通信电源基础知识和维护
第一章基础知识
第一节通信电源系统的组成
电信局(站)的电源系统由交流供电系统、直流供电系统和接地系统组成,其组成方框示意图如下所示：
1、交流供电系统
交流供电系统由主用交流电源、备用交流电源、高压开关柜、电力降压变压器、低压配电屏、低压电容器屏和交流调压稳压设备及连接馈线组成的供电总体。
主用交流电源均采用市电。为了防备市电停电,采用油机发电机等设备作为备用交流电源。大中型电信局采用1OKV高压市电,经电力变压器降为380V/220V低压后,再供给整流器、不间断电源设备(UPS)、通信设备、空调设备和建筑用电设备等。小型电信局(站)则一般采用低压市电电源。
2、直流供电系统
在电信局（站）中，一般把交流市电或发电机产生的电力作为输入，经整流后向各种电信设备和二次变换电源设备或装置提供直流电的电源称为直流电源。由整流设备、直流配电设备、蓄电池组、直流变换器、机架电源设备和相关的配电线路组成的总体称为直流供电系统。
目前高频开关整流器在技术上已经相当成熟，由于具有小型、轻量、高效、高功率因数和高可靠性等显著优点。高频开关整流器机架的输出功率大,机架上装有监控模块,与计算机相结合属于智能型电源设备。
阀控式密封铅酸蓄电池是一种在使用过程中无酸雾排出,不会污染环境和腐蚀设备,可以和电信设备安装在一起,平时维护比较简便,体积较小,可以立放或卧放工作,蓄电池组可以进行积木式安装,节省占用空间。
3、接地系统
为了实现各种电气设备的零电位点与大地有良好的电气连接,由埋入地中并直接与大地接触的金属接地体(或钢筋混凝土建筑物基础组成的地网)引至各种电气设备零电位部位的一切装置组成接地系统,即由接地体、接地引入线、接地汇集线和接地线组成。电信电源按照接地系统的用途可分为工作接地、保护接地和防雷接地。按照安装方式可分为分设的接地系统和合设的接地系统。
第二节通信设备对通信电源供电系统的要求
通信局（站）的电源维护以保证稳定、可靠、安全供电为其总技术要求，维护工作的基本任务之一是保证电源设备向通信设备不间断地供电，供电质量符合标准，预防严重障碍（由于通信电源设备故障造成的交换局交换设备和一级干线、二级干线、传输设备的通信中断）发生，降低电源系统的不可用度。
注：电源系统的不可用度=故障时间/（故障时间+正常供电时间）
1、通信设备对交流电源的要求
有相应的优良的备用设备，如自启动油机发电机组（甚至能自动切换市电、油机电），对由交流供电的通信设备应采用交流不间断电源（UPS），电源中的脉动杂音要低于允许值，不允许有电压瞬变，经常检修分析，做到防患于未然，确保可靠供电。
小型通信局（站）交流电源基本采用单向或三相交流电源，单向为220伏，是指相线与零线之间的电压有效值，受电端子上电压变动范围为187--242伏，即15%～-+10%。三项线电压为380伏，是指相线与相线之间的电压有效值，受电端子上电压变动范围为323—418伏，即15%～-+10%,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%。
采用三相五线制交流电源时，要注意最大值、频率、相序三要素，三相正相序排列时为A、B、C，对应色标黄、绿、红；零线为N, 对应色标为蓝；保护地线为PE,颜色是黄绿色。
三相交流电源线连接方式的基本原则：
1、交流供电应采用三相五线制
2、零线禁止安装开关或熔断器
3、在零线上除电力变压器近端接地外，用电设备和机房近端不许接地。
4、交流用电设备采用三相四线制引入时，零线不准安装熔断器，在零线上除电力变压器近端接地外，用电设备和机房近端应重复接地。
2、通信设备对直流电源的要求:
直流供电有相应的优良的备用设备，如蓄电池组等，电源中的脉动杂单要低于允许值，也不允许有电压瞬变，经常检修分析，做到防患于未然，确保可靠供电。
目前交换局常见设备直流供电电压为－48V和+24V, 现代通信设备所用电源大多采用直流－48V,-48和+24的概念来源于相对点位参考点为大地，-48伏开关电源，工作地是正极接地；+24伏开关电源，工作地是负极接地。下图为-48V 或 -24V伏系统浮充供电原理
原理：交流电正常时，整流器供给全部负载电流，并对蓄电池组进行补充充电，使蓄电池组保持电量充足，此时蓄电池组仅起平滑滤波作用；当交流电源中断、整流器停止工作时，蓄电池组放电供给负载电流，使直流电源不中断；当交流供电恢复、整流器投入工作时，又由整流器供给全部负载电流，同时它以稳压限流的工作方式对蓄电池组进行恒压限流充电。
3、通信设备对环境的要求
传输机房、骨干网SDH、DACS设备对机房环境要求，室内温度：20--22°C；室内相对湿度：40%---55%
交直流设备的环境温度的维护测量，使用红外测温仪测量，其读数以不超过28摄氏度为正常。直流设备电池柜温度使用红外测温仪测量，其读数以不超过35摄氏度为正常。
通信机房：15-20摄氏度，相对湿度30%-70%；
第二章交流系统
第一节高压配电系统
1、高压输配电系统概述
