基站电源原理及日常维护培训教材PPT课件

基站通信电源原理及日常维护授课人 运维部王永华联系电话二 九年五月 基站电源维护 第二节基站电源组成 第三节开关电源原理及日常维护 第一节湖北基站动力现状 第四节蓄电池原理及日常维护 第一节基站动力现状 全省共有宏站11177个 微蜂窝612个 直放站1181个 宏站中室内站8910个 占比80 室外一体化站2267个 占比20 第一节基站动力现状 基站平面图 第一节基站动力现状 开关电源情况 主流厂家 艾默生 中兴 中达 易达 占比83 运行较好 二类厂家 动力源 博西 洲际共976套 占比12 运行一般 三类厂家 亚奥 托普 佛山 通力环 珠江共423套 占比5 故障率高 无维保 第一节基站动力现状 按生产厂家统计 普天 银泰占比最大 均在20 左右光宇 圣阳 华日次之 各在10 左右双登 华达及其他电池占比总共25 第一节基站动力现状 存在的主要隐患 1 分公司普遍无专职基站动力维护管理人员 部分分公司动力专业无正式员工 不能对基站电源和代维单位进行有效管理 2 对基站电池维护认识不足 日常维护停留在清洁卫生方面 3 新建工程开关电源参数无人设置 普遍存在开站后使用出厂默认值 无法对电池充电进行管理 4 室外一体化基站比例太高 风化 高温 防盗均无法有效解决 特别是其所配12V电池经过夏天高温后容量急剧下降 5 尤其是部分室外站使用UPS供电 UPS自身故障率高 电池为12V 安全性得不到保证 6 全省电源电池厂家过多 维护管理困难 第一节基站动力现状 存在的主要隐患 7 部分基站二次下电接线错误 普遍存在一 二次下电值设置偏低 不能对电池实施有效保护 8 动力环境监控建设问题 室外站监控建设时没有安排 部分分公司不会实施 室内站监控实施不及时 较多站没建直流低压告警 9 市电引入问题 外电引入使用民用电 部分郊区和山区基站接火点距基站太远 供电电压低 10 部分高山站发电线路没能引到山下 停电后发电困难 11 部分电池自身批量质量问题 没到使用寿命 但电池容量已不足 反映较强烈的为荆门 黄冈 孝感 江汉 十堰等地市 12 基站日常维护作业计划执行不力 基站电源维护 第二节基站基础电源组成 第三节开关电源原理及日常维护 第一节湖北基站动力现状 第四节蓄电池原理及日常维护 第二节基站电源组成 基站电源配置均为一体化组合开关电源架 配1 2组电池 电源系统作用就是为主设备提供不间断供电 第二节电源外观 附图为艾默生在湖北联通基站使用的电源外观 机柜中部为整流模块和监控单元 中部右上角为监控单元 基站电源种类繁多 但结构大同小异 必须包括交流配电 直流配电 整流模块 监控单元四大部分 第二节电源外观 中兴基站电源 整流机柜门 直流防雷盒 整流机柜 直流配电单元 监控单元 整流模块 预留空间 可根据配置需要 加入嵌入式逆变器 UPS及其他19英寸机架式产品 资料夹 交流配电 整流器空开及交流变送器等 交流配电 输入总空开及C D防雷器等 第二节模块外观 第二节电池外观 基站电源维护 第二节基站基础电源组成 第三节开关电源原理及日常维护 第一节湖北基站动力现状 第四节蓄电池原理及日常维护 第三节开关电源原理 第三节整流器内部框图 第三节全桥整流电路 第三节交流配电单元 第三节交流配电单元 交流配电通常由以下几个部分组成 1 交流接入电路 交流接入一般通过空气开关 交流接入开关的容量即为交流配电屏的容量 2 整流器交流输入开关 交流配电单元分别为系统的每一个整流器提供一路交流输入 开关容量根据整流器容量确定 3 交流切换机构 有自动切换机构和手动切换机构 自动切换机构由机械电子双重互锁的接触器或ATS组成 4 交流采样电路 由变压器和整流器件组成的电路板 将交流电压 电流和频率等转换成监控电路可以处理的电信号 5 交流切换控制电路 完成两路交流自动切换 过欠压保护 告警等功能 6 交流监控电路 集散式监控中专门处理交流配电各种信息的微处理器电路 可以完成信号检测 处理 告警 显示以及与监控模块通信等功能 7 C级与D级防雷器 第三节监控单元 概述 监控模块的主要功能监控模块是高频开关电源系统中的智能装置 对开关电源系统的运行进行统一的管理 该模块通过内部通信接口 根据预定的工作程序 对开关整流模块 交 直流配电屏及电池的运行状态进行实时监视 控制和管理 一套开关电源系统有一个监控模块 