电源系统培训.ppt
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1、通信电源系统及开关电源设备培训,通信电源系统基础知识培训,通信电源系统基础知识,一、通信电源系统的组成 通信局(站)的电源系统有交流供电系统、直流供电系统和接地系统组成。其组成框图如下示:,通信电源系统基础知识,一、通信电源系统的组成1、交流供电系统 交流供电系统是由主用交流电源、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。为防止市电中断,采用油机发电机等设备作为备用交流电源。大中型通信局采用10KV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
2、设备和建筑用电设备等。小型通信局(站)则一般采用低压市电供电。,通信电源系统基础知识,一、通信电源系统的组成2、直流供电系统 在通信局(站)中,一般把交流市电或发电机产生的电力作为输入,经整流后向各通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,与计算机相结合组成智能型电源设备。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
3、环境和腐蚀设备,可以和通信设备安装在一起。平时维护比较简便,体积较小,可以立放或卧放工作,蓄电池组可以积木式安装,节省空间。,通信电源系统基础知识,一、通信电源系统的组成3、接地系统 为了实现各电器设备的零电位点与大地有良好的电器连接,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)引至各电器设备零电位部位的一切装置组成接地系统,即有接地体、接地引入线、接地汇流排(线)和接地线组成。通信电源系统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。,通信电源系统基础知识,二、通信设备对通信电源供电系统的要求1、通信设备
4、对交流电源的要求 有相应的优良的备用设备,如油机发电机组、不间断电源(UPS)。要求电源中的脉动杂波低于允许值,不允许有电压瞬变。小型通信局(站)交流电源基本都采用单相或三相交流市电,单相为220V,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187V242V,即15%-+10%;三相供电电压为380V,是指相线与相线之间的电压有效值。受电端子上的电压变动范围为323V418V,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供电时,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,对应色标为黄、绿、红;零线为N,对
5、应色标为蓝;保护地为PE,对应色标黄绿色。接线图如下示。,通信电源系统基础知识,1、通信设备对交流电源的要求 三相交流电源线连接基本原则:a.交流供电应采用三相五线制;b.零线禁止安装开关或熔断器;c.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允许接地;d.交流用电设备采用三相四线制引入时,零线不许安装熔断器,在零线上除变压器近端接地外,用电设备和机房近端应重复接地。,二、通信设备对通信电源供电系统的要求,通信电源系统基础知识,二、通信设备对通信电源供电系统的要求2、通信设备对直流电源的要求 直流供电应有优良的备用设备,如蓄电池组等。电源脉动杂波低于允许值,也不允许有电压瞬变。目前通
6、信局(站)常见设备的直流供电电压为-48V和+24V。现代通信设备所用电源大都采用直流-48V。-48V和+24V的概念来源于相对参考点为大地。-48V开关电源,工作地是正极接地;+24V开关电源,工作地是负极接地。下图为-48V或-24V开关电源系统供电原理图。,通信电源系统基础知识,2、通信设备对直流电源的要求原理:交流供电正常时,整流器攻给全部负载电流,并对蓄电池组进行补充电,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,使直流电源不间断;当交流供电恢复、整流器投入工作时,又由整流器攻给全部负载电流,同时又以稳压限流方式
7、给蓄电池组进行恒压限流充电。,二、通信设备对通信电源供电系统的要求,通信电源系统基础知识,三、通信设备对环境的要求 通信设备如传输机房、骨干网SDH等,对基站环境的要求,室内温度:20-22;室内相对湿度:40%-55%;交直流设备的环境温度的维护测量,用红外测温仪,其读数以不超过28 为正常;直流设备如蓄电池等,用红外测温仪测量,其读数以不超过35 为正常。通信机房:温度15-20;相对湿度30%-70%。,通信电源系统基础知识,四、交流供电系统 交流供电系统又分为高压配电系统、低压配电系统和油机发电系统。由于除大型交换局(站)、中心机房外,中小型通信局(站)一般都是由市电引入交流电源,故在
8、此不再对高压配电部分作讲解。有兴趣的可以私下查找相关资料了解。油机发电部分在本培训中也不再作过多解释,另有专门对油机系统的相关介绍,此处不再累述。UPS系统本节也不再作叙述。本节主要介绍低压配电系统的一些注意事项。低压配电系统中对市电划分为一类市电供电、二类市电供电和三类市电供电三种情况。,通信电源系统基础知识,四、交流供电系统(低压配电系统)1、低压配电系统的市电供电分级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,质量较好的一路做主电源,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,故障停电次数极少,停电时间极短,供电十分可靠。长途通信枢纽、地市级中心机房、程控交换