电力系统是由发电厂、电力线路、变电站、电力用户组成的供电系统。通信局（站）属于电力系统中的电力用户。市电从生产到引入通信局（站），通常要经历生产、输送、变换和分配等四个环节。在电力系统中，各级电压的电力线路以及相联系的变电站称为电力网，简称电网。通常用电压等级及供电范围大小来划分电网种类，一般电压在10KV以上到几百KV且供电范围大的称为区域电网，如果把几个城市或地区的电网组成一个大电网，则称国家级电网。电压在35KV以下且供电范围较小，单独由一个城市或地区建立的发电厂对附近
的用户供电，而不与国家电网联系的称为地方电网。而包含配电线路和配电变电站，电压在10KV以下的电力系统称为配电网。
下图为电力系统的输配电方式示意图：
2、常见的高压配电方式放射式配电方式：所谓放射式，就是从区域变电所的6～10KV母线上引出一路专线，直接接电信局站的配电变电所配电，沿线不接其它负荷，各配电变电所无联系。
优点是：线路敷设简单，维护方便，供电可靠，不受其它用户干扰，适用于一级负荷。树干式配电方式：
所谓树干式配电方式，是指由总降压变电所引出的各路高压干线沿市区街道敷设，各中小企业变电所都从干线上直接引入分支线供电。
优点是：降压变电所6－10KV的高压配电装置数量减少，投资相应可以减少。
缺点是：供电可靠性差，只要线路上任一段发生故障，线路上变电所都将断电。
环状式配电方式：
环状式系统的优点是运行灵活，供电可靠性较高，当线路的任何地方出现故障时，只要将故障邻近的两侧隔离开关断开，切断故障点，便可恢复供电。
3、高压配电系统组成常用的高压电器有：高压熔断器、高压断路器、高压隔离开关、高压负荷开关、避雷器等。
通信局站变电所：分为露天变电所和室内变电所两种，露天变电所又有杆架式（180KVA 以下变压器）和落地式。室内变电所又有小型独立变电站和带有高压开关柜的变电所。一般有两路市电引入的变电所均采用带有高压开关柜的变电所。
电力变压器：油浸式和干式两种类型，在室内安装变压器时，应考虑变压器室的布置，高低压进出线位置以及操作机构的安全等问题。目前大容量变压器广泛采用了干式变压器。
变压器熔断器选择的原则：容量在100KVA以下的变压器，熔断器的额定电流值应按变压器高压侧额定电流值的2－3倍。容量在100KVA以上的变压器，熔断器的额定电流值应按变压器高压侧额定电流值的1.5—2倍。
通信局（站）变电所从电力系统受电经变压器降压后馈送至低压配电房。要求变电所尽量靠近负荷中心，从而缩短配电距离，使之减少电能损失，并且主接线应简单而运行可靠，同时要便于监控和维护。变配电设备停电检修应先停低压，后停高压；先断负荷开关、后断隔离开关。
第二节低压配电系统
1、低压配电系统的概述
市电分类：
1）一类市电供电：从两个稳定可靠的独立电网引入两路供电线路，质量较好的一路作主要电源，另一路作备用，并采用自动倒换装置。不会因检修而同时停电，事故停电次数极少，
停电时间极短，供电十分可靠。长途通信枢纽、程控交换容量万门以上的交换局、大型无线收发信站等规定采用一类市电。2）二类市电供电：从两个电网构成的环状网中引入一路供电线路，也可以从一个供电十分可靠的电网上引入一路供电线。允许有计划的检修停电，事故停电不多，停电时间不长，供电比较可靠。程控交换容量在万门以下的交换局，以及中型无线收发信站，可采用二类市电。
3）三类市电供电：从一个电网引入一路供电线路，供电可靠性差，位于偏僻山区或地理环境恶劣的干线增音站、微波站可采用三类市电。
2、通信系统低压交流供电原则1）市电是通信用电源的主要能源，是保证通信安全、不间断的重要条件，必要时可申请备用市电电源；
2）市电引入，原则上应采用6~10KV高压引入，自备专用变压器，避免受其他电能用户的干扰。
3）市电和自备发电机组成的交流供电系统宜采用集中供电方式供电，系统接线应力求简单、灵活，操作安全，维护方便。
4）局站变压器容量在630kVA及以上的应设高压配电装置。有两路高压市电引入的供电系统，若采用自动投切的，变压器容量在630kVA及以上则投切装置应设在高压侧。
5）在交流供电系统中应装设功率因数补偿装置，功率因数应补偿到0.9以上。对容量较大的自备发电机电源也应补偿到0.8以上。
6）低压交流供电系统采用三相五线制或单相三线制供电。
7）交流配电部分中，交流熔断器的额定电流值，应不大于最大负载电流的2倍。
3、常见低压配电设备和低压电器低压配电屏：低压配电屏主要用来进行受电、计量、控制、功率因数补偿、动力馈电和照明馈电等功能。
低压交流配电屏的主要性能通常有以下几项：
1.）要求输入两路交流电源，并可进行人工或自动倒换。如果能够实现自动倒换，必须有可靠的电气或机械联锁。
2.）具有监测交流输出电压和电流的仪表并能通过仪表、转换开关测量出各相相电压、线电压和相电流和频率。
3.）具有欠压、缺相、过压告警功能。为便于集中监控，同时提供遥信、遥测等接口。
4.）提供各种容量的负载分路，各负荷分路主熔断器熔断或负荷开关保护后，能发出声光告警信号。
