通信电源基础知识
通信电源基础知识
❖ 高阻配电：馈电线截面积小，线路电阻大（一般取45mΩ）， 线路压降大，损耗大，但负载短路电流小，直流电压跌落小 等。
3、接地系统
❖ （1）、接地的必要性 ❖ 为了保证通信质量、系统正常运行并确保设备与人身安全。 ❖ （2）、接地分类 ❖ 按照功能分：工作接地、交流工作接地）、保护接地和防雷
第三讲 分散供电方式电源系统
1.2.2分散供电方式电源系统的组成
❖ 1、分散供电方式电源系统的组成方框示意图
2、分散供电方式和集中供电方式比较
❖ 集中供电方式：设备集中，便于维护；但直 流馈线线路长，压降大，线路损耗大；且易 出现全局通信中断，可靠性差。
❖ 分散供电方式：直流供电系统分散，交流供 电系统集中；；直流馈线线路短，压降小， 线路损耗小；不易出现全局通信中断，可靠 性高；但设备分散，不便于维护。
❖ ③全浮充工作方式中的蓄电池作用 ❖ 交流电正常时，蓄电池组起平滑滤波作用；交流电
源中断，蓄电池组放电供给负载电流。
（3）、直流配电屏
❖ ①作用：它把整流器的输出、蓄电池组和负载连接起来，构 成全浮充工作方式的直流不间断电源供电系统，并对直流供 电进行分配、通断控制、监测、告警和保护。
❖ ②直流配电屏类型（按照配电方式不同分类）：低阻配电和 高阻配电
1.1.1 基础电源
通信局（站）的基础电源分为交流基础电源和直流基
础电源两大类。
❖ （1）、交流基础电源 ❖ ①定义 ❖ 由市电或备用发电机组（含移动电站）提供的低压交流电源，
称为通信局（站）的交流基础电源。 ❖ ②额定电压 ❖ 低压交流电的额定电压为220V/380V（三相五线制），即相
通信电源基本知识
通信电源基本知识目录一、通信电源概述 (2)1. 通信电源的重要性 (2)2. 通信电源的发展及现状 (3)二、通信电源基础知识 (5)1. 通信电源的分类 (6)1.1 交流电源 (7)1.2 直流电源 (8)1.3 逆变电源 (9)1.4 其他电源类型 (10)2. 通信电源的基本原理 (12)2.1 电源的转换与传输 (12)2.2 电源的稳压与保护 (14)三、通信电源的关键技术 (15)1. 整流技术 (16)1.1 整流模块工作原理 (17)1.2 整流模块的效率与稳定性 (18)2. 滤波技术 (18)2.1 滤波电路的作用与原理 (19)2.2 滤波电路的优化设计 (21)3. 监控与保护技术 (22)3.1 电源监控系统的功能及实现方式 (23)3.2 电源保护技术与措施 (24)四、通信电源的选型与应用设计 (26)1. 通信电源的选型原则与建议 (27)2. 应用设计流程与注意事项 (29)五、通信电源的维护与故障排除 (31)1. 日常维护与保养方法 (32)2. 故障诊断与排除技巧 (33)六、通信电源的发展趋势与挑战 (34)一、通信电源概述通信电源是通信系统中不可或缺的基础设施，它为各种通信设备提供稳定的电压和电流，确保设备的正常运行。
随着通信技术的不断发展，通信电源也在不断地升级和优化，以满足日益增长的通信需求。
本文将对通信电源的基本知识进行简要介绍，包括通信电源的分类、特点、性能要求以及发展趋势等方面。
1. 通信电源的重要性通信电源在通信系统中扮演着至关重要的角色，它是整个通信网络的基础设施之一，确保通信设备正常运行并维持网络通信的稳定性。
随着现代通信技术的高速发展和广泛应用，通信电源的重要性愈发凸显。
通信电源为通信设备提供持续稳定的电力供应，保证通信设备的正常运行。
在通信网络中，任何设备的故障都可能导致网络中断或服务中断，因此稳定的电源供应是确保通信网络稳定性的基础。
通信电源技术基础知识课件
线性稳压电源、相控稳压电源、开关稳压电 源。
通信电源技术基础知识课件
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线性稳压电源
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线性稳压电源特点
▪ 线路简单 ▪ 干扰小 ▪ 对输入电压和负载变化的响应非常快 ▪ 稳压性能好 ▪ 功率转换效率太低。
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➢ 通信逆变器的输入-48V，一般输出50HZ、单相 220V/三相380V交流电，也输出25HZ、75V的 铃流。它在通信中使用广泛。
➢ 目前逆变器普遍采用脉宽调制技术（PWM技术） 及波形叠加技术。
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通信电源设备概述
