第2章交直流供电系统2.1.1 市电供电方式的分类2.1.2 交流高压配电系统2.1.3 交流低压配电系统2.1.4 交流变配电设备的维护2.2.1 直流基础电压及供电要求2.2.2 直流供电系统的配电方式2.2.3 直流供电系统的主要设备交流（Alternating Current, AC ）供电系统是由主用交流电源、备用交流电源油机发电机组、高压开关柜、电力降压变压器、低压配电屏、市电油机转换屏、低压电容器屏、交流调压稳压设备以及连接馈线组成的供电总体。
其中，高压开关柜内安装有高压隔离开关、高压断路器、高压熔断器、高压仪表用互感器、避雷器等高压元器件；低压配电设备则由低压开关、空气断路开关、熔断器、接触器、避雷器、监测用各种交流电表等低压元器件组成。
直流（Direct Current, DC ）供电系统主要由整流设备、蓄电池组、DC/DC变换器以及直流配电屏组成。
其中整流设备与蓄电池组通过与直流配电屏并联向负载供电，以实现不间断供电和稳定供电的目的。
2.1 交流供电系统交流供电系统包括交流高压配电系统（6kV或10kV系统）和交流低压配电系统（380/220V系统）。
其中，来自国家电网的市电作为主用交流电源，通信局（站）自备的油机发电机组则作为备用交流电源。
大中型通信局（站）都采用10kV高压市电，经电力变压器降为380/220V低压后，再供给整流器、不间断电源设备、通信设备、空调设备和建筑用电设备等。
2.1.1 市电供电方式的分类依据通信局（站）所在地区的供电条件、线路引入方式及运行状态，将市电供电方式分为下述4类。
1.一类市电供电方式一类市电供电方式为从两个稳定可靠的独立电源引入两路供电线，两路供电线不应有同时检修停电的供电情况。
两路供电方式宜配置备用电源自动投入装置。
一类市电供电方式的不可用度指标：平均月市电故障次数应≤1次，平均每次故障持续时间≤0.5h,市电的年不可用度应<6.8×10负四次方。
2.二类市电供电方式二类市电供电方式为满足以下两个条件之一者：（1）从两个以上独立电源构成的稳定可靠的环形网上引入一路供电线的供电方式；（2）从一个稳定可靠的电源或从稳定可靠的输出线路上引入一路供电线的供电方式。
二类市电供电方式的不可用度指标：平均月市电故障≤3.5次，平均每次市电故障持续时间应≤6h,市电的年不可用度应<3×10负二次方。
3.三类市电供电方式三类市电供电方式为从一个电源引入一路供电线的供电方式。
三类市电供电方式的不可用度指标：平均月市电故障在4.5次，平均每次市电故障持续时间应≤8h,市电的年不可用度应<5x10负二次方。
4.四类市电供电方式四类市电供电方式应符合下列要求条件之一：（1）由一个电源引入一路供电线，经常昼夜停电，供电无保证，达不到三类市电供电要求，市电的年不可用度>5x10负二次方;（2）有季节性长时间停电或无市电可用。
2.1.2 交流高压配电系统1.高压配电系统概述通信局（站）的高压配电系统通过高压配电线将来自国家电网电力系统的6kV或IOkV引入局站，并再通过配电变电所的降压变压器降压为380/220V至低压配电系统。
一个电力系统一般由发电、输电、变电、配电和用电5个环节组成。
电力系统的输配电方式示意图如图2-1所示。
而构成国家电网的电力系统是指将发电厂（发电机、升压变压器）、区域变电所（降压变压器）、配电变电所（降压变压器）以及用电设备，通过高压输电线、高压配电线等连接起来的整体。
通常用电压等级以及供电范围大小来划分电网种类。
一般情况下，电压在10kV以上到几百千伏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，则称为国家电网。
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。
如果电能由电源侧直接引向用户变配电所，则这种电力网称为配电网：如果电能先由电源侧馈送到供、配电中心，然后由供、配电中心再引出至配电网，这种电力网称为输电网（又称供电网）。
我国目前采用的输电电压标准有：35kV,llOkV、220kV、330kV 和500kV等：配电标准电压有：10kV、6kV.我国发电厂的发电机组输出额定电压为3.15-20kV.。
在电能的传送和分配过程中，要求电力系统供电安全可靠，停电次数少而且停电时间短，电压变动小，频率变化小，波形畸变小等。
我国规定，配电网低压电力设备的额定电压偏差范围为±7%额定电压值，低压照明为+5/-10额定电压值，频率为50Hzt0.5Hz,正弦波畸变率极限小于5%2.高压配电方式高压配电方式是指从区域变电所，将35kV以上的髙压降到6-1OkV高压送至企业配电变电所及高压用电设备的接线方式。
高压配电网的基本接线方式有3种：放射式配电方式、树干式配电方式、环状式配电方式。
（1）放射式配电方式放射式配电系统从一个中心点放射式的向各负载供电，各负载与中心点之间用固定安装的电缆连接，沿线不接其他负荷，各配电变电所无联系。
向各负载供电的馈电系统成套装配在一起形成配电中心，该配电中心可以制成配电幵关柜、开关板和组合式配电控制箱。
图2-2（a）所示为单回路放射式，图2-2（b）所示为双回路放射式。
放射式配电方式的优点是：线路敷设简单，维护方便，供电可靠，不受其他用户干扰。
