《铁路专用通信系统》课件-3.8电源动环

通信局（站）供电的特点重要性，供电中断造成的损失大。复杂性，高稳定电源的实现环节多。供电种类多：380V、48V、24V等。供电对象多：通信设备采用直流供电。局内建筑采用交流供电。监控、计费、网管等采用UPS供电。引入思考：为什么通信电源要采用-48V？2026/7/142通信设备电源其实用过多种：老式的机电式交换机，如最早的步进制、后来的纵横制式，都是-60V。为了简化电源设备，现在的程控交换机、传输、光端机等设备，都是用-48V电源。因为程控交换机与电话在用户的距离比较远，为了保证一定的服务范围，交换机的电源电压不能过低，所以通信设备统一使用-48V电源。

通信设备（电路板）中应用有大量的线圈、继电器等元器件，都使用直流工作电源。因空气中的湿度总是存在的，在直流电的电解作用下，总是正极受到电解腐蚀。如果工作电源是+48V，线圈、继电器等元器件通电，受到腐蚀的将是线径很细的线圈，故障率会比较高；采用电源正极接地(机架)，线圈工作电源是负电压，受到腐蚀的将是体积很大的铁芯，故障率会大大下降。所以通信设备都是采用正极接地方式，用负电压电源。通信电源的接地一般是48V的正极接地[393]。电源正极接地，减少电解腐蚀作用对线路的危害，从而能起到保护设备的作用[140]。通信电源第3页通信电源设备学习，请牢记以下原则！电源设备操作具有一定的危险性，安全生产是电源专业维护、管理的永恒主题。引入通信电源是整个通信系统的动力组成部分，就像人体的心脏一样。通信电源的作用是给通信设备提供交、直流供电。[269]通信电源设备主要包括：交直流配电设备、高频开关电源、蓄电池组等。[230]

交换、传输、数据、接入、基站、网管、等10KV380V380V380V变压器柴油发电机低压配电开关电源UPS空调接地系统第一节

通信交流供电系统图

通信电源系统通信电源系统一般由交流供电系统、直流供电系统、接地系统组成。[235]通信交流供电系统由交流配电设备、不间断电源设备（UPS）、蓄电池组及备用发电机等组成。(一)外供交流电源1.外供交流电源的种类铁路通信外供交流电源可分为铁路电力供电、地方市电供电、自备发电电源三种。2.铁路电力外供交流电源负荷分级根据供电可靠性要求及终端供电对人身安全、经济损失或影响程度，将铁路用电负荷分为一级负荷、二级负荷、三级负荷。一级负荷由双重电源(即两路相互独立的电源)分别供电至用电设备或低压双电源切换装置处。对于特别重要场所的不允许间断供电的一级负荷还应增设后备电源，后备电源包括蓄电池组和备用发电设备等。一、通信交流供电系统组成一、通信交流供电系统组成二级负荷可由来自同一变电所的两路电源线路供电，在负荷较小或地区供电条件困难时，可由一路电源线路供电。三级负荷可由一路电源供电。通信机房用电负荷多为一级负荷，由双路外供交流电源供电。一般来说，高铁线通信设备、通信站设备以及自动闭塞区段的通信设备为一级负荷；非自动闭塞区段的通信设备以及为通信设备配置的空调设备为二级负荷。(二)交流配电设备交流配电设备按照功能可分为外电引入配电、交流输入配电和交流输出配电三类，内部通常装有空气断路器、电工仪表、告警保护等元器件，为不同容量的负载分配电能。根据功能需要，部分配电设备中还含有双路电源切换装置。断路器（自动空气开关）既起开关作用，又起过流与短路保护作用——当负载电流过大或短路时，断路器自动跳闸，切断供电；故障排除后，需人工合闸。熔断器是在电路中用来保护电源或用电设备的一种保安装置[143]。起过流与短路保护作用——当负载电流过大或短路时，熔断体熔断，切断供电；故障排除后，换上同规格的熔断体恢复供电。交流配电柜交流熔断器的容量按最大负载电流的1.2-1.5倍选取。[74]断路器与熔断器

