通信电源动力机务技能鉴定培训：课件4直流供电系统及维护

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二、直流系统设备的配置
3、开关电源容量配置依据 一旦选择好了蓄电池后，就必须选择合适的电源系
统，以保证整个通信设备系统的正常工作。选择依据是：
要保证蓄电池在最大充电（均充）电流情况下电源系统能
可靠工作；要配置合理以保证能节约资源和建设成本。电 源的配置可根据下面的经验公式来计算选择：
电源容量＝（负载容量＋0.15C）×120％＋1个整流器容量
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二、直流系统设备的配置
2、蓄电池配置举例说明 举例说明如下：有一移动基站BTS满负荷电流为15A，传输
设备工作电流为5A，还准备增加一套WCDMA设备，其所需电
流为20A。该基站经常停电，停电时间约为24小时。计算所 需电池容量为
C＝（15＋5＋20）×10÷0.85×2.4＝1119AH，
故选用500AH两组电池即可。如果停电时间太长，例如 48小时，是不能用增加电池容量的办法来实现，而应考虑 用发电机来发电，否则将影响到蓄电池的寿命。
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四、通信高频开关电源维护基本要求
开关电源的蓄电池管理功能
开关电源系统在保证设备安全可靠供电的同时，其最重要的功能就 是蓄电池管理。不同的厂家实现的方法各有不同，但是都必须完成如下 管理功能：温度补偿、充电智能限流、自动均充功能、周期均充、欠压 保护告警功能。
1、温度补偿功能 温度补偿功能是通过电源设备的前台监控单元来实现的，它是通过检测 蓄电池温度，然后根据实测的温度来调节蓄电池的浮充电的。温度补偿是以 25℃为基准，以每节（2V）－3mV/℃进行调节。对于通信电源使用的48V电池 组来说，计算公式为 △V=(T-25)×(-3mV)×24。 例如：电池温度为10℃，那么此时蓄电池的浮充电压为 53.5+(10-25)×(-3mV)×24= 53.5＋1.08=54.58V。 所以说当你在冬天或夏天看到蓄电池的浮充电压高于53.5V或低于53.5V，这 是温度补偿所致，属正常现象。
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五、开关电源告警举例
输出熔断器故障 电池欠压 输出过压保护 模块通信中断 模块不均流 相应的负载掉电，可作为重要告警 电池放电即将终止，应为紧急告警 一般为模块故障，可作为重要告警 某一个模块与监控模块不能通信，可作为一般告警 一般不告警
交流通信中断
防雷器故障
交流单元与监控模块通信中断，与模块通信中断类似
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三、通信高频开关整流器的组成
检测电路： 除了提供保护电路中正在运行中各种参数外，还提供各种显示仪表数据 供值班人员观察、记录。 辅助电源： 提供开关整流器本身所有电路工作所需的各种不同要求的电源（交直流 各种等级的电压电源）。
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三、高频开关整流器主要技术
根据DC／AC逆变电路工作原理的不同，高频开关整流器可分为PWM型 和谐振型两类。 功率转换电路：高压直流→高压高频交流→高频降压变压器→低压 高频交流→低压直流 PWM型：电路控制简单，开关管在导通和关断时的损耗大。主要是 由于开关管的通断都是强制的（有时称为硬开关）。在开关过程中，开 关管的电压、电流波形存在交叠的现象，从而产生了开关损耗（p=u*i） 谐振型：利用谐振现象，通过适当地改变开关管的电压、电流波形 关系来达到减小开关损耗的目的。 谐振型功率转换电路有串联、并联和 准谐振几种。准谐振功率转换电路又分为两种，一种是零电流谐振开关 式，一种是零电压谐振开关式。
器，容量为300A。
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三、通信高频开关整流器的组成
整流模块 交流 输入 220/380V 交流 配电 ……… 整流模块 整流模块 直流 配电 48VDC
负载
监控模块
电池
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三、通信高频开关整流器的组成
高频开关整流器方框图
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三、通信高频开关整流器的组成
主电路： 1. 交流输入滤波：处于整流模块的输入端，包括低通滤波器、浪涌抑 制等电路。其作用是将电网存在的杂波过滤，同时也阻碍本机产生 的杂音反馈到公共电网。 2. 整流与滤波：将电网交流电源直接整流为较平滑的直流电，并向功 率因数校正电路提供稳定的直流电源。 3. 功率因数校正：为了消除由整流电路引起的谐波电流污染电网和减 小无功损耗来提升功率因数。 4. 逆变：将直流电变为高频交流电，这是高频开关的核心部分，在一 定范围内，频率越高，体积重量与输出功率之比越小。 5. 输出整流与滤波：由高频整流滤波及抗电磁干扰等电路组成组成， 提供稳定可靠的直流电源。 控制电路： 一方面从输出端取样，经与设定标准进行比较，然后去控制逆变器， 改变其频率或脉宽，达到输出稳定，另一方面，根据测试电路提供的数 据，经保护电路鉴别，提供控制电路对整机进行各种保护措施。
式中：C为蓄电池的总容量，120％为设计的余量加权系数， 1为N+1冗余备份。
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二、直流系统设备的配置
