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第二章通信电源系统 1 熟练掌握通信供电系统构成 包括 交流部分 直流部分和接地部分 2 熟练掌握各种动力设备的基本功能和在系统中作用 第一节通信电源系统构成通信电源系统属于基础能源系统 电源系统的运行质量直接关系到整个移动网络的通信质量 一个小小的动力故障可能会导致一个局站 甚至多个局站的瘫痪 因此 如果说交换设备是移动网络的大脑 那么通信供电系统就是移动网络的心脏部位 通信电源系统一般由交流供电系统 直流供电系统和接地系统组成 如图所示 一 交流供电系统1 交流供电系统构成 通信电源的交流供电系统由高压配电所 降压变压器 油机发电机 UPS和低压配电屏等设备组成 交流供电系统可以有三种交流电源 变电站供给的市电 油机发电机供给的自备交流电 UPS供给的后备交流电 2 移动通信局站交流电源一般都由高压电网供给 自备独立变电设备 基站一般直接使用电力公司的380V交流电或租用其它380V交流电 如380V供电距离超过500米 一般建议使用变压器供电 2 双路供电 重要通信枢纽局一般都由两个变电站引入两路高压电源 并且采用专线引入 一路主用 一路备用 然后通过变压设备降压供给各种通信设备和照明设备 另外还要有自备油机发电机 以防不测 我们简称 双路供电 二 直流供电系统1 直流供电系统构成 通信设备的直流供电系统由高频开关电源 AC DC变换器 蓄电池 DC DC变换器和直流配电屏等部分组成2 直流供电连接方式 主要采用并联浮充供电方式 由于蓄电池通常处于充足电状态 所以市电短期中断时 可以由蓄电池保证不间断供电 若市电中断期过长 应启动油机发电机供电 三 接地系统为了提高通信质量 确保通信设备与人身的安全 通信局站的交流和直流供电系统都必须有良好的接地装置 1 通信机房的接地系统包括交流接地和直流接地 1 交流接地 交流工作接地 保护接地 防雷接地 2 直流接地 直流工作接地 48V系统为开关电源正极接地 24V系统为开关电源负极接地 机壳屏蔽接地 2 通信电源的接地 1 通信电源的接地包括 交流零线重复接地 机架保护接地和屏蔽接地 防雷接地 直流工作地接地 2 通信电源的接地系统通常采用联合地线的接地方式 简称 联合接地 3 机房和基站接地阻值要求 1 一般交换机房接地阻值要求小于1欧姆 2 一般基站接地阻值要求小于5欧姆 第二节各种电源设备的基本功能和在系统中作用 结合系统图进行理解掌握 一 交流供电系统1 高低压配电室基本功能a 将市电10KV转变为380V 降压 b 负责对380V输出进行分路和控制 低压部分 c 市电和油机的转换 2 发电机a 发电机可分为固定式发电机 便携式发电机和车载发电机b 为防止停电时间较长导致电池过放电 通信局站一般都配有油机发电机组 当市电中断时 通信设备可由油机发电机组供电 注解 发电机日常应保持良好的状态 例行维护保养 随时准备运行发电 运行时应注意监控转速 柴油 水温 压力等参数 3 UPS为了确保通信交流电源不中断 无瞬变 可采用静止型交流不停电电源系统 也称UPS UPS一般都由蓄电池 整流器 逆变器和静态旁路开关等部分组成 市电正常时 市电和逆变器并联给通信设备提供交流电源 而逆变器是由市电经整流后给它供电 同时 整流器也给蓄电池充电 蓄电池处于并联浮充状态 当市电中断时 蓄电池通过逆变器给通信设备提供交流电源 逆变器和市电的转换由静态旁路开关完成 详见UPS章节 4 交流配电屏a 为各路交流负载分配电能 b 当市电中断或交流电压异常时 过压 欠压和缺相等 交流配电屏能自动发出相应的告警信号 c 合理配置空气开关和熔丝的容量 可以起到保护负载设备的作用 5 空调a 调控机房 基站 温度 b 调控机房湿度 一般只有机房专用空调有此功能 二 