通信电源基础知识

1、铁铁通大理分公司通大理分公司卢秋平卢秋平20142014年年2 2月月 通信电源基础知识通信电源基础知识铁铁通大理分公司通大理分公司通信通信电源的基本分类电源的基本分类 通信电源分为通信电源分为基础电源基础电源和和机架电源机架电源。 通信局（站）的供电系统，除具有交流供电系统外，还具通信局（站）的供电系统，除具有交流供电系统外，还具有独特的直流供电系统。有独特的直流供电系统。 直流电直流电主要主要用用220V220V/ /380V380V交流电整流获得，整流器输入交交流电整流获得，整流器输入交流电、输出所需直流电，其输出端与蓄电池组并联，它们流电、输出所需直流电，其输出端与蓄电池组并联，它们共

2、同为通信设备提供直流基础电源（一般为共同为通信设备提供直流基础电源（一般为- -48V48V）。）。 各类通信设备中还需要各类通信设备中还需要3.3V3.3V、5V5V、12V12V等多种直流电压，等多种直流电压，这些电压通常由通信设备内部的直流变换器供给；程控交这些电压通常由通信设备内部的直流变换器供给；程控交换机中还装有产生铃流信号的铃流发生器。这些装在通信换机中还装有产生铃流信号的铃流发生器。这些装在通信设备机架内的插件电源，通常称为机架电源。设备机架内的插件电源，通常称为机架电源。 铁铁通大理分公司通大理分公司 基础电源基础电源1 1交流基础电源交流基础电源 由市电或备用发电机组（含移

3、动电站）提供的低压交流由市电或备用发电机组（含移动电站）提供的低压交流电源，称为通信局（站）的交流基础电源。电源，称为通信局（站）的交流基础电源。 低压交流电的额定电压为低压交流电的额定电压为220V/380V220V/380V（三相五线制），（三相五线制），即相电压即相电压220V220V，线电压，线电压380V380V；额定频率为；额定频率为50Hz50Hz。2 2直流基础电源直流基础电源 向各种通信设备、通信逆变器和直流变换器提供直流电向各种通信设备、通信逆变器和直流变换器提供直流电压的电源，称为直流基础电源。压的电源，称为直流基础电源。 直流基础电源的电压，首选标称值直流基础电源的电压

4、，首选标称值-48V-48V，过渡时期暂留，过渡时期暂留标称值标称值-24V -24V （均电源正极接地）（均电源正极接地） ；还有标称值；还有标称值+24V+24V（电源负极接地）电源负极接地）。 铁铁通大理分公司通大理分公司 机架电源机架电源 机架电源是指通信设备内的插件电源。机架电源是指通信设备内的插件电源。 例如程控交换机，机架电源中主要是直流变换器，它们例如程控交换机，机架电源中主要是直流变换器，它们把直流基础电源把直流基础电源- -48V48V电压变换成电压变换成5V5V、12V12V等多种直等多种直流电压，供交换机各电路板用电；铃流发生器则把流电压，供交换机各电路板用电；铃流发生

5、器则把- -48V48V电压变换为振铃所需的电压变换为振铃所需的25Hz25Hz、75V75V交流电压，供交换机交流电压，供交换机使用；还有逆变器，它把使用；还有逆变器，它把- -48V48V电压逆变为电压逆变为50Hz50Hz、220V220V交交流电压，供控制室中微机和外围设备用电。流电压，供控制室中微机和外围设备用电。铁铁通大理分公司通大理分公司交流交流基础电源技术指标基础电源技术指标 低压交流电的低压交流电的额定电压额定电压为为220V/380V(220V/380V(三相五线制三相五线制) )，即，即相电压相电压220V220V，线电压，线电压380V380V；额定频率额定频率为为50

