通信电源技术基础（华为内部设计参考）.pdf

发布时间：2022-05-30 发布人：admin 分类：说明书资料大小：2.22M 资料格式：pdf 举报版权申诉

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课程 LA000004 通信电源技术基础 ISSUE1.0

LA000004 通信电源技术基础 ISSUE1.0 目录目录课程说明 .................................................................................................................................... 1 课程介绍...................................................................................................................................... 1 培训目标...................................................................................................................................... 1 参考资料...................................................................................................................................... 1 第 1 章通信电源系统概述 .......................................................................................................... 2 1.1 通信设备对电源系统的基本要求........................................................................................... 2 1.1.1 通信设备对电源的一般要求........................................................................................ 2 1.1.2 现代通信对电源系统的新要求 .................................................................................... 3 1.2 通信电源系统的构成............................................................................................................. 5 1.2.1 交流供电系统.............................................................................................................. 5 1.2.2 直流供电系统.............................................................................................................. 6 1.2.3 接地系统..................................................................................................................... 8 1.3 现代通信电源........................................................................................................................ 9 1.3.1 开关电源成为现代通讯网的主导电源 ......................................................................... 9 1.3.2 促成开关电源占据主导地位的关键技术...................................................................... 9 小结........................................................................................................................................... 13 思考题 ....................................................................................................................................... 13 第 2 章开关电源产品基础 ........................................................................................................ 14 2.1 线性电源、相控电源与开关电源......................................................................................... 14 2.1.1 线性稳压电源............................................................................................................ 14 2.1.2 开关型稳压电源 ........................................................................................................ 15 2.2 高频开关电源的基本原理 ................................................................................................... 17 2.2.1 开关电源的基本电路结构.......................................................................................... 17 2.3 安圣 HD 系列开关整流器原理 ............................................................................................ 19 2.3.2 典型电路工作原理 .................................................................................................... 20 2.4 电源配电技术...................................................................................................................... 21 2.4.1 交流配电部分............................................................................................................ 21 2.4.2 直流配电部分............................................................................................................ 22 2.5 PS 系列电源简介................................................................................................................. 23 2.5.1 安圣公司 PS 系列电源.............................................................................................. 23 2.5.2 PS 系列通信电源产品............................................................................................... 24 小结........................................................................................................................................... 25 思考题 ....................................................................................................................................... 25 第 3 章电源监控系统 .............................................................................................................. 26 3.1 电源监控系统的作用及特点................................................................................................ 26 3.1.1 安圣 PS 系列电源监控系统主要类别 ........................................................................ 27

LA000004 通信电源技术基础 ISSUE1.0 目录 3.2 集散式监控系统的组织结构及监控量 ................................................................................. 27 3.2.2 遥测量....................................................................................................................... 28 3.2.3 遥信量....................................................................................................................... 29 3.2.4 遥控量....................................................................................................................... 29 3.2.5 遥调量....................................................................................................................... 29 3.3 基础监控单元...................................................................................................................... 29 3.3.1 整流模块的监控单元................................................................................................. 29 3.3.2 直流配电的监控单元................................................................................................. 30 3.3.3 交流配电的监控单元................................................................................................. 31 小结........................................................................................................................................... 32 思考题 ....................................................................................................................................... 32 第 4 章电池产品技术及维护.................................................................................................... 33 4.1 电池的规格及主要参数....................................................................................................... 33 4.1.1 电池规格及结构参数（GFM 系列） ......................................................................... 33 4.2 电池结构及工作原理........................................................................................................... 36 4.2.1 产品结构图 ............................................................................................................... 36 4.2.2 工作原理................................................................................................................... 37 4.3 电池技术特性...................................................................................................................... 37 4.3.1 放电特性................................................................................................................... 37 4.3.2 充电特性................................................................................................................... 38 4.3.3 蓄电池贮存环境温度、贮存时间与容量关系............................................................. 39 4.3.4 寿命特性................................................................................................................... 40 4.3.5 电池的使用 ............................................................................................................... 41 4.3.6 蓄电池的维护............................................................................................................ 44 4.3.7 蓄电池的更换............................................................................................................ 45 4.4 蓄电池正确使用.................................................................................................................. 45 4.4.1 蓄电池容量的选择 .................................................................................................... 45 4.4.2 蓄电池组的组成计算................................................................................................. 47 4.4.3 延长蓄电池的使用寿命 ............................................................................................. 47 小结........................................................................................................................................... 49 思考题 ....................................................................................................................................... 50 第 5 章电源工程设计参考 ........................................................................................................ 54 5.1 电源系统容量配置参考....................................................................................................... 54 5.1.1 概述 .......................................................................................................................... 54 5.1.2 电池容量计算............................................................................................................ 54 5.1.3 系统配置计算............................................................................................................ 54 5.2 交直流供电系统电力线的选配 ............................................................................................ 55 5.2.1 交流供电回路的配线设计.......................................................................................... 56 5.2.2 交流回路电力线的敷设 ............................................................................................. 57 5.2.3 直流供电回路电力线的组成...................................................................................... 57 5.2.4 固定压降分配法 ........................................................................................................ 59