5.）当交流电源停电后，能提供直流电源作为事故照明。
6.）交流配电屏的输入端应提供可靠的雷击、浪涌保护装置。油机发电机组控制屏及ATS：发电机组控制屏目前往往随油机发电机组的购入由油机发电机组厂商配套提供。ATS（即双电源自动切换装置），通常与低压开关柜安装在一起。低压断路器
低压断路器：俗称空气开关，主要作为不频繁地接通或分断电路之用，还具有过载，短路和失压保护装置，在电路发生过载、短路、电压降低或消失时，断路器可自动切断电路，从而保护电力线路及电源设备。
低压刀开关：刀开关是低压电器中结构最简单的一种，广泛应用于各种配电设备和供电线路中，用来接通和分断容量不太大的低压供电线路以及作为低压电源隔离开关使用。熔断器：熔断器是一种最简单的保护电器，在低压配电电路中，主要用于短路保护。它串联在电路中，当通过的电流大于规定值时，以它本身产生的热量，使熔体熔化而自动分断电路。熔断器与其它电器配合，可以在一定的短路电流范围内进行有选择的保护。
接触器：接触器适用于远距离频繁接通和分断交、直流主电路及大容量控制电路。可分为交流接触器和直流接触器两种，交流接触器的工作特点是高压吸合、低压维持。
4、电容补偿电容补偿的原因：在三相交流电所接负载中，除白炽灯，电阻电热器等少数设
备的负荷功率因数接近于1外，绝大多数的三相负载如异步电动机、变压器、整流器、空调等的功率因数均小于1，特别是在轻载情况下，功率因数更为降低。用电设备功率因数降低的后果：使供电系统内的电源设备容量不能充分利用；增加了电力网中输电线路上的有功功率的损耗（有功功率的表达式为P=UIcosφ)；还将使线路压降增大，造成负荷端电压下降。
提高功率因数的方法：
1）提高自然功率因数，提高变压器和电动机的负载率到75~80％，选择本身功率因数较高的设备。
2）对于感性线性负载电路，采用移相电容器来补偿无功功率，便可提高cosφ到80%-90%。3）对于非线性负载电路（在通信企业中主要为整流器），则通过功率因数校正电路将畸变电流波形校正为正弦波，同时迫使它跟踪输入正弦电压相位的变化，使高频开关整流器输入
电路呈现电阻性，提高总功率因数。第三节油机发电系统
油机发电机组是由柴油（汽油）机和发电机两大部分组成。在通信领域，油机发电机组作为交流电源供给设备，在没有市电的地方，油机发电机组就成为通信设备的独立电源，在有市电供给的地方，油机发电机组就作为备用电源，以便在市电停电时期保证通信设备的供电需要，确保通信设备的不间断工作。目前通信局（站）多数油机发电机组都采用柴油发电机组承担备用发电功能。
1、发电机组的组成部分：
1）发电机：发电机多采用单相、旋转磁场式结构的同步发电机。2）发动机：发动机是发电设备的动力装置，通常称之为油机。3）控制系统：发电机组是通过控制面板来启动、停止、变换配电向用电设备供电的，同时也指示发电机组的运行状态。
2、油机的总体构造和工作原理
油机主要由曲轴连杆机构、配气机构、供电机构、供油系统、润滑系统和冷却系统等几部分组成。
曲轴连杆机构：由气缸、活塞、连杆与曲轴组成，作用是将燃烧产生的化学能转化为机械能。配气机构：由进气门、排气门、凸轮轴、推杆、挺杆和摇臂等部件组成，作用是用来控制内燃机进排气时间。供油系统：由油箱、柴油滤清器、低压油泵、高压油泵和喷油嘴等部分组成并在适当的时机通过喷油嘴将柴油以雾状喷入气缸压燃。润滑系统：通常由机油泵、机油滤清器（粗滤和细滤）等部分组成，作用是将机油源源不断地送到需要润滑的机件上，以减轻机件磨损并延长机油的使用期限。冷却系统：由水套、散热器，水管、水泵组成，使柴油机始终在适宜的环境下工作。
油机是将燃料的化学能转化为机械能的一种机器，它是通过气缸内连续进行进气、压缩、工作、排气四个过程来完成能量转换的。活塞在气缸中运动时有两个极端位置：上止点和下止点(又称上死点和下死点)。上止点和下止点间的距离称为活塞冲程(又称为活塞行程)当活塞由上止点移到下止点时，所经过的容积称为气缸工作容积，又称活塞排量，通常以升或立方厘米计算。工作容积与燃烧室容积之和叫气缸总容积。气缸总容积与燃烧室容积的比值称为压缩比。
四冲程柴油机的工作循环是在曲轴旋转两周(720°)，即活塞往复运动四个冲程中，完成了进气、压缩、工作、排气这四个过程，来完成能量转换的
四冲程原理图如下：
3、交流发电机工作原理发电机的基本结构是由转子和定子两部分组成，油机带动的交流发电机一般都是同步发电机。所谓同步发电机就是它的旋转速度n 和电网频率f 及发电机本身的磁极对数ρ之间保持着严格的恒定关系。即：f=ρn/60
通信部门用的一般都是三相交流发电机，三相交流发电机一般都做成三相的电枢绕组，均匀分布在由硅钢片迭成的定子铁芯内圆周上。定子旋转磁极上绕有励磁线圈绕组，与旋转磁极同一转轴上装有滑环和滑环相接触的电刷，产生发电机旋转磁场的电流就是通过电刷和滑环引入励磁绕组的。
同步发电机所采用的励磁方式分为两种（1）他励式：采用直流励磁机励磁，励磁功率由直流发电机供给。（2）自励式：这种励磁方式的励磁原理是应用半导体硅整流器作为整