6、Hz50Hz。 通信设备通信设备用交流电供电时，在通信设备的电源输入端子用交流电供电时，在通信设备的电源输入端子处测量，电压允许变动范围为处测量，电压允许变动范围为：额定电压：额定电压值的值的+5+5%-%- - -10%10%，即相电压，即相电压231V-198V231V-198V、线电压、线电压399V-342V399V-342V。 通信电源设备及重要建筑用电设备通信电源设备及重要建筑用电设备用交流电供电时，在用交流电供电时，在设备的电源输入端子处测量，电压允许变动范围为：额设备的电源输入端子处测量，电压允许变动范围为：额定电压值的定电压值的+10+10%-%-15%15%，即相电压，即相

7、电压242V-187V242V-187V、线电压、线电压418V-323V418V-323V。 交流电的交流电的频率允许变动范围频率允许变动范围为额定值的为额定值的4%4%，即，即48Hz-48Hz-52Hz52Hz 铁铁通大理分公司通大理分公司6 交流基础电源技术指标交流基础电源技术指标在实际应用中，兼顾多种用电设备，通常将低压交流电的在实际应用中，兼顾多种用电设备，通常将低压交流电的电压允许范围简化为（有效值）：电压允许范围简化为（有效值）：相电压（相电压（220V220V）：）：180V180V-240V240V线电压（线电压（380V380V）：）：320V420V320V420V铁铁

8、通大理分公司通大理分公司7直流基础电源技术指标直流基础电源技术指标在实际应用中，多为在实际应用中，多为 48V48V直流供电系统直流供电系统48V48V直流相关指标（开关电源直流参数）：直流相关指标（开关电源直流参数）：过压告警点：过压告警点：57V57V欠压告警点：欠压告警点：45V45V均充电压：均充电压：56.4V56.4V浮充电压：浮充电压：53.5V53.5V一次下电电压：一次下电电压：44V44V二次下电电压（电池保护电压）：二次下电电压（电池保护电压）：43.2V43.2V铁铁通大理分公司通大理分公司市电分类市电分类一类市电（1）引入稳定可靠的一路供电线（2）平均每月停电次数不大

9、于3.5次，平均每次停电时间6h；年不可用度小于310-2二类市电三类市电四类市电（1）引入一路供电线（2）平均每月停电次数不大于4.5 次，平均每次停电时间8h；年不可用度小于510-2 （1）引入稳定可靠的两路供电线（2）两路电源不同时出现检修停电（3）平均每月停电（故障）次数不大于1次，平均每次停电（故障）时间0.5h ；年不可用度小于6.810-4符合下列情形之一者：（1）引入一路供电线，经常昼夜停电，供电无保证（2）有季节性长时间停电或无市电可用铁铁通大理分公司通大理分公司三相五线制三相五线制 相线（A、B、C）：三根 中线（零线）N：有电流流过，保证负载三相电压平衡。 保护地线PE

10、：无流零线，保证人身和设备的安全。 颜色规定：相线为U相（A相）黄色、V相（B相）绿色、W相（C相）红色，零线为黑色，保护地线为黄、绿双色。 注意事项：严禁在零线和保护地线中加装开关或熔断器；严禁采用零线作为保护地线。 铁铁通大理分公司通大理分公司 三相五线制（即TN-S系统）配线方式，如下图：铁铁通大理分公司通大理分公司11配电变压器交流工作接地电气设备接地保护ACBACBN铁铁通大理分公司通大理分公司 通信电源通信电源系统的组成系统的组成 基本基本组成组成 ：通信局（站）电源系统由交流供电：通信局（站）电源系统由交流供电系统、直流供电系统和接地系统组成。系统、直流供电系统和接地系统组成。

11、基本要求：通信局（站）电源系统必须保证稳定基本要求：通信局（站）电源系统必须保证稳定、可靠和安全地供电。、可靠和安全地供电。 系统组成方式：有集中供电、分散供电、混合供系统组成方式：有集中供电、分散供电、混合供电电 、一体化供电方式。、一体化供电方式。 铁铁通大理分公司通大理分公司13通信通信电源系统电源系统组成示意图组成示意图高低压配电市电油机交流配电屏整流器整流器直流配电屏蓄电池逆变器变换器通信设备交流设备其它设备UPS交流设备防雷与接地系统动力与环境集中监控铁铁通大理分公司通大理分公司14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

