1、第1章 通信電源系統(tǒng)組成及供電要求,通信電源是向通信設(shè)備提供直流電能或交流電能的電源裝置，是任何通信系統(tǒng)賴以正常運(yùn)行的重要組成部分?？梢哉f是通信系統(tǒng)的“心臟” 。,1.1 通信電源的基本分類,通信電源分為基礎(chǔ)電源和機(jī)架電源。 通信局（站）的供電系統(tǒng)，除具有交流供電系統(tǒng)外，還具有獨(dú)特的直流供電系統(tǒng)。 國內(nèi)外大部分通信設(shè)備采用直流供電，與交流供電相比，具有可靠性高、電壓平穩(wěn)和較易實(shí)現(xiàn)不間斷供電等優(yōu)點(diǎn)。 直流電主要用220V/380V交流電整流獲得，整流器輸入交流電、輸出所需直流電，其輸出端與蓄電池組并聯(lián)，它們共同為通信設(shè)備提供直流基礎(chǔ)電源（一般為-48V）。 各類通信設(shè)備中還需要3.3V、5V、1

2、2V等多種直流電壓，這些電壓通常由通信設(shè)備內(nèi)部的直流變換器供給；程控交換機(jī)中還裝有產(chǎn)生鈴流信號的鈴流發(fā)生器。這些裝在通信設(shè)備機(jī)架內(nèi)的插件電源，通常稱為機(jī)架電源。,1.1.1 基礎(chǔ)電源,1交流基礎(chǔ)電源 由市電或備用發(fā)電機(jī)組（含移動(dòng)電站）提供的低壓交流電源，稱為通信局（站）的交流基礎(chǔ)電源。 低壓交流電的額定電壓為220V/380V（三相五線制），即相電壓220V，線電壓380V；額定頻率為50Hz。 2直流基礎(chǔ)電源 向各種通信設(shè)備、通信逆變器和直流變換器提供直流電壓的電源，稱為直流基礎(chǔ)電源。 直流基礎(chǔ)電源的電壓，首選標(biāo)稱值-48V，過渡時(shí)期暫留標(biāo)稱值-24V （均電源正極接地） ；還有標(biāo)稱值+24

3、V（電源負(fù)極接地）。,1.1.2 機(jī)架電源,機(jī)架電源是指通信設(shè)備內(nèi)的插件電源。 例如程控交換機(jī)，機(jī)架電源中主要是直流變換器，它們把直流基礎(chǔ)電源-48V電壓變換成5V、12V等多種直流電壓，供交換機(jī)各電路板用電；鈴流發(fā)生器則把-48V電壓變換為振鈴所需的25Hz、75V交流電壓，供交換機(jī)使用；還有逆變器，它把-48V電壓逆變?yōu)?0Hz、220V交流電壓，供控制室中微機(jī)和外圍設(shè)備用電。,1.2 通信局（站）電源系統(tǒng)的組成,定義：通信局（站）電源系統(tǒng)是對局（站）內(nèi)各種通信設(shè)備及建筑負(fù)荷等提供用電的設(shè)備和系統(tǒng)的總稱。 基本組成 ：通信局（站）電源系統(tǒng)由交流供電系統(tǒng)、直流供電系統(tǒng)和接地系統(tǒng)組成。 基本要

4、求：通信局（站）電源系統(tǒng)必須保證穩(wěn)定、可靠和安全地供電。 系統(tǒng)組成方式：有集中供電、分散供電、混合供電 、一體化供電方式。,1.2.1 集中供電方式電源系統(tǒng)的組成,（a）不間斷 （b）可短時(shí)間中斷 （c）允許中斷,集中供電是指在通信局站內(nèi)只設(shè)一個(gè)通信電源供電中心，所有通信設(shè)備都由該供電中心的電源供電。,1交流供電系統(tǒng),通信局（站）的交流供電系統(tǒng)，由主用交流電源（一般為10kV市電）、專用變電站、備用發(fā)電機(jī)組或移動(dòng)電站、市電油機(jī)轉(zhuǎn)換屏、低壓配電屏、交流配電屏、交流不間斷電源設(shè)備（UPS）以及相關(guān)的配電線路組成 。,（1）主用交流電源,主用交流電源為市電，主要從高壓電網(wǎng)引入。重要通信樞紐局由兩個(gè)變