可同时监控多个高频开关整流模块和配电装置 另外 通过RS232 485外部接口纳入上一级监控管理系统 发送并接收相应的信息 执行监控系统的命令 同时 还具有完成对各种参数及运行信息的存储 由维护人员在现场进行运行参数的调整 将系统的运行状态与参数进行实时的显示等功能 第三节监控单元 面板及框图 第三节监控单元 功能 监控模块的主要功能 1 显示功能监控模块可在其液晶显示屏上分屏显示系统各种运行信息 如交流输入电压 直流输出电压 电流 电池的均 浮充状态等 2 参数设置可通过键盘和显示屏输入 修改电源系统的工作参数 这些参数将在以后电源系统的运行过程中 影响整个系统的工作 所以设置参数时 必须确保输入的参数值与实际情况一致 否则监控模块不能正确地监控电源系统 3 控制功能监控模块根据系统的运行状态 对被监控对象发出相应的动作指令 主要包括 1 改变整流模块的限流点 2 控制整流模块的开 关机状态和均 浮充状态 3 电池欠压保护等 第三节监控单元 功能 监控模块的主要功能4 告警功能监控模块可以根据采集到的数据 对系统交直流配电开关量 模拟量 电池运行状态进行监控 并综合相关信息处理进一步的告警 5 历史记录监控模块将电源系统运行过程中的一些重要状态和数据 根据时间或其它条件存储起来 以备查询 监控模块可提供五条的历史告警信息 每一条信息都包括告警类型 起始时间和结束时间 并保证掉电后不会消失 用户随时可以在液晶显示屏上浏览 6 电池管理功能监控模块可根据用户设定的数据 如充电限流值 均 浮充转换电流值 二次下电电压值和电池保护电压值等 调整电池的充电方式 充电电流 并实施各种保护措施 如充电限流 浮充温度补偿 二次下电和电池保护等 第三节直流配电 直流配电的技术要求直流配电屏位于整流器与通信负载之间 主要用于整流器 蓄电池组的接入和直流负荷的分配 其主要技术要求如下 1 同一种电压同型号的直流配电屏应能并联使用 2 可接入两组蓄电池 3 负荷分路及容量可根据系统实际需要确定 4 在低阻配电系统中 直流屏带额定负荷时 屏内放电回路电压降 500mV 5 具有过压 欠压 过流保护和低电压告警功能 6 对于蓄电池充放电回路以及主要输出分路应能够进行监测 7 基站开关电源直流配电应具有一次下电和二次下电功能 第三节直流配电 直流配电原理图图直流配电单元工作原理图 讲解二次下电原理 第三节没配置二次下电的直流配电外观 本图中没有配置二次下电 只有电池保护 若要增加二次下电功能 需要在哪加接触器 第三节易达开关电源 直流配电单元 电池接入负极一次下电负载 交换和BTS LVBD二次下电接触器LVLD一次下电接触器二次下电负载 传输 直流防雷器 中兴二次下电较特殊 下电控制装置在机柜内 可手动控制 下电控制装置包括一次下电控制开关LLVD1和二次下电控制开关LLVD2 取下该装置的防护盖后 可看到这些开关 操作说明 1 将一次下电控制开关中的自动 手动开关拨向 自动 允许系统进行一次下电自动控制 此时 该开关组中的断开 接通开关不起作用 2 将二次下电控制开关中的自动 手动开关拨向 自动 允许系统进行二次下电自动控制 此时 该开关组中的断开 接通开关不起作用 3 一次下电负载路数及容量一般大于二次下电负载路数容量 中兴开关电源二次下电描述 中兴开关电源二次下电描述 第三节开关电源设置 原则及建议 1 电源设置必须与基站现场情况一致 不得使用出厂默认值 2 电源设置重点在电池管理 电源模块数量正确 部分厂家自适应系统不用设置模块数量 3 开关电源一二次下电设置值 对于2 5G传输站和传输链路上下挂较多站点的基站 以保证传输供电为重点 宜将一次下电值设为46V 二次下电值设为43 2 44 V 4 普通基站一次下电值建议设为45 6V 二次下电值设为44 4V 5 端站 不用对传输做保护的站 宜将一 二次下电均设置为44V 6 直流低压告警值 传输节点站 重要站点 高山站的直流电压低告警值宜设为48V 普通基站设为47V 7 普通站 充电限流值 0 1 0 15C10 定时均充时间3 6个月 停电频繁站 均充限流值增加为0 15 0 2C10 加快电池充电 定时均充时间1 2个月 第三节艾默生开关电源设置及检查 V1 2版本以前用户级密码为123456 工程师级密码为654321 V1 2版本以后用户级密码为1 