一级建造师《通信与广电》之通信电源系统详讲

　　1L411070通信电源系统

　　共三个考点：

　　掌握通信电源系统的要求及供电方式

　　掌握通信电源系统蓄电池的充放电特性

　　掌握通信电源系统的组成及功能

　　1L411071掌握通信电源系统的要求及供电方式

　　一、通信电源系统要求

　　通信电源是通信设备的心脏。在通信系统中，具有举足轻重的地位。通信对电源系统的要求是：可靠、稳定、小型、高效。

　　1.为了确保通信设备正常运行，必须提高电源系统的可靠性。由交流电源供电时，交流电源设备一般都采用交流不间断电源（UPS）。在直流供电系统中，采用整流设备与电池并联浮充供电方式。同时，为了确保供电的可靠，还采用由两台以上的整流设备并联运行的方式，当其中一台发生故障，另一台自动承担为全部负载供电的任务。

　　2.各种通信设备要求电源电压稳定，不能超过允许变化范围。电源电压过高，会损坏通信设备中的元器件；电压过低，设备不能正常工作。

　　交流电源的电压和频率是标志其电能质量的重要指标，由380/220V， 50Hz的交流电源供电时，通信设备电源端子输入电压允许变动范围为额定值的-10%~+5%，频率允许变动范围为额定值的-4%~+4%，电压波型畸变率应小于5%.

　　直流电源的电压和杂音是标志其电能质量的重要指标，由直流电源供电时，通信设备电源端子输入电压允许变动范围为-57~一40V，直流电源杂音应小于2mV.

　　二、通信电源系统的供电方式

　　目前通信局站采用的供电方式主要有集中供电、分散供电、混合供电和一体化供电等四种方式。

　　1.集中供电方式：由交流供电系统、直流供电系统、接地系统和集中监控系统组成，采用集中供电方式时，通信局（站）一般设置分别由两条供电线路组成的交流供电系统和一套直流供电系统为局内所有负载供电。交流供电系统属于一级供电。

　　2.分散供电方式

　　3.混合供电方式：在无人值守的光缆中继站、微波中继站、移动通信基站，通常采用交、直流与太阳能电源、风力电源组成的混合供电方式。采用混合供电的电源系统由市电、柴油发电机组、整流设备、蓄电池组、太阳电池、风力发电机等部分组成。

　　4.一体化供电方式

　　1L411072掌握通信电源系统蓄电池的充放电特性

　　一、蓄电池的工作特点及主要指标

　　蓄电池是将电能转换成化学能储存起来，需要时将化学能转变成为电能的一种储能装置。蓄电池由正、负极板，隔板（膜），电池槽（外壳），排气阀或安全阀，电解液（硫酸）等五个主要部分组成。

　　目前，通信行业系统已广泛应用阀控式密封铅酸蓄电池（免维电池）。但在一些中心机房，容量较大的电池组仍继续以固定型铅酸蓄电池为主。

　　1.阀控式密封铅酸蓄电池由正、负极板、隔板、电解液、安全阀、外壳等部分组成。

　　在这种阴极吸收式阀控密封铅酸蓄电池中，负极板活性物质总量比正极多15%，当电池充电时，正极已充足，负极尚未到容量的90%，因此，在正常情况下，正极会产生氧气，而负极不会产生难以复合的氢气。

　　在该电池中，负极板上活性物质（海绵状铅）在潮湿条件下，活性很高，能够与正极板产生氧气，快速反应，生成水，同时又具有全封闭结构，因此在使用中一般不需要加水补充。

　　2.蓄电池的主要指标包括电动势、内阻、终了电压、放电率、充电率、循环寿命。

　　（1）电池电动势（E）：蓄电池在没有负载的情况下测得的正、负极之间的端电压，也就是开路时的正负极端子电压。

　　（2）蓄电池的内阻（R）：在蓄电池接上负载后，测出的端子电压（U）和流过负载的电流（I）， 这时蓄电池的内阻（R）为（E-U）/I.蓄电池的内阻应包括：蓄电池正负极板、隔板（膜）、电解液和连接物的电阻。电池的内阻越小，蓄电池的容量就越大。

　　（3）终了电压：放电至电池端电压急剧下降时的临界电压，如再放电就会损坏电池，此时电池端电压称为终了电压。不同的放电率有不同的放电终了电压，

　　U终=1.66+0.0175h，式中h为放电小时率，如采用1小时放电率，U终 = l. 66 + 0. 0175 ×1=1. 68V，如用10小时率放电，U终=1.66+0.0175×10=1. 835V.

