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第一章通信电源系统概述通信电源是向电信设备提供交宜流电的能源，它在电信网上处于极为IR要的位商，人们往往把电源设备的供电比喻为电侑设饴烟行的“心脏二如果一个市话局的供电发生故障,中断供电将使用个电话局喊疾.影响社.会的正常生活和运作,如果一个长途干战站或电信枢纽局发生供电故障，中断供电则必将造成产常的羟济损失和社会影响，因此，要求电源工作人员全面掌握电源设备的趋本性能、工作原理和运用方法，做好电源设备的维护工作.通信电源设备和设施主要包括：交流市电引入路、高低压局内变电站设备、柴油发电机祖、整流器、而电池加、直流变换祥和交流逆变设饴、以及各种交直流配电设备等.通信配电就是把上述的电源设备,组合成个完整的供电系统，合埋地进行控制、分限、蚪送，满足通信设任的要求。一个完整的电魂系统.其组成如图111所示.（»）不同斯Ib）可fiiHM1.中IW（C）允许中断K1-1-1电源东微IHI方也示应用第一节交流供电系统交流供电系统由主用交流电源、需用交流电源（油机发电机1）、高压开关柜、电力降压变压器、低压配电屏、低质电容渊屏和交流词乐枪出设笛及连接馈线组成的供电总体.主用交流电源均来用市电。为了防备市电停电，采用油机发电机等设簿作为备用交流电源。大中型电信局采用IoKV高压市电，经电力变压器降为38OV/22OV低压后,再供给整流器,不间断电源设备（UPS）、通信设备、空调设备和建策用电设备等.小型电信局（站则一般采刖低压市电电源.一、交流供电系统的Ia成K高压开关柜.高乐开关柜的主要功能,除了引入高某（一般IOKD巾电外,并能保护本局的设备和配线.同时还能防止由本局设备故障造成的影响波及到外线设备。高压开关柜还有操作控制和监测电压和电流的性能.高压开关柜内安奘有高乐隔离开关.高出真空断路器（或油断路器）、高压增阍器、高质仪用互感器和避雨器等元器件.2、降压电力变压港。降压电力变玉器是把K）KV高压电源变换到380V/220V低压的电源设备电力变压器-般采用油浸式变米揖.也有的采用仃栽调压变压器.近年来,小干干式电力变压器便于在机楼内安装,因此也逐渐得到应用。3、低压配电设得，低压配电设符是将由降压电力变压器输出的低电压电源或真接由市电引入的低电压电源进行汉电，作市电的通断、切换控制和监测，井保护接到输出侧的各种交流负我.低压也电设备由低压开关、空气断路开关、熔断器、接触器、避雷器和监测用各种交流电衣等组成，4、低压电容零屏.根据原水电部供用电规则规定：“无功电力应就地平衡,用户应在提高用电自然功率因数基础上，设计和装置无功补偿设备”以达到规定的要求.电伯局（站）以采用低压补偿用电功率因素的腺则，装设电容器屏。屏内装有低压电容器、控制接入或撤除电容器犯的自动化器件和监测用功率因数表等组成。5、调味稔茶设备.在市电电质变动超出规定时.需袋设调压设备使隘出电质稳定在额定电压允许范围内.除采用有我调压变压器在离压!调压外，电信局站一般在低压厕调压，过去曾采用博应调压器，但因调节速度慢、体枳大等问题，现己改用自动补偿式电力梗压器和交流参数梗压器等设符。6、柴油发电机组柴油发电机组是川柴油机作为动力，驱动三相交流,发电机提供电能，柴油机利用柴油在发动机汽抗内燃烧，产生高温高压气体爆炸做功,经过活塞连杆和和曲轴机构转化为机械动力.柴油机分为二冲程柒油机和四冲程柴油机.二冲程柴油机是两个冲程（曲轴旋转一周,完成一个工作循环，四冲程柴油机是四个冲程（曲轴旋转两周）完成一个工作砧环.二、几个窟晏的M1、系统容量,系统容E指的是交流供电时，供电设备所能提供的公大功率,如市电供电时，指的就是电力变压器的额定容尿:：柴油发电机纲供电时指的就是柒油机的额定功率：UPS供电时指的就是UPS的额定功率等等.