工程师级密码为2 管理员级密码均为640275 谨慎使用 上级密码可重置下级密码 所有密码均可由管理员修改 首次输入密码后2分钟内重新进入不必再输入密码 第三节艾默生开关电源设置及检查 密码 中兴监控单元 外观 中兴监控单元 面板及按键 中兴监控单元 参数设置 第三节开关电源设置 易达基站电源 系统名称PRS300048V 300A电源系统名称定义如下 PRS 电源系统 3000 整流模块输出功率3000W 48V 额定输出电压 48Vdc系统 300A 该系列电源系统额定输出电流 终期容量 第三节开关电源设置 易达电源监控单元 前面板按键 按键从状态模式转换为菜单模式 按 或 键上下翻屏 并查找菜单选项 功能或者参数 按键选择功能 LED指示灯Smartpack监控模块具备下列指示灯 电源 绿色 指示电源状态 开或关 告警 红色 指示报警状态 主要警报 警告 黄色 指示异常状态 次要警报 第三节开关电源设置 易达电源监控操作 用户选项进入菜单模式之后 用户即进入了用户选项 浏览显示菜单方法与步骤 进入 菜单模式 按键从状态模式转至菜单模式 按 下翻键 转至菜单选项按键在同级菜单向下翻屏 并查找出所需要的菜单选项 功能或者参数 选择菜单选项按键选择所显示的菜单选项或者参数 按 上翻键 转至菜单选项或者级别按键在上一级菜单中向上翻屏 并跳至上一级菜单 第三节开关电源设置 易达电源监控操作 维护选项用户进入菜单模式之后 即进入用户选项 之后 用户可能使用下翻键 进入受密码保护的维护选项 维护选项的密码在出厂设置为 0003 浏览显示菜单方法与步骤 进入 菜单模式 按键从状态模式转至菜单模式 按 下翻键 转至菜单选项按键在同级菜单向下翻屏 并查找所需要的菜单选项 功能或者参数 选择菜单选项按键选择所显示的菜单选项或者参数 按 上翻键 转至菜单选项或者级别按键在上一级菜单中向上翻屏 并跳至上一级菜单 第三节开关电源设置 易达电源监控操作 第三节开关电源设置 直流低压告警设置及接线 1 艾默生电源交流停电关联1号继电器 直流欠压关联2号继电器建议使用默认关联继电器 将直流欠压值按要求设置 将干信号接入BTS外部告警即可 2 中兴电源交流停电关联1号继电器 直流欠压关联2号继电器建议使用默认关联继电器 将干信号接入BTS外部告警即可 3 其他电源大同小异 一般都有交流停电告警和直流低压告警 有条件的公司尽量将直流低压告警接到网管中心 作为停电后发电的触发条件 基站电源维护 第二节基站电源组成 第三节开关电源原理及日常维护 第一节湖北基站动力现状 第四节蓄电池原理及日常维护 第四节蓄电池 作用 荷电待用 蓄电池在通信电源中用于直流供电系统与交流不停电系统 UPS 蓄电池在系统中的作用主要作为储能设备 当外部交流供电突然中断时 蓄电池担负起对全部负载供电的任务 在直流供电系统中 蓄电池可提供1 20h或更长时间的不停电供电 在交流不停电系统 UPS 中 蓄电池可提供0 5 4h的不停电供电 以维持正常的通信 平滑滤波 在直流供电系统中 整流器的输出电压仍存在着纹波及多种谐波电压 由于蓄电池对低频谐波电流呈现极小内阻 仅为数十毫欧 而与之关联的负载内阻远大于电池内阻 所以蓄电池对整流器输出纹波电压具有旁路功能 即平滑滤波作用 能改善整流器的供电质量 第四节蓄电池 蓄电池的基本概念 1 充电与放电充电是指蓄电池从其它直流电源中获得电能的过程 充电容量指对蓄电池充入的电量 以Ah计算 过充电是指对已充足的蓄电池继续充电 有强烈析气反应 放电是指蓄电池供给外电路负载电流的过程 此时由化学能转变为电能 放电容量指蓄电池放出的电量 以Ah计算 深放电是指放出额定容量的80 以上的放电 浅放电是指放出额定容量的25 以下的放电 过放电是指低于规定终止电压的放电 第四节蓄电池 蓄电池的容量蓄电池的容量是指蓄电池储存电量的数量 通常以充足电后的蓄电池放电到规定终了电压时所能供应的电量 当蓄电池采用一定电流连续放电 电池容量C 单位 安时 用下式计算 式中 I放为放电电流 A t放为放电时间 h 当放电电流随时间变化时 单位重量或单位体积的容量 Ah 称为比容量 单位为Ah kg或Ah L 第四节蓄电池 电动势的产生铅蓄电池的正极是二氧化铅 PbO2 负极是绒状铅 Pb 它们是两种不同的活性物质 故和稀硫酸 H2S04 起化学作用的结果也不同 