电源设备基础知识.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,主要内容,电源设备基本知识,主要电源设备基本参数,AL175NT,的,I/O,电路板接口名称和作用,PRS700,设备安装工程中的通电检查,PRS700,设备安装工程中的调测,接地系统,绝缘电阻的要求,1,一、电源设备基本知识,多数通信设备都是采用直流电源供电：,直流电源常由整流设备（高频开关电源）换流并与蓄电池并联后获得。,卫星设备和计算机采用交流电源供电：,一般由交流市电经交流不间断电源设备（UPS）之后供给。,2,（一）通信电源系统的基本组成,市电,AC,配,电,屏,整,流,器,DC,配,电,屏,蓄,电,池,DC/DC变换,DC/AC逆变,油,机,3,、基础电源,基础电源设备有:,油机发电机组,(交流)配电屏,整流器,(直流)配电屏,蓄电池,4,2、机架电源,机架电源设备有:,DC-DC变换器,DC-AC逆变器,5,油机发电机组:交流备用电源；,AC配电屏：负责AC电能的分配和控制；,整流器：将交流电转换成稳定的低压直流电；,DC配电屏：负责DC电能的分配和控制；,3、各组成部分的作用,6,（二）交、直流供电系统,1交流供电系统,（1）,组成：主用交流电源、备用交流电源、高压开关柜、电力降压变压器、低压配电屏、低压电容器屏、交流调压稳压设备及连接馈线等。,7,（2）主用电源：采用交流市电，且为三相五线制或单相三线制。,交流市电电源供电标准应符合如下要求：,单相电压标称值为220V，受电端子上电压变动范围为187242V；,三相电压标称值为380V，受电端子上电压变动范围为323418V；,频率标称值为50HZ，频率变动范围为,2,HZ。,功率因数 100KVA以下,0.85,100KVA以上,0.90,8,（3）市电供电指标分类：,一类市电：,引入两路稳定可靠的独立市电，能自动倒换，每月出故障少于一次，每次不大于0.5h；,二类市电：,从两个独立市电构成的环形网上引入一路供电线，每月出故障少于3.5次，每次不大于6h；,三类市电：,只要求从一个电网上引入一路供电线，每月出故障少于4.5次，每次不大于8h；,四类市电：,长期市电不稳定的地区称四类市电区,9,（4）备用电源：采用油机发电机组或燃汽轮发电机组。,交流油机电源供电标准应符合如下要求：,单相电压标称值为220,V，,受电端子上电压变动范围为209231,V；,三相电压标称值为380,V，,受电端子上电压变动范围为361399,V；,频率标称值为50,HZ，,频率变动范围为1,HZ，,功率因数为,0.80,10,（5）其他交流供电指标,三相供电电压不平衡度,4%,电压波形正弦畸变率,5%,频率变化范围 50HZ,4%,交流供电电压变化范围：,通信设备交流电源输入端变化范围+5%-10%,通信电源设备交流输入端变化范围+10%-15%,11,2,直流电源系统,（1）组成：整流设备、直流配电屏、蓄电池组、直流变换设备、逆变设备等。,（2）供电方式:,按直流供电系统的运行方式有充放电、半浮充和,全浮充工作方式,；,按通信设备供电电压允许变动范围的不同有窄电压和,宽电压直流供电系统,；,按电源设备安装地点不同有集中供电和,分散供电方式；,按馈电线配线方式不同有低阻和,高阻配线供电系统。,12,（3）直流电源,供电标准应符合如下要求：,标称电压值为,-48V,系统：电信设备,受电端子上电压变动范围为,-40-57V,；供电回路全程最大允许压降为,3V,。,标称电压值为,24V,系统：电信设备,受电端子上电压变动范围为,1929V（21.626.4V）,；供电回路全程最大允许压降为,2.6（1.）V,。(内为窄电压，现一般都用宽电压),直流供电回路接头压降（直流配电屏以外的接头）,符合 1000A以下，每百安培5 mV,1000A以上，每百安培3 mV,13,机房直流供电电压推荐采用,-48,V,系统；,机站直流供电电压采用,+24,V,系统；,供电电压范围下限值由电池放电终止电压值确定；上限值由电池均衡充电电压值确定。