通信电源技术基础
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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℃）
通信局(站)电源系统总技术要求
7、故障判断依据 ★电源设备的主要故障判断依据 当设备出现主要技术性能不符合要求，不检修将影响设备和 系统正常工作的障碍，则判定为设备故障。主要电源设备发生如 下障碍时判定为故障： ａ.整流设备：不能输出额定电流、电压超出允许范围、杂 音电压高、稳压精度低于规定值、影响设备和系统工作或安全的 告警、保护性能异常等。 ｂ.配电设备：不能输出额定电流、电压变化超出规定范围、 动作失灵、影响设备和系统工作或安全的告警、保护性能异常等。
2）大型通信枢纽等局（站）可按不同楼层分层设置多个独立的供 电系统，分别向各种通信机房供电。 3）一般通信局（站）可采用设立一个集中的电力室和电池室的供 电方式，也可以采用分散的供电方式。 4）小容量的通信局（站）可采用一体化供电方式。
六、电源系统可靠性和设备参考配置
1、可靠性是衡量系统和设备的一项重要的综合性质量指标.电 源系统可靠性是衡量通信局(站)电源系统和组成系统各设备的一项 综合性质量指标。 通信局(站)电源系统可靠性是通信局(站)的一个组成部分,也 是通信网总体可靠性的一个组成部分。 2、根据通信局(站)电源系统可靠性指标,可科学地确定组成电 源系统各设备的相应配置.
2)发电机组的参考配置 ａ.发电机组的容量配置 一类或二类市电供电方式下，发电机组的容量应能同时满足 通信负荷功率、蓄电池组的充电功率、机房保证空调功率以及其 他保证负荷功率：三类市电供电方式应包括部分生活用电；四类 市电供电方式应包括全部生活用电。 ｂ .发电机组的台数配置 一类市电供电方式下，仅考虑主用机组，台数根据总容量大 小和其他条件配置一台或多台；二到四类市电供电方式下，两台 机组互为备用。
三、直流基础电源
向各种通信设备和二次变换电源设备或装置提供直流电压的电 源为直流基础电源。 1、通信局（站）用直流基础电源的电压种类为首选-48V电源电压， 过渡时期暂留的电源电压为－24V。 2、通信机房内每一个机架的直流输入端子处-48V电压允许变动范 围为-40V～-57V。 -48V直流电源输出端子处测量的杂音电压指标如下：
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。
通信电源技术
高效率、低能耗
绿色环保
智能化管理
通信电源技术的发展趋势
通信电源技术 将更加注重环 保性能，如采 用无污染的材
料和工艺
01
提高电源设备 的能效比，降 低环境影响
02
利用物联网、 大数据等技术， 实现通信电源 设备的远程监
控和管理
03
通信电源技术对市场的影响
01 高效率、低能耗的通信电源技术将降低通信运营成本，提高企业竞争力 02 绿色环保的通信电源技术将提高企业形象，吸引更多客户 03 智能化管理的通信电源技术将提高设备运行效率和可靠性，降低维护成本
输出模块
• 将输入模块提供的稳定 电压转换为通信设备所需的 稳定电流 • 输出模块可能包括稳压 器、逆变器等元件
监控模块
• 对通信电源系统的运行 状态进行实时监控 • 监控模块可能包括传感 器、控制器等元件
电池模块
• 提供备用电源，保证通 信设备在停电等异常情况下 的正常运行 • 电池模块可能包括蓄电 池、充电器等元件
高效率、低能耗
• 随着能源危机的加剧，降低能耗成为通信电源技术的重要发展方向 • 采用先进的开关电源技术和优化设计，提高电源效率
绿色环保
• 通信电源技术将更加注重环保性能，如采用无污染的材料和工艺 • 提高电源设备的能效比，降低环境影响
通02信电源系统的组成及原
理
通信电源系统的组成
输入模块
• 负责将外部电源转换为 通信设备所需的稳定电压 • 输入模块可能包括变压 器、整流器、滤波器等元件
优势
• 可以保证通信设备在停电等异常情况下的正常运行 • 提高了通信系统的可靠性和稳定性
不足
• 成本较高，维护相对复杂 • 电池的使用寿命有限，需要定期更换
通信电源技术
• •
• •
•
– 充电过程中的电化学反应 PbSO4＋2H2O+PbSO4 PbO2＋2H2SO4＋ Pb 充电过程中，电解液的密度逐渐增加，蓄电池的电动势逐渐增加。 充电后期，极板上的活性物质大部分已经还原，如果继续大电流充电， 充电电流只能起分解水的作用。这样，负极板上将有大量的氢气逸出， 正极板上将有大量的氧气逸出，蓄电池产生剧烈的冒气。 – 蓄电池的各种定义 （1）蓄电池容量的定义 蓄电池放电到终了电压时，蓄电池放出的电量（即放电电流If与放 电时间t的乘积）称为蓄电池的容量，用C表示。单位为：Ah(安时)。 容量系列：100、150、200、300、500、1000、1500、2000、3000