5、電站引入兩路10KV高壓市電，并由專線引入，一路主用，一路備用；其他通信局（站）一般引入一路10KV高壓市電。用電量小的通信局（站）可直接引入220V/380V低壓市電。 市電的可靠性用“市電不可用度”來衡量。 市電分類：一類，二類，三類，四類。 依據(jù)YD/T10512000通信局（站）電源系統(tǒng)總技術(shù)條件。,市電分類,一類市電,（1）引入穩(wěn)定可靠的一路供電線 （2）平均每月停電次數(shù)不大于3.5次，平均每次停電時(shí)間6h；年不可用度小于310-2,二類市電,三類市電,四類市電,（1）引入一路供電線 （2）平均每月停電次數(shù)不大于4.5 次，平均每次停電時(shí)間8h；年不可用度小于510-2,（1）引入穩(wěn)

6、定可靠的兩路供電線 （2）兩路電源不同時(shí)出現(xiàn)檢修停電 （3）平均每月停電（故障）次數(shù)不大于1次，平均每次停電（故障）時(shí)間0.5h ；年不可用度小于6.810-4,符合下列情形之一者： （1）引入一路供電線，經(jīng)常晝夜停電，供電無保證 （2）有季節(jié)性長時(shí)間停電或無市電可用,（2）專用變電站,專用變電站由高壓配電裝置和降壓電力變壓器（又稱配電變壓器）組成。 根據(jù)通信局（站）建設(shè)規(guī)模及用電負(fù)荷的不同，可分為室外小型專用變電站(所)和室內(nèi)專用變電站(所)兩種。 室外小型專用變電站(所)將變壓器安裝在室外，變壓器高壓側(cè)采用高壓熔斷器式跌落開關(guān)（跌落式熔斷器）進(jìn)行操作。 室內(nèi)專用變電站(所)將變壓器安裝在室

7、內(nèi)。當(dāng)變壓器容量不大于315kVA時(shí)，一般不設(shè)高壓開關(guān)柜，變壓器高壓側(cè)常用高壓負(fù)荷開關(guān)進(jìn)行操作；變壓器容量在630kVA以上以及有兩路高壓市電引入時(shí)，應(yīng)配置適當(dāng)?shù)母邏洪_關(guān)柜。,高壓開關(guān)柜,高壓開關(guān)柜引入10kV高壓市電，輸送給降壓電力變壓器。 它能保護(hù)本局的設(shè)備和配電線路，同時(shí)能防止本局的故障波及到外線設(shè)備，還具有操作控制及監(jiān)測電壓、電流等性能。 高壓開關(guān)柜內(nèi)裝設(shè)高壓開關(guān)電器、高壓熔斷器、高壓儀用互感器、避雷器、繼電保護(hù)裝置以及電磁和手動(dòng)操作機(jī)構(gòu)。,降壓電力變壓器,降壓電力變壓器把三相10KV高壓變成220V/380V低壓（相電壓220V、線電壓380V），用三相五線制配線方式輸送給市電油機(jī)轉(zhuǎn)

8、換屏和低壓配電屏，為整個(gè)通信局（站）提供低壓交流電。 一般采用油浸式變壓器，如在主樓內(nèi)安裝，應(yīng)選用干式變壓器。,（3）備用發(fā)電機(jī)組或移動(dòng)電站,備用發(fā)電機(jī)組或移動(dòng)電站用于在市電停電后向交流配電屏和保證建筑負(fù)荷等供給220V/380V交流電。 備用發(fā)電機(jī)組主要采用柴油發(fā)電機(jī)組，不少通信局（站）采用了可以無人值守的自動(dòng)化柴油發(fā)電機(jī)組，當(dāng)市電停電時(shí)能自動(dòng)啟動(dòng)、自動(dòng)加載，在市電恢復(fù)后能自動(dòng)卸載停機(jī)。 備用發(fā)電機(jī)組三相電壓的相序，在交流供電系統(tǒng)的線位上必須與市電三相電壓的相序一致。其零線和保護(hù)地線，必須分別可靠連接。 一旦市電停電，應(yīng)在15分鐘內(nèi)使備用發(fā)電機(jī)組啟動(dòng)運(yùn)行，以保證通信用空調(diào)裝置等用電。,（4）

