一級建造師《通信與廣電》之通信電源系統(tǒng)詳講

　　1L411070通信電源系統(tǒng)

　　共三個考點：

　　掌握通信電源系統(tǒng)的要求及供電方式

　　掌握通信電源系統(tǒng)蓄電池的充放電特性

　　掌握通信電源系統(tǒng)的組成及功能

　　1L411071掌握通信電源系統(tǒng)的要求及供電方式

　　一、通信電源系統(tǒng)要求

　　通信電源是通信設(shè)備的心臟。在通信系統(tǒng)中，具有舉足輕重的地位。通信對電源系統(tǒng)的要求是：可靠、穩(wěn)定、小型、高效。

　　1.為了確保通信設(shè)備正常運行，必須提高電源系統(tǒng)的可靠性。由交流電源供電時，交流電源設(shè)備一般都采用交流不間斷電源（UPS）。在直流供電系統(tǒng)中，采用整流設(shè)備與電池并聯(lián)浮充供電方式。同時，為了確保供電的可靠，還采用由兩臺以上的整流設(shè)備并聯(lián)運行的方式，當(dāng)其中一臺發(fā)生故障，另一臺自動承擔(dān)為全部負(fù)載供電的任務(wù)。

　　2.各種通信設(shè)備要求電源電壓穩(wěn)定，不能超過允許變化范圍。電源電壓過高，會損壞通信設(shè)備中的元器件；電壓過低，設(shè)備不能正常工作。

　　交流電源的電壓和頻率是標(biāo)志其電能質(zhì)量的重要指標(biāo)，由380/220V， 50Hz的交流電源供電時，通信設(shè)備電源端子輸入電壓允許變動范圍為額定值的-10%~+5%，頻率允許變動范圍為額定值的-4%~+4%，電壓波型畸變率應(yīng)小于5%.

　　直流電源的電壓和雜音是標(biāo)志其電能質(zhì)量的重要指標(biāo)，由直流電源供電時，通信設(shè)備電源端子輸入電壓允許變動范圍為-57~一40V，直流電源雜音應(yīng)小于2mV.

　　二、通信電源系統(tǒng)的供電方式

　　目前通信局站采用的供電方式主要有集中供電、分散供電、混合供電和一體化供電等四種方式。

　　1.集中供電方式：由交流供電系統(tǒng)、直流供電系統(tǒng)、接地系統(tǒng)和集中監(jiān)控系統(tǒng)組成，采用集中供電方式時，通信局（站）一般設(shè)置分別由兩條供電線路組成的交流供電系統(tǒng)和一套直流供電系統(tǒng)為局內(nèi)所有負(fù)載供電。交流供電系統(tǒng)屬于一級供電。

　　2.分散供電方式

　　3.混合供電方式：在無人值守的光纜中繼站、微波中繼站、移動通信基站，通常采用交、直流與太陽能電源、風(fēng)力電源組成的混合供電方式。采用混合供電的電源系統(tǒng)由市電、柴油發(fā)電機(jī)組、整流設(shè)備、蓄電池組、太陽電池、風(fēng)力發(fā)電機(jī)等部分組成。

　　4.一體化供電方式

　　1L411072掌握通信電源系統(tǒng)蓄電池的充放電特性

　　一、蓄電池的工作特點及主要指標(biāo)

　　蓄電池是將電能轉(zhuǎn)換成化學(xué)能儲存起來，需要時將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成為電能的一種儲能裝置。蓄電池由正、負(fù)極板，隔板（膜），電池槽（外殼），排氣閥或安全閥，電解液（硫酸）等五個主要部分組成。

　　目前，通信行業(yè)系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用閥控式密封鉛酸蓄電池（免維電池）。但在一些中心機(jī)房，容量較大的電池組仍繼續(xù)以固定型鉛酸蓄電池為主。

　　1.閥控式密封鉛酸蓄電池由正、負(fù)極板、隔板、電解液、安全閥、外殼等部分組成。

　　在這種陰極吸收式閥控密封鉛酸蓄電池中，負(fù)極板活性物質(zhì)總量比正極多15%，當(dāng)電池充電時，正極已充足，負(fù)極尚未到容量的90%，因此，在正常情況下，正極會產(chǎn)生氧氣，而負(fù)極不會產(chǎn)生難以復(fù)合的氫氣。

　　在該電池中，負(fù)極板上活性物質(zhì)（海綿狀鉛）在潮濕條件下，活性很高，能夠與正極板產(chǎn)生氧氣，快速反應(yīng)，生成水，同時又具有全封閉結(jié)構(gòu)，因此在使用中一般不需要加水補(bǔ)充。

　　2.蓄電池的主要指標(biāo)包括電動勢、內(nèi)阻、終了電壓、放電率、充電率、循環(huán)壽命。

　?。?）電池電動勢（E）：蓄電池在沒有負(fù)載的情況下測得的正、負(fù)極之間的端電壓，也就是開路時的正負(fù)極端子電壓。

　?。?）蓄電池的內(nèi)阻（R）：在蓄電池接上負(fù)載后，測出的端子電壓（U）和流過負(fù)載的電流（I）， 這時蓄電池的內(nèi)阻（R）為（E-U）/I.蓄電池的內(nèi)阻應(yīng)包括：蓄電池正負(fù)極板、隔板（膜）、電解液和連接物的電阻。電池的內(nèi)阻越小，蓄電池的容量就越大。

　　（3）終了電壓：放電至電池端電壓急劇下降時的臨界電壓，如再放電就會損壞電池，此時電池端電壓稱為終了電壓。不同的放電率有不同的放電終了電壓，

　　U終=1.66+0.0175h，式中h為放電小時率，如采用1小時放電率，U終 = l. 66 + 0. 0175 ×1=1. 68V，如用10小時率放電，U終=1.66+0.0175×10=1. 835V.