12、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。铁铁通大理分公司通大理分公司15 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。 变换器 DC-DC变换，提供满足通信设备要求的电源。铁铁通大理分公司通大理分公司16 几个常用定义DCDCACACDC-D

13、C变换器输入输出逆变器整流器调压或变频器铁铁通大理分公司通大理分公司17高低压配电市电油机交流配电屏整流器整流器直流配电屏蓄电池逆变器变换器通信设备交流设备其它设备10KV380V48VA、正常工作各各部分工作过程部分工作过程铁铁通大理分公司通大理分公司18高低压配电市电油机交流配电屏整流器整流器直流配电屏蓄电池逆变器变换器通信设备交流设备其它设备10KV380V48VB、市电停电，油机尚未启动铁铁通大理分公司通大理分公司19高低压配电市电油机交流配电屏整流器整流器10KV380VC、油机启动直流配电屏蓄电池逆变器变换器通信设备交流设备其它设备48V铁铁通大理分公司通大理分公司20高低压配电市

14、电油机交流配电屏整流器整流器直流配电屏蓄电池逆变器变换器通信设备交流设备其它设备10KV380V48VD、市电来，进入正常工作铁铁通大理分公司通大理分公司21高低压配电市电油机交流配电屏整流器整流器直流配电屏蓄电池逆变器变换器通信设备交流设备其它设备UPS交流设备1、集中供电方式保证建筑负荷通信空调一般建筑负荷铁铁通大理分公司通大理分公司22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。集中供电方式集中供电方式的优缺点的优缺点集中供电集中供电是指在通信局站内只设一个通信电

15、源供电中心，所有通信设是指在通信局站内只设一个通信电源供电中心，所有通信设备都由该供电中心的电源供电备都由该供电中心的电源供电铁铁通大理分公司通大理分公司23高低压配电市电油机交流配电屏整流器整流器直流配电屏蓄电池逆变器变换器通信设备交流设备其它设备UPS交流设备分散供电方式交流配电屏整流器整流器直流配电屏蓄电池变换器通信设备其它设备铁铁通大理分公司通大理分公司24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。分散供电方式的优缺点铁铁通大理分公司通大

16、理分公司25供电发展的方向交流逐步走向集中直流逐步走向分散铁铁通大理分公司通大理分公司26整流器整流器的原理的原理整流器发展和分类 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。铁铁通大理分公司通大理分公司27线性电源工作原理线性电源工作原理整流电路工频变压器滤波电路负反馈通信设备380V + UR -UOUNUN=UO-UR说明：通过改变晶体管电压进行稳压。铁铁通大理分公司通大理分

17、公司28相控电源工作原理相控电源工作原理整流电路工频变压器滤波电路负反馈通信设备晶闸管相位控制380V a说明：通过晶闸管导通角a进行稳压。铁铁通大理分公司通大理分公司29开关电源工作原理开关电源工作原理整流电路高频变压器负反馈通信设备IGBTPWM电路380V滤波电路IGBT管（场效应管）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。 y铁铁通大理分公司通大理分公司30开关电源的典型配置（交换局）开关电源的典型配置（交换局）交流配电屏（380V）直流配电屏(48V)监控模块整流模块整流模块整流模块整流模块整流模块整流模块蓄电池组I蓄电池组II铁铁通大理分公

18、司通大理分公司31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铁铁通大理分公司通大理分公司全浮充供电原理全浮充供电原理 交流电正常时，整流器输出浮充电压，供给全部负载电交流电正常时，整流器输出浮充电压，供给全部负载电流，并对蓄电池组进行补充充电，使蓄电池组保持电量流，并对蓄电池组进行补充充电，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；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，蓄电池组放电供当交流电源中断、整流器停止工作时，蓄电池组放电供给

