运维人员岗位培训-电源-(理论第2章)通信系统组成

第二章通信电源系统（讲师用PPT）中国网通（集团）有限公司2006年12月中国网通运维人员岗位培训丛书－动力专业内部资料注意保密通信电源系统通信电源系统第二章第一节通信电源系统的基本要求第二节通信电源质量指标第三节通信电源系统的组成第四节通信电源技术发展趋势通信电源系统通信电源系统第二章第一节通信电源系统的基本要求第二节通信电源质量指标第三节通信电源系统的组成第四节通信电源技术发展趋势第一节通信电源系统的基本要求第一节通信电源系统的基本要求由于通信生产与运营自身的特点，通信设备对通信电源系统的基本要求如下：1.可靠性高。2.稳定性高。3.效率高。4.模块化。5.能实现集中监控。6.小型化。通信电源系统通信电源系统第二章第一节通信电源系统的基本要求第二节通信电源质量指标第三节通信电源系统的组成第四节通信电源技术发展趋势第二节通信电源质量指标第二节通信电源质量指标电源是通信网中必不可少的重要组成部分，其供电质量的好坏，直接关系到整个通信网的畅通。为了保证通信网的良好运行，必须使供电质量符合要求。第二节通信电源质量指标2．1直流电源供电的质量指标：2.1.1直流电源电压变动范围，脉动电压和全程最大允许压降应符合下表要求：标准电压(V)通信设备受电端子上电压变动范围(V)杂音电压(mv)供电回路全程最大允许压降(V)衡重杂音峰-峰值宽频杂音（有效值）-48-40～-572400mv0～300Hz100mv3.4～150kHz30mv150kHz～30MHz3-24-21.6～-26.421.8-24-19～-2922.6＋24+19～+2922.6第二节通信电源质量指标2.1.2直流供电回路接头压降（直流配电屏以外的接头）应符合下列要求，或温升不超过50℃。1000A以下，每百安培5mv。1000A以上，每百安培3mv。第二节通信电源质量指标2．2交流电源供电的质量指标：1.交流市电电源供电标准应符合下表要求：标称电压（V）受电端子上电压变动范围（V）频率标称值（Hz）频率变动范围（Hz）功率因数100kVA以下100kVA以上220187～2425020.850.90380323～4185020.850.902.交流油机电源供电标准应符合下表要求：标称电压（V）受电端子上电压变动范围（V）频率标称值（Hz）频率变动范围（Hz）功率因数220209～2315010.8380361～3995010.83.三相供电电压不平衡度不大于4%，电压波形正弦畸变率不大于5％。第二节通信电源质量指标2．3防雷接地的质量指标各类通信局站联合接地装置的接地电阻值应符合下表要求（依据中华人民共和国信息产业部标准YD5079-99通信电源设备安装工程验收规范）：通信局（站）类型接地电阻值（）综合楼、国际局、汇接局、关口局、万门以上交换局、2000路以上长话局12000门以上1万门以下的交换局、2000路以下长话局32000门以下模块局及接入网点、光缆端站、载波增音站、卫星地球站、微波枢纽站、移动通信基站5（对于年雷暴日小于20天地区的基站，接地电阻可小于10）微波中继站、光缆中继站、小型地球站10微波无源中继站20（当土壤电阻率大时，可到30）第二节通信电源质量指标2．4环境噪声要求：动力系统设备产生的噪声在城市区域内的最大影响应不超过GB3096一93《城市区域环境噪声标准》的规定值（见下表）：类别区域昼间（dB）夜间（dB）0疗养区、高级别墅和宾馆区50401居住、文教机关区55452居住、商业、工业混杂区60503工业区65554交通干线道路两侧区7055注：测量点选在离任一建筑物的距离不小于1m，传声器距地面的垂直距离不小于1.2m处。第二节通信电源质量指标2．5市电供电的可靠性分类和指标1、市电供电的可靠性以市电不可用度、停电时长、停电次数作为表征。其中：市电电压、频率不符合通信局站电源系统要求的时间为不可用时间。