对传统的铅酸蓄电池的维护而言仅指勿须加水.并不是不维护,实际工作中仍需履行维护手续.四、蓄电池四、蓄电池拼搏拼搏 3、 蓄电池组：是将单节蓄电池串联组成的储存电能的装置，在通信电源系统中用作直流备用电

16、源。当市电正常时，蓄电池被充满电荷。当市电故障时，由蓄电池放电直接供给通信负荷设备或经DC/DC变换器、DC/AC 逆变器等变换设备供给通信负荷设备。蓄电池是比较昂贵的设备，为了节省投资，蓄电池的容量一般都控制到尽可能小。蓄电池只能支持通信负载设备连续运行有限的一段时间（一般为几个小时）。因此，蓄电池组称为通信电源系统的短时间备用电源四、蓄电池四、蓄电池拼搏拼搏 4、蓄电池的充放电： 1）阀控式蓄电池充电电压高低，直接决定着蓄电池的工作状态及其性能 ,一般为2.23-2.27V/只。若浮充电压过高，则浮充电流较大，容易造成过充及失水，影响电池组的使用寿命；若浮充电压过低，浮充电流补偿不了电池组

17、的日常亏损，时间一长将会造成电池的容量不足，一旦放电，很难保证电池的设定时间。四、蓄电池四、蓄电池拼搏拼搏 4、蓄电池的充放电： 蓄电池在放电时电流不宜过大，更要避免短路放电。放电时，端电压不要低于终止电压，以防蓄电池过度放电导致蓄电池性能下降和寿命缩短。电池放电后或事故停电后，维护人员应及时到电池室，检查充电电流，防止充电电流过大或失控。四、蓄电池四、蓄电池拼搏拼搏5、环境温度: 阀控式密封蓄电池的环境温度对其使用寿命影响很大，根据测算，当环境温度超过25时，温度每升高10，其使用寿命将减少一半。为避免出现热失控，影响其寿命，阀控式蓄电池安放的地方最好有通风散热装置，其环境温度一般应保持在5

18、-30之间（适宜温度为25左右）。四、蓄电池四、蓄电池拼搏拼搏五、接地系统五、接地系统1、接地的作用： 主要是防止人身遭受电击、设备和线路遭受损坏、预防火灾和防止雷击、防止静电损害、保障通信系统正常运行2、按作用接地分： 1）工作地 2）保护地 3）防雷地拼搏拼搏 3、按照设备的接地方式，可将接地系统分成“实地”系统和“浮地”系统“实地”系统与大地是真正相连的，这种接地方式也是我们通常意义上所说的“接地”，对于通信设备，通常都要求要做到实接地，比如通信电源系统、程控交换机、数据网络系统，其接地要求就非常严格；此外，还有移动通信网络中的基站，避雷设备中的避雷天线等等，都是实接地系统。“浮地”系统

19、也很多，它们的“地”由于受条件限制，或工程设计中感觉没有必要，并没有与大地真正相连，而只是接到了本身设备的金属外壳上，这一类就是浮接地系统。比如我们天天使用的手机、笔记本电脑，PC机等等。五、接地系统五、接地系统拼搏拼搏4、电气地大地，是一个电阻非常低、容量非常大的物体，拥有吸收无限电荷的能力，而且在吸收大量电荷后仍能保持电位不变。5、接地一将电气设备的某一部分经接地线连接到接地极称为接地6、接地极与大地紧密接触并形成电气接触的一个或一组导电体。五、接地系统五、接地系统拼搏拼搏7、接地的分类： 1）分设接地系统： 把通信系统的“工作地”、“保护地”和“防雷地”分别安装，互不连接，自成系统，我们

20、称作“分设接地系统” 2） 把通信系统的“工作地”、“保护地”和“防雷地”是合并设在一起，形成一个统一接地系统，我们称为“合设接地系统” 即联合接地。五、接地系统五、接地系统拼搏拼搏8、通信设备必须接地的部分：1）直流电源、通信设备机架、机壳、入局（站）通信电缆的金属护套或屏蔽层2）交流配电屏、整流器等供电设备的外漏导电部分3）直流配电屏的外漏导电部分交直流两用设备的机架、机框内与机架、机框不绝缘的供电整流盘的外漏导电部分4）电缆、架空线路、配线架、金属走线架、电池架等外漏导电部分五、接地系统五、接地系统拼搏拼搏9、接地不符合要求造成的结果：1）若接地不符合要求，当通信电源、程控交换机及数据网

