铁路通信电源系统讲义

1、.铁路通信电源系统维护，2，目录，第一章铁路通信电源系统配置和电源方法第二章通信用交流不间断电源UPS第三章VRLA第四章高频开关电源系统第五章HVDC电源第六章铁路通信雷电综合保护系统第七章铁路通信电源和计算机房环境监控系统。第一章铁路通信电源系统配置和电源方法，构成4，1节通信电源系统的铁路通信电源系统：为各种通信设备供电的电源设备和保证这些电源设备正常运行的辅助设备组成的系统称为通信电源系统。从广义上说，还应包括为通信室建设提供电力的设备。通信电源是通信系统的心脏，是确保每个通信子系统正常工作的基础设施。5、一、通信电源系统配置(a)交流电源系统包括低压配电装置、发电机、不间断电源(UP

2、S)等。(从广义上讲，包括变电站设备和高压配电设备)(b)直流电源系统由整流器、电池组、直流配电屏幕、DC-DC转换设备等组成。(c)接地系统由接地体、收集行、地板接地行、工作和保护引线接线组成。(d)防雷系统包括避雷针(网络、皮带)、接地引线、等电位连接、各级电涌保护器(SPD)和(住宅、设备、电缆)屏蔽。(5)监控系统由监控站设备(各种收集设备、网络传输设备)、监控中心设备(服务器、监控终端、网络传输设备)、传输通道组成。6、第二节通信设备电源标准和供电方法1、铁路通信设备负荷分类和外部电源要求第一阶段负荷：客户专用线路设备、客户专用线路设备二次负荷：具有专用线路、通信局以外自动切断段的通

3、信设备和通信室的空调设备是二次负荷，必须为二次电路供电，或者为电气设备或低压双电源开关设备供电。固定或移动发电机可以用作备用电源。7，2，通信室内部电源负载分类的重要性可分为不间断电源负载和短时间电源负载两类。8，(a)不间断电源负载可根据电源特性分为直流通信电源负载和交流通信电源负载两类。-48V直流通信电源负载：一般包括铁路通信系统中的传输接入设备、交换设备、数据网络设备、调度通信设备、GSM-R设备、光纤在线监测系统、电源和机房环境监测系统中的监视工作站设备等。由高频开关电源系统驱动。220/380V交流通信电源负载：一般包括部分GSM-R核心网络设备、光纤直接远程站设备、视频监控系统设

4、备、会议电视设备、电力环境监控系统监控中心设备、集成网络管理设备、电报网络设备、每个系统网络管理设备等。UPS系统供电。(b)电力负荷室空调设备、部分机房照明设备、临时电气设备等可以短时间停止。9，3，通信设备供电标准1，引进外部交流电源标准，10，2，直流电源标准3，发电机组电源标准，11，4，通信室供电方式大中型通信建筑：配电系统、备用电源系统相对集中，UPS、直流系统相对分散的电源。小型通信室：应使用UPS、DC系统的集中式电源。，12，1，通信(AC，DC)电源系统配置图，13，2，大中型通信建筑配电系统相对集中，UPS，DC系统相对分散设置图，14，3，小型通信室公用电源系统图(1)

5、，双电源开关设备高度开放内部，15，4，小型通信室公用电源系统图(2)，交流配电盒中的双路电源开关设备，16，5，在小型通信室中，通常(集成)电源系统图(3)，UPS的输入和输出分配装置位于高频开关电源内部，第二章通信用交流不间断电源UPS，18，1节UPS电源的配置和工作原理，19，性。3.控制电路：完成全设备功能控制，提供检测、保护、同步和各种开关显示驱动信号。4.转换开关：UPS逆变电源、电池时记忆电源、需要快速转换速度和高过载容量的电池电源转换完成。5.电池：UPS的能量存储设备具有良好的高电流放电特性，可以承受重复充电和放电，寿命必须长，目前VRLA电池常用。20，(2) UPS电源