9、容量在万门以上的交换局,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线路供电。允许有计划的停电,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。位于偏僻山区和地理环境恶劣的中继站、微波站等,可采用三类市电;,通信电源系统基础知识,四、交流供电系统(低压配电系统)2、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
10、入,原则上应采用610KV高压引入,自备专用变压器,避免受其他电力用户的干扰;3)市电和自备发电机组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以上的应设置高压配电装置。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;,通信
11、电源系统基础知识,五、直流供电系统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、监控模块和整流器模块构成的直流供电电源系统。其关键技术和名称由来就是其中的高频开关整流器,因目前大都是模块化结构,所以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。,通信电源系统基础知识,五、直流供电系统通信高频开关电源的组成 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,保护后继电器免受高电压冲击,再由各分路空开控制三相交流电输入整流模
12、块。,通信电源系统基础知识,五、直流供电系统通信高频开关电源的组成 整流模块完成将交流转换成符合通信要求的直流电。此处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波少(通信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调,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个开关整流模块并联工作,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%。其中某个模块出现输出高压时该
13、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。其中在相应电跿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。并对蓄电池等其他分电路节点进行监控、控制等。,通信电源系统基础知识,五、直流供电系统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,要求布线整齐、各种开关、容电器、插接件、接线端子等部位应接触
14、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,应进行维修。系统检查维修的基本步骤如下:1)先检查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指示,如整流模块故障后其红色告警指示灯亮,同时系统蜂鸣器发出告警声。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提示是否一致,有无历史告警信息等。,通信电源系统基础知识,五、直流供电系统开关电源的日常维护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,做出正确的检查、判断及处理。非正常告警类故障:这一类故障发生时,虽然有故障灯亮、故障声响等现象,但情况与监控单元告
15、警信息不一致或监控单元无相关告警信息;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。,通信电源系统基础知识,五、直流供电系统蓄电池 蓄电池的作用是当市电异常或整流器不工作的情况下,有蓄电池单独供电,承担起全部负载供电的任务,起到备用直流电源的作用。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,但它与供电主设备整流器并联运行,能改善整流器的供电质量。通信用阀空式密封铅酸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
16、小蓄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高。以大电流放电,能低温放电。,通信电源系统基础知识,五、直流供电系统蓄电池1、阀控式铅酸蓄电池的基本结构,正负极板组:正极上的活性物质是二氧化铅(PbO2),负极上的活性物质是海绵状纯铅(Pb)。隔板: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:由纯净的浓硫酸与纯水配置而成。它与正极与负极上的活性物质反应,实现化学能与电能之间的转换;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
17、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,水气蒸发泄露小,氧气扩散渗透小等要求。,通信电源系统基础知识,五、直流供电系统蓄电池2、阀控式铅酸蓄电池的命名规则 阀控式铅酸蓄电池的型号识别举例如下:G F M500型,额定容量为:500AH,密封型,阀控式,固定型,通信电源系统基础知识,五、直流供电系统蓄电池3、阀控式铅酸蓄电池的技术指标阀控式铅酸蓄电池的容量因素:电池容量是蓄电池储存电量多少的标志,有理论容量、额定容量和实际容量之分。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小时率放电至终