　?。?）放電率：蓄電池在一定條件下，放電至終了電壓的快慢稱之為放電率。放電電流的大小，用時間率和電流率來表示。通常以10小時率作為放電電流。即在l0h內(nèi)將蓄電池的容量放至終了電壓。

　?。?）充電率：蓄電池在一定條件下，充電電流的大小稱之為充電率。常用的充電率是10小時率，即充電的時間需l0h后，才達(dá)到充電終期。當(dāng)縮短充電時間時，充電電流必須加大，反之，充電電流可減少。

　?。?）循環(huán)壽命：蓄電池經(jīng)歷一次充電和放電，稱為一次循環(huán)。蓄電池所能承受的循環(huán)次數(shù)稱為循環(huán)壽命。固定型鉛酸蓄電池循環(huán)壽命約300~500次，閥控式密封鉛酸蓄電池循環(huán)壽命約1000 ~1200次，使用壽命一般在10年以上。

　　二、蓄電池的充放電特性

　　1.放電

　　2.充電

　　充電終了電壓，還要根據(jù)蓄電池接受所需要的容量，以及電解液比重等來決定的。

　　浮充充電就是用整流設(shè)備和電池并聯(lián)供電的工作方式。由整流設(shè)備浮充蓄電池供電，并補(bǔ)充蓄電池組已放出的容量及自放電的消耗。

　　均衡充電，即過充電。因蓄電池在使用過程中，有時會產(chǎn)生比重、容量、電壓等不均衡的情況，應(yīng)進(jìn)行均衡充電，使電池都達(dá)到均衡一致的良好狀態(tài)，一般要定期進(jìn)行。

　　如果出現(xiàn)放電過量、終了電壓過低；放電超過容量標(biāo)準(zhǔn)的10%；經(jīng)常充電不足、極板處于不良狀態(tài)；電解液里有雜質(zhì)；放電24h未及時補(bǔ)充電；市電中斷后、全浮充放出近一半的容量等情況，都要隨時進(jìn)行均衡充電。

　　1L411073掌握通信電源系統(tǒng)的組成及功能

　　為各種通信設(shè)備及有關(guān)通信建筑負(fù)荷供電的電源設(shè)備組成的系統(tǒng)，稱為通信電源系統(tǒng)。該系統(tǒng)由交流供電系統(tǒng)、直流供電系統(tǒng)、接地系統(tǒng)和集中監(jiān)控系統(tǒng)組成。

　　一、交流供電系統(tǒng)

　　包括交流供電線路、油機(jī)發(fā)電機(jī)組、低壓交流配電屏，逆變器，交流不間斷電源、（UPS）等部分組成。

　　二、直流供電系統(tǒng)

　　由直流配電屏、整流設(shè)備、蓄電池、直流變換器（DC/DC）等部分組成。

　　1.直流配電屏：可接入兩組蓄電池，其中一組供電不正常時，可自動接入另一組工作。同時，可監(jiān)測電池組輸出總電壓、電池浮、均充電流和供電負(fù)載電流，可發(fā)出過壓、欠壓和熔斷器熔斷的聲、光告警信號。

　　2.整流設(shè)備輸入端由交流配電屏引入交流電，其作用是將交流電轉(zhuǎn)換成直流電，輸出端通過直流配電屏與蓄電池和需供電的負(fù)載并聯(lián)連接，并向它們提供直流電源。

　　3.蓄電池處于整流器輸出并聯(lián)端。在市電正常時，由整流器浮、均充電，不斷補(bǔ)充蓄電池容量，并使其保持在充足電量的狀態(tài)。當(dāng)市電中斷時，蓄電池自動為負(fù)載提供直流電源，不需要任何切換。

　　4.直流變換器（DC/DC）可將基礎(chǔ)直流電源的電壓變換成通信設(shè)備所需要的各種直流電壓，以滿足負(fù)載對電源電壓的不同要求。

　　三、接地系統(tǒng)

　　接地系統(tǒng)有交流工作接地、直流工作接地，保護(hù)接地和防雷接地等?，F(xiàn)一般采取將這四者聯(lián)合接地的方式。

　　交流接地可避免因三相負(fù)載不平衡而使各相電壓差別過大現(xiàn)象發(fā)生。

　　工作接地可保證直流通信電源的電壓為負(fù)值。

　　保護(hù)接地可避免電源設(shè)備的金屬外殼因絕緣受損而帶電。

　　防雷接地可防止因雷電瞬間過壓而損壞設(shè)備。

　　聯(lián)合接地是將交流接地，直流接地，保護(hù)接地和防雷接地共用一組地網(wǎng)，由接地體、接地引入線、接地匯集排和接地體連接線、引出線等部分組成。這個地網(wǎng)是一個閉合的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，地網(wǎng)的每個點都是等電位的。

　　機(jī)房接地線布置方式有兩種形式，即在較大的機(jī)房為平面型，在小型機(jī)房為輻射式。

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