通信电源基础知识

其中：ILOAD－本期负荷电流； IBATT－电池充电电流，按0.1C10考虑； IREC－单个整流模块的容量。
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二、蓄电池概述
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蓄电池组的定义和分类
➢ 定义：储存电能的一种设备，将充电时得到的 电能转化为化学能储蓄起来，又能及时将化学 能转变为电能。
➢ 分类：固定电池、移动电池；酸性和碱性电池
➢
讨论固定式酸性电池。
➢ 条件：反应物质和电解液组成电解池。
➢ 正极为PbQ2,负极为Pb,电解液为H2SQ4 ➢ 组成：极板、隔板、外壳、安全阀等。
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蓄电池组的原理
放电时正极板的二氧化铅和负极板的海绵状铅与电解液中的 硫酸反应生成硫酸铅，电解液中的硫酸浓度降低。电动势逐 渐降低。蓄电池的内阻增加。 充电时硫酸铅通过氧化还原反应分别恢复成二氧化铅和海绵 状铅，电解液的比重逐渐增加，蓄电池的电动势也逐渐增加， 蓄电池的内阻减小. 容量单位：Ah
整流器工作原理
目前常用PWM型开关电源。 经历3个发展阶段：线性电源、相控电源和开关电
源。 ➢ 线性电源：功率调整管和负载串联分压，调整
分压比来保证输出电压不变。 ➢ 相控电源：改变晶闸管的导通相位角来稳压。 ➢ 开关电源：功率器件IGBT处于开关状态，采用
PWM方式控制功率器件的开关状态。
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线性电源工作原理
➢ 变换器 DC-DC变换，提供满足通信设备要求的电源。
➢ 空调 通信设备正常运行的外在条件，为通信网设备提供最佳 运行的环境温度、湿度和空气洁净度。
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各部分工作过程
A、正常工作
10KV
高
市
低 压
电
配
电
380V
交 流 配 电 屏
油机
整流器 整流器
48V
直
流
配 电
变换器
屏
逆变器
通信设备 其它设备 交流设备
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蓄电池组结构
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蓄电池结构
➢ 极板：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）。 VRLA的极板大多为涂膏式，这种极板是在板栅上敷 涂由活性物质和添加剂制成的铅膏，经过固化、化 成等工艺过程而制成。
➢ 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：①吸收电解液；②提供正极析出的氧气向 负极扩散的通道；③防止正、负极短路。
开关电源成为通信网的主导基于以下主要特点： ➢ 频率高、体积小、重量轻，可制成模块式； ➢ 效率高，寿命长。 ➢ 均流技术使多模块运行,提高系统容量和可靠性。 ➢ 功率因素高，符合环保需要并降低使用成本。 ➢ 智能化给维护工作带来方便。
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开关电源分类
开关电源分类
系统结构：组合电源，分立电源 应用环境：户内电源，户外电源 安装方式：壁挂电源，插框电源
局内建筑采用交流供电。
供电。
监控、计费、网管等采用UPS
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一、通信电源概述
2、通信电源的作用 ➢ 首先提供满足通信设备要求的工作电源 ； ➢ 电源的安全、可靠是保证通信系统正常运
行的重要条件，好比通信系统的心脏，是 不允许中断的。 ➢ 电源中断直接导致网络中断，影响到客户 的感知，重则将使整个通信系统陷入瘫痪， 带来巨大的经济损失和严重的社会影响。
6
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小
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二、通信电源系统组成
空调系统 通信电源系统
监控系统
交流供电系统
直流供电系统
接地系统
二、通信电源系统组成
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二、通信电源系统组成
1、组成框图
高
市
低
电
压 配
电
交
直
流
整流器
流
配
配
电 屏
整流器
电 屏
油机
蓄电池
变换器 逆变器
通信设备 其它设备 交流设备
工 频 380V 变 压 器
UO
整 流 电 路
+ UR -
滤 UN
波
电
通信设备
路
UN=UO-UR
负反馈
说明：通过改变晶体管电压进行稳压。
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相控电源工作原理
晶闸管
工 频 380V 变 压 器
整 流 电 路
滤
波
相位控制 电 路
通信设备
负反馈
a
说明：通过晶闸管导通角a进行稳压。
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开关电源工作原理
整 380V 流
组合开关电源：交流配电、整流、直流配电位于一个机架内。容量较小。 机房面积小。使用场合：基站、汇聚机房。
分立开关电源：交流配电柜、整流柜、直流配电柜独立，输出容量大。机房 面积大。 使用场合：县公司综合楼。地市公司、省公司等核心机房。
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开关电源外形图
交流柜 整流柜
直流柜