▪ 柴油发电机组
➢ 柴油发电机组是通信电源设备中的重要组成部 分，当市电停电时间较长时，起动发电机。对 它的主要要求是：随时起动、运行可靠、指标 达标、保证供电、电气性能满足通信设备的要 求。
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通信电源设备概述
▪ 交流不间断电源（UPS）
➢ UPS是英文Uninterruptible Power System 的缩 写，即不间断电源，但人们一般习惯称之为 UPS电源。UPS电源不仅仅是一个备用电源， 而且是电源净化设备。随着计算机、各种办公 设备、精密电子仪器的普及，UPS电源得到了 广泛的应用。
132mm× 482mm× 466mm（ 高 × 宽 × 深 ）
25kg ’ － 10℃ — — 45℃ ’-30℃ ～ + 85℃ 10% ～ 90% RH 380VAC± 25% 45～ 65H z 10A 40V～ 60V任 意 可 调 ≥ 92% （ 半 载 以 上 ) ≥ 0.93（ 额 定 输 入 /输 出 ） ≤ 18A 10% ～ 110% 额 定 电 流 ， 任 意 可 调 ≤ ±0 .5 % 5～ 8s
通信电源基础知识
铁通大理分公司
整流器的原理
整流器发展和分类 目前常用PWM型开关电源。 经历3个发展阶段：线性电源、相控电源和开关 电源。 线性电源：功率调整管和负载串联分压，调整分 压比来保证输出电压不变。 相控电源：改变晶闸管的导通相位角来稳压。 开关电源：功率器件IGBT处于开关状态，采用 PWM方式控制功率器件的开关状态。
各组成部分的作用
高低压配电： 主要有高压配电设备、变压器、低压配电设备组成， 实现市电高低压转换和低压电能分配。 油机： 柴油发电机组，在市电停电期间提供备用交流电源。 交流配电屏：
输入市电或油机电，为各路交流负载分配电能。
UPS: 交流不间断电源系统，提供稳定可靠的交流电源。
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监控模块 交流 配电屏 （380V）
整流模块 整流模块 整流模块 整流模块 整流模块 整流模块
蓄电池组I
直流 配电屏 (48V)
蓄电池组II
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开关电源的典型配置（基站）
直流配电 整流模块 整流模块 整流模块 整流模块 整流模块
1、基站是综合的小容量电源 2、交流屏对应交流配电单元 3、直流屏对应直流配电单元
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集中监控系统
• 集中监控系统对各个独立的通信电源系统和系统内各个 设备进行遥测、遥信、遥控，实时监视系统和设备的运 行状态，记录和处理相关数据，及时侦测故障并通知人 员处理，从而实现通信电源的少人或无人值守、集中维 护管理。
均充、均充电压
• ①均充 • 为使蓄电池组中各单体电池性能一致进行的充电称为均 衡充电，简称均充。 • ②均充电压 • 均充时的充电电压称为均衡充电电压。 • ③均充电压值 • 蓄电池均衡充电单体电压为2.30～2.35V（25℃）。参 考值：2.35V（25℃）。 • 48V电池组均充电压参考值：56.4V（25℃）
通信电源基础知识培训
培训内容大纲
1 通信电源基本知识 2 通信电源组成及架构 3 节能降耗 4 机房空调送风 5 节能降耗 6 IDC数据中心知识 7 差距明显、未来可期
交流供电系统
通信电源的交流供电系统组成 • 高压配电所 • 降压变压器 • 油机发电机 • UPS（或逆变器） • HVDC高压直流 • 低压配电屏
无需停电检修
UPS系统因故障元器件的更换或 三相负载均衡性调整，需要停电 检修，需要客户完成数据备份、 业务迁移、准备应急预案。维修 完成后又需要完成数据备份、业 务迁回，增加了用户的工作量和 业务风险。
240V直流系统模块化并联 结构，整个生命周期无需 停电检修。
节约投资成本 节约电费成本
因UPS负载率和效率低导致投资 240V直流系统效率高于
系统防雷
全方位防雷示意：交流侧、直流侧、通信口
10KV高压 变压器
通信电源设备基本架构
交流高压开关柜
交流低压配电柜 交流 380V
开关电源 直流 交换 - 48V 传输 数据
48V蓄电池组
交流
380V
逆变器
柴油发电机
交流 380V
交流 380V
交流 220V
接地系统