％不可用时间＋可用时间不可用时间市电不可用度100第二节通信电源质量指标2、市电供电的可靠性分类和指标如下表：分类不可用度停电次数（次/年）停电时长（小时/次）一类供电≤6.8×10-4≤12≤0.5二类供电≤3×10-2≤42≤6三类供电≤5×10-2≤54≤8四类供电＞5×10-2有季节性长时间停电或无市电可用第二节通信电源质量指标2．6通信局站电源系统的供电等级和指标。1、通信局站电源系统的供电等级以电源系统的不可用度、停电时长、停电次数作为表征。％不可用时间＋可用时间不可用时间电源系统不可用度100第二节通信电源质量指标2、电源供电的可靠性分类和指标如下表：等级不可用度停电次数（次/系统年）停电时长（小时/次）适用范围A≤5×10-7≤0.01≤0.5省会城市和大区中心枢纽的长途、网间关口、HSTP、数据节点，传输一级干线B≤1×10-6≤0.05≤1本地网枢纽的长途、网间关口、LSTP、数据节点，传输二级干线，1～5万门市话，有非常重要的大用户C≤5×10-6≤0.1≤2县区级枢纽，1万门以下的市话、远端模块局，有数据专用UPS系统的局站，有重要大用户D≤1≤45000门以下的市话、远端模块局，有重要用户E≤5≤81000门以下的模块局、接入网点F≤12≤12300门以下的接入网点农村乡镇站点G＞12＞12偏远区域的接入网点第二节通信电源质量指标2．7各类通信局站防护等级、接地电阻值及防护要求应符合下面要求：通信局站名称防护等级雷暴日数接地电阻防护要求国际长途局、汇接局、长途局、关口局、大型综合枢纽局一类≥40≤1Ω1、三级电源防雷、市电油机切换控制板有专门的避雷器保护2、楼顶或铁塔有非常完善的防直击雷装置3、交换、数据、计算机网络有完善的防雷装置4、市电进局采用套上20米以上铁管的地下电力电缆40≤1Ω至少一级电源防雷支局、模块局、卫星地球站、微波枢纽站、有重要客户和大客户的接入网二类≥40≤3Ω1、三级电源防雷2、楼顶或铁塔有较完善的防直击雷装置40≤3Ω至少一级电源防雷雷害严重地区农村接入网、无线基站三类≥40≤5Ω二级或三级电源防雷40≤5Ω至少一级电源防雷第二节通信电源质量指标高山微波站、光纤中继站三类≤5Ω（地质恶劣时可放大到10Ω）二级或三级电源防雷雷害一般地区（包括市区）接入网四类≤10Ω一级或二级电源防雷小灵通基站四类≤10Ω（地质恶劣时可放大到15Ω）一级电源防雷电力电缆与架空电力线接口处防雷接地、四类的接入网四类1、电阻率小于100Ω.m时，小于10Ω2、电阻率101～500Ω.m时，小于15Ω3、电阻率501～1000Ω.m时，小于20Ω续页第二节通信电源质量指标2．8各类通信局站第一级电源避雷器的标称通流容量、最大通流容量应符合下面要求：通信局站名称雷暴日数第一级电源避雷器标称通流容量第一级电源避雷器最大通流容量国际长途局、汇接局、长途局、关口局、大型综合枢纽局9060KA（8/20us雷电波）100KA（8/20us雷电波）40～9040KA80KA雷害严重地区的支局、模块局及接入网，卫星地球站、微波枢纽站、有重要客户和大客户的接入网9040KA80KA40～9025KA60KA高山微波站，高山移动基站9080KA150KA40～9060KA100KA雷害一般地区（包括市区）的支局、模块局及农村接入网40～9025KA60KA通信电源系统通信电源系统第二章第一节通信电源系统的基本要求第二节通信电源质量指标第三节通信电源系统的组成第四节通信电源技术发展趋势第三节通信电源系统的组成第三节通信电源系统的组成通信电源系统是对通信局（站）各种通信设备及建筑负荷等提供用电的设备和系统的总称。通信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、监控系统组成。不同局（站）由不同的电源系统组成，集中供电、分散供电、混合供电是三种比较典型的系统组成方式。