　　（4）放电率：蓄电池在一定条件下，放电至终了电压的快慢称之为放电率。放电电流的大小，用时间率和电流率来表示。通常以10小时率作为放电电流。即在l0h内将蓄电池的容量放至终了电压。

　　（5）充电率：蓄电池在一定条件下，充电电流的大小称之为充电率。常用的充电率是10小时率，即充电的时间需l0h后，才达到充电终期。当缩短充电时间时，充电电流必须加大，反之，充电电流可减少。

　　（6）循环寿命：蓄电池经历一次充电和放电，称为一次循环。蓄电池所能承受的循环次数称为循环寿命。固定型铅酸蓄电池循环寿命约300~500次，阀控式密封铅酸蓄电池循环寿命约1000 ~1200次，使用寿命一般在10年以上。

　　二、蓄电池的充放电特性

　　1.放电

　　2.充电

　　充电终了电压，还要根据蓄电池接受所需要的容量，以及电解液比重等来决定的。

　　浮充充电就是用整流设备和电池并联供电的工作方式。由整流设备浮充蓄电池供电，并补充蓄电池组已放出的容量及自放电的消耗。

　　均衡充电，即过充电。因蓄电池在使用过程中，有时会产生比重、容量、电压等不均衡的情况，应进行均衡充电，使电池都达到均衡一致的良好状态，一般要定期进行。

　　如果出现放电过量、终了电压过低；放电超过容量标准的10%；经常充电不足、极板处于不良状态；电解液里有杂质；放电24h未及时补充电；市电中断后、全浮充放出近一半的容量等情况，都要随时进行均衡充电。

　　1L411073掌握通信电源系统的组成及功能

　　为各种通信设备及有关通信建筑负荷供电的电源设备组成的系统，称为通信电源系统。该系统由交流供电系统、直流供电系统、接地系统和集中监控系统组成。

　　一、交流供电系统

　　包括交流供电线路、油机发电机组、低压交流配电屏，逆变器，交流不间断电源、（UPS）等部分组成。

　　二、直流供电系统

　　由直流配电屏、整流设备、蓄电池、直流变换器（DC/DC）等部分组成。

　　1.直流配电屏：可接入两组蓄电池，其中一组供电不正常时，可自动接入另一组工作。同时，可监测电池组输出总电压、电池浮、均充电流和供电负载电流，可发出过压、欠压和熔断器熔断的声、光告警信号。

　　2.整流设备输入端由交流配电屏引入交流电，其作用是将交流电转换成直流电，输出端通过直流配电屏与蓄电池和需供电的负载并联连接，并向它们提供直流电源。

　　3.蓄电池处于整流器输出并联端。在市电正常时，由整流器浮、均充电，不断补充蓄电池容量，并使其保持在充足电量的状态。当市电中断时，蓄电池自动为负载提供直流电源，不需要任何切换。

　　4.直流变换器（DC/DC）可将基础直流电源的电压变换成通信设备所需要的各种直流电压，以满足负载对电源电压的不同要求。

　　三、接地系统

　　接地系统有交流工作接地、直流工作接地，保护接地和防雷接地等。现一般采取将这四者联合接地的方式。

　　交流接地可避免因三相负载不平衡而使各相电压差别过大现象发生。

　　工作接地可保证直流通信电源的电压为负值。

　　保护接地可避免电源设备的金属外壳因绝缘受损而带电。

　　防雷接地可防止因雷电瞬间过压而损坏设备。

　　联合接地是将交流接地，直流接地，保护接地和防雷接地共用一组地网，由接地体、接地引入线、接地汇集排和接地体连接线、引出线等部分组成。这个地网是一个闭合的网状网络，地网的每个点都是等电位的。

　　机房接地线布置方式有两种形式，即在较大的机房为平面型，在小型机房为辐射式。

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