,14,（4）杂音电压指标,衡重杂音,2,mV,峰值杂音：,0300,H,Z,，,400mV,宽频杂音,:3.4150,KH,Z,，,100mV,有效值,0.1530,MH,Z,，,30mV,有效值,离散杂音：,3.4150,KH,Z,，,5mV,有效值,150200,KH,Z,，,3mV,有效值,200500,KH,Z,，,2mV,有效值,0.530,MH,Z,，,1mV,有效值,15,（三）高频开关电源的基本功能,将从交流电网送来的交流电变为稳定的低压直流电，与蓄电池并联构成浮充供电方式的不间断直流供电系统。,16,（四）高频开关电源的主要特点,重量轻，体积小,功率因数高，大于,0.93,可闻噪音低,效率高，大于90,冲击电流小,模块式结构，维护方便,17,采用,N+1,配套，可靠性高。,稳压精度可高达,0.5%,扩容方便，在初建时，可预计终期容量机架，整流模块可根据扩容计划，逐步增加。,调试方便，内设模拟测试电路，无需另配假负载。,配有微机控制，远端接口，组成智能化电源系统，便于集中监控，无人值守。,对交流输入电源要求低。,18,（五）高频开关电源的组成框图,19,1、主电路,输入滤波,:,将交流输入电网中的杂波滤除,同时阻碍本机产生的杂音信号反馈到公共电网,延时启动,:,防止开机时产生冲机现象,一次整流：,将输入交流电转换成单方向的脉动直流电,功率因数校正：,使输入电压和输入电流相位尽可能一致，从而达到提高本机功率因数的目的,20,DC/DC,变换,:,将高压直流电转换成交流电，再经二次整流将高频交流电转换成适合负载使用的低压直流电,输出滤波：,包含输出纹波电流滤波及抗电磁场干扰电路两部分,21,2、控制电路,一方面从输出端取样,经与设定标准进行比 较,对逆变器进行控制,改变脉宽,达到稳定输出的目的,另一方面,根据检测电路提供的数据,经保护电路鉴别,使其对整机采取各种保护措施,22,3、保护电路,根据检测电路提供的数据，对整机进行输出过压、过流、市电故障、温度过高及切断负载等保护。,4、检测电路,根据系统运行情况，给控制电路和保护电路提供各种参数。,5、辅助电源电路,产生各种直流电压供给各电路使用,。,23,（六）蓄电池的用途,在直流供电系统中为直流备用电源,市电中断后：蓄电池进行单放,市电正常后：起平滑滤波作用,在,UPS,（交流不间断供电系统）系统中为后备电源,在动力设备中为启动电源,24,（七）阀控密封铅酸蓄电池的特点,在电池整个使用寿命期间，无需加水，调整比重等维护工作，具有“免维护”功能；,不漏液、无酸雾、不腐蚀设备；,自放电小；,电池寿命长，,25,下浮充状态使用可达,20,年；,结构紧凑，密封良好，抗震动，比容量高；,电池的高低温性能较好，可在,-40 +50,范围内使用；,不存在镉镍电池的“记忆效应”。,25,二、主要电源设备基本参数,PRS700设备基本参数,阀控密封铅酸蓄电池基本参数,26,（一）PRS700主要技术参数,1、输入参数,输入电压,额定电压：,220,Vac,165275,Vac,可连续正常工作,275300,Vac,可工作,10,分钟,300345,Vac,可工作,400,ms,开机电压：,187,Vac,关机电压：,165,Vac,输入频率：,4565,H,Z,27,2、输出参数,输出电压范围,:,4060,Vdc,之间可调,(48,V,系统,),2030Vdc,之间可调,(24,V,系统,),输出电流,:,（单个模块）,58,Vdc,/13.5A,43Vdc/18A (48V,系统,),29,Vdc,/23A 22.5Vdc/30A (24V,系统,),输出功率,:,（单个模块）,800,W,、,1000W (48V,系统,),700,W,、,800W (24V,系统,),28,3、其他参数,效率：,92%(,满负载,),功率因数：,PF,总,0.995 (,满负载,),软启动时间：,58,S,可闻噪声,50,dB,衡重杂音,2,mv,纹波电压,100,mv,稳压精度：,0.5%(,满负载,),29,（二）阀控密封铅酸蓄电池基本参数,1、,电动势与端电压,定义：蓄电池外电路断开时，其正、负极间的 电位,差，称蓄电池的,电动势,。,蓄电池外电路闭合时，其正、负极间的 电位,差，称蓄电池的,端电压,。