6、与电源比较：21，(3) UPS分类：按电源分配方式：单/单，三重/三重。根据设备结构，分为塔式UPS、模块UPS。依工作方式：备份、线上互动和线上。22，塔式UPS通用规格类型：1，单输出独立容量：1-10KVA2，3输入单输出独立容量：10-20KVA3，3输入和3输入独立容量：20-500KVA10-20KVA模块化UPS规格，23，1，备用UPS:输出电压波形和精度低，主电源和电池电源转换时间(K 10毫秒)。24，2，在线交互式UPS:电源和电池备份转换时间(10毫秒)与备份UPS相比，电压输出波形更好。25，3，在线UPS:26，(1)在线ups特性：输入电压范围很大。输出电压稳定

7、精度高；如果停电，就没有转换时间。额定功率大于1KVA的产品型号非常完美。(2)由整流滤波电路、逆变、输出变压器和滤波器、静态开关、充电电路、电池组和控制监控、显示报警和保护电路组成的在线UPS。27，(3)联机UPS操作模式：28，1。正常/在线操作模式：为从AC/DC和DC/AC输入到输出的负载提供稳定、干净的50Hz正弦波电源。同时充电器给电池充电。2.电池供电模式：如果电源极差或停电，可作为电池运行，为负载提供50Hz正弦波电源。供电时间取决于电池容量和负载大小。3.静态旁路模式：在过载或散热器温度过高、适配器、逆变器故障时自动从静态交换机切换到旁路模式，通过电源输入输出过滤供应负载。

8、4.维修旁路模式：如果机器故障需要维修，则从手动切换到维修旁路模式，主电源直接供电负载相当于从电源电路中移除UPS。29，(4)在线UPS功能和保护性能：电池管理功能，电池放电后自动平衡充电，充电结束自动充电功能，电池充电温度补偿功能；估计电池放电过程中剩余容量的功能。输出负载百分比表示功能和过载控制功能。超载容量：110%负载，无旁路；120%负载，1分钟旁路。交流输入过电压、低压、立即电池运行和声光报警。交流输出超压时，应立即关闭并发出声光警报。交流输出被压下，必须立即发出声光报警信号。直流输入未压时，必须立即切换到旁路电源或停机时间，发出声光报警信号。如果逆变器温度上升太高，必须立即关闭

9、电源，绕道发出警报信号。输出短路保护时，UPS将阻止输出并发出警告信号。输入时功率超出UPS的频率跟踪范围时发送警报信号的同步警报功能。30，(4) UPS系统电源独立运行电源；N 1并行冗馀；独立双总线和其他模式。1，UPS独立电源：用于为地块、工作站等非关键负载设备供电。独立电源负载必须小于额定容量的80%。可靠性低，设备故障或更新时负载功率可能会中断。31，2个或更多UPSN 1并行冗馀电源：当UPS的可靠性达到要求时，可以选择冗馀电源系统。通常，独立容量超过10KVA的UPS会通电。每个UPS必须不超过额定容量的40%，系统稳定性和成本必须高于单机。32，3，UPS独立双总线模式电源：

10、采用核心网络机房等重要负载。33，4，UPS1 1和机器双总线双系统供电模式图，双插槽交换交流输入分配机柜，双插槽交换交流输入分配机柜，ACI (b) 380v，acii (b) 380v，ACI (b) 380v在、34、UPS1 1和双总线冗馀系统模式下，电源两个系统都是UPS主机、电池、输入和输出电源线路的冗馀备份，这使得设备故障修复和建设更换更加容易。电源的可靠性很高。但是，每个UPS的实际负载只有额定容量的20%，高可靠性是以高成本支持的。UPS的四种电源模式包括1、UPS1 1和双总线双系统电源模式2、UPS单双总线电源模式3、UPSN 1和机器电源模式4、UPS单电源模式，以及。

11、35，2部分UPS电源设备维护1，UPS维护周期表，36，1，UPS维护周期表(续):37，2，UPS维护注意事项，38，(6)(7)(8)(9)(10)阻止电池或防止深度放电，电池周期和寿命验证放电测试时释放30-40%的容量即可。(11)电池大电流充电和放电在实际操作中必须避免，否则电池板膨胀变形、板活性物质剥离、内阻增加、温度升高会导致容量减少，寿命提前结束。第三章VRLA电池，40，第一节VRLA电池结构和原理1，电池电源存储设备概述。工作机制：两种金属对浸入电解质的性质的差异，导电，在板间产生一定的电动势，不同用途的电池具有不同的电动势。通信经常使用VRLA电池。铅酸电池有两种基本类