• •
– （2）蓄电池充电率的定义 – 蓄电池充电电流的大小通常用充电率表示。比如10小时率充电 电流即表示：用该电流充电，10小时后充入蓄电池的电量等于蓄 电池的额定容量。因此，10小时率充电电流为：Ic＝C/10＝0.1C （3）蓄电池放电率的定义 放电率是针对蓄电池放电电流大小而言的。
• 2.1.2蓄电池容量计算 • • • • • • • •
市电
整流 滤波 充电 电路
逆变器
输出变压器 及滤波器 控制、监测、显示、 告警及保护电路
静态 开关
UPS输出
蓄电 池组
• 市电正常时，输入电压经过整流滤波电路，一路给逆变器提供电压， 一路送入充电器给蓄电池充电。此时，静态开关切换到逆变器端，由 逆变器完成稳压和频率跟踪功能。 • 当市电出现故障，UPS工作在后备状态，静态开关仍然切换在逆变器 端，由逆变器将蓄电池的直流电压转换成交流电压，通过静态开关输 出到负载。
• 5.连接方式——直流供电方式 蓄电池是直流系统供电不中断的基础条件。根据蓄电池的连接方 式，直流供电方式主要采用并联浮充供电方式。尾电池供电方式、硅 管降压供电方式等等基本不再使用。 并联浮充供电方式是将整流器与蓄电池直接并联后对通信设备供 电。在市电正常的情况下，整流器一方面给通信设备，一方面又给蓄 电池充电，以补充蓄电池因局部放电而失去的电量；当市电中断时， 蓄电池单独给通信设备供电，蓄电池处于放电。由于蓄电池通常处于 充足电状态，所以市电短期中断时，可以由蓄电池保证不间断供电。 若市电中断期过长，应启动油机发电机供电。 这是最常用的直流供电方式。采用这种工作方式时，蓄电池还能 起一定的滤波作用。但这种供电方式有个缺点——在并联浮充工作状 态下，电池由于长时间放电导致输出电压可能较低，而充电时均充电 压较高，因此负载电压变化范围较大。它适用于工作电压范围宽的交 换机。
通信电源基础培训资料
通信电源基础培训资料一、通信电源的重要性在当今高度信息化的社会中，通信系统就如同我们身体的神经网络，让信息得以快速、准确地传递。
而在这庞大而复杂的通信系统里，通信电源则是其稳定运行的关键所在。
通信电源就像是通信设备的“心脏”，为各种通信设备提供持续、稳定、可靠的电力供应。
如果把通信设备比作是一辆飞驰的汽车，那么通信电源就是油箱里的燃油，没有它，汽车就无法行驶。
一旦通信电源出现故障，整个通信系统都可能陷入瘫痪，导致通信中断，给人们的生活和工作带来极大的不便，甚至可能对一些关键领域，如金融、医疗、交通等造成严重的影响和损失。
二、通信电源的组成部分通信电源系统通常由交流供电系统、直流供电系统和接地系统组成。
（一）交流供电系统交流供电系统包括市电引入、高低压配电设备、变压器等。
市电引入是通信电源的第一道关卡，它将外部电网的交流电引入通信机房。
高低压配电设备则负责对市电进行分配和控制，保障电力的合理分配和安全使用。
变压器则用于将市电的电压转换为适合通信设备使用的电压。
（二）直流供电系统直流供电系统是通信电源的核心部分，主要由整流器、蓄电池组和直流配电设备组成。
整流器将交流电转换为直流电，为通信设备供电。
蓄电池组则在市电中断时，能够迅速为通信设备提供应急电源，保证通信不中断。
直流配电设备负责将直流电分配到各个通信设备。
（三）接地系统接地系统的作用是为了保障通信设备和人员的安全，同时也能提高通信系统的电磁兼容性。
良好的接地系统能够有效地防止雷电、静电等对通信设备的损害。
三、通信电源的技术指标（一）电压通信电源的输出电压必须稳定在规定的范围内，通常为－48V（直流）。
电压过高或过低都会影响通信设备的正常工作。
（二）电流电流的大小要满足通信设备的负载需求，同时也要具备一定的过载能力，以应对突发的高电流情况。
（三）功率功率要与通信设备的负载相匹配，保证电源能够提供足够的能量。
（四）效率高效率的通信电源能够降低能源消耗，减少运营成本。
通信电源基础知识介绍
主要内容： 主要内容：
1 2 3
通信电源系统概述 基站电源及接地系统介绍 电源机房工艺要求简介
电源机房的设计简介
一、电源机房的设计原则 1、尽量靠近负荷中心。 、尽量靠近负荷中心。 2、对于多层的电信机房，电源机房位置应能 、对于多层的电信机房， 实行上下左右供电。 实行上下左右供电。 3、应考虑电源设备的运行对周围的影响 噪音、 噪音、 、应考虑电源设备的运行对周围的影响(噪音 防火、电磁干扰等)。 防火、电磁干扰等 。也要注意周围环境对电源设备 的影响（例如雷击、土壤地阻率等） 的影响（例如雷击、土壤地阻率等）。
基站电源及接地系统介绍