（跟外部工作状态有关）,标准电动势：E,池,=E,(+),-E,(-),=2.04（V）(25,o,C),同组电池各单体电池间的开路电压差值20mV,按I,1,电流放电时，两只电池间的连接电压降0.01V,30,2、单向节流阀（安全阀）,（1）作用：,a:防止电池内气体聚集，减小电池内压，确保安全,b:防止空气中的气体进入电池而加速电池自放电,开阀压：1049KPa,闭阀压：110KPa,31,3、放电速率,放电时间率：用放电时间的长短表示放电的快慢程度。单位为小时（用“,h”,表,示）,如放电,10,h,、,3h,、,1h,等。,32,3、标称容量（额定容量）,容量,指电池的电量，用“,C”,表示。单位为安时（用“,Ah”,表示）,额定容量,固定电池在,25,o,C,下，以,10,Hr,放电至终止电压为1,.8,v,/,只时，应该放出最低限度的电量称为额定容量。用,“,C,10,”,表示。,33,10小时率称标准放电率，其放电电流为：I,10,=C,10,/10=0.1C,10,3小时率容量C,3,和电流I,3,分别为：C,3,=0.75C,10,I,3,=2.5I,10,1小时率容量C,1,和电流I,1,分别为：C,1,=0.55C,10,I,1,=5.5I,10,34,4、使用容量,蓄电池在实际使用条件下所放出的容量称为使用容量。使用容量随温度和放电率变化,。,使用容量随温度升高而増加，其关系由下式求出：,Ce,=C,R,/1+K(t-25),式中：,Ce,标准温度下电池放电量；,C,R,非标准温度下电池放电量；,t,放电的环境温度；,K,温度系数，,10,Hr,时,K=0.006/,o,C,3Hr,时,K=0.008/,o,C,1Hr,时,K=0.01/,o,C,35,5、终止电压,定义：蓄电池以一定的放电率，在,25,o,C,环境温度下放电至能再反复充电使用的最低电压，称为放电终止电压。,不同放电率，其终止电压不同：,10,Hr:1.8,v,/,只,3,Hr:1.8,v,/,只,1,Hr:1.75,v,/,只,36,6,、浮充充电,定义：为了补足蓄电池每昼夜能耗及维持电池内部的氧循环所进行的补充充电，称浮充充电。,浮充电压：,2.232.27V/,只,温度对浮充电压的影响,温度每升高,1,o,C,，,每只单体电池的浮充电压必须降低,35,mV,；,反之亦然。称为温度自动补偿。,(,补偿的温度范围在,1030),37,7、均衡充电,定义：为了均衡电池组中各个电池的端压、比重所进行的充电，称均衡充电。,均充电压：,2.32.35,V/,只,总之,U,均,U,浮,均衡充电时间,12,小时（,21,o,C,32,o,C,）,38,8、电解液,电解液：稀硫酸溶液（,H,2,SO4,）,电解液作用：导电及进行电化反应,贫液式设计：即电池内没有多余的电液,电液比重为：,1.3g/,mL,用酸量为：,1014mL/Ah,39,三、AL175NT的I/O电路板接口名称和作用,1、TB1接口：,单相市电输入接口,。,2、TB2接口,继电器输出接口。,40,继电器的设置,继电器 告警信息,编号,1#市电告警 Main Alarm,2#电池过压告警 High Battery,3#电池欠压告警 Low Battery,4#熔丝告警 Fuse Alarm,5#模块告警 Module Alarm,6#公共告警 Commond Alarm,41,3、TB3,1、2电池熔丝告警输入；,3、与直流接触器线圈的正端连接。正常工作时该端呈高电位，直流接触器吸动；,5、6将直流接触器辅助触头断开信号，引出至TB2的11、12端，示意负载已切断；,7、8将温度传感信号接至I/O板的J1插座3、4端；,9、10检测蓄电池对称电压端；,11、12维修开关倒向“维修”位置的引出信号。,42,4、TB4,1、2接口板直流供电端子；,3、4输出电压检测端子；,5、6系统电流采样信号端子；,7、负载熔丝告警输入；,9、熔丝告警；,11、12电池电流采样信号端子。,43,TB5：备用接口,TB6：MODEM电源（+24V）,44,四、PRS700安装工程中的通电检查,1、检查市电输入接口：出厂时L,1,、L,2,、L,3,用铜片短路，采用三相电源时必需折除。,2、断开负载熔丝、电池回路熔丝、市电输入插头。查保护地、工作地及中性线是否接好。,3、通电：测量线电压、相电压，应符合+10%-15%的标准。