9、市電油機(jī)轉(zhuǎn)換屏,市電油機(jī)轉(zhuǎn)換屏引入降壓電力變壓器和備用發(fā)電機(jī)組供給的三相五線制220V/380V交流電，對交流配電屏和保證建筑負(fù)荷進(jìn)行由市電供電或備用發(fā)電機(jī)組供電的自動(dòng)或手動(dòng)切換，并進(jìn)行供電的分配、通斷控制、監(jiān)測和保護(hù)。 保證建筑負(fù)荷是指通信用空調(diào)設(shè)備、保證照明、消防電梯和消防水泵等。 市電供電與備用發(fā)電機(jī)組供電的自動(dòng)切換，通常采用ATS。,（5）低壓配電屏,低壓配電屏從降壓電力變壓器引入三相五線制220V/380V市電，對一般建筑負(fù)荷進(jìn)行市電供電的分配、通斷控制、監(jiān)測和保護(hù)。 一般建筑負(fù)荷是指一般空調(diào)、一般照明以及其他備用發(fā)電機(jī)組不保證的負(fù)荷。,（6）交流配電屏或配電箱,交流配電屏從市電油機(jī)

10、轉(zhuǎn)換屏引入三相五線制220V/380V交流電，對各高頻開關(guān)整流器、交流不間斷電源設(shè)備（UPS）等進(jìn)行供電的分配、通斷控制、監(jiān)測、告警和保護(hù)。 通信用空調(diào)、保證照明可由電力室中的交流配電屏供電。 在大容量的通信用高頻開關(guān)電源系統(tǒng)中，交流配電屏是其中的一個(gè)獨(dú)立機(jī)柜。在組合式高頻開關(guān)電源設(shè)備中，沒有單獨(dú)的交流配電屏，但必有交流配電單元。 移動(dòng)通信基站由于用電量較小，用電設(shè)備較少，機(jī)房通常配置交流配電箱，接入220V/380V低壓交流電，將其分配給高頻開關(guān)電源和空調(diào)等設(shè)備，同時(shí)對交流供電進(jìn)行控制、監(jiān)測和保護(hù)。,（7）交流不間斷電源設(shè)備（UPS）,衛(wèi)星通信地球站的通信設(shè)備、數(shù)據(jù)通信機(jī)房服務(wù)器及其終端、網(wǎng)

11、管監(jiān)控服務(wù)器及其終端、計(jì)費(fèi)系統(tǒng)服務(wù)器及其終端等，采用交流電源并要求交流電源不間斷，為此應(yīng)采用交流不間斷電源設(shè)備（UPS）對其供電。 UPS由整流器、蓄電池組、逆變器和轉(zhuǎn)換開關(guān)等部分組成，其輸入、輸出均為交流電。 在通信電源系統(tǒng)中通常采用雙變換UPS，正常情況下，不論市電是否停電，均由UPS中的逆變器輸出穩(wěn)定、純凈的正弦波交流電壓（50Hz三相380V或單相220V）供給負(fù)載，供電質(zhì)量高。,2直流供電系統(tǒng),通信局（站）的直流供電系統(tǒng)，由整流器、蓄電池組、直流配電屏和相關(guān)的饋電線路組成。 直流供電系統(tǒng)向各種通信設(shè)備和逆變器等提供不間斷直流電源。,實(shí)際上的通信局(站)直流供電系統(tǒng),通信局（站）廣泛使