12、型：开放式排气和VRLA。阀控密封铅酸电池根据电解质的状态分为稀液体型电池和胶体电池。阀门控制密封铅酸电池与开放式排气铅酸电池相比，具有维护低、安装时无需放置电解质、安全可靠、可直接在办公环境中使用的优点。41、2、VRLA电池的结构主要由正负极板、电解质和容器三部分组成。42，3，VRLA电池的一般规格，1，2V单电池容量：200Ah-3000Ah直流电源系统中24个单电池的48V电池组2，12V单电池容量：200Ah以下直流电源系统，4个电池的48V电池集，43，4，VRLA电池的工作方式，44，2节VRLA电池特性，45，2，电池放电速度，46，3，电池容量和电解质温度的关系温度影响电池

13、容量。温度下降时，放电容量降低。温度越高，放电容量越大。Vrla电池需要25c基准温度，如果电池放电时不是25c，则根据以下公式将测量容量转换为25c基准温度时需要实际容量Ct:C25=CT/1 k (t-25)式中：t放电时环境温度k温度系数，10小时比容量实验时k=0.006/C. 3小时比容量实验时k=0.008/C. 1小时比容量实验时k=0.01长期运转的话，每当温度提高10 ，服务寿命就会减少约一半。，47，4，蓄电池的寿命，48，5，蓄电池放电终止电压，0.1C10A至0.3C10A，49，6，蓄电池的浮子电压ut c=u25 c-(t-25) 0.003，50，7，蓄电池的均衡

14、充电，51，8，蓄电池的恒压电流充电，52，GFM-500电池100%放电后，0.1C10A限流，2.36V(25)静压充电特性曲线，53，3节VRLA维护1，电池维护注意事项5，54，6。电池大电流充电和放电在实际操作中必须避免，否则电池板膨胀变形、板活性物质剥离、内阻增加、温度升高会导致容量减少，寿命提前结束。7.8 .55，2，阀控密封电池充放电，56，2。阀门控制密封电池平衡充电，第四章高频开关电源系统，58，第一部分开关整流技术，59，2，开关整流器电源，60，2部分高频开关电源系统的配置和功能，61，1，高频开关电源系统的通用类型1。机柜开关电源系统(组合)，-48V/300A系统

15、大小规格：200600600配置总容量：300A适配器规格：30A总容量模块数：10，-48V/600A系统大小规格：20060400配置总容量，62，2。子塔式交换机电源系统，交流部署机柜大小规格：20070060直流部署机柜大小规格：2000(2152)700660整流机柜大小规格：2000(2152)700660总容量：1000A-6000A适配器规格，63、大容量直流系统将整流柜和直流柜相互间隔，以减少配电连接压力降。64、2、每个组件和系统功能(例如组合交换机电源)，65，1。交流配电装置，66，1。交流配电装置，67，2。整流模块，68，3。直流配电装置，69，3。直流配电装置，7

16、0，3。直流配电装置，71，4。监视设备，72，5。整流模块的主要性能指标，73，6。高频开关电源系统的主要性能和功能操作温度-5c-40c，操作湿度90%输入频率：50Hz5Hz输入功率因数0.99系统稳压器精度：1%直流输出电流限制功能必须优于90%-110%防雷性能：系统的交流输入和直流输出必须安装电涌保护装置，至少能够承受电压脉冲(10/700s，5KV)和电流脉冲(8/20s，20KA)的冲击。接地性能：系统必须有操作和保护地，并有明确的标记。保护：交流输入、低压保护、三相输入时相位保护不足、直流输出过电流、低压保护、主输出过电流和短路保护、电池低压保护、熔断器(或断路器)保护、高温保护。74，电池管理功能(1)系统必须具有可以访问两组电池的设备。(2)系统必须具有手动或自动切换功能，以便对蓄电池进行充电和充电。(3)系统为电池充电时，必须具有电流限制充电功能。(4)系统应该能够根据电池环境温度补偿系统输出电压。(5)系统必须具有在电池放电和充电时估计电池容量的功能。(6)系统必须具有电池单体电压管理功能。(包括标准，不包括实际的个别供应商)模块休眠功能，75，7。中继站高频开关电源和通信站高频开关电源的差别容量