三相五线制相线：零线（N）：保护地线（PE）：U相（A相）黄色

V相（B相）绿色

W相（C相）红色[9]

黄、绿双色

淡蓝色（或黑色）

电线接地端（GND）交流配电部分

相间电压（220V）相零为相零线（N）火线（L）交流配电部分

线间电压（380V）相相是线交流配电部分(

三

)UPS

和蓄电池组UPS和蓄电池组是保证交流通信电源系统不间断供电的核心设备。UPS电源通常由整流器、蓄电池、逆变器、静态开关组成。[231]UPS电源单元提供设备所需220V交流电源，防雷保护，过压、过流保护，防反接保护等。[71]铁路通信电源采用在线式UPS。在线式UPS逆变电路始终处于工作状态。[270]在线式UPS四种工作模式[233]正常模式电池模式（静态）旁路模式维修旁路模式(四)备用发电机在调度所、通信枢纽机房等重要场所，通常设置固定式发电机组作为备用电源，当外部

供电中断时，通过转换开关自动或手动切换至发电机组供电，对于UPS负荷容量很大的场所，蓄电池组后备时间通常较短，

一旦外部供电中断，就要求备用发电机组迅速启动并投入运行，此时备用发电机组与外电的转换开关通常采用自动切换模式。不能在雨地中、通风不良的室内等环境中使用发电机。[359、360]使用发电机时须检查机油是否充足，缺少机油时，不得启动发电机。[361]油机发电机应每月空载试机一次，每半年加载试机一次。[354]第二节

通信直流供电系统19频率高、体积小、重量轻，可制成模块式；效率高，寿命长。均流技术使多模块运行,提高系统容量和可靠性。功率因素高，符合环保需要并降低使用成本。智能化给维护工作带来方便。开关电源成为通信网的主导基于以下主要特点：开关电源的主要特点(一)交流配电设备交流配电设备为整流设备分配电能。当外电中断或交流电压异常时(如过压、欠压或

缺相等),交流配电屏能自动发出相应的告警信号。当输入双路电源时，交流配电设备中设置双路电源切换装置，实现双路电源的自动和手动切换。高频开关电源柜的交流电源应采用三相五线制或单相三线制供电。[139](二)高频开关整流设备高频开关整流设备由整流模块和监控模块组成，多个整流模块并联工作，将输入的交流电整流为直流电，输出到直流配电屏，通过直流母线与负载及蓄电池连接，既为负载供电，又给电池组充电。(三)蓄电池组蓄电池组与各整流模块并联工作，是通信直流电源系统的后备电源，在交流电正常时处于浮充储能或均衡充电状态；交流停电时，蓄电池组放电向负载提供直流电源。为了增加供电可靠性，每套高频开关电源通常接入两组蓄电池组。1.影响蓄电池寿命的几大因素是：放电深度、放电电流、充电电流、环境温度、电池的不均衡性。[232][138][272][273][274][355]2.蓄电池搁置或停用时间超过1个月要进行均衡充电，以保护电池。[356]3.蓄电池并联浮充运行3个月要进行均衡充电。高频开关电源系统的蓄电池管理蓄电池组是直流供电系统的重要组成部分，高频开关电源系统的监控单元对蓄电池组的管理是保证蓄电池组性能稳定的关键因素。电池管理包括：均/浮充管理（周期定时均充、交流上电均充）、充电限流（0.1C10）、电池温度补偿（25℃、浮充电压）、电池低电压保护（43.2V）、负载下电（一次下电、二次下电，600A以下系统）、电池测试（核对性放电测试）等。高频开关电源必须设置直流输出欠压告警，并具备二次下电功能。[275]均充就是均衡充电。在停电后蓄电池释放的能量超过总容量的15%；蓄电池长期处于浮充状态；在电池组中出现落后电池（在浮充状态下单体电池电压低于2.2V）；更换新电池后；这些情况下都需要均充。浮充就是补充自放电，使蓄电池保持完全充电状态的连续小电流充电的电压。蓄电池在通信电源系统中的作用（1）后备电源：包括直流供电系统和UPS系统。在市电异常或整流器不工作的情况下，由蓄电池单独为通信负载提供安全、可靠、稳定的电力保障，确保通信设备的正常运行。（2）平滑滤波：在市电正常时，与整流器并联运行。由于对低频谐波电压呈现极小电阻，蓄电池对整流器的输出波纹电压具有旁路功能，起到了平滑滤波的作用。（3）调节系统电压。（4）动力设备的启动电源。(四)直流配电设备1.大型机房大型机房直流配电设备通常包括直流总配电柜、直流分配电柜(也称机房配电柜、二级配电柜)、直流列柜等多级配电。总配电柜用于整流模块输出后，对直流用电进行整体分配和管理，并具备相应的保护功能。一般应具有接入两组蓄电池的能力。分配电柜位于总配电柜与直流电源列柜之间，对各种用电进行分配和管理，并具备相应的保护功能。直流列柜用于对同一机房内一列或多列通信设备机柜的用电进行分配和管理，并具备相应的保护功能。直流列柜通常设置独立两路输入总开关和若干分支路输出开关。2.小型机房对于铁路区间基站等小型机房，通常不设机房分配电柜和直流列柜。从直流通信电源配出的供电线路直接供电到通信设备机架。分立式开关电源系统外观举例组合式开关电源系统外观举例