交流 ATS开关
服务器
380V
UPS基础知识
电信公司使用的UPS一般采用在线式
UPS：小、中、大功率系列
•小功率UPS设备 ，主要用于大客户 及小型计算机房、 小容量需求通信机 房、办公等场合
•中等功率UPS 设备，主要用 于部分本地网 中等容量需求 通信机房
•大容量UPS设备应用于 大的IT机房、IDC机房等
•模块化UPS设备 ，用于前期负荷 较小随IT设备增 加逐步增加负荷 的场合
通信电源基础知识
二、通信局(楼)交流供电系统
1、市电 ⑴市电类别 ①一类市电供电方式 ②二类市电供电方式 ③三类市电供电方式 ④四类市电供电方式 ⑵市电变压器(KVA) 10KV/0.4KV(空载线电源，实际工作电压0.38KV)
二、通信局(楼)交流供电系统
2、交流电 电源在导体中流动的方向和大小随时间交替变化。其变化规律 是随时间按正弦函数变化的叫正弦交流电。 交流电：中国 频率f=50Hz，220V； 美国f=60Hz，240V、110V； 日本f=60Hz，110V。三相交流电是由三个幅值相等、频率相同， 时序上相差120°相位差的单相正弦交流电组成。
三、通信局(楼)直流供电系统
⑵直流配电屏 ①进行直流配电，屏内大多安装RT16(NT)型低压高分断能力 熔断器，是参照国外先进技术资料 自行设计的一种新型熔断器。具有 体积小、重量轻、功耗小，分断能 力高等特点，广泛用于电气设备的 过载保护和短路保护。
三、通信局(楼)直流供电系统
②通信专业机房列头柜接入主备用电源的，任何一路容 量应能承担本柜全部负载。(交流列头柜相同) ③直流配电屏熔断器额定电流值应不大于最大负载电流 2倍，各专业机房熔断器额定电流值应不大于最大负载 电流1.5倍。 负载侧熔断器额定电流值应比电源端小。
阀控式铅酸蓄电池 可安装在通信机房内，可立放， 卧放，叠放，少维护。 要考虑机房地面承重能力，安装 时特别要注意机房地面荷载能力
三、通信局(楼)直流供电系统
蓄电池容量的取定：Qdc=KxIxT/η(1+α(t-25)) K: 安全系数 取1.25 I: 负载电流 A T：放电小时数 h η：放电容量系数，见表二
5、发电机的作用: 为了保证给设备供电及楼内其他用电，电信局内一般都配有 自动油机发电机组。当市电中断后，油机发电机通过ATS柜自 启动供电或人工起动供电。
通信电源基础知识
通信电源基础知识通信电源通常称为通信设备的“心脏”。
任何通信设备都离不开电源，电源设备维护的好坏，直接关系到通信的质量。
如果电源系统不能可靠工作，就会造成通信中断或设备损坏，企业就会受至经济损失，服务质量也不能达到要求。
因而掌握电源设备的基本性能，做好电源设备的维护工作，是每个通信局（所）代办人员的重要职责。
1、通信电源系统的组成交流供电系统直流供电系统接地系统通信电源系统的组成图市电市电油机转换PS系列高频开关电源1．2直流供电系统由整流器、蓄电池、直流变换器、直流配电屏等部分组成，我们采用的直流供电方式是：并联浮充供电，整流输出端通过直流配电屏与蓄电池并联后对通信设备供电。
在市电正常时，整流器一方面给通信设备供电，一方面给蓄电池充电，补充电池因局部放电而失去的电能，同时，蓄电池还具有一定的滤波作用（降低杂音），市电一旦中断，电池单独给通信设备供电，直至油机发电供电或市电来电为止，这种供电方式结构简单、工作可靠、效率较高。
1．3 接地系统为了提高通信质量，确保通信设备与人身安全，通信电源的交流和直流供电系统都必须有良好的接地装置。
根据用途分为：1、交流接地2、直流工作接地3、保护接地4、防雷接地5、联合接地1．4 交流接地电信设备一般由三相交流电供电。
为了避免因三相负载不平衡而使各相电压差别过大，三相电源的中性点（如三相变压器和三相交流发电机的中性点）者应当直接接地，这种接地称为交流工作接地。
接地线一般称为零线。
这种接地方式又称为接零。
当变压器的容量在100KV A以下时，接地电阻不应大于10Ω，当变压器的容量在100KV A 以下时，接地电阻应不大于4Ω。
1．5 直流工作接地在直流供电系统中，由于通信设备的需要，蓄电池的组的正极（或直流配电屏正极汇流排）必须接地，这种接地通常称为直流工作接地。
1．6 保护接地和防雷接地为了避免电源设备的金属外壳因绝缘损坏而带电，与带电部分绝缘的金属外壳必须直接接地。
通信电源基础知识
通信电源系统第一部分通信局（站）电源系统的组成通信局（站）电源系统是对局（站）内各种通信设备及建筑负荷等提供用电的设备的总称。
电源系统由交流供电系统、直流供电系统和相应的接地系统组成。
通信局（站）电源系统必须保证稳定、可靠、安全的供电。