流元件，将发电机本身提供的励磁功率整流后送入发电机的励磁绕组，用以产
生磁场。
4、油机发电机组的使用与维护
油机开机前需做检查工作：
1）机油、冷却水的液位是否符合规定要求。
2)风冷机组的进风、排风风道是否畅通。
3)日用燃油箱里的燃油量。
4)启动电池电压、液位是否正常。
5)机组及其附近有否放置的工具、零件及其他物品，开机前应进行清理，以免机组运转时发生意外危险。
6）环境温度低于5℃时应给机组加热。
油机启动后供电前的注意事项：
1）柴油发电机组启动时，应待水温50度以上，机油温度在45度以上，机油压力在1.5-3kg/C ㎡，电压、转速稳定后，方可供电。
2）交流油机电源频率变动范围≤±1Hz。
3）机组冷机载时，一次性投入负载最好不大于机组容量的60%。
油机结束供电停机前的注意事项：
1）发电机带载后停电前空载运行时间以3-5分钟。
2）柴油机紧急停电操作时先关断油路，后关电路。
3）冬季室内温度低于0度时，油机水箱应加防冻剂，否则，在油机停用时，应放出冷却水。
油机的保养
1）要保持柴油机各部分的清洁
如燃油的清洁、机油的清洁、进排气系统的清洁、冷却水的清洁、电气系统的清洁等。
更换机油时，为了尽量放完旧油机应先开机预热，更换柴油滤清器后要及时排除油路中的空气。
2）保持正常的工作温度和机油压力
柴油机冷却水的出水温度以保持在75℃～85℃之间为最好。机油温度应保持在70℃～90℃，
3）及时排除各部位的油水渗漏现象
4）移动式发电机组在不用时，应每月做一次试机和试车。
4、常见故障及处理
油机正常排气为淡蓝烟，如果排气为白烟可能燃烧室中有水的成份，如果排气为黑烟可能因为燃烧不充分或机油混入燃烧室。
当出现转速过高（飞车），机油压力表指针突然下降或无压力，冷却水开锅，或其它可能发生人身事故或设备危险情况时，应立即切断油路和进气气路紧急停机。
按下柴油机的启动按钮后，启动电机不转。是应为启动系统出现故障，产生故障的原因可能为启动电池老化或无电、启动开关故障、启动电机坏。
第四节UPS
1、UPS概述
UPS是Uninterruptible Power System（不中断电源系统）的缩写，由于它的出现解决了目前市电存在的市电中断、电压浪涌、电压波形下陷、瞬态高压、高压尖脉冲、频率漂移等诸多问题，现在已经成为通信电源日常维护的一个重点。UPS系统由整流器、逆变器、蓄电池组和输出转换开关构成，在市电供电时，UPS系统先整流再通过逆变器输出无干扰的工频交流电。当市电掉电时，UPS系统由蓄电池通过逆变供电，输出工频交流电。
下图是通信局（站）不间断直流电源供电系统框图：
2、UPS的分类以及主要性能和技术指标
UPS的分类：
UPS按输入输出相数分为单进单出、三进单出和三进三出UPS
UPS按功率等级分类，把UPS分成微型（<3kVA）、小型（3kVA～10kVA）、中型（10kVA～100kVA）和大型（>100kVA）。
UPS按电路结构形式分类有后备式、双变换在线式、在线互动式、三端口式（单变换式）等。1）后备式UPS结构简单、价格便宜、噪声低，但绝大部分时间，负载得到的是稍加稳压处理过的“低质量”正弦波电源，通信生产中不采用。原理图如下：
2）双变换在线式UPS克服了市电质量差对其性能的影响，市电中断时，负载不会发生电源瞬时中断，通信生产中通常采用这种类形。原理图如下：
主要性能和技术指标：输入特性
输入电压范围：－15％～＋10％U之间频率输入范围：50±4%Hz输入功率因数：输入功率因数高低是衡量是否对电网存在污染的一个重要电性能指标。输入电流谐波：是造成UPS 输入功率因数低的一个重要因素。输入特性输出电压波形失真度：指UPS输出波形中谐波分量所占的比率。输出电压稳压精度：输出电压稳定程度越高，输出电压的波动范围越小，电压精度越高。输出功率因数：表示带非线性负载能力的强弱。输出电流峰值因数：指UPS 输出所能达到的峰值电流与平均电流之比。三相不平衡能力：具有100%负载不平衡能力的UPS，允许一相输出带满载，而其他两相空载。UPS输出效率：指UPS的输出有功功率与输入有功功率之比。3、UPS电源供电系统的配置形式
为了提高UPS供电系统的可靠性,目前世界上的UPS厂家有两种备份方案串联和并联备份，由于串联备份没有增加容量且不能很好解决输出电流峰值因数，所以通信机房不常用该配置形式。并联备份有增容概念，而冗余又增加了可靠性，所以被通信机房所采用。
一套设计完善的n+1型并联冗余供电系统应完成以下的控制功能
1）锁相同步调节功能
2）均流调节功能
3）选择性脱机跳闸功能
4）非冗余工作状况报警功能
5）环流监控功能
下图为1+1型并联冗余供电系统图
4、UPS日常维护
UPS三相输出电压的测量：使用四位半以上的万用表测量UPS输出开关的线电压，电压以介于215～225V为正常。
UPS输出线电流的测量：如果测量值与以前明显不同，应记录下新增负荷的大小、种类和位置等，有利于今后发生故障时的分析，新负荷加载前应检查UPS当前的负荷情况，一般不应超过额定容量的70%，双机并联冗余供电的UPS，每台UPS的额定输出容量应不小于负载的总容量。