直流供电系统1 开关电源从交流配电屏引入交流电 将交流电整流为直流电压后 输出到直流配电屏 并与负载及蓄电池连接 为负载供电 给电池充电 2 蓄电池交流停电时 通过开关电源直流配电屏向负载提供直流电 是直流供电系统不间断供电的基础条件 直流后备电源 3 直流配电屏 DDF 为不同容量的负载分配电能 当直流供电异常时要产生告警或保护 如熔断器断告警 电池欠压告警 电池过放电保护等 4 DC DC变换器 直直变换器 DC DC变换器将基础电源电压 48V或 24V 变换为各种直流电压 目前一般使用的是48V 24V变换器和24V 48V变换器 主要用于同一局站一套开关电源为两种电压需求设备供电 1 了解开关电源工作原理2 掌握开关电源设备基本结构3 熟练掌握开关电源的各项基本操作4 掌握开关电源的日常维护细则5 掌握开关电源的一般故障判断和处理 开关电源部分 第四章开关电源部分第一节开关电源的基本工作原理一 开关电源分类 了解 二 基本工作原理开关电源的基本电路包括两部分 一是主电路 是指从交流电网输入到直流输出的全过程 它完成功率转换任务 二是控制电路 通过为主电路变换器提供的激励信号控制主电路工作 实现输出电压的校正和稳压 三 开关电源的结构和各部分功能开关电源一般包括 交流配电部分 系统监控部分 整流部分 直流配电四部分 1 交流配电部分 市电输入或油机电到交流配电 交流配电将电能分配给整流模块和各路交流负载 当市电中断或市电异常时 过压 欠压 缺相等 配电屏能自动发出告警信号 有的电源系统还能自动切换到第二路市电或自动切断交流电源 保护系统 2 系统监控部分 监控模块是电源系统的大脑 实时监测和控制电源系统的各个部分 即监测和控制交流配电 整流模块 直流配电的工作状态 对电池进行自动管理 即自动控制充电过程 监测电池放电过程 电池电压过低时发出告警或控制直流配电断开电池 自动保护电池 监控模块一般应配有标准的通信口 RS232 RS485或RS422通信口 作为后台监控的接口 3 整流部分 从交流配电获得交流电能 整流模块将交流电压整流成直流电 整流模块输出的直流电流汇集到直流母排 交流异常或直流输出异常时发出告警或自动保护 整流模块发生严重故障时 自动关机 退出工作 4 直流配电部分 直流电流汇集到直流母排 再进入直流配电 由直流配电将直流分配给各路负载 交换机 传输等设备 并给电池充电 当直流供电异常时要产生告警或保护 如熔断器断告警 电池欠压告警 电池过放电保护等 第二节开关电源的基本操作 熟练掌握 开关电源的操作应严格参照产品使用说明书进行 本部分仅对开关电源的操作前准备和常用基本操作进行讲述 一 操作前的准备工作1 开关电源操作前 应注意查看系统工作状态 有无告警 交流输入和直流输出是否正常 整流模块是否均流等 2 负载停电操作前 应确认所停空气开关或熔丝与负载的对应关系 3 开关电源系统日常巡检时 应注意检查开关电源各项参数设置是否正确 合理 检查系统是否受控 交流供电恢复之后 能否对蓄电池进行限流充电 检测整流模块温度 判断风扇是否正常工作 4 交换局开关电源及PDF设备割接操作前 必须检查发电机组能否正常启动供电 以保证割接过程中交流供电的可靠性 5 运行中开关电源系统 施工和加电应在24 00之后进行 减少对运行中设备影响 6 运行中开关电源系统施工前应对所用的工具做好绝缘处理 或者用绝缘材料隔离开关电源的带电部分和施工部分 二 开关电源的基本操作1 开关电源拔出模块前应先关断模块的输出空气开关 再关断系统对应的交流输入控制空气开关 从模块上拆除输出线缆或信号线缆 部分开关电源没有输出线缆或信号线缆 拔模块时动作应尽量轻缓 2 插入模块前应先关断模块的空气开关和系统对应的交流控制空气开关过程中 插入模块时 应对准槽道和模块尾部的针脚 插入过程如出现阻隔 切勿用力操作 应先拔出模块 