但是它们发示容展的冷位却不一样，电力变压器和UPS计房单位是伏安VA（或千伏安KVA），我国国家标准（GB）规定发电机祖必须用瓦W（或瓦KW）表示.伏安表示的是觇在功率，瓦表示的是有功功率，这在实际板用中是有很大的区别的.只有在理想情况下,它们的功率因数都等于1时,在数侪上是相等的，2、功率囚数.功率因数的定义是有功功率与视在功率的比值.功率因数COS<p=P/S的物理意义是供电线路上的电压与电流的相位差的余款.国标规定：变H港的功率因数为08柴油发电机组的功率因数为。$5：例如.标称容Iit100KVA的变味据.在规定的使用环境下，它的输出爆大有功功率是80KW；同理，标称容量是100Kw的柒油发电机组，在规定的使用环境卜.，可以提供116KVA的视在功率.UPS的功率因数，因类型不同，工作方式不同，实际使用时差异较大.3、电功和电功率。电功指的是供电系统实际消耗的电能，计中单位是瓦时（KWH）。电功率指的是正常工作情况下，负我上消耗的额定功率，在市电和油机供电的情况下，由于出个负载的功率相对于系统总容找较小，故不需要考虎它的瞬时功率：而UPS系统供电的情况则不同,负段功率与系统容量比较接近,就必须考虑负载的瞬时功率（例如负我的启动功率）.第二节直流供电系线真流供电系统由整流设备、出流配电设备、蓄电池组、出流变换器、机架电源设备和桐关的配电城路如成的总体称为直流供电系统.按电信设备供电电压允许变动范附的不同要求，可分为窄电压和宽电压直流供电系统：按电源设备的安装地点不同.可分为集中出流供电系统和分散直流供电系统：按惯电线配线方式不同又可分为低用配线直流供电系统和高阳配线直流供电系统（高阻配线又有诙高班配线和二次高阻配税等方式）.加成H流供电系统的主要电源设番的作用和性能如下：1 .换流设备.换酒设备（converter）是整流设备、逆变设备和血流变换设的的总称.其中整流设备可招交流电变换为直流电。逆变设法则将直流电变换为交流电.出流变换设备可将种电压的直流电变换成另种或几种电乐的直流电.品闸管（可控硅整流器是老一代整流设备，由于电路中采用工领变压器，工作韧率低体枳和更显都很大,效率也低，故逐步淘汰，而由离领开关型整流器代替，高频开关整流潺在技术上先进,具有小型、轻盘、高效、高功率因数和高可靠性等W著优点.高娠开关第流器机架的输出功率大，机架上装有监控模块，与计算机相结合，组成新，代智能型电源设缸正在逐步普代晶闱管整流器。做酋电力电子学技术和电力半导体渊件的发展.换流设品变换电路H趋完善.采用PWM脉宽调制或谐振技术的控制技术，提高变换频率，采用零电压或零电流开关电路，降低开关工作损耗，使换流技术达到新的水平.2 .蓄电池.在电信电源中电池作为备用能就使用.爸电池可分为酸性电解液（即研酸）的恪酸箭电池和碱性电解液（即苛性钾的雕着电池.铅酸番电池自普兰特发明以来，己有140年的历史，由于它具有电压的稔定性和可以进行大电流放电，所以在电信局（站）内得到广泛使用.目前铅酸都电池已由防酸式担蓄电池发展屋网控武密封铅酸蓄电池.阀控式密封铅酸蓄电池是一种新型的福电池,使用过程中无酸雾抹出，不会污染环境和腐蚀设备，而电池可以和电信设备安装在一起，平时维护比较简便,不需加酸和加水，阀控式密封蒂电池体枳较小，可以立放或卧放工作,舒电池组可以进行积木式安袋，节省占用空间，因此在20世纪80年代后,在我国电信局（站得到迅速推广使用，并正在逐步取代防酸式铅福电池，布电池制造厂正在工艺结构设计上保证电池桢址，防止电液渗漏，提高电池使用寿命.并研咒开发有效而简便的电池容量测试器.而电池正常情况下是与整流器并联工作的,所以它有两个作用：在交流电停电时，自动向宜流负投供电,保证供电连续不间断：当交流电正常供电时,它可以等效为一个充分大的电容器，泄掉整流潺输出的各种谐波（即杂音）保持直流电的纯度.裕电池的容量越大,出流电的纯货越高.