组合电源
监控 模块
整流 模块
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供电发展的方向
交流供配电电源走向集中 直流不间断电源走向分散 交流不间断电源相对集中
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通信电源系统的构成-动画演示
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三、主要电源设备简介
➢整流器的原理简介 ➢蓄电池组的原理简介 ➢UPS原理简介 ➢油机原理简介 ➢空调原理简介 ➢接地系统简介
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三、主要电源设备简介 一、开关电源
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➢ 平滑滤波：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， 能吸收高频纹波电流，改善整流器的供电质量。
➢ 启动电源:动力设备如发电机组的启动电池。
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蓄电池组的安装情况
电池立放
电池卧放
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电池检测项目
检测项目 检测单体电池端电压和
极柱温度 检查各电池连接条
电 路
高
IGBT 频
PWM电路
变 压
器
滤
波
通信设备
电
路
负反馈
y
IGBT管工作在开关状态，通断频率高。 PWM产生的脉冲宽度控制IGBT导通时间,改变y宽度。
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开关电源工作原理
工作原理框图
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开关电源工作原理
技术：二次变流（整流和逆变）
交流
整流
目标：交流变为稳定直流
逆变
直流
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开关电源的主要特点
接地
筑负荷
(a) 不间断 (b) 可短时间中断 (c) 允许中断
供电方式
几个常用术语
保证负荷：在市电中断的过程中应该由备用电源进行 提供，供电等级高，如设备、空调、机房照明、消 防等。
一般负荷：办公用房、电梯、土建其他用电。 保证照明：对应机房内的照明负荷。 一般照明：对应一般负荷。 事故照明：保证人员继续工作的照明 应急照明：消防疏散照明，等级较事故照明高。
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基站电源系统 3交流供电系统
浪
市电 涌
市
抑
电
制
油
器
机
电
油机电
转
换
屏
开关电源
交
流
配
空调
电
箱
照明及其它
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交流配电单元
功能：交流电源的引入和合理分配。
整流开关 两路交流电源
接地排 防雷空开
防雷器
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开关电源的容量计算
主要计算整流模块的数 量：按N+1冗余方式配置
N ILOADIBATT IREC
变换器
屏
逆变器
通信设备 其它设备 交流设备
蓄电池
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各部分工作过程
D、市电来，进入正常工作
10KV
高
市
低 压
电
配
电
380V
交 流 配 电 屏
油机
整流器 整流器
48V
直
流
配 电
变换器
屏
逆变器
蓄电池
通信设备 其它设备 交流设备
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供电方式
集中供电
市
市电
电
变电站 油
机
转
换
屏
备用发
电机组
低
压
配
AC 380V（b）
Baidu Nhomakorabea18
供电方式 集中供电方式的优缺点 优点：实现简单，代价小，在通信局（站）负
荷较小、供电种类少、设备单一时采用。 缺点：可控性差，任何一个设备故障都有可能
造成电源系统故障，故障面、故障风险 大，后果严重。
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供电方式
分散供电
分散供电方式的优缺点
优点：故障的范围面小，可靠性高。 各直流供电系统可分层设置，也可以按 照通信设备系统设置，设置地点可为单 独的电力电池室，也可与设备安装在同 一个机房。
缺点：代价大，占地面积大，工程实施容易。
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供电方式比较
集中供电:是指在通信局（站）内只设一个通信电源供电中心 （如电力电池室），所有通信设备都由该供电中心的电源供电。
电源设备都集中放置在电力室，各类电池组都集中放置在电池室， 因而供电容量大，且无需考虑兼容问题，供电设备的干扰也不会 影响通信设备，但不可靠。
蓄电池
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各部分工作过程
B、市电停电，油机尚未启动
10KV
高
市
低 压
电
配
电
380V
交 流 配 电 屏
油机
整流器 整流器
48V
直
流
配 电
变换器
屏
逆变器
蓄电池
通信设备 其它设备 交流设备
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各部分工作过程
C、油机启动
10KV
高
市
低 压
电