检查槽道是否有异物或变形 检查尾部针脚是否变形 检查正常后再次操作 插入模块后应先开通系统对应的交流控制空气开关后 再开通模块的直流输出空气开关 3 触摸式液晶屏勿用尖硬工具直接操作 避免划伤或损坏触摸屏 4 从开关电源中拔下熔丝时 应提前拆除连在熔丝上的信号线 部分设备的熔丝没有信号线 推入熔丝时动作应快速 果断 推入熔丝时可能有轻微打火现象 属于正常现象 5 开关电源加电前应用兆欧表检查铜排与电缆的绝缘情况 6 负载加电前应首先确认负载设备的供电标称电压和开关电源的输出电压一致 7 负载及电池加电前 应检查系统参数设置和电缆连接情况 确保无误后再加电 8 从开关电源系统中拆除蓄电池电缆时 应对电缆做好正负极标志 避免接回系统时混淆正负极性 拆除后应分别用绝缘胶带缠好 避免发生短路 9 开关电源系统割接过程中 应在并机之前将两套系统的输出电压调整一致 10 开关电源内电缆接头 母排 空气开关 熔断器等的温度宜用红外测温仪进行检测 11 维护人员切勿自行打开或维修开关电源模块 模块从系统中拔下后 模块内电容器件仍可能带电 故障模块应厂家返修或由厂家专业技术人员检修处理 三 开关电源系统容量配置1 整流模块备用方式整流模块备份一般采用N 1备份 并考虑到蓄电池充电电流容量 2 充电系数 基于电网停电频率和平均停电持续时间来确定 如果停电频率较高 3 4次 月 且持续时间长 接近或大于电池放电小时数 电池的充电系数可以选择的大一些 如0 15 0 2左右 但不能超过部标的极限值0 25 电网较好的局站 充电系数一般选择0 1 0 15之间 第三节开关电源的日常维护 具体内容参见省公司的制定的维护细则 第四节一般故障判断和处理一 系统故障二 整流部分故障三 监控器故障四 其他问题五 开关电源故障应急处理 一 系统故障1 无显示可能原因 背板熔丝故障 背板损坏 监控器故障处理方法 检查更换背板熔丝 更换背板 更换监控器并厂家返修2 电压电流显示不准可能原因 满量程设置有误 线路接错 温度传感器故障 背板电路故障 监控器故障处理方法 根据分流器设置满量程 校正线路 更换温度传感器 检修背板电路 更换监控器并返修厂家 3 电流满量程显示可能原因 信号线接线有误 分流器故障 背板故障处理方法 校正信号线接线 更换合适的分流器 更换背板4 均充时电压不升高可能原因 监控器菜单里均充未设置 进线故障 背板故障 监控器故障处理方法 设置均充 检修进线电源 检修更换背板 更换监控器 5 温度传感器故障导致 显示电压 电流不准 电流可能显示为 20 30等 电压偏低 3V 温度显示不准处理方法 更换温度传感器或调整温度传感器安装位置6 交流熔丝保护可能原因 交流输入电压偏高 交流部分有短路故障处理方法 检测输入电压是否超过系统要求 如超高可以使用稳压器或通知电力公司调变压器抽头降低外市电电压 检查系统交流部分排除短路故障 二 整流部分故障1 各模块输出不均流可能原因 电压相差太大 控制线路有故障处理方法 调节浮充电压使各模块平衡 检查控制线是否接触良好或更换控制线 或检查控制线路是否有器件故障2 电流显示不准可能原因 电流LED指示不准处理方法 重新调整模块电流指示或厂家返修 3 过压保护告警 可能原因 输出电压超过过压设定值处理方法 检查参数设定 根据负载确定过压保护点4 限流可能原因 负载超过输出功率 电压下降处理方法 检查负载 电池 整流模块具体情况 5 风扇故障可能原因 风扇被异物堵住 电机损坏 控制电路故障处理方法 清理风扇异物 厂家返修6 空载时有电流显示可能原因 模块内部控制线损坏 显示电路故障处理方法 厂家返修 7 开机无反应可能原因 交流输入故障 模块内部损坏处理方法 检查交流和开关 厂家返修 三 监控器故障1 电池脱离告警可能原因 电池电压低于脱离电压 监控器设定有误处理方法 检测电池电压 