二、基站电源设备 3、蓄电池组 、 定义：将化学能与电能互相转换的有效装置。 定义：将化学能与电能互相转换的有效装置。 配置：蓄电池组容量按如下公式计算： 配置：蓄电池组容量按如下公式计算： Q＝KIT/(η(1+q(t-25))) ＝ 式中： －－蓄电池组容量； －－蓄电池组容量 式中：Q－－蓄电池组容量； K－－安全系数，取1.25 －－安全系数， －－安全系数 T－－放电小时数； －－放电小时数 －－放电小时数； η－－放电容量系数，见下表； －－放电容量系数 －－放电容量系数，见下表；
Hale Waihona Puke 主要内容： 主要内容：1 2 3
通信电源系统概述 基站电源及接地系统介绍 电源机房工艺要求简介
基站电源及接地系统介绍
一、基站直流电源系统
市电 交流挂箱 组合开关电源 通信设备
蓄电池组
基站电源及接地系统介绍
二、基站电源设备 1、交流配电箱 、 定义：集中安装交流开关、 交流开关 定义：集中安装交流开关、仪表等设备的成套 装置。 装置。 配置：交流配电箱容量由机房内所有用电负荷 配置：交流配电箱容量由机房内所有用电负荷 决定，并应考虑远期负荷发展。 决定，并应考虑远期负荷发展。 交流配电箱容量大小为： 交流配电箱容量大小为： P总＝ P工艺＋ P照明＋ P空调 工艺＋ 照明 照明＋ 空调 总 工艺
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课程内容
第一章 通信电源系统概述 第二章 开关电源产品基础 第三章 电源监控系统 第四章 电池产品技术及维护 第五章 UPS电源基础及维护 第六章 电源工程设计参考
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电源监控系统
三级电源监控系统
第二级监控
电 源 系 统 监 控 模 块 R S -4 8 5
1
电 源 系 统 监 控 模 块 R S -4 8 5
2
电 源 系 统 N 监 控 模 块 R S -4 8 5
第三级监控
直 流 配 电 监 控 单 元 交 流 配 电 监 控 单 元
整 流 模 块 监 控 单 元
图
4 -2 -1
电 源 监 控 系 统 结 构 框 图
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高压配电所 降压变压器
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油机发电机 UPS(或逆变器)
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低压配电屏
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直流供电系统
通信电源的直流供电系统组成
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高频开关电源(AC/DC变换器)
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蓄电池 直流配电屏
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DC/DC变换器
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充电电压:2.23V/单格(25℃)(53.52V/24PCS) 最大充电电流:≤0.25C10 温度补偿系数:-4mV/℃单格(以25℃为基点)
均衡充电参数
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充电电压:2.35V/单格(25℃)(56.4V/24PCS) 最大充电电流:≤0.25C10 温度补偿系数:-4mV/℃单格(以25℃为基点)
通信电源设计基本需求
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不间断供电设计:后备电池或UPS 无人值守:远程监控 冗余设计:N+1备份 防护设计:EMC ,高耐浪涌指标,雷击指标 安全设计:安规认证 必要的技术指标:电源净化 可靠性指标:MTBF 可维护性:减少人力
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GJ1002 通信电源技术基础
固网产品课程开发室
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引入
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您知道通信设备电源系统有哪些组成部 分吗?