在未接通负载时 由于化学作用使正极板上缺少电子 负极板上却多余电子 如图5 2所示 两极间就产生了一定的电位差 铅蓄电池电动势的产生过程 第四节蓄电池 放电过程的化学反应当外电路接上负载 比如灯泡 后 铅蓄电池在正 负极板间电位差 电动势 的作用下 电流I从正极流出 经负载流向负极 也就是说 负极上的电子经负载进入正极 如图5 3所示 同时在蓄电池内部产生化学反应 铅蓄电池在放电时的化学反应 正极硫酸负极正极水负极PbO2 2H2SO4 PbPbSO4 2H2O PbSO4 第四节蓄电池放电 正极硫酸负极正极水负极PbO2 2H2SO4 PbPbSO4 2H2O PbSO4从放电方程式来看 放电过程中 蓄电池内阻将越来越大 Pb PbO2 PbSO4三者体积比如下 Pb PbO2 PbSO4 18 26 49 1 1 44 2 72放电过程中极板由于体积增大而膨胀 深度放电可使极板损坏 第四节蓄电池充电 充电过程的化学反应充电是放电过程的逆过程 如下图 a 充电时的化学反应 b 充电时的情况铅蓄电池在充电时的化学反应 a 充电时的化学反应 b 充电时的情况 第四节蓄电池 充电反应式 于是 充电时总的化学反应式为 正极水负极正极硫酸负极PbSO4 2H2O PbSO4PbO2 2H2SO4 Pb从充电反应式看出 当蓄电池充电后 两极上原来被消耗的活性物质复原了 同时电解液中的硫酸成分增加 水分减少 充电 第四节蓄电池 阀控式铅酸蓄电池的充电特性充电特性图 第四节蓄电池 容量影响 放电率的影响从阀控式密封铅酸蓄电池的放电特性曲线可知 放电率低于正常放电率时 可得较大的容量 反之 容量则变小 铅酸蓄电池因放电率引起的放电变化如图5 11所示 温度和放电速率对电池放出容量的影响 第四节蓄电池 容量影响 终止电压的影响电池的容量与端电压降低的快慢有密切关系 放电过程中 若能做到浓度极化小 端电压降低很慢 电池容量会相应提高 终止电压是按实际需要确定的 小电流放电时 终止电压高些 大电流放电 终止电压低些 因为小电流放电极化作用小 容易形成硫酸铅结晶 充电时不易恢复成原来有效物质 故而终止电压规定高些 大电流放电时 扩散速度跟不上 端电压降低很快 容量发挥不出来 因此终止电压定得低些 从湖北联通实际配置来看 放电电流一般都小于0 1C10 较多基站停电后等基站退服才去发电 且二次下电设置值很低 43 2V 基站过放电严重 对电池造成巨大伤害 需要极力避免 第四节 不同放电率的蓄电池放电容量和电流 放电率额定容量的 额定容量的电流 终止电压10小时率100 10 1 8V09小时率97 4 10 8 08小时率94 4 11 4 07小时率93 12 4 06小时率91 7 13 3 05小时率87 6 14 6 04小时率80 20 03小时率75 25 1 8V02小时率61 1 30 55 01小时率55 51 4 1 75V0 5小时率45 70 1 7V 第四节蓄电池 寿命影响 1 充电电压对蓄电池使寿命的影响浮充电压过低时 电池长期处于欠充 极板深处的活性物质不能参与化学反应 因而在活性物质与板栅之间形成高电阻层 电池的内阻增大 容量下降 浮充电压过高时 一方面 电池将长期处于过充电状态 电池内产生的气体量增加 安全阀经常开阀 电解液中的水分损失 通常 水分损失15 电池的容量就减小15 另一方面 充电电流的增大 极板腐蚀速度加快 蓄电池的寿命相对缩短 2 放电深度对蓄电池寿命的影响循环寿命与电池每次放电的深度有密切关系 放电深度为30 时 充放电循环次数可达1200次 放电深度为100 时 循环寿命仅有200次 因此 应当尽量避免电池深度放电 第四节蓄电池 寿命影响 环境温度对蓄电池寿命的影响浮充寿命与环境温度的关系 第四节日常维护 容量重量对应表 安装使用初期的维护工作 及时安装投入使用 避免长期贮存和人为故障 连接可靠 不得出现虚接 压降过大等问题 记录开路电压 开通时需均充补充电 以弥补运输和贮存周期带来的容量损失 首次容量检查应认真做好 测出实际容量值 放电参数尽可能靠近10小时率 并保证结束后完全充满 容量检查时 同时检查端子压降 单体温度 排气阀是否可靠 电池是否反极 设定好和蓄电池相关的开关电源参数 做好详细维护记录 第四节日常维护 开通 日常维护工作 需要加强日常巡检检测力度 发现落后电池并予以更换