第三章直流系统
第一节整流与变换设备
1、通信高频开关电源的组成
一般所指的高频开关电源，是指具有交流配电模块、直流配电模块、监控模块和整流模块等组成的直流供电电源系统，它的关键技术和名称的由来就是其中的高频开关整流器，由于目前大都是模块化结构，所以有时也称高频开关整流器为高频开关整流模块。
下图为高频开关电源系统组成框图：
交流配电单元负责将输入三相交流电分配给多个整流模块（一般用单相交流电居多）。交流输入采用三相五线制，即a、b、c三根相线和一根零线N、一根地线E。接有MOA避雷器，保护后面的电器遭受高电压的冲击，再由各分路空气开关控制三相交流电输入整流模块。
整流模块完成将交流转换成符合通信要求的直流电。这里所指的符合通信要求的内容有：输出的直流电压要稳定、输出的直流电压所含交流杂音小，（开关电源设备的电话衡重
杂音电压应≤2mv）、输出电压应在一定范围内可以调节，以满足其后并接的蓄电池充电电压的要求。同时，由于一个开关电源系统大多采用N+1整流模块备份，所以一套开关电源系统至少需要2个开关电源模块并联工作，利用均流功能（电源模块能够共同分担负载电流）解决多个整流模块工作时相互协调的问题。按规定，开关电源各整流模块超过半载时，整流模块之间输出电流不平衡度应低于±5%。其中某个整流模块出现输出高压时该模块能正常退出而不影响其他模块的工作（即选择性过电压停机功能）等。
直流配电单元负责将蓄电池组接入系统与整流模块输出并联，再将一路不间断的直流电分成多路分配给各种容量的直流通信负载。其中在相应线路中接有熔丝保护和测量线路电流的分流器。
监控单元是整个开关电源系统的“总指挥”，起着监控各个模块的工作情况，协调各模块正常工作的作用。
2、高频开关整流器的工作原理开关电源是连接市电电网与通信设备之间的电源转换设备，基本电路包括两部分。一是主电路，二是控制电路，主电路高频开关整流器中的核心部分是高频功率变换电路，开关电源是利用高频脉冲信号控制电子开关开通时间长短来实现稳压的电源。
整流模块实现交流电输入到直流输出原理图:
主电路的功能：完成交流电输入到直流输出的全过程，是高频开关整流器的主要部分
1）交流输入滤波：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；
2）整流与滤波：将电网交流电源直接整流为较平滑的直流电；
3）逆变：将直流电变为高频交流电，这是高频开关的核心部分；
4）输出整流与滤波：由高频整流滤波及抗电磁干扰电路组成，提供稳定可靠的直流电源。控制电路的功能：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、整流模块功能的设定
① 均充功能设定：通常均充周期1个月、均充持续时间10小时。
②整流模块输出限流值设定：如设为110％整流模块输出额定电流，表示当整流模块输出
电流到达该值后，将不再增加电流（进入稳流状态），起到保护整流模块的作用。
③蓄电池组充电限流值设定：比如设为额定容量/10(A)，表示当对电池的充电电流到达该值后，电流将不再上升，起到保护蓄电池组的作用。
④市电中断均充参数设定：当发生交流输入中断后，由蓄电池组向负载供电，监控单元同时开始累计蓄电池放电容量，以决定交流复电后是否向蓄电池实行较高电压的均充。
⑤浮充、均充电压设定：-48V系统设定浮充电压：53.5V；设定均充电压：56.0V。
4、开关电源的日常维护
由于高频开关电源系统在通信电源系统中所处的重要地位，对它的运行管理和维护工作是非常重要的。高频开关电源设备的维护，要保持布线整齐，(各种开关)、(熔断器)、(插接件)、接线端子等部位应接触良好，无电蚀。开关电源加电前应用兆欧表检查铜排与电缆的绝缘情况。
当设备发生故障后，需进行维修。系统检查维修的基本步骤如下：
1）先查看系统有无声光告警指示。
由于开关电源系统各模块均有相应的告警提示，如整流模块故障后其红色告警指示灯点亮，同时系统蜂鸣器发出声告警。
2）再看具体故障现象或告警信息提示。
观察具体故障现象与监控单元告警单元提示是否一致，有无历史告警信息等。
3）遇到非正常告警需要有经验的电源维护人员根据故障现象，进行缜密分析，作出正确的检查、判断及处理。
非正常告警类故障：这一类故障发生时，虽然系统有故障灯亮、告警声响等现象，但情况与监控单元告警信息不一致或监控单元无相应告警信息。
功能丧失类不告警故障：这一类故障发生时，系统的功能发生异常或丧失，但系统没有任何告警提示。
性能不良不告警故障：这一类故障发生时，系统检测的参数不符合系统性能指标，发生检测不准或参数不对等情况。
第二节直流配电
1、直流电源供电方式概述
直流电源供电方式主要分为集中供电方式和分散供电方式两种。传统的集中供电方式正逐步被分散供电方式所取代，这两种供电方式各有以下特点。
集中供电方式：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。如图所示。