通信局（站）电源系统分为：集中供电、分散供电、混合供电系统组成。
一、集中供电方式的电源系统组成集中供电方式的电源系统组成示意图。
图中：(a)不间断(b)可短时间不间断(b)允许中断交流供电系统由专用变电站、市电油机转换屏、低压配电屏、交流配电屏及备用柴油发电机组组成。
直流供电系统由整流设备、蓄电池组和直流配电屏组成。
直流供电系统向各种设备提供直流电源。
不间断电源设备对通信设备提供不间断交流电源。
交流电源系统还应对通信局（站）提供一般用和保证用的建筑负荷用电。
保证建筑负荷是指通信用空调设备、保证照明、消防电梯、消防水泵等，建筑一般符合是指一般空调、一般照明及其他备用发电机组不保证的负荷。
通信用空调、保证照明也可由电力室交流配电屏供电。
通信局（站）应设事故照明，事故照明灯具可采用直流照明灯或交流应急灯。
通信局（站）采用10kV高压市电引入，并采用专用降压变压器供电。
二、分散供电方式电源系统组成分散供电方式的电源系统组成示意图。
图中：(a)不间断(b)可短时间不间断(c)允许中断同一通信局（站）原则上应设置一个总的交流供电系统，并由此分别向各直流供电系统提供低压交流电。
交流供电系统的组成和要求与集中供电方式相同。
各直流供电系统可分层设置，也可按通信设备系统设置。
地点可选择在电力室，也可与通信设备同一机房。
三、混合供电方式电源系统组成混合供电方式的电源系统组成示意图。
图中：(a)不间断(b)可短时间不间断光缆中继站和微波无人职守中继站，可采用交流电源和太阳电池方阵（或其他能源）相结合的混合供电方式电源系统。
该系统由太阳电池方阵、低压市电、蓄电池组、整流及配电设备以及移动电站组成。
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供电方式 集中供电方式的优缺点 优点：实现简单，代价小，在通信局（站）负
荷较小、供电种类少、设备单一时采用。 缺点：可控性差，任何一个设备故障都有可能
造成电源系统故障，故障面、故障风险 大，后果严重。
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供电方式
分散供电
分散供电方式的优缺点
优点：故障的范围面小，可靠性高。 各直流供电系统可分层设置，也可以按 照通信设备系统设置，设置地点可为单 独的电力电池室，也可与设备安装在同 一个机房。
开关电源成为通信网的主导基于以下主要特点： ➢ 频率高、体积小、重量轻，可制成模块式； ➢ 效率高，寿命长。 ➢ 均流技术使多模块运行,提高系统容量和可靠性。 ➢ 功率因素高，符合环保需要并降低使用成本。 ➢ 智能化给维护工作带来方便。
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开关电源分类
开关电源分类
系统结构：组合电源，分立电源 应用环境：户内电源，户外电源 安装方式：壁挂电源，插框电源
缺点：代价大，占地面积大，工程实施容易。
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供电方式比较
集中供电:是指在通信局（站）内只设一个通信电源供电中心 （如电力电池室），所有通信设备都由该供电中心的电源供电。
电源设备都集中放置在电力室，各类电池组都集中放置在电池室， 因而供电容量大，且无需考虑兼容问题，供电设备的干扰也不会 影响通信设备，但不可靠。
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蓄电池组结构
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蓄电池结构
➢ 极板：正极板上的活性物质是二氧化铅（PbO2）， 负极板上的活性物质为海绵状纯铅（Pb）。 VRLA的极板大多为涂膏式，这种极板是在板栅上敷 涂由活性物质和添加剂制成的铅膏，经过固化、化 成等工艺过程而制成。
➢ 隔板：阀控式铅酸蓄电池中的隔板材料普遍采用超 细玻璃纤维。隔板与极板紧密保持接触。它的主要 作用有：①吸收电解液；②提供正极析出的氧气向 负极扩散的通道；③防止正、负极短路。
变换器
屏
逆变器
通信设备 其它设备 交流设备
蓄电池
15
各部分工作过程
D、市电来，进入正常工作
10KV
高
市
低 压
电
配
电
380V
交 流 配 电 屏
油机
整流器 整流器
48V
直
流
配 电
变换器
屏
逆变器
蓄电池
通信设备 其它设备 交流设备
16
供电方式
集中供电
市
市电
电