直流配电主电路举例具有二次下电功能

思考：一次下电和二次下电的区别？2026/7/14一次、二次下电及回差电压参考值

系统电压第一次下电电压第二次下电电压回差电压-48V-46V-43.2V约6V+24V+23V+21.6V约3V2026/7/14阀控式密封铅酸蓄电池的常用术语和符号1.终止电压终止电压是指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。通常，阀控式密封铅酸蓄电池10小时率放电终止电压为1.8V/单体；3小时率放电终止电压为1.8V/单体；1小时率放电终止电压为1.75V/单体。2.容量电池在一定放电条件下所能给出的电量称为电池的容量，符号为

C10电池容量等于放电电流与放电时间的乘积，单位为安培小时，简称安时(Ah)。额定容量：在环境温度为25℃±2℃条件下，电池组10小时率放电至终止电压时所应提供的电量，用C10表示，数值为1.0C10。此外，C3为3小时率额定容量，数值为0.75C10；C1为1小时率额定容量，数值为0.55C10。3.放电率放电率指电池放电的速率，通常用额定容量(C10)的倍数来表示。10小时率放电电流I10，数值为0.1C10。3小时率放电电流I3，数值为0.25C10，2.5I10。1小时率放电电流I1，数值为0.55C10，5.5I10。第三节

防雷接地系统一、通信机房采用外部防雷和内部防雷接地进行综合防护。二、防雷及接地装置1、接地是保证人身安全和设备正常工作的重要部分，也是防雷技术最重要、最复杂的环节。2、铁路通信系统的综合防雷系统原则上要求接地电阻不能大于1欧姆。3、当用户机房采用单独接地时，接地电阻应满足以下要求：系统工作地的接地电阻：小于或等于3Ω。保护接地的接地电阻：小于或等于5Ω。建筑防雷地的接地电阻：小于或等于10Ω。三、接地分类及作用按带电性质

