通信电源(第三版)
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《通信电源》课程标准课程编码:s0658015课时:40 理论:34 实践:6 学分:2 适用专业:通信类专业一、课程性质与作用本课程为通信技术(光纤通信方向)、通信系统运行与管理(通信工程设计与监理方向)和移动通信技术专业的专业必修课程。
通过本课程的学习,学生应对通信电源系统有个整体认识,理解通信电源系统基本原理,掌握通信电源系统的安装维护管理方法,训练学生通信电源系统维护的实际技能。
使学生在进行通信电源系统设计及维护时,能够合理选择电源设备,组成能够可靠供电的电源系统,并能够完成各种电源设备的日常维护工作。
本课程在通信类专业的第三学期开设,学生已经学习了电工及模拟电路的相关知识,同时对通信网络有所了解,对通信类专业综合岗位的工作有了一定的认识,在这个时间段开设本课程,对学生学习的针对性和知识的衔接上都较为合适。
本课程为通信工程设计与监理方向的学生今后通信工程设计及概预算课程的学习奠定了基础,同时拓展了通信类专业学生在通信电源设计、安装、操作及维护方面的能力。
二、课程设计思路(一)开发的路径《通信电源》课程是通信类专业一门专业拓展课程。
通信企业通信类专业岗位对复合型人才需求强烈,(复合型人才指对高职层面的技术蓝领,要求胜任传输线路、终端装维、基站全业务在内的综合性岗位),而通信电源选择、安装及维护是其中的一个十分薄弱环节,开设《通信电源》课程,扩充学生通信电源方面的知识,使之成为非通信电源专业的学生今后就业的一大优势。
以学生如何获得知识技能为切入点,遴选出课程所对应的岗位典型工作任务,结合实训条件,以学生认知和技能的获取为依据进行序化,开发任务驱动的项目制课程,创造虚拟的工作环境,将创新教育渗透到课程设计中。
学生通过完成工作任务,主动理解和获得知识技能,学会工作和在工作中提高自身的能力,从而提升了其可持续发展的能力。
同时,大部分工作任务需要以团队的形式完成,可以培养学生团队合作精神、管理能力和创新开拓精神。
一、课程基本概述通信电源系统是整个通信设备的重要组成部分,通常被称为通讯设备的“心脏”,稳定可靠的通信电源供电系统,是保证通信系统安全、可靠运行的关键,一旦通信电源系统故障引起对通讯设备的供电中断,通讯设备就无法运行,就会造成通信电路中断、通信系统瘫痪,从而造成极大的经济和社会效益损失。
因此,通信电源系统中占据十分重要的位置。
《通信电源》分成概述、交流系统篇、直流系统篇和综合测试篇等四大篇章。
在概述中介绍通信电源系统的总体概念,简要说明了各分支专业如何组成一个整体,构成一个满足通信正常运行所要求的电源系统:交流系统篇介绍高低压配电、油机发电、交流配电以及空调设备的一些基础和维护,不同场合使用不同的空调设备;直流系统篇介绍整流交换、蓄电池、UPS、直配;综合测试篇介绍接地和防雷、环境的集中控制,以及通信电源系统的日常测试维护原理和步骤。
关于高低压配电系统,我们知道发电厂、电力线路、变电站和电力用户组成了电力系统,通信局属于电力系统中的电力用户,市电从生产到引入通信局要经过生产、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就是我们所说的电网,根据供电范围大小电网可以分为区域电网,国家电网,地方电网等种类。
由于大型发电厂的建成投产及输电距离的增加,为了减少线路能耗和压降以及节约有色金属和降低线路的工程造价,必须经发电厂中的升压变电所升压至35kv~500kv。
高低压配方式包括放射式配电、树干式配电以及环状式配电方式三种接电方式,不同的接地方式有不同的优缺点,适用于不同的场合。
例如,对于环状式配电方式其优缺点是运行灵活,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。
)另外为了避免环状线路上发生故障时影响整个电网,所以在正常情况下呈“开环”状态。
而对于树干式配电方式的优点是: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——只要线路上任意一段发生故障,线路上变电所都将断电。