笳电池与整流器并联工作可以保证供电连续不间断，但并不是高枕无忧，桥电池放电时，闭着放电时间的延长,端电东不断降低：箭电池充电时,为了保证电池能充足电.充电电压必须提高.这就有供电系统的电压变动范用的问时.一方面，设计直流供电系统时，要充分保证直流负我能承受的电压变动范胴：另一方面，通信设备设计时，也要考虑蓄电池固有的特性，给出一个合理的供电电压范的,使蓄电泄尽可能延长使用寿命.需要特别注意的是.当一套宜流系统同时向不同电压范围的交焕机供电时,蓄电池的工作方式需兼顾考虑.俯茏太大时，需要分别杀住直流供电系统，独立供电.3、a流配电屏。出流配电屏是连接和转换直流供电系统中整流器和蓄电池向电信倒栽供电的电源设备，屏内装有闸刀开关、自动空气断路器、接触器、低电熔断器以及电工仪表、告警保妒等元器件，门流配电屏按照配线方式不同，分为低阻和高阻两种，高阻鼠电屏是把馈践改用小截面电揽出战，斑路出线的负线上加装匕一定的电阻,如爱立信交换机为26亳欧.诙阳配电的好处是：当任何一路负岐发生短路时,供电母线上的电压变动较小,不足以影响其他分路供电，供电系统的可靠性相对较高.除上述供电系统外，还有太阳能供电系统和混合供电系统等.太阳能供电系统由太阳能电池、符电池姐、迭制配电设的组成.有光照时就太阳电池供电,并对蓄电池充电,无光照时由蓄电池供电,它是出流供电系统的一种，如果由太阳电池、风力发电、市电或油机发电机等两种或两种以上发电设法供电的系统则称为混合供电系统.第三节短佶系统接地为了保证各类通信设备可粕和安全地工作,通常在各种电气设备设置零电位点该点在物理上与大地有良好的电气连接，这种连接称为接地,构成接地的一切装置称为接地系统,接地系统通常由接地体、接地引入城、接地汇集线（接地母排）和接地城加成。接地体：埋入地中并宜接与大地接触的金属导体（或钢筋混凝土建筑物基础组成的金属导体K接地引入雄：为了减少接触电阻，通游安装多根金属接地体，把多根接地体用一条佥侬导体连接成祖并接入室内接地母持.该连接导体称为接地引入线.接地汇集线：为了接地的安全和可能,把不同方向、不同物理位置的接地汇集成一条接地干线，该干线成为接地也集践或称为接地母战。接地线：被接地的设备或电源系统与接地母线可靠连接的导体称为接地域.电信电源按照接地系统的用途可分为工作接地、保护接地和防雷接地.工作接地按照电源性质分为H流接地和交流接地。保护接地按保护功能分为设备保护接地和辟蔽接地.接地系统按照安装方式分为;独立接地系统和联合接地系统,我国在20世纪80年代考虑到防雷等电位膜则，已实施将工作接地、保护接地和防雨接地汇接成一组接地系统的联合接地方式.第四节通信电鼻系统的发展趋势近年来由于微电子技术和计算机技术在通信设备中的大崎应用，通信电源瞬时中断，也会丢失大M信息，所以通信设备时电源可思性的要求也越来越裔，同时，由于通信设法的容m大幅度提高，因此，电源中断将会造成更大的影响.比如,许多大、中城市的电话局容量普遍在2万3万门以上,电信综合枢纽的装机容Ift和规模更大.担负的通信任务非常曳要，一旦电源中断.将造成巨大的经济损失和极坏的政治影响.为了确保UJ林供电，交流供电系统中应加入不间断电源(UPS)或通信逆变器.R流供电系统应采用整流器与蕃电池并联的浮充供电方式,此外还必须提高各种通信电源设备的可靠性.为此,较先进的开关整流帮都采用笠只整流模块并联工作，某一个模块发生故障不会影响供电，目前，先进的通信电源设备和平均无故障时间可达20年。为贯彻国家能滁政策并保证通信网可靠运行，各级通信部门都在尽快把可靠性较差且效率很低的通信电源i殳备更换下来。一、提高交流供电JK筑可拿住传统的通信电源系统以直流供电为主，为了保证不间断供电,必须圮备两组很大容后的番电池.近年来大麻应用的阀控铅酸蒂电池的价格较而，体枳和用埴也较大.，因此,若以直流供电为主，势必造成电源投资很大，同时,电源机房占用面枳也很大.许多先进通信设备对环境温度的要求很高，机房空调设