4、开关电源配置举例 在选择电源系统时，原则上要保证该电源机架上的整 流器个数最少不得小于3个。另外还要考虑到以后的扩容。 例如：有一个基站，蓄电池为2组500AH，负载电流 为50A，那么所需电源的容量＝（50＋150）×120%=240A。 根据以上原则应选择500A电源系统，最终配置应为6个整流
海南联通2012通信电源培训
直流供电系统及维护
海南联通公司运维部 动力主管 黎勇
主要内容
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一、直流供电系统的组成及运行方式
1、直流供电系统的组成 直流供电系统一般由高频开关整流器和与之配套的交流配电屏、直流 配电屏、蓄电池组、直流－直流（DC－DC）变换器等设备及其供电母线所 组成。 一些小型通信站（如移动基站、光缆和微波中继站）的开关电源系统 为了减少占地面积，往往采用结构紧凑、安装使用方便的集开关整流单元、 监控单元以及交直流配电部分为一体的组合开关电源架。 2、直流供电系统的主要技术指标 直流供电系统是大多数通信设备（交换、传输、基站等）的直供电源， 其供电指标的好坏对通信设备的工作源自响极大，主要的技术指标有：3
一、直流供电系统的组成及运行方式
移动基站直流系统与交换局直流系统的区别： 基站用开关电源具备二次下电功能。 当蓄电池放电至第一级切断电压设置点时（46V），一次下电动作， 自动断开负荷较大的基站设备，以保证传输设备较长时间（20小时左右） 正常运行； 若市电停电时间较长而移动发电机组未上站时，当蓄电池放电至终 止电压时（44V），二次下电动作，自动断开电池输出，以免蓄电池继续 放电而造成蓄电池的损坏。因此，移动发电机组应在蓄电池放电至终止 电压前上站发电，以免造成通信的中断。 蓄电池 蓄电池是直流供电系统中不可缺少的重要组成部分。蓄电池在系 统中的作用主要作为储能设备，当外部交流供电突然中断时，通信设 备的正常工作将会受到威胁，而蓄电池作为系统供电的后备保护，可 提供1～20小时或更长时间的不停电供电电源，因此，蓄电池作为系统 供电的最后一道保证，也是维持正常通信的最后一道保障。
时间比例控制稳压原理
改变开关接通时间ton和工作周期T的比例，亦即改变脉冲的占空 比，来调整输出电压的方法，称为“时间比例控制”,缩写为TRC TRC有三种实现方式，即脉冲宽度调制方式（PWM） ，脉冲频率调制方 （ PFM）和混合调制方式。
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四、通信高频开关电源维护基本要求 输入电压的变化范围应在设备允许工作电压变动 范围之内。工作电流不应超过额定值，各种自动、 告警和保护功能均应正常。 要保持布线整齐，各种开关、刀闸、熔断器、插 接件、接线端子等部位接触良好，无电蚀与过热。 机壳应有良好的保护接地。 备用电路板、备用模块应半年试验一次，保持性 能良好。 变流设备输出电压必须保证蓄电池要求的浮充电 压和均充电压，变流设备的容量必须保证负载电流 和0.1C10A的蓄电池充电电流的容量。
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四、通信高频开关电源维护基本要求
3、自动均充功能 均充就是均衡充电。一般在下列情况下，蓄电池需要均衡充电：市 电停电后电池释放的能量超过15％；市电来电时；蓄电池长期处于 浮充状态（电网稳定，长期不停电）；电池组中，出现了落后电池， 在浮充状态下单体电压低于2.2V；更换新电池后。均充电压为56.4V， 均充时间不大于10小时。 4、欠压保护功能 电源系统为了保护蓄电池放电时不过放，采用直流断路器将蓄电池和 负载断开，以达到保护蓄电池的目的。为了延长重要负载的工作时 间，增加了“二次下电”的功能。 所谓二次下电就是电源系统将输出负载分成两组：一组为一次 下电负载，它脱离系统的下电电压较高，一般为45V以上（用户亦可 自行设定），驳接一些不太重要的设备，例如BTS等；另一组为二次 下电负载，它脱离系统的下电电压比较低，一般不得低于43.2V，驳 接一些重要设备，例如传输设备等。
基础电 压（V） -48 电压运行波 动范围（V） -47~-57 供电回路全程最大允 许压降（V） 3.8
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一、直流供电系统的组成及运行方式
3、直流供电系统的运行方式 交换局的直流供电系统运行方式采用－48V全浮充供电方式。 即在市电正常时，交流市电先经过高频开关电源的整流，然后向蓄电 池组浮充并向通信设备供电； 当市电（故障）停电而发电机组未启动供电前，由蓄电池组放电向通 信设备提供直流不间断供电，其允许放电时间一般为1～2小时； 当发电机组或市电恢复供电时，直流供电系统先经低压限流充电而后 转入浮充方式供电。 移动基站（或光缆、微波中继站）直流供电系统运行方式一般也采用 －48V全浮充供电方式。 即在市电正常时，经过组合开关电源架上的整流模块与两组蓄电池 并联浮充并向通信设备供电； 当市电（故障）停电而移动发电机组未供电前，先由蓄电池组并联 放电向通信设备供电； 当发电机组或市电恢复供电时，直流供电系统先经低压限流充电而 后转入浮充方式供电。
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四、通信高频开关电源维护基本要求
2、充电智能限流功能 蓄电池的充电电流要求在0.1C~0.25C，C为蓄电池的容量。推荐值为 0.15C。如果过大，电池就会迅速产生大量气体造成膨胀变形、活性 物质脱落甚至出现“热失控现象”，导致蓄电池及早失效而报废； 如果充电电流过小，那么充电时间就会变得比较长，甚至导致蓄电 池充不饱，长期也会影响电池的正常寿命。开关电源的智能限流就 是系统根据蓄电池的容量（事先必须在监控参数中正确设定蓄电池 容量）、负载所需电流的大小来自动计算整流器的限流点。 计算公式为： 单体（整流器）限流点＝（0.15C+负载电流）÷单体个数， 公式中：C为系统蓄电池的总容量。