19、负载电流，使直流电源不中断；给负载电流，使直流电源不中断； 当交流供电恢复、整流器投入工作时，又由整流器供给当交流供电恢复、整流器投入工作时，又由整流器供给全部负载电流，同时它以稳压限流的工作方式对蓄电池全部负载电流，同时它以稳压限流的工作方式对蓄电池组进行恒压限流充电。然后自动转为正常浮充状态。组进行恒压限流充电。然后自动转为正常浮充状态。铁铁通大理分公司通大理分公司蓄电池蓄电池 交流电正常时，整流器供给全部负载电流，并对蓄电池组进行补充充电，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；当交流电源恢复、整流器投入工作时，又

20、由整流器供给全部负载电流，同时它以稳压限流方式对蓄电池组进行低电压恒压充电。为了保证直流电源不间断，蓄电池组是必不可少的。 全浮充工作方式中的蓄电池作用 交流电正常时，蓄电池组起平滑滤波作用；交流电源中断，蓄电池组放电供给负载电流。铁铁通大理分公司通大理分公司接地系统接地系统 （1）、接地的必要性 为了保证通信质量、系统正常运行并确保设备与人身安全。 （2）、接地分类 按照功能分：交流工作接地、直流工作接地、保护接地和防雷接地。 按照接地方式分：分设接地和联合接地。 （3）、联合接地系统组成 由接地体、接地引入线、接地汇集线和接地线4部分组成。铁铁通大理分公司通大理分公司集中监控集中监控系统系

21、统 集中监控系统对各个独立的通信电源系统和系统内各个设备进行遥测、遥信、遥控，实时监视系统和设备的运行状态，记录和处理相关数据，及时侦测故障并通知人员处理，从而实现通信电源的少人或无人值守、集中维护管理。均均充、均充电压充、均充电压 均充均充 为使蓄电池组中各单体电池性能一致进行的充电称为均为使蓄电池组中各单体电池性能一致进行的充电称为均衡充电，简称均充。衡充电，简称均充。 均充电压均充电压 均充时的充电电压称为均衡充电电压。均充时的充电电压称为均衡充电电压。 均充电压值均充电压值 蓄电池均衡充电单体电压为蓄电池均衡充电单体电压为2.302.302.35V2.35V（2525）。参）。参考值：

22、考值：2.35V2.35V（2525）。 48V48V电池组均充电压参考值：电池组均充电压参考值：56.4V56.4V（2525）铁铁通大理分公司通大理分公司37接地系统接地系统铁铁通大理分公司通大理分公司 接地接地的基本概念的基本概念1、地（1）电气地是指大地，又称为电气地。（2）逻辑地将电子设备中的适当金属作为参考零电位，这个电位称为逻辑地。逻辑地可与大地相接，也可不相接。（3）地电位电位为零的电气地，在工程上就叫地电位。2、接地为了工作或保护的目的，将电气设备的接地端子通过接地装置与大地作良好的电气连接，并因此经常与大地保持等电位，这种连接称为接地。3、跨步电压两脚站在带有不同电位的地面

23、上，其两脚之间（按0.8m计算）的电位差称为跨步电压应急措施：不能奔跑逃离，而应单脚跳或细步离开。如人跌倒，电流将在人体内脏重要器官通过，就有生命危险。铁铁通大理分公司通大理分公司接地接地的作用与分类的作用与分类 接地的作用是： 防止人身遭受电击、设备和线路遭受损坏，防止雷击，防止静电损害，提高通信和电子设备的屏蔽效果，保障电源系统和通信系统正常运行。铁铁通大理分公司通大理分公司接地接地分类分类 一般分为保护性接地和功能性接地。 1）、保护性接地 保护性接地分为保护接地、防雷接地、防静电接地、防电蚀接地。 保护接地（防电击接地） 设备外壳接地；保护接地的接地电阻通常要求不大于10。 防雷接地

24、将防雷装置和地相连；防雷接地装置的接地电阻通常要求不大于10 。 防静电接地 是将静电荷引入大地，防止由于静电积聚对人体和设备造成危害。铁铁通大理分公司通大理分公司 （2）、功能性接地 功能性接地分为工作接地、屏蔽接地、信号接地。其中工作接地分为交流工作接地和直流工作接地。 交流工作接地 在交流电力系统中，将中性点接地称为交流工作接地。 变压器100kVA以下时，接地电阻应不大于10；变压器100kVA以上时，接地电阻应不大于4。 直流工作接地 通信局（站）直流电源的一极接地（例如48V系统电源正极接地），称为直流工作接地。可减少由于用户电话线路对地绝缘不良而引起的串话；在某些通信回路中，可利