变电站 油
机
转
换
屏
备用发
电机组
低
压
配
AC 380V（b）
6
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小
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二、通信电源系统组成
空调系统 通信电源系统
监控系统
交流供电系统
直流供电系统
接地系统
二、通信电源系统组成
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二、通信电源系统组成
1、组成框图
高
市
低
电
压 配
电
交
直
流
整流器
流
配
配
电 屏
整流器
电 屏
油机
蓄电池
变换器 逆变器
通信设备 其它设备 交流设备
整流器工作原理
目前常用PWM型开关电源。 经历3个发展阶段：线性电源、相控电源和开关电
源。 ➢ 线性电源：功率调整管和负载串联分压，调整
分压比来保证输出电压不变。 ➢ 相控电源：改变晶闸管的导通相位角来稳压。 ➢ 开关电源：功率器件IGBT处于开关状态，采用
PWM方式控制功率器件的开关状态。
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线性电源工作原理
➢
讨论固定式酸性电池。
➢ 条件：反应物质和电解液组成电解池。
➢ 正极为PbQ2,负极为Pb,电解液为H2SQ4 ➢ 组成：极板、隔板、外壳、安全阀等。
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蓄电池组的原理
放电时正极板的二氧化铅和负极板的海绵状铅与电解液中的 硫酸反应生成硫酸铅，电解液中的硫酸浓度降低。电动势逐 渐降低。蓄电池的内阻增加。 充电时硫酸铅通过氧化还原反应分别恢复成二氧化铅和海绵 状铅，电解液的比重逐渐增加，蓄电池的电动势也逐渐增加， 蓄电池的内阻减小. 容量单位：Ah
➢ 壳体：材料应满足耐酸腐蚀，抗氧化，机械强度好，硬度大， 水气蒸发泄漏小，氧气扩散渗透小等要求。一般采用改良型塑 料：如PP、PVC、ABS等材料
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蓄电池在通信电源系统中的作用
阀控式铅酸蓄电池 (简称VRLA)，作用有：
➢ 后备电源（包括直流供电系统和UPS系统）：当市电异常或在 整流器不工作的情况下，由蓄电池单独供电，担负起对全部 负载供电的任务，起到备用作用。
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供电发展的方向
交流供配电电源走向集中 直流不间断电源走向分散 交流不间断电源相对集中
23
通信电源系统的构成-动画演示
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三、主要电源设备简介
➢整流器的原理简介 ➢蓄电池组的原理简介 ➢UPS原理简介 ➢油机原理简介 ➢空调原理简介 ➢接地系统简介
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三、主要电源设备简介 一、开关电源
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监控 模块
整流 模块
直流 配电
交流 配电
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开关电源的典型配置（综合楼）
监控模块
交流 配电屏 （380V）
整流模块 整流模块 整流模块 整流模块 整流模块 整流模块
直流 配电屏 (48V) 有高阻 低阻区分
开关电源容量单位：A
蓄电池组I 蓄电池组II
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开关电源的典型配置（基站）
直流配电
整流模块 整流模块 整流模块 整流模块 整流模块
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蓄电池结构
➢ 电解液：铅蓄电池的电解液是用纯净的浓硫酸与纯水配置而成。 它与正极和负极上活性物质进行反应，实现化学能和电能之间 的转换。电解液由蒸馏水和纯硫酸按一定的比例配制而成,25 度时，密度为1.28-1.32。
➢ 安全阀：一种自动开启和关闭的排气阀，具有单向性，内有防 酸雾垫。只允许电池内气压超过一定值时，释放出多余气体后 自动关闭，保持电池内部压力在最佳范围内。