集中供电具有电源设备集中，具有便于维护人员集中维护的优点。但是，随着现代通信网逐步向数字化、宽带化、个人化方向发展，通信设备对通信电源供电系统提出了更高的要求，集中供电系统已经不能再适应通信发展的要求，正逐渐被分散供电体制所取代。一般来说，集中供电方式存在以下缺点：
（1）供电系统可靠性差。在集中供电系统中，由于担负着全局通信设备的供电任务，如果其中的某部分设备出现故障，影响范围很大，甚至造成通信全阻。所以从整个通信网的可靠性来看，运行可靠性很差。
（2）在集中供电系统中，电源设备到通信设备采用低压直流传输，距离较长，从而造成直流馈电线路压降过大，线路能耗加大等后果。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。同时还会使系统的电磁兼容性（EMC）变差。
（4）集中供电系统需按终期容量进行设计。集中供电系统在扩容或更换设备时，往往由于设计时的容量跟不上通信发展的速度而需要改建机房，造成很大浪费。另外，由于集中供电系统设计时电源备选型在容量上至少预计了10年的负载要求，这样在工程结束的初期，大量电源设备搁置待用或轻载运行，也造成极大的浪费。
（5）需要达到技术要求的专用电力室和电池室。集中供电系统需要符合技术规范的电力室和电池室，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。
分散供电方式：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。1）半分散供电方式：把整流器与蓄电池以及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。
2）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）。下图为半分散供电方式电源设备布放图：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。
分散供电方式的缺点：由于分散供电是将蓄电池与通信设备放在同一机房，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0.1H~1H配备，对交流供电要绝对保证。2、直流供电系统的配电方式
传统的直流供电系统中，利用汇流排把基础电源直接馈送到通信机房的直流电源架或通信设备机架，这种配电方式因汇流排电阻很小，称为低阻配电方式。低阻配电的汇流排电阻小，相应线路损耗和线路压降小。但当某一负载发生短路事故后，可能使得直流总输出电压发生瞬间的跳变，从而影响其他负载的正常工作甚至损坏。高阻配电方式是在低阻配电系统基础上发展起来的。高阻配电选择线径较细的配电导线，相当于在各分路中接入有一定阻值的限流电阻，克服了低阻配电负载发生短路事故后影响面大的缺点，达到了等效隔离的作用。在实际使用中，高阻配电应注意蓄电池放电终止电压应稍高于常规电压。
通信机房通常采用并联浮充供电方式：整流器与蓄电池并联后对通信设备供电。在交流电正常情况下，整流器一方面给通信设备供电，一方面又给蓄电池补充充电，以补充蓄电池因自放电而失去的电量。在并联浮充工作状态下，蓄电池还能起一定的滤波作用。当交流中断时，蓄电池单独给通信设备供电，放出的电量在整流器恢复工作后通过自动（或手动）转为均充来补足。
并联浮充供电方式的优点是：延长电池寿命、工作可靠（因电池始终处于充足状态）、供电效率也较高，集中供电系统和分散供电系统都采用这种方法。并联浮充供电原理图
3、直流配电的作用和功能直流配电是直流供电系统的枢纽，它将整流输出的直流和蓄电池组输出直流汇接成不间断的直流输出母线，再分接为各种容量的负载供电支路，串入相应熔断器或负荷开关后向负载供电。常用的直流配电系统如图所示：
直流配电的功能
1）测量：测量系统输出总电压，系统总电流；各负载回路用电电流；整流器输出电压电流；各蓄电池组充（放）电电压、电流等。并能将测量所得到的值通过一定的方式显示。
2）告警：供系统输出电压过高、过低告警；整流器输出电压过高、过低告警；蓄电池组充（放）电电压过高、过低告警；负载回路熔断器熔断告警等。
3）保护：在整流器的输出线路上，各蓄电池组的输出线路上，以及各负载输出回路上都接有相应的熔断器短路保护。此外，各蓄电池组线路上还接有低压脱离保护装置等。
4、直流配电的日常维护常识直流屏一般情况下不是智能设备。
2）对于低电压大电流直流来说,电力线设计时线路压降是主要考虑因素，直流馈电线的截面积，一般根据允许电压降来选择。直流放电回路的全程压降，+24V系统应≤2.6V, -48伏供电回路全程最大允许压降为3V，这是指从蓄电池组两端到通信设备受电两端的压降。直流熔断器的额定电流值应不大于最大负载电流的2倍。各专业机房熔断器的额定电流值应不大于最大负载电流的1.5倍。直流配电电屏内放电回路的压降，规定应不大于0.5V。