3.1集中供电方式电源系统变电站市电油机转换屏备用发电机组移动电站监控接地低压配电屏交流配电屏整流器直流配电屏蓄电池不间断电源设备通信用空调DC/DCDC/AC机架电源通信设备保证建筑负荷一般建筑负荷市电AC380V（b）AC380V（b）AC220/380V（b）AC220/380V（c）220/380V（b）AC220/380V（a）DC–48（a）（a）（a）（a）不间断（b）可短时间间断（c）允许间断图3-1集中供电方式电源系统组成示意图3.2分散供电方式电源系统交流配电屏交流配电屏交流配电屏整流器直流配电屏蓄电池通信设备通信设备整流器直流配电屏蓄电池通信用空调通信用空调不间断电源设备通信设备市电油机转换屏保证建筑负荷一般建筑负荷低压配电屏变电站备用发电机组移动电站接地监控（a）不间断（b）可短时间间断（c）允许间断图3-2分散供电方式电源系统组成示意图市电其他供电系统AC380V（b）AC380V（b）AC380V（b）AC220/380V（b）AC220/380V（b）AC220/380V（b）AC220/380V（c）AC220/380V（a）DC-48V（a）DC-48V（a）3.3混合供电方式电源系统调压器交流配电屏整流器太阳电池方阵直流配电屏蓄电池通信设备保证负荷其他负荷移动电站监控接地（a）不间断（b）可短时间中断220/380V市电AC220/380V（b）AC220/380V（b）DC—48V（DC—24V）（a）DC—48V（DC—24V）（a）图3-3混合供电方式电源系统组成示意图第三节通信电源系统的组成3.4一体化供电方式电源系统一体化供电方式，即通信设备和电源设备组合在同一个机架内，由交流电源供电。电源系统一般由整流、配电、蓄电池组和监控单元组成。一体化供电方式一般用于通信容量较小的局（站）。通信电源系统通信电源系统第二章第一节通信电源系统的基本要求第二节通信电源质量指标第三节通信电源系统的组成第四节通信电源技术发展趋势第四节通信电源技术发展趋势第四节通信电源技术发展趋势1、更高的效率，更高的功率密度，更宽的使用环境温度2、网络化智能化的监控管理3、全数字化控制4、环保方面第四节通信电源技术发展趋势4．1更高的效率，更高的功率密度，更宽的使用环境温度随着运营商设备的不断增多，用电量加剧，机房面积紧张等客观因素的存在，对电源产品提出了更高效率、更高功率密度、更宽的使用环境温度的要求。新型高性能器件的不断研发、涌现与应用，例如：绝缘栅双极型晶体管（IGBT）、功率场效应晶体管(MOSFET)、智能IGBT功率模块（IPM）、MOS栅控晶闸管（MCT）、静电感应晶体管（SIT）、超级恢复二极管、无感电容器、无感电阻器、新型磁材料和变压器、EMI滤波器等，这些新型器件的应用极大地提高了通信电源的开关频率，减少了电源外型尺寸，提高了电源的功率密度。第四节通信电源技术发展趋势在通信电源中，开关技术是提高电源效率的一个重要技术。软开关技术、准谐振技术中的具有代表性的是谐振变换、移相谐振、零开关PWM、零过渡PWM等电路拓扑。随着软开关拓扑理论研究的深入以及应用的普及，大大减少了硬开关模式下电源中功率器件在开通、关断过程中电压下降／上升和电流上升／下降波形交叠产生的损耗和噪声，实现了零电压／零电流开关，降低了损耗，提高了电源系统的效率。为了更好适应环境，提高产品可靠性，220Vac工作的通信电源一般能够工作在120－290Vac，环境适应能力也由传统的45℃提高到60℃，甚至75℃。第四节通信电源技术发展趋势4．2网络化智能化的监控管理随着网络的日益发展，巨大网络设备需要大量人力、物力投在设备的管理和维护工作中，如：通信设施所处环境越来越复杂，人烟稀少、交通不便都增大了维护的难度，这对电源设备的监控管理提出了新的需求。通信电源监控系统需要对动力系统中状态量和控制量进行监控，还可对电池进行全自动管理；可以直接利用Internet传输控制数据，使维护人员通过Internet进行数据查询、控制等维护工作。利用友好的人机界面，使维护人员