12、用的通信用高頻開關(guān)電源設(shè)備，由交流配電部分、整流器、直流配電部分和控制器（又稱監(jiān)控器或監(jiān)控模塊）組成，它連同蓄電池組和接地裝置，構(gòu)成不間斷直流電源供電系統(tǒng) 。,（1）整流器,整流器把交流電變成所需直流電。現(xiàn)在一般都采用高頻開關(guān)整流器。 高頻開關(guān)整流器為模塊化結(jié)構(gòu) ，整流模塊并聯(lián)輸出，輸出電壓自動(dòng)穩(wěn)定，各整流模塊通過均流電路實(shí)現(xiàn)輸出電流自動(dòng)均衡。 在開關(guān)電源系統(tǒng)中，整流模塊的輸出電壓由控制器（監(jiān)控模塊）控制。,（2）蓄電池組,蓄電池是化學(xué)電源，充電時(shí)把電能變成化學(xué)能儲存起來，放電時(shí)把化學(xué)能變成電能供給負(fù)載。為使直流電源不間斷，蓄電池組必不可少。 現(xiàn)在一般采用閥控式密封鉛酸蓄電池。 在-48V電源

13、系統(tǒng)中，通常采用24只2V蓄電池串聯(lián)構(gòu)成一個(gè)蓄電池組；在-24V或+24V電源系統(tǒng)中，通常采用12只2V蓄電池串聯(lián)構(gòu)成一個(gè)蓄電池組。每兩只蓄電池之間的連接電壓降應(yīng)10mV （1小時(shí)率電流 5.5I10 放電時(shí)在極柱根部測量）。 蓄電池組中應(yīng)每只電池的規(guī)格型號和容量都相同。當(dāng)采用兩組蓄電池并聯(lián)時(shí)，應(yīng)兩組電池性能一致。,（3）直流配電,直流配電部分連接整流器的輸出端、蓄電池組和負(fù)載，構(gòu)成整流器與蓄電池組并聯(lián)向負(fù)載（通信設(shè)備等）供電的全浮充供電系統(tǒng)，并對直流供電進(jìn)行分配、通斷控制、監(jiān)測、告警和保護(hù)。,圖為-48V全浮充供電系統(tǒng),全浮充供電原理,交流電正常時(shí)，整流器輸出浮充電壓，供給全部負(fù)載電流，并對

14、蓄電池組進(jìn)行補(bǔ)充充電，使蓄電池組保持電量充足，此時(shí)蓄電池組僅起平滑濾波作用； 當(dāng)交流電源中斷、整流器停止工作時(shí)，蓄電池組放電供給負(fù)載電流，使直流電源不中斷； 當(dāng)交流供電恢復(fù)、整流器投入工作時(shí)，又由整流器供給全部負(fù)載電流，同時(shí)它以穩(wěn)壓限流的工作方式對蓄電池組進(jìn)行恒壓限流充電。然后自動(dòng)轉(zhuǎn)為正常浮充狀態(tài)。,低阻配電與高阻配電,大多數(shù)通信設(shè)備采用低阻配電，低阻配電屏的輸出分路較少，每個(gè)輸出分路的饋電線截面積應(yīng)足夠大，使輸出饋線上的壓降小于規(guī)定值。 有的通信設(shè)備如瑞典AXE-10型程控交換機(jī)，則要求采用高阻配電。高阻配電屏的輸出分路多，分別給交換機(jī)各機(jī)架饋電，各輸出分路均引出正負(fù)饋線，其中每根負(fù)饋線都經(jīng)

15、熔斷器引出，為小截面高阻饋線，每根負(fù)饋線的電阻應(yīng)不小于45m，負(fù)饋線的截面積為10mm2，若饋線長度較短，則串入30m電阻片，正饋線電阻則應(yīng)小于1m，蓄電池內(nèi)阻應(yīng)小于45m。高阻配電的優(yōu)點(diǎn)是：當(dāng)某一機(jī)架發(fā)生短路時(shí)，由于高阻饋線電阻為電池內(nèi)阻的10倍左右，它限制了短路電流，因此可以大大減小其它機(jī)架供電電壓的跌落。,低阻配電與高阻配電（續(xù)）,不特別聲明時(shí)，均指低阻配電。 在大容量的通信用高頻開關(guān)電源系統(tǒng)中，直流配電屏是其中的一個(gè)獨(dú)立機(jī)柜。在組合式高頻開關(guān)電源設(shè)備中，沒有單獨(dú)的直流配電屏，但必有直流配電單元。,3接地系統(tǒng),通信電源接地按照功能，可分為工作接地（直流電源的正極或負(fù)極接地稱為直流工作接地