,4、合上“模块市电输入”开关，测量分架电路板上各个整流模块、以及告警模块单相市电是否正常。,45,5、断开“模块市电输入”开关，插入告警模块并接入市电。,6、合上“模块市电输入”开关，告警模块应显示：OUT VOLT 00.00,LOAD CURRENT 000,BATT CURRENT 000,正常时应出现：“SYSTEM OFF”，表示告警模块呈关闭状态。,7、将所有整流模块插入，应能自动启动。,46,五、PRS700安装工程中的调测,1、观察告警模块面板显示；,2、校准系统输出电压：进入校准菜单，告警模块显示电压值与测量电压误差 应,0.5V；,3、进行电压设置；,4、接上假负载进行运行试验，观察输出电压、负载电流；,5、将“工作/维修”开关扳向“维修”位置，拔出告警模块，负载端应有输出电压。插入告警模块，将“工作/维修”开关扳向“工作”位置，将告警模块输出电压调到比负载断开电压低约0.2V，直流接触器LVD 应中断对负载的供电；,47,6、进入运行数据菜单：查已设置的各种电压信息及系统信息。,7、进入维护功能菜单：查所有电压设置、电压控制三种状态、。,8、将电池组接入系统：测量电池电压，并使V,OUT,=V,池。,装上电池回路熔丝，将V,OUT,重新调到设定值，观察电池电流。,9、检查均充功能：进入均充时间设置菜单，启动均充观察输出电压和电流的变化，之后取消均充。,10、将告警模块 RS-232通信接口与PC机连接，设置充电限流点。,48,六、接地系统,（一）接地系统的作用,保证通信的质量和电力系统的正常运转；保护人身和设备的安全。,（二）接地系统的组成,大地、接地体（或接地电极）、接地引入线、地线排（或地线汇流排）、接地配线（或接地线）。,由以上部件组成的总体称为接地系统。,49,（三）各组成部分的作用,1、大地,指一般的土地。它具有导电的特性，并具有无限大的容电量，可以用来作为良好的参考电位。,2、接地体（或接地电极）,为使电流入地扩散而采用的与土地成电器接触的金属部件。,3、接地引入线,把接地体连接到地线汇流排上去的导线。,50,4、地线排（或地线汇流排）,专供接地引入线汇集连接的小型配电板或母线汇接排。,5、接地配线（或接地线）,把必须接地的各个部分连接到地线盘或地线汇流排上去的导线。,6.人工降低接地电阻的方法：,a:换土法,b:层叠法,c:化学降低法,51,（四）接地的分类及各种接地的作用,1、工作接地,直流工作接地：用于减少串音或直流远距离供电回路中，利用大地充当导线。,交流工作接地：在交流电力系统中，将交流输入的中性点接地，并采用接零保护，以便在发生接地故障时迅速将设备切断。,52,2、保护接地,将通信设备的金属外壳和电缆金属护套等部分接地，以减少电磁感应，保持一个稳定的电位，达到屏蔽的目的，减少杂音的干扰。,3、防雷接地,为了避免由于雷电等原因产生的过电压而危及人身和击毁设备，应装设地线，让雷电流尽快入地。,53,4.接地线可采用不小于以下截面的铜导线及深度：,-48V真流配电屏：95mm,+24V真流配电屏：25mm,电力窒直流配电屏到自动长、市话交换机房和微波窒：95mm,电力窒直流配电屏到测量台：25mm,电力窒直流配电屏到总配线架：50mm,地网接入大地必需大于0.7m,54,（五）接地电阻的组成,1、土壤电阻；,2、土壤电阻和接地体之间的接触电阻；,3、接地体本身的电阻；,4、接地引入线、地线汇流排、以及接地配线系统中采用的导线的电阻。,（起决定性作用的是接地体附近的土壤电阻）,55,（六）接地电阻值,参考新型电信电源系统与设备P323P326的内容,56,（七）接地体和接地导线的选择,参考新型电信电源系统与设备P333P335的内容,57,七、绝缘电阻,1、高频开关电源的绝缘电阻,在环境温度205，相对湿度90%，测试电压为直流500V时，整流器主回路的交流部分和直流部分对地，以及交流部分对直流部分的绝缘电阻均不低于2M,58,2、逆变设备的绝缘电阻,在环境温度205，相对湿度90%时，主回路的输入电路和输出电路对地，输入电路与输出电路间的绝缘电阻均不低于1M,59,3、DC/DC变换设备的绝缘电阻,在环境温度205，相对湿度90%时，主回路的输入部分对地，以及输入部分对输出部分的绝缘电阻均不低于2M,60,