交流接地系统直流接地系统按用途

工作接地系统保护接地系统防雷接地系统防雷接地系统

设备防雷建筑防雷接地分类（按作用）保护地：为保证人身安全，减少或避免触电事故发生，将电气设备不带电的金属外壳与大地做电气连接，称为保护接地[358]。作用：防止当电子电气设备其中一相因绝缘破损而产生漏电使设备外壳金属部份产生过大的对地电压，危及人身安全。工作地：把直流电源的正极接地。作用：正极接地使电路中的电位低于地电位，使有线圈的电器的漏电流方向从地流入线圈，这样可防止线圈中铜离子的流出，抑制了线圈的腐蚀作用。防雷地：防止雷电对建筑物，电力电子设备的破坏的接地。作用：把雷电流迅速导入大地，以防止雷害为目的的接地。防雷箱地线排防雷器件/浪涌防雷器件动力环监系统《铁路通信支撑网》153-177页实施集中监控的意义1.提高电源维护管理水平和电源设备运行的稳定性和可靠性2.提高电源设备运行的经济性，降低运行成本3.解放劳动力，提高电源维护工作的效率，降低维护成本电源及机房环境监控设备电源及设备房屋环境监控系统主要用于实现机房电源及环境的监测与控制，实现电源、空调的集中维护和优化管理，为通信系统提供了重要的安全保障，同时也提高了维护工作效率。电源及机房环境监控系统主要实现数据采集和控制、设备运行和维护、维护管理。[234]监控设备主要包括开关电源柜监控设备、UPS电源监控设备、空调监控设备、蓄电池组监控设备等。它可通过动力和环境设备自身智能接口，使用专用的通信协议进行数据的采集。接口形态主要有RS232、RS485等。监控设备自成系统，数据的采集不影响设备的运行。电源及设备房屋环境监控系统按用途分为电源和机房环境系统两大类。按监控对象的特性可分为智能和非智能设备。智能设备具有一定的数据采集和处理能力，并带有智能接口，可直接与计算机通信。只要有协议，即可直接纳入监控系统，如智能高频开关电源系统。非智能设备不具备数据采集和处理能力，无智能接口，需通过采集器采集信号使其智能化再接入监控系统，如蓄电池组、低压配电柜等。监控对象监控对象电源系统的监控对象包括高压配电设备、变压器、低压配电设备、备用发电机组、UPS、逆变器、整流配电设备、蓄电池组、DC/DC变换器等。组合电源高低压配电油机蓄电池组UPS监控中心监控对象机房环境系统监控对象包括空调、机房环境等。温湿度烟雾红外水浸门磁玻璃破碎空调视频智能门禁监控内容1.通信电源通信电源配置本地监控模块，提供智能监控接口。交流配电盘：输入电压和电流测量及告警。整流模块：直流输出电压和电流、交流输入电压和电流测量；整流器的故障、过载；整流输出过压、欠压、启动、关闭、复位等工作状态的告警。蓄电池：总电流、总电压、电池过放、单体电池电压、温度、内阻。2.交流不间断电源UPSUPS电源配置本地监控模块，提供智能监控接口。遥测：三相输入电压、直流输入电压、三相输出电压、三相输出电流、输出频率、标示蓄电池电压、标示蓄电池温度。遥信：同步/不同步状态、UPS/旁路供电、蓄电池放电电压低、市电故障、UPS故障。蓄电池：总电流、总电压、电池过放、单体电池电压、温度、内阻。监控内容3.空调设备对于专业空调应通过协议转换实现遥控、遥信。对于民用分体空调也应实现远程遥控，可实现在监控中心通过现场监控设备远程控制任一机房的空调，如开/关机、制冷、调温等操作。对空调的遥控应不受生产厂家及型号的限制。4.环境信息温度、湿度、烟雾、水浸、红外、门禁（磁）告警要能正确显示门的开关状态[141]、玻璃破碎、灯控等。监控内容通信电源《铁路通信工》299-318页高频开关电源系统注意事项：（1）高频开关电源柜的交流电源应采用三相五线制或单相三线制供电，当接入两路交流电源时，必须具有可靠的电气联锁和机械连锁装置，严禁并路使用。（2）设备的外壳及防雷保护单元必须接保护地线。（3）电源检修测试时，要注意避免带电操作，必须使用绝缘性能良好的工器具，操作时要戴绝缘手套[357]，使用绝缘垫或穿绝缘鞋，严禁携带金属饰品。（4）在雷雨季节前后，应加强对防雷单元的检查，保证防雷单元处于正常工作状态。（5）应为电源系统提供通风、有空调散热的环境。开关电源整流模块散热风扇的防尘网要定期拆下清洗,以免模块散热不良而烧毁元件。（6）电源系统的安装场地必须防尘，并远离热源、电磁干扰源、腐蚀性气体和金属尘埃。（7）电源系统具有各种控制、保护功能，一般应处于