16、、交流電源中性線接地稱為交流工作接地）、保護(hù)接地和防雷接地。 -48V或-24V電源系統(tǒng)，電源正端必須可靠接地；+24V電源系統(tǒng)，電源負(fù)端必須可靠接地。此即直流工作接地。 電源設(shè)備的金屬外殼必須可靠地保護(hù)接地。 通信局（站）必須采用聯(lián)合接地方式的接地系統(tǒng)。,4集中監(jiān)控系統(tǒng),集中監(jiān)控系統(tǒng)對各個(gè)獨(dú)立的通信電源系統(tǒng)和系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)設(shè)備進(jìn)行遙測、遙信、遙控，實(shí)時(shí)監(jiān)視系統(tǒng)和設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，記錄和處理相關(guān)數(shù)據(jù)，及時(shí)偵測故障并通知維護(hù)人員處理，從而實(shí)現(xiàn)通信電源的少人或無人值守、集中維護(hù)管理。,1.2.2 分散供電方式電源系統(tǒng)的組成,分散供電是指在通信局(站)內(nèi)分設(shè)多個(gè)通信電源供電點(diǎn),每個(gè)供電點(diǎn)對鄰近的通信設(shè)備提

17、供獨(dú)立的供電電源。,分散供電方式的特點(diǎn),分散供電方式實(shí)際上是指直流供電系統(tǒng)采用分散供電方式，而交流供電系統(tǒng)基本上仍然是集中供電，同一通信局（站）原則上應(yīng)設(shè)置一個(gè)總的交流供電系統(tǒng)。 各直流供電系統(tǒng)可分樓層設(shè)置，也可按通信設(shè)備系統(tǒng)設(shè)置；設(shè)置地點(diǎn)可為單獨(dú)的電力電池室，也可與通信設(shè)備同一機(jī)房。 分散供電方式總體上供電可靠性高，饋電線耗能小，線料費(fèi)用省，故現(xiàn)在通信大樓都采用分散供電方式。,1.2.3 混合供電方式電源系統(tǒng)的組成,光纜中繼站和微波無人值守中繼站等，可采用交流電源和太陽電池方陣（或風(fēng)力發(fā)電機(jī)）相結(jié)合的混合供電方式電源系統(tǒng)。該系統(tǒng)由太陽電池方陣、低壓市電、蓄電池組、整流和配電設(shè)備以及移動(dòng)電站組

18、成 。 太陽電池與蓄電池組成的直流供電系統(tǒng)，一般是在控制裝置的控制下，太陽電池通過防反充二極管與蓄電池組并聯(lián)浮充對負(fù)載供電。,1.2.4 一體化供電方式電源系統(tǒng)的組成,一體化供電方式，即通信設(shè)備和電源設(shè)備組合在同一個(gè)機(jī)架內(nèi)，由交流電源供電。 電源設(shè)備包括：整流模塊、交直流配電單元、監(jiān)控單元和蓄電池組。 通常通信設(shè)備位于機(jī)架的上部，電源設(shè)備裝在機(jī)架的下部。,1.4 通信電源供電要求,通信電源系統(tǒng)必須保證穩(wěn)定、可靠和安全地向通信設(shè)備供電，供電不中斷，供電質(zhì)量達(dá)到規(guī)定指標(biāo)的要求，電磁兼容性符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。通信電源設(shè)備還應(yīng)效率高、節(jié)約能源、體積小、重量輕、便于安裝維護(hù)和擴(kuò)容，并應(yīng)智能化程度高，可以

19、進(jìn)行集中監(jiān)控、實(shí)現(xiàn)少人或無人值守。,1.4.1 供電可靠性,通信電源系統(tǒng)的可靠性用“不可用度”指標(biāo)來衡量： 故障時(shí)間 電源系統(tǒng)不可用度 = 故障時(shí)間+正常供電時(shí)間 通信電源設(shè)備的可靠性用“不可用度”和“平均失效間隔時(shí)間（MTBF）”指標(biāo)來衡量。,1.4.2 供電質(zhì)量 1交流基礎(chǔ)電源技術(shù)指標(biāo),低壓交流電的額定電壓為220V/380V(三相五線制)，即相電壓220V，線電壓380V；額定頻率為50Hz。 通信設(shè)備用交流電供電時(shí)，在通信設(shè)備的電源輸入端子處測量，電壓允許變動(dòng)范圍為：額定電壓值的+5% -10%，即相電壓231V198V、線電壓399V342V。 通信電源設(shè)備及重要建筑用電設(shè)備用交流電