25、用大地完成通信信号回路。（负极接地最大好处是减少电腐蚀） 屏蔽接地用于将电气干扰源引入大地，保证系统电磁兼容性的需要。 信号接地是为了保证信号具有稳定的基准电位而设置的接地。铁铁通大理分公司通大理分公司分设分设和合设的接地系统和合设的接地系统 1、分设的接地系统 一个通信局（站）的交流接地系统、直流接地系统和防雷接地系统分别安装设置，互不连接，称为分设的接地系统，又称分散接地。 2、合设的接地系统 新建局（站）应采用联合接地。 （1）、什么是联合接地 联合接地是统一考虑各个系统、各种设备（通信的、电力的、建筑的），把工作接地、保护接地和建筑防雷接地在地下共用同一地网的接地方式。其接地电阻应该很

26、小。铁铁通大理分公司通大理分公司（2）、联合接地系统组成）、联合接地系统组成联合接地系统由大地、接地体、接地引入线、接地汇集线和接地线组成。接地体（或接地电极）为使电流入地扩散而采用的与土壤成电气接触的金属部件称为接地体。由两部分组成，即建筑物基础部分混凝土内的钢筋和围绕建筑物四周敷设的环形接地极（包括垂直电极和水平电极）；将它们相互焊接组成一个整体，构成接地网（地网）。接地体的埋深（指接地体上端）一般不小于0.7m。在寒冷地区，接地体应埋设在冻土层以下。接地引入线从接地体连接到地线总汇流排的导线称为接地引入线。接地汇集线接地汇集线是指与各通信机房接地线相连的接地干线。接地汇集线分为垂直接地总

27、汇集线和水平接地分汇集线两部分。接地线各类设备的接地端与水平接地分汇集线之间的连线，称为接地线。接地线不准使用裸导线布放，不得使用铝材。铁铁通大理分公司通大理分公司44中国移动（铁通）接地标准中国移动（铁通）接地标准防雷接地：小于等于10独立接地：小于等于4联合接地：小于等于1普通机房（基站）地线电阻：小于等于4枢纽（节点）机房地线电阻：小于等于4零地电压：小于等于15V，通常低于6V零地电压：即交流引入接零点与公共接地点的电压差铁铁通大理分公司通大理分公司通信通信电源的防雷保护措施电源的防雷保护措施 防止直击雷 防雷保护设施主要包括建筑物顶端的避雷针、避雷网和通信局（站）的联合接地系统。 对

28、于通信电源设备而言，防雷保护主要是对感应雷的防护。铁铁通大理分公司通大理分公司电力变压器电力变压器的防雷的防雷 电力变压器高、低侧都应装避雷器，如图所示。铁铁通大理分公司通大理分公司低压低压供电系统的防雷供电系统的防雷 一般采用四级防雷保护。 （1）第一级防雷低压电力电缆防雷保护 （2）第二级防雷交流屏内防雷保护 （3）第三级防雷整流器防雷保护 （4）第四级防雷直流电源线防雷保护铁铁通大理分公司通大理分公司48 UPS系统概述铁铁通大理分公司通大理分公司491 为什么要使用为什么要使用UPS？ 为了保护重要设备（网络、服务器、为了保护重要设备（网络、服务器、DCS等等)免受免受断电断电及市电电网中存在的动及市电电网中存在的动态或静态态或静态干扰干扰的影响，不至造成数据丢失、硬件损坏、控制误动、传输误码率降的影响，不至造成数据丢失、硬件损坏、控制误动、传输误码率降低等不良后果低等不良后果。 2 什么是什么是UPS？ UPS是英文是英文Uninterruptable Power System的缩写，中文名叫的缩写，中文名叫不间断电源不间断电源。