配
电
380V
交 流 配 电 屏
油机
整流器 整流器
48V
直
流
配 电
检查电池安全阀、极柱
周期 月
月 月
标准
检查电池壳体
月
清洁电池外观
交
整流器
直流配电屏
DC-48V（a） 机架 (a) 电源
DC/DC
流
配 AC 380V（b）
电
蓄电池
DC/AC (a)
通 信
设
不间断 AC 220/380V（a） 备
电源设备
屏 AC 220/380V（b） 通信用 空调
移动电站
电
220/380V（b） 保证建
屏
筑负荷
监控
AC 220/380V（c） 一般建
监控 模块
整流 模块
直流 配电
交流 配电
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开关电源的典型配置（综合楼）
监控模块
交流 配电屏 （380V）
整流模块 整流模块 整流模块 整流模块 整流模块 整流模块
直流 配电屏 (48V) 有高阻 低阻区分
开关电源容量单位：A
蓄电池组I 蓄电池组II
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开关电源的典型配置（基站）
直流配电
整流模块 整流模块 整流模块 整流模块 整流模块
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蓄电池结构
➢ 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。电解液由蒸馏水和纯硫酸按一定的比例配制而成,25 度时，密度为1.28-1.32。
➢ 安全阀：一种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。
分散供电:是指在通信局（站）内分设多个通信电源供电点，每 个供电点对邻近的通信设备提供独立的供电电源。
分散供电方式实际上是指直流供电系统采用分散供电方式，而交 流供电系统基本上仍然是集中供电，同一通信局（站）原则上应 设置一个总的交流供电系统。
分散供电方式总体上供电可靠性高，馈电线耗能小，线料费用省， 故现在新建通信大楼都采用分散供电方式。
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二、通信电源系统组成
➢ 整流器 电源系统的关键设备，将交流电转变为直流电，一方面 通过直流配电屏给通信设备供电，另一方面给蓄电池组 充电。
➢ 蓄电池组 交流中断时提供直流电，是直流不间断供电的基础条件。
➢ 直流配电屏 为不同容量的负载分配电能，并在负载异常时产生告警 和保护，降低对其它通信设备的影响。
➢ 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。一般采用改良型塑 料：如PP、PVC、ABS等材料
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蓄电池在通信电源系统中的作用
阀控式铅酸蓄电池 (简称VRLA)，作用有：
➢ 后备电源（包括直流供电系统和UPS系统）：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。
交流配电
1、基站是综合的小容量电源 2、交流屏对应交流配电单元 3、直流屏对应直流配电单元 4、基站电源多了LVD功能
脱离非重要设备； 脱离电池组
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基站电源系统 3直流供电系统
开
关
电
源
蓄
蓄
架
电
电
池
池
组
组
传输 BTS 预留负荷
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直流配电单元
电池熔丝 一次下电开关 直流接触器 二次下电开关
功能：直流电的合理分配及二次下电控制。
UPS
交流设备
防雷与接地系统
动力与环境集中监控
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二、通信电源系统组成
2、各组成部分的作用
➢高低压配电： 主要有高压配电设备、变压器、低压配电设备组成， 实现市电高低压转换和低压电能分配。 ➢油机： 柴油发电机组，在市电停电期间提供备用交流电源。 ➢交流配电屏： 输入市电或油机电，为各路交流负载分配电能。 ➢UPS: 交流不间断电源系统，提供稳定可靠的交流电源。
通信电源基础知识培训
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培训主要内容
一、通信电源概述 二、通信电源系统的组成 三、主要电源设备介绍 四、电源技术术语
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一、通信电源概述
1、通信局（站）供电的特点
➢ 重要性，供电中断造成的损失大。
➢ 复杂性，高稳定电源的实现环节多。
➢ 供电种类多：380V、48V、24V等。
➢ 供电对象多：通信设备采用直流供电。
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一、通信电源概述
3、通信网络设备对电源的基本要求 ➢ 可靠性高；
要求在各个环节多重备份，保证可靠性。 ➢ 稳定性高；
电压波动范围、杂音和瞬变电压满足要求。 ➢ 效率高；
寿命长，电费成本低。 ➢ 可维护性好；
自动化、智能化、模块化
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一、通信电源概述
4、目前常用的直流供电系统 ➢ -48V供电。
目前为主流的供电制式。 采用-48V供电的原因： 平衡设备电位，作为良好的电位参考点，降低通 信的噪声； “+”极接地减小电缆、设备电化学腐蚀。 ➢ +24V供电； 个别设备仍采用，如ERICSSON 的GSM基站， 自动控制系统中的控制部件。