20、供電時(shí)，在設(shè)備的電源輸入端子處測量，電壓允許變動(dòng)范圍為：額定電壓值的+10%-15%，即相電壓242V187V、線電壓418V323V。 交流電的頻率允許變動(dòng)范圍為額定值的4%，即48Hz52Hz,交流基礎(chǔ)電源技術(shù)指標(biāo)(續(xù)),交流電的電壓波形正弦畸變率應(yīng)不大于5%。電壓波形正弦畸變率是電壓的諧波分量有效值與總有效值之比。 通信局（站）應(yīng)根據(jù)供、用電規(guī)則的要求安裝無功功率補(bǔ)償裝置，使之采用100kVA以下變壓器時(shí)，功率因數(shù)不小于0.85；采用100kVA以上變壓器時(shí)，功率因數(shù)不小于0.90。,2直流基礎(chǔ)電源電壓標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)指標(biāo),注1：新建-24V或+24V寬電壓范圍供電系統(tǒng)，通信設(shè)備受電端子上電壓

21、允許變動(dòng)范圍為19V 29V（絕對值）。 注2：雜音電壓指標(biāo)是在直流配電屏輸出端子處的測量值。進(jìn)網(wǎng)開關(guān)電源要求峰峰值雜音電壓200 mV。 注3：進(jìn)網(wǎng)開關(guān)電源要求寬頻雜音電壓：50 mV (3.4kHz150kHz)，20mV（150kHz30MHz）。,1.4.3 安全供電,通信局（站）電源系統(tǒng)應(yīng)有完善的接地與防雷設(shè)施，具備可靠的過壓和雷擊防護(hù)功能，電源設(shè)備的金屬殼體應(yīng)可靠地保護(hù)接地； 通信電源設(shè)備及電源線應(yīng)具有良好的電氣絕緣，包括有足夠大的絕緣電阻和絕緣強(qiáng)度； 通信電源設(shè)備應(yīng)具有保護(hù)與告警性能。交、直流熔斷器的額定電流，應(yīng)不大于最大負(fù)載電流的2倍。,1.4.4 電磁兼容性,電磁兼容性（ E

22、MC）的定義是：設(shè)備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中能正常工作且不對該環(huán)境中任何事物構(gòu)成不能承受的電磁騷擾的能力。它有兩方面的含義，一方面任何設(shè)備不應(yīng)騷擾別的設(shè)備正常工作，另一方面對外來的騷擾有抵御能力。即電磁兼容性包含電磁騷擾和對電磁騷擾的抗擾度兩個(gè)方面。應(yīng)符合YD/T9831998通信電源設(shè)備電磁兼容性限值及測量方法的要求。 電磁兼容性的三大要素是騷擾源、耦合通路和敏感體。解決電磁兼容性問題的方法，主要有屏蔽、接地、濾波，以及改進(jìn)和創(chuàng)新電路設(shè)計(jì)與制造工藝。,電磁騷擾,定義：任何可能引起裝置、設(shè)備或系統(tǒng)性能降低或者對生物或非生物產(chǎn)生損害作用的電磁現(xiàn)象，稱為電磁騷擾。 電磁騷擾根據(jù)能量傳輸方式不同，分為傳導(dǎo)騷擾和輻射騷擾 。前者是通過端子和導(dǎo)線向外傳遞能量的電磁騷擾，后者是以電磁波的形式通過空間傳播能量的電磁騷擾。,電磁騷擾（續(xù)）,電磁騷擾用電平來度量，以分貝（dB）及其參量的單位來表示。傳導(dǎo)騷擾一般用電壓（以V為單位）作參量，輻射騷擾用離騷擾源一定距離（如10m或3m）的電場強(qiáng)度（以V/m為單位）或磁場強(qiáng)度（以A/m為單位）作參量，通常以1V或1V/m為0dB,表達(dá)為0dB(V)或0dB(V/m)。傳導(dǎo)騷擾電平D = 20lg