第三节蓄电池
蓄电池的作用是当市电异常或在整流器不工作的情况下，由蓄电池单独供电，担负起对全部负载供电的任务，起到备用作用。在市电正常时，虽然蓄电池不担负向通信设备供电的主要任务，但它与供电主要设备——整流器并联运行，能改善整流器的供电质量。
通信电源阀控式密封蓄电池要求电池失水少，采用不含锑的铅钙合金做板栅，同时采用极板为管状，从而减小电池的正负极板自放电和氢气的生成。因此，存储寿命长，活性物质的有效利用率交高。以大电流放电，能低温放电。
1、阀控蓄电池构成和分类
阀控式铅酸蓄电池的基本结构：
正负极板组：正极板上的活性物质是二氧化铅（PbO2），负极板上的活性物质为海绵状纯铅（Pb）隔板：阀控式铅酸蓄电池中的隔板材料普遍采用超细玻璃纤维。隔板与极板紧密保持接触。它的主要作用有：吸收电解液；提供正极析出的氧气向负极扩散的通道；防止正、负极短路。
电解液：铅蓄电池的电解液是用纯净的浓硫酸与纯水配置而成。它与正极和负极上活性物质进行反应，实现化学能和电能之间的转换。安全阀：自动开启和关闭的排气阀，具有单向性，内有防酸雾垫。只允许电池内气压超过一定值时，释放出多余气体后自动关闭，保持电池内部压力在最佳范围内。壳体：材料应满足耐酸腐蚀，抗氧化，机械强度好，硬度大，水气蒸发泄漏小，氧气扩散渗透小等要求。
阀控蓄电池外观如图所示
阀控式密封铅酸蓄电池的特点：电池荷电出厂，安装时不需要辅助设备，安装后即可使用；在电池整个使用寿命期间，无需添加水，调整酸比重等维护工作，具有“免维护”功能；不漏液、无酸雾、不腐蚀设备，可以和通信设备安装在同一房间，节省了建筑面积和人力；采用具有高吸附电解液能力的隔板，化学稳定性好，加上密封阀的配置，可使蓄电池在不同方位安置；电池寿命长，25℃下浮充状态使用可达10年以上；与同容量防酸式蓄电池相比，阀控式密封蓄电池体积小、重量轻、自放电低。
蓄电池的型号命名原则：GFM-1000代表含义额定电压2V，额定容量1000AH的固定型阀控式密封铅酸蓄电池。
2、阀控蓄电池工作原理。
正极板上的活性物质是二氧化铅（PbO2），负极板上的活性物质为纯铅（Pb）。电解液由蒸馏水和纯硫酸按一定的比例配制而成。正负极板上活性物质的性质不同，当两种极板放置在同一硫酸溶液中时，各自发生不同的化学反应而产生不同的电极电位。
化学反应原理：
蓄电池在放电过程的特点：正、负极板上的活性物质都不断转变为硫酸铅（PbSO4）；蓄电池的内阻增加；电解液的比重逐渐下降，电动势逐渐降低；至放电终了时，蓄电池的端电压下降到1.8V左右。蓄电池在充电过程的特点：正极板上的硫酸铅（PbSO4）逐渐变为二氧化铅（PbO2），负极板上的硫酸铅逐渐变为海绵状铅（Pb）；蓄电池的内阻降低，电解液的比重逐渐增加，蓄电池的电动势也逐渐增加。
3、阀控蓄电池技术指标
阀控蓄电池的使用容量因素：
电池容量是电池贮存电量多少的标志，有理论容量、额定容量、实际容量之分。
（1）理论容量：理论容量是假设活性物质全部反应放出的电量。（2）额定容量：规定在25℃环境下，以10小时率电流放电至终了电压所能达到的容量，用符号C10表示。I10＝C10 /10 。（3）实际容量又称为使用容量，它表示在预定的放电条件下，电池实际所放出的电量。不
是恒定的常数。
例：配置-48V开关电源，已知最大负载电流Ifz=100A，蓄电池组的额定容量为C10=1000AH，整流模块的标称容量为48V/30A,要求确定整流模块的配置个数。
总电流I OUT =I fz+0.2C10=100+200=300
N≥I OUT/I Z=300/30=10
所以按N+1的原则配为11个模块。
使用因素对容量的影响：1）放电率的影响：对于一给定电池，在不同时率下放电，将有不
同容量。
下图为电池在常温下不同放电率放电时的容量参考值2）电解液温度的影响：在一定环境温度范围内放电时，使用容量随温度升高而增加，随温度降低而减小。解液浓度的影响：在实用范围内，电池容量随电解液浓度的增大而提高
4）终止电压的影响：终止电压是指电池放电时电压下降到某个值而停止或下降到不宜再继续放电的最低工作电压，称终止电压。小电流放电时，终止电压要定得高些；大电流放电，终止电压要定得低些。不同放电率放电终止保护电压参考值如下：
实际应用中，恒流放电时蓄电池放出的电量C=放电电流I×放电时间T。 -48伏电源系统，采用1000AH的固定型阀控式密封铅酸蓄电池组，以10小时率电流放电时，其放电电流为100A，电池组的放电终止电压为43.2V，也是-48伏电源系统第2次下电的电压值。
+24V电源系统，采用600AH的固定型阀控式密封铅酸蓄电池组，以10小时率放电流时，其放电电流为60A，电池组的放电终止电压为21.6V。也是+24伏电源系统第2次下电的电压值。
4、蓄电池的维护使用与注意事项
通信用阀控式密封铅蓄电池技术要求：
（1）放电率电流和容量
10小时率蓄电池放电单体终止电压为1.8V
3小时率蓄电池放电单体终止电压为1.8V
1小时率蓄电池放电单体终止电压为1.75V