21、络设备受到强电力干扰或雷击时，可能会造成严重的宕机事故。 2）若接地电阻过大，或者有些所谓的“地”根本就没有真正接大地，那么一旦发生雷击，后果将会非常严重，此时的雷击高压电荷无法及时通过“防雷地”释放，反而逆行经“工作地”串入设备内部，进入电源模块，经电源的“保护地”释放，从而把设备彻底烧坏。3）数据设备的“工作地”未接好时，往往会造成数据不稳定，容易受到外界电磁干扰和可能出现线对之间的信号串扰等现象，从而影响到设备工作性能。4）人体静电是设备受损。五、接地系统五、接地系统拼搏拼搏六、六、UPSUPS交流不间断系统交流不间断系统 1、UPS基本概念： 即不间断电源系统 ，可为重要负载提供不间断

22、的、可靠连续的、无干扰的纯净电源。当市电中断时，或市电参数超过允许范围时，由电池向负载提供电能，直至市电恢复为止 拼搏拼搏2、 UPS的分类： UPS 按照原理和向负载供电方式可分为:后备式、在线互动式和在线式. 后备式:交流输入正常时,UPS只是将输入电源过滤后输出,同时通过充电器给电池充电,交流输入中断后切换为电池和逆变器电路供电,逆变器只在交流输入中断后才开始工作. 在线互动式:交流输入正常时,逆变器反相给电池充电,交流输入中断后由电池逆变提供输出. 在线式:无论交流输入电源是否正常,均通过逆变器电路提供电源输出.五、接地系统五、接地系统拼搏拼搏七、通信电源线的选择七、通信电源线的选择1

23、）、直流导线的选择：直流导线按压降选择，-48V 的通信设备电池放电终止电压为1.8V，直流放电回路的全程压降应不大于3.2V。直流压降为电缆电阻和电流的乘积。导线采用阻燃多股铜芯软电缆。2）、交流导线的选择：交流导线按载流量选择。为消防安全考虑导线采用阻燃多股铜芯软电缆，市电引入电缆一般可按4x25mm2规格交流线缆配置。3）接地导线的选择：设备保护接地线的截面积应不小于16mm2，接地引入线的截面积应不小于95mm2 。拼搏拼搏八、通信一次电源和二次电源八、通信一次电源和二次电源什么是通信用一、二次电源？ 一次电源是指将电网市电变换成标称值为-48V的直流电源。我国近几年用于通信的高频开关

24、整流电源发展迅速，单个模块已先后推出48V20A、48V30A、48V/50A、48V75A、48V100A、48V200A等系列化产品，以满足不同容量不同场合的用电需求。 如： C&C08程控交换机，机柜顶部电源框拼搏拼搏八、通信一次电源和二次电源八、通信一次电源和二次电源 二次电源是指通信设备内部集成电路芯片等所需用的直流电源。要求体积要小，输出电压多种多样，用的较多的有5V、12V。将一次电源输出的-48V直流电，经过DCDC高频开关功率变换，获得不同大小的直流电压输出，即是二次电源。 如：C&C08程控交换机，机框POWER电源卡板。拼搏拼搏九、为什么用九、为什么用-48-48伏电源伏电源 通信设备电源其实用过多种：老式的机电式交换机，如最早的步进制、后来的纵横制式，都是-60V 。为了简化电源设备，现在的程控交换机、传输、光端机等设备，都是用-48V电源。因为程控交换机与电话在用户的距离比较远，为了保证一定的服务范围，交换机的电源电压不能过低，所以通信设备统一使用-48V电源。 拼搏拼搏 通信设备（电路板）中应用有大量的线圈、继电器等元器件，都使用直流工作电源。因空气中的湿度总是存在的，在直流电