➢ 平滑滤波：在市电正常时，虽然蓄电池不担负向通信设备供 电的主要任务，但它与供电主要设备——整流器并联运行， 能吸收高频纹波电流，改善整流器的供电质量。
➢ 启动电源:动力设备如发电机组的启动电池。
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蓄电池组的安装情况
电池立放
电池卧放
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电池检测项目
检测项目 检测单体电池端电压和
极柱温度 检查各电池连接条
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一、通信电源概述
3、通信网络设备对电源的基本要求 ➢ 可靠性高；
要求在各个环节多重备份，保证可靠性。 ➢ 稳定性高；
电压波动范围、杂音和瞬变电压满足要求。 ➢ 效率高；
寿命长，电费成本低。 ➢ 可维护性好；
自动化、智能化、模块化
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一、通信电源概述
4、目前常用的直流供电系统 ➢ -48V供电。
目前为主流的供电制式。 采用-48V供电的原因： 平衡设备电位，作为良好的电位参考点，降低通 信的噪声； “+”极接地减小电缆、设备电化学腐蚀。 ➢ +24V供电； 个别设备仍采用，如ERICSSON 的GSM基站， 自动控制系统中的控制部件。
其中：ILOAD－本期负荷电流； IBATT－电池充电电流，按0.1C10考虑； IREC－单个整流模块的容量。
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二、蓄电池概述
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蓄电池组的定义和分类
➢ 定义：储存电能的一种设备，将充电时得到的 电能转化为化学能储蓄起来，又能及时将化学 能转变为电能。
➢ 分类：固定电池、移动电池；酸性和碱性电池
组合开关电源：交流配电、整流、直流配电位于一个机架内。容量较小。 机房面积小。使用场合：基站、汇聚机房。
分立开关电源：交流配电柜、整流柜、直流配电柜独立，输出容量大。机房 面积大。 使用场合：县公司综合楼。地市公司、省公司等核心机房。
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开关电源外形图
交流柜 整流柜
直流柜
组合电源
监控 模块
整流 模块
➢ 变换器 DC-DC变换，提供满足通信设备要求的电源。
➢ 空调 通信设备正常运行的外在条件，为通信网设备提供最佳 运行的环境温度、湿度和空气洁净度。
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各部分工作过程
A、正常工作
10KV
高
市
低 压
电
配
电
380V
交 流 配 电 屏
油机
整流器 整流器
48V
直
流
配 电
变换器
屏
逆变器
通信设备 其它设备 交流设备
ห้องสมุดไป่ตู้
接地
筑负荷
(a) 不间断 (b) 可短时间中断 (c) 允许中断
供电方式
几个常用术语
保证负荷：在市电中断的过程中应该由备用电源进行 提供，供电等级高，如设备、空调、机房照明、消 防等。
一般负荷：办公用房、电梯、土建其他用电。 保证照明：对应机房内的照明负荷。 一般照明：对应一般负荷。 事故照明：保证人员继续工作的照明 应急照明：消防疏散照明，等级较事故照明高。
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基站电源系统 3交流供电系统
浪
市电 涌
市
抑
电
制
油
器
机
电
油机电
转
换
屏
开关电源
交
流
配
空调
电
箱
照明及其它
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交流配电单元
功能：交流电源的引入和合理分配。
整流开关 两路交流电源
接地排 防雷空开
防雷器
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开关电源的容量计算
主要计算整流模块的数 量：按N+1冗余方式配置
N ILOADIBATT IREC
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二、通信电源系统组成