信号网络的防雷1.信号防雷器的常用保护电路信号网络浪涌保护器简称信号防雷器、信号避雷器,一般采用串联的保护方式,其常用的保护电路如图1所示。
图1 信号防雷器常用保护电路2.信号防雷器的主要技术参数通信行业标准YD/T1542-2006《信号网络浪涌保护器技术要求和测试方法》规定了信号防雷器主要技术参数,包括最大持续运行电压Uc、电压保护等级Ug、冲击耐受能力In和传输特性。
信号防雷器安装的线路可能有交流电源、直流电源或是脉动电源。
防雷器必须保证在电源最大可能的工作电压下不动作,不影响信号传输,并留有一定裕度。
最大持续运行电压Uc 由产品说明书规定,在此电压和升高20%后再返回此电压时,产品的对地漏电流小于1mA。
如产品说明书不标明Uc,则不做此项测试。
一般来说,最大持续运行电压高一些,产品的寿命和可靠性会好一些。
但最大持续运行电压越大,残压越高,防雷效果差一些。
因此,应综合各种因素设计或选取最大持续运行电压。
如果最大持续运行电压Uc为零,也是允许的,如线间用电感作过压保护器,其Uc为零。
电压保护等级Ug表征SPD限制其两端电压的特性参数,一般由线对地、线间的残压组合来表示。
电压保护等级Ug所对应的残压值是小电流时避雷器动作电压,相当于电压保护水平,它的数值要小于设备的耐雷水平。
由于信号防雷器的结构有各种形式,因此它的残压测量要用两种波形,分别是1kV/μs冲击电压和8/20μs、40A冲击电流。
冲击耐受能力In表征信号SPD容许通过规定的波形和峰值的冲击电流,并耐受规定次数的特性,这是SPD最主要的参数之一。
信号防雷器一个最基本的要求不能影响信号传输,所以传输特性是信号防雷器的重要参数。
信号防雷器的传输特性包括:插入损耗、驻波比、近端串扰、误码率、数据脉冲波形变化等,信号防雷器的传输特性应根据产品安装线路上信号形式选择。
深圳职业技术学院课程教学进度计划表
(2014~2015学年)
课程名称《现代通信技术》
授课学时60 学时
主讲(责任)教师姜敏敏
参与教学教师杨光朱国巍
授课班级/人数通信技术专业
专业(教研室)通信技术
填表时间2015.9
专业(教研室)主任王蕾
教务处编印
二O一五年九月
一、课程教学目的
通过本课程的学习,使学生熟悉通信基本原理,知道通信系统的基础知识,掌握典型通信系统的组成原理、模型、特点及其性能指标,并能够根据实际具体的通信系统,对其内部传递的信号进行分析,还要会分析比较各种通信系统的传输性能。
同时需要对信道复用、最佳接收机及同步能有所了解。
课程能教会学生使用常见的仪器、仪表;会使用相关软件进行通信系统的模拟和分析;能培养学生会计算典型通信系统的主要性能指标。
通过课程内容学习,能够培养学生的创新意识;培养吃苦耐劳的精神;培养学生认真负责的态度;学生分析问题解决问题的能力,以及学习能力以及团队合作精神。
二、教学方法和手段
本课程的教学,强调基础知识、基本概念、基本操作技能。
理论教学结合使用多媒体手段,实践教学在通信实训室进行,为后续的《移动通信原理》、《光纤通信》等做好铺垫。
三、课程考核方法
1. 期末的笔试重点考核理论知识和专业能力,占总成绩的60%。
;
2. 实训项目操作和考核,占总成绩的20%;
3. 平时成绩包括出勤、作业与实训报告,占总成绩的20%。
四、教学内容及进度安排。
通信电源(第三版)第一章1.交流基础电源标称值 220/380V2.直流基础电源标称值 -48V3.整流器(AC—DC)逆变器(DC—AC)直流变换器(DC—DC)4.通信电源组成:交流供电系统、直流供电系统、接地系统、防雷系统、集中监控系统。
5.通信局(站)电源系统必须保证稳定、可靠、安全地供电。
6.电源系统组成方式:集中供电、分散供电、混合供电。
7.一旦市电停电,应在 15 分钟内使用发电机组启动运行,以保证机房空调等用电。
8.主用交流电源市电、备用、油机电/发动机组提供。
9.备用发电机组三相电压的线序,如发现相序接错,应将接备用发电机组输出端三根相线的任意两根对调。
10.电源系统示意图:11.浮充供电原理图12.通信用整流器已发展到高频开关整流器13.URLA 阀控式密封铅酸蓄电池14.联合接地系统由接地网、接地引入线]、接地汇集线、接地线四部分组成。
15.移动通信基站电源系统方框图。