18、了电压所能达到的容量,用符号 表示。=/10。3)实际容量:有成为使用容量。它表示在预定的放电条件下,电池实际所放出的容量。不是恒定常数。,通信电源系统基础知识,五、直流供电系统蓄电池4、使用因素对蓄电池容量的影响1)放电率的影响:对于一给定蓄电池组,在不同的放电率下放电,将有不同的容量。下表为电池组在常温下不同放电率放电时的容量参考值。,通信电源系统基础知识,五、直流供电系统蓄电池4、使用因素对蓄电池容量的影响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;3)电解液浓度的影响:在实用范围内,电池容量随电解液的浓度的增大而提高;4)终止电压的影响
19、:终止电压是指蓄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,称为终止电压。小电流放电时,终止电压要订高一些;大电流放电时终止电压要订的高一些。不同放电率放电时终止保护电压参考值如下表示:,通信电源系统基础知识,五、直流供电系统蓄电池4、使用因素对蓄电池容量的影响,实际应用中,恒流放电时蓄电池放出的容量C=放电电流I放电时间T。,通信电源系统基础知识,五、直流供电系统蓄电池5、蓄电池的维护使用及注意事项1)技术要求(充电电压、充电电流、端压偏差)蓄电池在环境温度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
20、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。蓄电池按1小时率放电时,两只单体间连接条电压降,在各极柱根部测量值应小于10mV。蓄电池组进入浮充状态24h后,各2V单体间的端电压差值应不大于90mV。2)通信用阀控式密封铅酸蓄电池维护要求 阀控式密封铅酸蓄电池对室内温度要求较高,宜放置在有空调的机房。使用前不需要进行初充电。但应以恒压限流放时进行补充电。,通信电源系统基础知识,五、直流供电系统蓄电池5、蓄电池的维护使用及注意事项2)通信用阀控式密封铅酸蓄电池维护要求 阀控式铅酸蓄电池经常检查的项目是:端电压、连接处有无松动
21、、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溢出、并逐个检查电池的清洁度。阀控式铅酸电池的充电电流必须限制在不超过0.25C10,通常限制在0.2C10以下。充电限流值一般取0.1C10为宜(周口地区一般取值0.15C10)。浮充时全组各电池端电压的最大差值不大于0.05V。蓄电池组最少每组选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2块低于2.08V/块时应进行均衡充电电池单体浮充电压测量时使用四位半以上万用表进行测量,其结果介于2.20V-2.35V为正常。为了很好的掌握蓄电池的容量情况,并能发现是否存在落后单体,应该每年对电池组进行一次和对性放电试验
22、,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6年后每年做一次。,通信电源系统基础知识,六、动力配套空调系统 空调系统原理此处不再做介绍,有兴趣的可另找资料了解。本处主要介绍空调系统常见故障告警及处理和本地市使用的大金空调系统的常见故障诊断说明。1、空调系统常见的故障告警及处理1)低压告警处理:测量高低压,若低压持续低于2bar(1bar=0.1MPa)且高压偏低,则判断为缺制冷剂。可能有以下几种情况:a.空气过滤网很脏,用清水冲洗;b.系统漏。查漏、补漏、抽真空、加制冷剂;c.若高压高低压低,则管道堵塞,堵塞处管道前后有明显温差,甚至结霜,需清理
23、管道;d.制冷剂量不够。冬天气温低时,可能发生类似情况。,通信电源系统基础知识,六、动力配套空调系统1、空调系统常见的故障告警及处理2)高压告警处理。有以下几种情况:a.室外机散热翅片脏,冲洗散热片;b.制冷剂量过多。现象是室外机风扇长时间运转,高压不在1518bar之间波动,而接近24bar(为高压报警点)。可释放部分冷媒;c.室外机散热环境差,通风不畅。应设法改善空气循环短路3)压缩机过载处理。有以下几种情况:a.高低压力超标,用上述方法处理;b.压缩机、电机内部故障。检查机电故障;c.电源电压超值,导致电机过热。应改善外电环境;d.压缩机配线松动,造成局部电流过大。应重新接线。,通信电源
24、系统基础知识,2、大金空调常见故障诊断说明 我业务区基站所使用空调几乎全部是上海大金系列空调。空调系统本身具有故障智能检测功能,并通过显示屏显示出相应告警代码。也可根据室外机电路板上LED的闪烁状态,进行故障诊断。下面分别作出说明。1)大金空调常见故障代码表见右表所示。,六、动力配套空调系统,通信电源系统基础知识,2)室外机P板LED的闪烁状态 室外机P板上有2个LED指示灯,其通断的组合状态,分别表示空调系统的不同状态。其组合含义如右表所示(绿色闪烁为正常状态)。LED点亮 LED熄灭 LED闪烁 与诊断状态无关注释:1、当H2P熄灭时,表示室内机-室外机之间和遥控器之间与室内机之间的连接线
25、有错误配线或断线的可能。请首先检查连接配线;2、先切断电源5秒以上,再接通电源,确定LED是否再次显示相同状态;3、由于配线错误造成电压过大时,考虑到室内机侧和室外机侧变压器的内藏温度保险丝会一起熔断,请对双方的变压器确认后再进行更换。,六、动力配套空调系统,通信电源系统基础知识,六、动力配套通信接地与防雷 在通信局(站)中,接地占有很重要的地位,它不仅关系到设备和维护人员的安全,同时还直接影响着通信质量。因此,掌握理解接地系统的基本知识,正确选择和维护接地设备,具有很重要的意义。1、接地系统的组成接地的概念:所谓“接地”,就是为了工作或保护的目的,将电器设备或通信设备中的接地端子,通过接地装
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