（2）充电电压、充电电流、端压偏差
蓄电池在环境温度为25℃条件下，浮充工作单体电压为2.23V～2.27V，均衡工作单体电压为2.30V～2.35V。各单体电池开路电压最高与最低差值不大于20mV。蓄电池处于浮充状态时，各单体电池电压之差应不大于90mV。最大充电电流不大于2.5 I10A。
（3）蓄电池按1小时率放电时，两只电池间连接条电压降，在各极柱根部测量值应小于10mV。（4）蓄电池组进入浮充状态24小时后，各2V电池间的端电压差值应不大于90 mV
（5）阀控式铅蓄电池在全浮充状态下正常运行，2V系列使用寿命不低与8年、6V和12V 系列使用寿命不低与6年。
通信用阀控式密封铅蓄电池安装要求：
电池安装首先要安装厂家提供的电池架或铺放10mm厚的防酸胶皮，电池极性的连接方向要正确；按要求调整电池块之间的距离，使电池码放平稳，无倾斜、无晃动现象。蓄电池连接完毕，应对电池再检查一遍，检查内容包括：电池码放是否整齐；电池极性方向是否正确；连片是否紧固。将蓄电池组接入开关电源系统时，应将整流器的输出电压调到与蓄电池组的端电压一致
通信用阀控式密封铅蓄电池维护要求：
阀控式密封蓄电池对室温要求较高，宜放置在有空调的机房。使用前不需要进行初充电，但应以恒压限流方式进行补充充电。
密封电池经常检查的项目是端电压、连接处有无松动,腐蚀现象、电池壳体有无渗漏和变形、极柱,安全阀周围是否有酸雾酸液逸出、并逐个检查电池的清洁度
阀控式密封铅酸蓄电池的充电电流必须限制在不超过0.25 C10A，通常限制在0.2 C10A 以下，充电限流值一般取0.1 C10A为宜。浮充时全组各电池端电压的最大差值不大于0.05V。
蓄电池每组至少选2只标示电池，作为了解全组工作情形的参考。电池组浮充电压有两块以上低于2.08v/块时应进行均衡充电。电池单体浮充电压的测量时使用四位半以上的万用表进行测量，其结果以介于2.20～2.35为正常。
为了很好地掌握蓄电池的容量情况,并能发现是否存在落后电池。应该每年对电池组进行一次核对性放电试验，放出额定容量的30％～40%；每三年进行一次容量试验，放出额定容量的60%-----80%；到使用六年后每年做一次。
蓄电池组放电后应及时充电，通信局（站）现在广泛采用的充电方法是恒压限流充电落后单体蓄电池修复先是全组电池均充，落后严重时要进行三次充放电循环；再是单体在线修复；将活化仪或充电机按正对正负对负接入在线落后电池两端，对单体电池进行充电。
第四章辅助系统
第一节空调
空气调节简称“空调”，即用控制技术使室内空气的温度、湿度、清洁度、气流速度和噪声达到所需的要求。目的为改善环境条件以满足生活舒适和工艺设备的要求。空调的功能主要有制冷、制热、加湿、除湿和温湿度控制等。
1、空调器的结构：
制冷系统：是空调器制冷降温部分。风路系统：是空调器内促使房间空气加快热交换部分。电气系统：是空调器内促使压缩机、风机安全运行和温度控制部分。箱体与面板：是空调器的框架、各组成部件的支承座和气流的导向部分。
2、制冷系统的主要组成和工作原理：制冷系统是一个完整的密封循环系统，组成这个系统的主要部件包括压缩机、冷凝器、节流装置（膨胀阀或毛细管）和蒸发器，各个部件之间用管道连接起来，形成一个封闭的循环压缩过程：
蒸发过程：从节流装置流出来的制冷剂液体流向蒸发器，吸收外界（空气或水）的热量而蒸发成为气体，从而使外界（空气或水）的温度降低，蒸发后的低温低压气体被压缩机吸入。压缩过程：将低温低压制冷剂气体压缩成高温高压的制冷剂气体排入至冷凝器中。冷凝过程：从压缩机中排出来的高温高压气体，进入冷凝器中，将热量传递给外界空气或冷却水后，凝结成液体制冷剂，流向节流装置。节流过程：从冷凝器中流出来的制冷剂液体在高压下流向节流装置，进行节流减压。
4、空调的主要类型：
单冷型空调器：结构简单，主要由压缩机、冷凝器、干燥过滤器、毛细管以及蒸发器等组成，环境温度适用范围为18℃～43℃。
冷热两用型空调器：冷热两用型空调器又可以分为电热型、热泵型和热泵辅助电热型三种。1）电热型空调器：电热型空调器在室内蒸发器与离心风扇之间安装有电热器，夏季使用时，可将冷热转换开关拨向冷风位置，其工作状态与单冷型空调器相同。冬季使用时，可将冷热转换开关置于热风位置，此时，只有电风扇和电热器工作，压缩机不工作。
2）热泵型空调器：热泵型空调器的室内制冷或制热，是通过电磁四通换向阀改变制冷剂的流向来实现的，如图4-5所示。在压缩机吸、排气管和冷凝器、蒸发器之间增设了电磁四通换向阀，夏季提供冷风时室内热交换器为蒸发器，室外热交换器为冷凝器。冬季制热时，通过电磁四通换向阀换向，室内热交换器为冷凝器，而室外热交换器转为蒸发器，使室内得到热风。热泵型空调器的不足之处是，当环境温度低于5℃时不能使用。
3）热泵辅助电热型空调器：热泵辅助电热型空调器是在热泵型空调器的基础上增设了电加热器，从而扩展了空调器的工作环境温度，它是电热型与热泵型相结合的产品，环境温度适用范围为-5℃～43℃。
3、空调的维护、保养及测试