P916.TN-S 系统原理图、使用注意事项:N线不能安装熔断器或开关,如果安装熔断器或开关,N线出现大电流,N线熔断器熔断,三相负载严重不平衡,相线与零线短路。
PE线当相线与金属外壳碰在一起,PE线中产生大电流,PE线中熔断器熔断,外壳有220V左右高压,危机人生安全。
17.线颜色 A/U 相黄色 B/V 相绿色 C/W 相红色零线 N 淡蓝色保护地线 PE 黄、绿双色18.通信设备电端子上电压允许变动范围 -40~-57 电话衡重〈=2 供电回路全程最大允许压降 3.2V19.市电不满足要求应采用调压或稳压设备来满足电压允许变动范围的要求。
交流电的频率为 48~52Hz第二章1.高压隔离开关和高压断路器配合使用,高压负荷开关和高压熔断器配合使用。
2.电流互感器(测大电流)电压互感器(测大电压)3.五防功能:防止误分、误合断路器;防止带负荷分、合隔离开关;防止带电合接地开关;防止带地线合闸送电;防止人员误入带电间隔。
4.油浸式变压器(用于室外);干式变压器(室内)5.绕阻 D,yn11 意思:原绕阻为三角形连接,副绕阻为星形连接,中性点直接接地并接出中性线。
6.自动转换开关(ATS)可代替市电油机转换屏7.接触器不具备过流保护功能,因此在电路中要与熔断器或断路器配合使用。
8.空开(低压断路器)功能:保护电力线路和设备9.停电检修时,应先停低压后停高压;先断负荷开关,后断隔离开关;断开电源后,高压设备的三相线上均应接地线。
单极隔离开关及跌落式熔断器的操作顺序:停电时,先拉开中间相后拉开两边相;送电顺序则相反。
第三章1.联合接地的概念及组成? 按均压等电位原理,使通信局(站)内各建筑物的基础接地体和其他专设接地体相互连通形成一个共同地网。
2.机房接地网的组成相互连通的环形地网,建筑基础地网组成。
3.接地体埋深深度要求0.7m4.材料:接地体:采用多股铜芯绝缘导线。
16 mm²5.直流工作接地线要求:单独从接地汇集线或接地汇流排上引入。
70mm²6.接地线要尽可能短,直,多余的线缆应切断,严禁烧盘。
7.严禁将室内外走线架连通。
8.综合通信大楼的接地网组成:相互连通的建筑基础地网、环形地网及变压器地网组成。
9.基站地网的组成:由相互连通的机房地网、铁塔地网和变压器地网组成的一个功用地网。
10.变压器地网与机房地网的边缘相距不超过30m,应采用水平接地体将这两个地网焊接连通。
11.移动通信基站所在地区土壤电阻率低于 700 欧*米时,基站地网的工频接地电阻宜控制在 10 欧以内。
大于 700 欧*米时,可不对基站的工频接地电阻予以限制,此时地网的等效半径应不小于 20m。
12.接地引入线与地网的接地点,宜避开避雷针、避雷带的雷电引下线与地网的接地点及铁塔塔脚,其间距应大于 5m,条件允许时,宜取 10~15m。
13.目前,我国移动通信基站室内接地系统的等电位连接大多采用星形接地结构。
14.采用星形接地结构时,各设备的保护地线应单独从接地汇流排上引入,严禁复接。
15.土壤电阻率的影响因素有土壤类型、含水量、含盐量、温度、土壤紧密程度等土壤的化学性质和物理性质。
16.土壤电阻率的测试应不在雷雨天气,不在雨后。
17.模拟雷电流的两种类型:10/350us 、8/20us。
18.通信电源系统的防雷保护,采用分布保护和多级保护措施。
19.浪涌保护器(SPD)分类:开关型:气体放电管限压型:压敏电阻。
20.浪涌保护器(SPD)3+1 用于 TN-S , TT 系统。
4+0 TN-S 系统 P6821.SPD(浪涌保护器):防雷空开作用22.模块式限压型 SPD 正常时显示窗为绿色;若现实窗为红色,则说明已失效,应及时更换。
三灯亮正常,否则第四章1.阀控式密封铅酸蓄电池型号命名例一:GFM—1000 为额定电压 2V、额定容量 1000Ah 的固定型(G)阀控式(F)密封(M)铅酸蓄电池。
例二:3—Q—200 内有 3 只单体电池,额定电压 6V、额定容量 200Ah 的启动(Q)电池。
2.阀控密封铅酸蓄电池正负极板:正极的活性物质是PbO2,负极的活性物质是戎状Pb。
3.单体铅酸蓄电池E的标称值为2V。
新电池端电压 2.11~2.18V4.类型充放电放电5.6.温度补偿7.均衡性指标U max-U min〈=90mv8.常用充电方式:恒压限流充电。