检查监控器配置 24V或48V 控制板 2 输出电压告警可能原因 铜排低压超过设定值 监控器设定有误处理方法 检查温度补偿 均充 限流 负载 交流部分 检查监控器配置 3 整流模块故障告警可能原因 交流故障 过压关机 电池测试 模块电压不平衡 模块内部故障 其它故障处理方法 检测各项交流进线情况 检查模块输出电压和过压设定值 检查监控器的设置 测量各模块输出电压 调整一致 返修厂家4 电池测试故障可能原因 电池容量低于设定容量处理方法 检查电池容量参数设定是否合理 检查电池或对电池进行均充 5 熔断器故障可能原因 MCB跳闸或熔断器熔断 检测电路板故障处理方法 检查负载或电池是否短路 更换电路板6 主电源故障可能原因 进线断电或缺相 大部分开关电源缺相时可以工作 进线故障检测电路故障 断续告警处理方法 检修进线电源 检修检测电路或更换电路板 交流电压不稳定或温度过高 四 其它问题1 交流污染主要指交流上叠加高次谐拨分量大 电压波形严重畸变 变成三角波 平顶波等 电网污染对电源设备运行的主要影响包括电压 电流检测偏差 电源设备过压 欠压保护点偏移等 严重的谐波干扰还会导致系统中的模拟 数字信号失真误码 甚至偶合叠加到直流输出上 影响通信质量 2 对于电源系统 频繁交流输入过压或欠压使得交流配电系统 整流模块发生频繁保护 影响交流切换电路 模块启动电路使用寿命 严重的持续过压还会损坏电源系统的防雷组件以及系统的交流采样 整流滤波等交流工作电路 3 N线接地不良会导致线电压偏离或漂移 在交流供电系统中有大容量负载设备启停时 会造成缺相 单相过压等问题 影响系统正常运行 甚至损坏系统的防雷组件 交流工作电路等 N线接地不良是通信电源设备交流工作部分损坏的主要间接原因 4 不确定浪涌由供电系统上单相或三相大负载启动 停机等操作造成 浪涌幅度过大会影响电源系统防雷系统的使用寿命和抗雷击能力 浪涌发生频率过高 幅度大会对电源模块 交流检测控制电路造成严重伤害 5 温度主要影响电源系统的使用寿命 高低温都会影响电路元器件的使用寿命和工作稳定性 湿度会影响系统的绝缘 耐压性能 6 粉尘量大会堵塞电源系统通风散热风道 损坏风扇等 无机盐粉尘与导电性粉尘会降低电源工作电路的绝缘强度 特别在冬季到春季湿度急剧增加的季节 粉尘绝缘下降会造成电源模块内部放电损坏 7 尽管通信电源系统至少设置两级防雷装置 但对于直击雷 由于强度大 持续时间短 目前的防雷器件还不能很好地响应和泄放 直击雷最容易造成电源系统及通信设备大面积损坏 一般感应雷击会造成防雷部件损坏 功率器件损坏 交流采样电路损坏 辅助电源损坏等 另外 电源设备遭雷击后 形成绝缘击穿和强烈放电 造成大面积损毁 同时强电磁干扰造成低压电路损坏 程序损坏与失控等 五 开关电源故障应急处理1 交流供配电紧急故障应急处理交流供配电紧急故障指电源系统不能给整流模块正常提供交流供电 直流电由电池提供 1 交流长时间停电或缺相 交流停电后 应该及时启用启动发电机发电 对于电网缺相 如果电源系统或整流模块不具备缺相不保护功能 应该使交流保护切换熔丝强制接通 或直接向整流模块提供交流供电 2 交流采样控制电路故障 交流采样控制电路故障后会导致交流输入切换电路失控 交流电无法直接提供给整流模块 采取的措施是应该使交流保护切换熔丝强制接通 或直接向整流模块提供交流供电 3 交流熔丝损坏 将交流引入线直接接到交流熔丝输出侧 直接向整流模块供电 4 交流输入空气开关损坏 将交流引入线直接接到空气开关输出侧 直接向整流模块供电 2 直流供配电紧急故障应急处理直流供配电紧急故障指电池保护失控或电池损坏 使得正常的电池保护与直流供电得不到保证的问题 1 电池接入熔丝断开 电池不能正常接入充放电回路时 要将电池接入熔丝两端用电缆短接 对于常闭功率触点的熔丝 只要剪断熔丝控制端连线既可 2 电池下电 