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您知道如何进行一个通信电源系统的工 程设计吗?
l
您知道如何正确安装使用维护通信电源 系统吗?
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l
开关电源关键技术
l
开关电源原理
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电源分类
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AC/DC 电源 power
l
DC/DC 变换器 conveter
l
DC/AC 逆变器 inverter
l
AC/AC UPS/变频器 transducer
VRLA蓄电池原理
蓄 池 学 应 理 电 化 反 原
放 电 PbO + 2H2SO + Pb 2 4 充 电
(二 化 ) (硫 ) 氧 铅 酸 正 活 质 电 液 极 物 解 (海 状 ) 绵 铅 负 活 质 极 物 (硫 铅 酸 ) 正 活 质 极 物 (水 ) 电 液 解 (硫 铅 酸 ) 负 活 质 极 物
l
过
充:指电池完全充电后仍继续对电池进行充电
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VRLA蓄电池特性(1)—充电特性
充电时间/h
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交流配电监控单元
隔 离 输 入 接 口 隔 离 声报警 控 光报警
空气开关辅 助/报警触点 防雷器故 障触点
RS-485
蜂鸣器 指示灯
C P
制
三 相 交 流 信 号
变 换 器
真 有 效 值 转 换
信号 处理
隔 离
C P
EPROM 模块地址 选择 隔 离 隔 离 故障指示 蜂鸣器
隔 报警信号 离 限流,开启 均浮充控制 离 输出电压 调节 隔
控 制 接 口 手 动 控 制
பைடு நூலகம்
U
RS-485
图 4-3-1 整流模块监控单元原理
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交流配电监控单元
l
整流模块监控单元
l
直流配电监控单元
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三级电源监控系统
集 中 监 控 维 护 后 台 (计 算 机 )
第一级监控
巡 检 M O D E M 告 警 M O D E M
公 共 电 话 网 ( P S T N ) 计 算 机 R S -2 3 2 /R S -4 8 5 M O D E M M O D E M M O D E M 计 算 机 R S -2 3 2 /R S -4 8 5
通信机房供电结构
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通信电源系统组成结构(1)
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通信电源系统组成结构(2) 交流配电单元原理图
A D C
隔 离
U
显示 接 口 交流掉电 触点输出 直 流 接 触 器
看门狗
图 4-3-3 交流屏监控单元原理框图
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整流模块监控单元
满度 零点 测 量 接 口 看门狗 LED 显示
模块电压 模块电流
蓄电池的使用及维护—使用环境
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温度范围:-15℃～+45℃
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避开热源和阳光直射场所
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避开潮湿,可能浸水场所
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避开完全密闭场所
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蓄电池的使用及维护—使用条件
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并联使用:推荐为3组以内 多层安装:层间温度差控制在3℃以内 散热条件:电池间距保持5mm～10mm之间 换气通风条件:保证室内氢气浓度小于0.8％
通信设备对电源系统基本要求
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可靠性高:不断电 稳定性高:稳定电压 效率高:节能能源 模块化:便于更换 集中监控:无人值守 智能化:自动控制 小型化:便于安装 新的供电方式:分散供电
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VRLA蓄电池特性(4)—电池剩余容量与存储温度时间关系
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VRLA蓄电池特性(5)—电池寿命特性
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开关电源关键技术
均流技术:N+1备份的基础
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开关线路的发展:效率提高
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功率因数校正技术:减轻对电网污染
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智能化:便于维护
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VRLA蓄电池特性(2)—放电特性
放电时间/m
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VRLA蓄电池特性(3)—放电温度特性
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第一章 通信电源系统概述
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通信设备对电源系统基本要求 通信电源设计基本需求 通信机房供电结构 通信电源系统组成结构 交流供电系统 直流供电系统
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课程内容
第一章 通信电源系统概述 第二章 开关电源产品基础 第三章 电源监控系统 第四章 电池产品技术及维护 第五章 UPS电源基础及维护 第六章 电源工程设计参考
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电池产品技术及维护
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蓄电池结构及原理
课程内容
第一章 通信电源系统概述 第二章 开关电源产品基础 第三章 电源监控系统 第四章 电池产品技术及维护 第五章 UPS电源基础及维护 第六章 电源工程设计参考
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开关电源产品基础
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电源分类
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蓄电池常用术语
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VRLA(阀控式密封铅酸电池)特性
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蓄电池的使用及维护
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VRLA蓄电池结构
上盖及壳体
极柱铜芯 密封线
板栅 密封胶 正,负极板 隔板
隔板纤维 防振桥
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