9.I10=C10(A*h)/10(h)=0.1C10(A)10.放电终止电压为每只 1.8V(-48V 系统-43.2V、+24V 系统+21.6V)11.固定型铅酸蓄电池(2V 电池)的额定容量,是指环境温度为 25,电池以 10 小时放电率(10Hr)的恒定电流放电到终止电压 1.8V 所能放出的电量。
用 C10表示。
12.容量系数=实际容量/标称容量13.影响蓄电池寿命的因素:1)温度 2)过放电 3)充电不足(负充电) 4)过放电14.放电时间容量计算15.在直流供电系统中操作维护时:1)所用工具必须绝缘处理 2)手表及金属饰品16.不同厂家、不同型号、不同容量和不同时期的阀控式密封铅酸蓄电池严禁串并联使用;新旧程度不同的蓄电池不应在同一直流供电系统中混用。
17.有以下情形之一时,应以恒压限流方式进行均衡充电(充电电流不得大于 0.2 C10=2I10)1)两只以上单体电池的浮充电压低于 2.18V;2)搁置不用时间超过 3 个月3)全浮充运行达 6 个月(或 3 个月)4)放电深度超过额定容量的 20%18.由 2V 电池组成的蓄电池组,每年应以实际负荷做一次核对性放电实验放出额定容量的30%~50%。
19.由 2V 电池组成的蓄电池组,每三年应做一次容量实验,放出额定容量的 80%。
20.放电终止的判断:只要有一只电池将为 1.8V。
第五、六章1.共阴极组:阳极电位最高的二极管优先导通,其余二极管全部截止。
2.共阳极组:阳极电位最低的二极管优先导通,其余二极管全部截止。
3.100A以下的整流器常选用单相桥式整流器。
100A以上的整流器常选用三相桥式整流器。
4.高频开关电源的主要组成部分是直流变换器。
5.高频开关电源按控制方式可分为PWM、PFM和混合调制;按功率开关的结构形式来可分为非隔离型、隔离型、以及具有软开关特性的谐振型等类型。
6.时间控制的概念:P130 通过占空比来稳定输出电压。
7.全桥式直流变换器 P1538.脉宽调制(PWM)控制电路是开关电源的重要组成部分,其作用是产生PWM信号。
9.集成PWM类型:电压型、电流型第七章1.均流:在一套开关电源系统中并联的多个整流器对负载电流平均分配。
2.高频开关器的主电路 P1953.高频开关电流器的组成4.硬开关的概念:功率开关在大电流下强制关断或在高电压下强制开通的开关技术,就称为硬开关技术。
主要特点:存在开关损耗、工作频率较低,转换效率较低。
5.软开关的概念:功率开关管在零电流关断或在零电压下开通的开关技术,就称为软开关技术。
主要特点:没有开关损耗,工作效率和转换效率较高。
第八章1.UPS作用:为重要负载提供稳定的不间断的交流电。
2.UPS的基本组成:整流器、蓄电池组、逆变器、输出转换开关。
3.UPS的类型:双变换UPS、冷备用UPS、互动UPS。
宜选用双变换UPS,不宜选用冷备用。
4.1+1 P250 当其中一台故障,另一台承担全部负载电流。
5.分流器作用:在线监测直流电流。
霍尔器件:可测量交直流电流。
6.一次、二次下电电压值: -48V 一次下电 -46V 二次下电:-43.2V 回差电压约6V+24 一次下电:+23V 二次下电:+21.6V 回差电压约3V第九章1.市电停电后应能在15分钟内正常启动并供电,需延时启动供电的,应报上级主管部门审批。
第十章1.监控系统电源要求:不间断电源供电。
2.监控系统应采用局(站)内的接地系统。
3.监控对象按被监控本身的特性,可分为智能设备和非智能设备。
4.智能设备和非智能设备区别:智能设备本身能采集和处理数据,并带有智能通信接口(RS232、RS422/485),非智能设备不能采集和处理数据,没有智能通信接口。
如低压交流配电屏、蓄电池组等。
5.被监控信号分为电量信号非电量信号。
6.传感器变送器区别:传感器将非电量信号变为标准的电量信号;变送器非标准的电量信号变换为标准的电量信号。
7.遥测:对连续变化的模拟信号进行数据采集;遥信:对离散状态的开关信号进行数据采集;遥控:由监控系统发出的离散的监控命令。
8.SM、SU采集层通过RS232、RS422/485完成异步串行通信 SS、SC管理层SM:监控模块,指智能设备或数据采集器; SU:监控单元,指计算机称为前置机SS:区域监控中心(监控站) SC:监控中心。