保护电路误控制 电池下电 保护电路误控制指熔丝该保护断开时不断开 该吸合时不吸合 采取的措施是 对于具有强制吸合或断开控制功能的直流配电单元 可以直接利用强制功能 对于没有强制吸合断开功能的直流配电单元 应该切断下电 保护控制电路的供电 然后直接用电缆短接熔丝或强制分离电池与电源系统的接入电缆 3 电池损坏 电池损坏的结果是交流停电会直接导致直流供电中断 在电池更换之前 能采取的措施是作好交流供电保障 4 电池接入熔丝不能正常断开 强制分离电池与电源系统的接入电缆 在电池放亏前使电池得到保护 3 整流模块紧急故障应急处理1 所有整流模块过压保护 整流模块过压保护为不可自恢复故障 部标 整流模块过压保护一般有某一个模块输出过压造成 处理办法是 关掉所有模块 逐一开启模块 直到打开某一模块后再次发生模块过压保护 关掉该模块 重新开启其他模块 系统将会正常供电 有时 模块保护后 电池放电较深 只有等到电池充电基本充满后 才能按照以上方法来判定输出电压过高的模块 2 整流部分输出容量低于负荷 当多个整流模块发生故障 剩余整流模块不能提供足够的负荷电流 这时会伴随电池放电 到电池电压开始下降 整流模块也会进入限流工作状态 直至回缩保护 处理措施是 切断部分负载 保证对重要设备的供电 紧急调用其他任何型号的同电压等级整流模块 直接并接到系统直流回路上供电 4 监控系统紧急故障应急处理1 监控单元管理功能混乱 监控单元管理功能主要包括显示查询 电池均充 浮充转换 限流控制等 功能混乱紧急故障可能导致电池损坏 数据显示异常等 处理办法 复位监控单元 2 软件控制功能丧失 监控单元软件 硬件发生故障时 可能会造成关机 电池下电 电池保护等误控 最后导致直流供电中断 处理措施 复位监控单元 如果复位不能解决问题 可以关闭监控单元 系统进入手动控制 注解 切勿忽视监控模块故障 可能导致开关电源停止工作 蓄电池无法充电等 5 其他紧急故障应急处理1 后台监控问题 影响电源安全运行的后台监控问题是误操作 应急处理 强制切断后台通信 复位监控单元 系统转由监控单元控制 2 防雷器起火 防雷器为阀值短路型器件 大泄流时会产生高温 在保护器件处于临界工作状态时 有可能过热起火 处理办法 关断系统交流供电 切断防雷器空气开关以及交流侧引入电缆并做好绝缘处理 系统重新上电 3 接地事故 接地事故造成的影响是通信质量变差 机柜带静电 防雷器件无法起作用等 处理措施 临时接地或紧急修复接地连接 高低压配电部分 1 了解高低压配电系统构成和设备工作原理2 掌握高低压配电设备的各项基本操作3 了解高低压设备的日常维护细则4 掌握高低压设备的一般故障判断和处理 第九章高低压变配电系统第一节高低压变配电系统介绍移动通信的高低压变配电系统 通常包括 高压和低压配电系统二部分 其中高压配电设备又分为一次设备和二次设备 一 高压配电系统系统构成 进线母线 隔离开关 隔离闸刀 高压进线柜 计量柜 高压出线柜 PT柜 出线母线 降压变压器等 1 一次设备包括 降压变压器 隔离开关 断路器 电流和电压互感器 高压负荷开关 高压熔断器 电抗器 母线 电力电缆及避雷器等 一次设备按其作用依次连接而成的电路称一次回路 一次设备的主要功能 担负生产 输送和分配电能任务 2 二次设备包括 各种低压开关 低压熔断器 接触器 继电器 电工测量仪表 信号器具 远动装置等 二次设备的主要功能 控制 监控 测量 指示 和保护一次设备的正常运行 3 高压设备各部分功能1 进线母线 连接电力公司变电所或T接箱至移动公司高压室隔离开关 隔离刀闸 间线缆 输送10KV高压电源到高压进线柜 2 隔离开关 隔离闸刀 用于有电压无负荷的情况下进行分 合线路 分闸后 建立可靠的绝缘间隙和隔离 将需要检修和操作的线路或电气设备隔离开 以保证操作和检修人员及设备的安全 3 高压进线柜 高压进线接线 