（2）树干式配电方式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，各中小型企业变电所都从干线上直接引入分支线供电，如图2-3所示。
树干式配电方式的优点是：总降压变电所6-1OkV的高压配电装置数量减少，投资可相应减少。
缺点是供电可靠性差，只要线路上任意一段发生故障，将影响线路上变电所的供电。
（3）环状式配电方式图2-4所示为环状式配电方式，即指由总降压变电所分别引出两路髙压干线，从左右两侧沿各中小企业变电所敷设，并构成环状供电方式。
环状式配电方式的优点是运行灵活，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，即可切断故障点，使供电恢复。
为了避免环状线路上发生故障时影响整个电网，通常将环状线路中某个隔离开关断开，使环状线路呈“开环”状态。
3.通信局（站）变电所一次线路方案通信局（站）变电所从电力系统受电经降压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，以减少配电线路的长度和电能损失，并且主接线应力求简单、运行可靠、操作方便，设备少并便于维护。
通信局（站）的变电所可分为露天变电所和室内变电所两种。
露天变电所又分杆架式和落地式。
室内变电所又有小型独立变电所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。
电力变压器有油浸式和千式两种类型，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。
g前大容量变压器广泛采用了千式变压器。
较大的通信局、长途通信枢纽大楼为保证高质量的稳定市电，以及供电规范要求（超过600kVA变压器），一般都由市电高压电网供电。
通常都从两个不同的变电站引入两路高压，其运行方式为用一、备一，并且要求两路电源开关（或母联开关）之间加装机械连锁或电气连锁装置，以避免误操作或误并列。
为控制两路高压电源，常用成套高压开关柜，开关柜的一次线路可根据进出线方案、电路容量、变压器台数和保护方式选用若干一次线路方案的高压开关柜组成髙压供电系统。
目前大多数较大的通信局、长途通信枢纽大楼多选用单母线用断路器分段的方式供电。
来自不同供电局变电站的高压经户外隔离开关、电流互感器、高压断路器接到高压母线，然后经隔离开关、计量柜、测最及避雷器柜、出线柜接到降压变压器。
2.1.3 交流低压配电系统1.低压配电系统概述由市电或备用发电机组（含移动电站）提供的低压交流电为通信周（站）用的交流基础电源，对其供电质量有如下的基本要求。
（1）低压交流电的标称电压为220/380V,三相五线，频率50Hz。
（2）使用交流电的通信设备和电源设备对供电电压规定如下。
通信设备用交流市电供电时，在通信设备的电源输入端子处测a 的电压允许变动范围为：额定电压值的+5%10%。
通信电源设备及重要建筑用电设备用交流市电供电时，在设备的电源输入端子处测量的电压允许变动范围为：额定电压值的+10-15%。
当采用油机供电时，受电端子上电压允许变动范围为：额定电压值的+5%?-5%。
（3）当市电供电电压不能满足上述规定或对通信设备有更髙要求时，应采用调压或稳压设备满足电压允许变动范围的要求。
（4）交流市电的频率允许变动范围为额定值的±4%,油机电的频率允许变动范围为额定值的±2%;电压波形正弦畸变率应<5%，三相供电电压不平衡度≤4%。
（5）通信局（站）应根据要求安装无功功率补偿装置。
由市电供电时，对于lOOkVA以下的供电系统，功率因数要求≥0.85对于lOOkVA以上的供电系统，功率因数要求≥0.9。
由油机电供电时，功率因数应达到0.8。
交流低压系统包括低压市电电源、油机发电机供给的自备交流电源以及由整流器、逆变器和蓄电池组成的交流不停电电源。
通信局（站）根据市电供电方式的类别，配有相应台数的油机发电机组。
当市电屮断后，油机发电机将人工或自动启动。
市电和油机发电机的转换由低压交流配电屏或专门设置的市电油机转换屏完成。
对于不允许供电中断的交流用电设备可用交流不间断电源系统供电。
交流不间断电源系统一般都由蓄电池、整流器、逆变器和静态开关等部分组成。
市电正常时，市电经整流和逆变后，给通信设备供电，此时，蓄电池处于浮充状态。
市电中断时，蓄电池通过逆变器（DC/AC 变换器）给通信设备供电。
逆变器和市电的转换由交流静态开关完成。
交流低压配电屏是交流低压系统主要的配电设备。
交流低压配电屏为各路交流负载分配电能，当市电中断或交流电压异常时，如过压、欠压和缺相等，低压配电屏能够自动发出相应的告警信号。
根据YD/T1051-2000《通信局（站）电源系统总技术要求》，低压配电设备的可靠性指标如下：2.常用低压电器及设备较大容量的通信局（站）设置低压配电房用来接受与分配低压市电和备用油机发电机电源。
低压配电系统中的电气设备包括低压交流配电屏、交流稳压器、电容补偿柜、油机发电机组控制屏、市电油机转换屏等设备。
低压电器是低压配电设备或装置的重要组成部分。
低压电器是指用于额定电压交流1200V或直流1500V及以下，在供电系统中起控制、保护、测量、转换和调节作用的电器。
按低压电器在电路中所处的地位和作用，可将低压电器分为主电路开关电器、辅助电路幵关电器和控制电器。
其中主电路开关电器包括隔离器、刀开关、熔断器、断路器、接触器等，而辅助电路开关电器和控制电器包括控制继电器等。