关合 承载 开断运行母线回路正常电流 可在规定时间内关合 承载 开断规定的过载电流 包括短路电流 4 计量柜 电能计量 电表装置可以读取有功 无功功率 电流等参数 5 PT柜 通过PT 电压互感器 检测高压量值的变化 传递过压 过流 短路 断路等保护值 消除谐波 低电压跳闸等 6 高压出线柜 分配和连接到变压器的母线 向变压器输送电能 7 降压变压器 将10KV高压转换为380V 400V低压 4 高压元器件的主要功能1 高压断路器 通断正常负荷电流 能接受和承受一定时间的短路电流 并能在保护装置作用下自动跳闸 切除故障电流 2 隔离开关 用于有电压无负荷的情况下进行分 合线路 分闸后 建立可靠的绝缘间隙和隔离 将需要检修和操作的线路或电气设备隔离开 以保证操作和检修人员及设备的安全 3 接地开关 供高压线路在检修电气设备时 为确保人身安全进线接地使用 4 电流互感器 CT 传递电流信息 供给测量仪表 仪器或继电保护控制装置 使测量保护和控制装置与高电压相隔离 有利于测量保护和控制装置小型化 标准化 5 电压互感器 PT或VT 测量高电压 隔离测量人员和仪表及保护装置和高电压的接触 有利于测量保护和控制装置小型化 标准化 6 避雷器 保护电力系统和电气设备的绝缘 使其不受大气过压或内部过电压侵袭 二 低压配电系统系统构成 发电机组 低压进线开关柜 低压出线开关柜 联络柜 转换柜 功率补偿柜等 1 低压配电系统各部分功能1 发电机组 高压进线停电时后备低压交流电源 通过转换柜提供380V交流电到低压柜2 低压进线开关柜 低压进线接线 关合 承载 开断运行低压母线回路正常电流 可在规定时间内关合 承载 开断规定的过载电流 包括短路电流 3 低压出线开关柜 分配和连接到负载的低压母线 4 联络柜 低压出线开关柜扩容联络低压母线 5 转换柜 停电时市电和油机切换 一般具有电气和机械联锁功能 避免市电 油机发电互送 6 功率补偿柜 通过提高功率因数 节约电能 补偿柜不工作一般不影响系统运行 2 低压配电系统接线和运行方式1 移动通信低压配电系统为220 380V低压配电系统 采用电源中性点直接接地的运行方式 一般引出中性线 N 和保护线 PE 2 移动通信低压配电系统一般为中性线和保护线分离的三相四线制系统 TN S系统 3 中性线 N线 的主要功能 单相设备的相电压接线 传导三相系统中的不平衡电流和单相电流 减少负荷中性点电位偏移 4 保护线 PE线 的主要功能 保障人身安全 防止发生触电事故 第二节高低压配电系统操作 掌握 一 开关柜部分的操作1 操作人员对开关柜部分的投入和退出时 应严格按照设备操作说明和电力操作流程进行 不应随意操作 尤其是在操作受阻时 不得强行操作 否则 容易造成设备损坏 引发事故 2 发现操作异常问题 如确认无法处理应立即联系设备厂家技术支持 切勿自行拆卸和处理 第三节高低压变配电设备的一般故障及处理一 开关柜的检修与维护1 开关柜的检修和维护 必须严格按供电部门规定的操作规程和设备操作说明书进行 2 日常维护内容参见动力设备维护细则中相关章节 3 开关柜内应保持清洁 干燥 每年应进行一次停电清扫 彻底清除附着在母线合一二次元器件上的灰尘 以防绝缘损坏发生事故 4 定期检查真空断路器的情况 并按使用说明书要求进行检修合维护 5 检查主回路合一次触头的情况 擦除动静触头上的灰尘和陈旧油脂 查看触头有无损伤 弹簧力有无变化 各接触点有无温度过高引起的镀层氧化现象 在触头上 活门机构上 断路器底盘车各机械部分涂抹工业凡士林 提高使用寿命 6 检查辅助回路触点有无异常现象 如 松动 老化 烧焦 脱落等 并进行必要的调整 7 检查接地回路情况 保证其电气连续性 二 控制回路常见故障分析和处理本部分为开关柜的常见故障原因 如操作人员无法确认故障原因 应立即联系设备厂家技术支持 切勿自行拆