LA000004 通信电源技术基础 ISSUE1.0 目录小结........................................................................................................................................... 60 思考题 ....................................................................................................................................... 60 第 6 章通信电源安全防护 ........................................................................................................ 61 6.1 工程与维护安全事项........................................................................................................... 61 6.1.1 概述 .......................................................................................................................... 61 6.1.2 电气安全................................................................................................................... 61 6.1.3 电池 .......................................................................................................................... 63 6.1.4 高空作业................................................................................................................... 64 6.1.5 微波 .......................................................................................................................... 64 6.1.6 激光 .......................................................................................................................... 65 6.1.7 其他 .......................................................................................................................... 65 6.2 电源设备接地系统 .............................................................................................................. 65 6.2.1 接地的必要性............................................................................................................ 65 6.2.2 接地系统的组成 ........................................................................................................ 67 6.2.3 接地系统的作用 ........................................................................................................ 68 6.2.4 接地系统的分类 ........................................................................................................ 70 6.2.5 接地系统的电阻和土壤的电阻率............................................................................... 73 6.3 雷电与通信电源安全防护 ................................................................................................... 77 6.3.1 雷电的产生 ............................................................................................................... 77 6.3.2 雷电参数................................................................................................................... 77 6.3.3 雷击种类................................................................................................................... 78 6.3.4 我国雷暴活动的特征................................................................................................. 79 6.3.5 通信电源的防雷 ........................................................................................................ 80 6.3.6 通信电源动力环境的防雷.......................................................................................... 82 6.3.7 PS 通信电源的防雷 .................................................................................................. 84 6.3.8 接地 .......................................................................................................................... 86 6.3.9 防雷器非正常损坏的一些因素 .................................................................................. 87 小结........................................................................................................................................... 89 思考题 ....................................................................................................................................... 89 第 7 章电源设备维护基本要求................................................................................................. 90 7.1 概述 .................................................................................................................................... 90 7.2 维护档案资料...................................................................................................................... 90 7.2.1 电源室必须的技术资料清单电源室技术资料清单 ..................................................... 90 7.2.2 电源室记录文件 ........................................................................................................ 91 7.3 维护工具与设备.................................................................................................................. 95 7.4 维护参考技术标准 .............................................................................................................. 97 7.5 日常维护项目...................................................................................................................... 98 7.5.1 机房环境与消防设备维护.......................................................................................... 98 7.5.2 接地系统与过压防护设备维护 ................................................................................ 100 7.5.3 电源交流供电检查 .................................................................................................. 100 7.5.4 密封电池的维护 ...................................................................................................... 101

LA000004 通信电源技术基础 ISSUE1.0 目录 7.5.5 开关电源设备维护 .................................................................................................. 102 7.6 机房管理........................................................................................................................... 104 7.6.1 机房管理的一般要求............................................................................................... 104 7.6.2 仪表工具的管理 ...................................................................................................... 105 7.6.3 维护备品备件和材料的管理.................................................................................... 105 7.7 维护操作........................................................................................................................... 106 7.7.1 日常维护................................................................................................................. 106 7.7.2 巡检 ........................................................................................................................ 106 小结......................................................................................................................................... 110 思考题 ..................................................................................................................................... 110 第 8 章 UPS 技术 ................................................................................................................... 111 8.1 概述 .................................................................................................................................. 111 8.1.1 背景 ........................................................................................................................ 111 8.1.2 名词术语................................................................................................................. 111 8.2 UPS 基础知识 ................................................................................................................... 113 8.2.1 什么是 UPS ............................................................................................................ 113 8.2.2 UPS 分类................................................................................................................ 114 8.2.3 UPS 冗余备份......................................................................................................... 119 8.2.4 UPS 中的蓄电池 ..................................................................................................... 120 8.2.5 UPS 的电池管理 ..................................................................................................... 121 8.2.6 UPS 的监控 ............................................................................................................ 122 8.3 逆变器基础知识................................................................................................................ 122 8.3.1 原理 ........................................................................................................................ 122 8.3.2 冗余式逆变器原理 .................................................................................................. 123 8.3.3 逆变器串联热备份 .................................................................................................. 125 8.3.4 使用注意事项.......................................................................................................... 126 8.4 UPS/逆变器选型指导 ........................................................................................................ 126 8.4.1 选型基本原则.......................................................................................................... 126 8.4.2 UPS/逆变器选型..................................................................................................... 128 8.4.3 选型 CHECKLIST................................................................................................... 130 8.4.4 UPS/逆变器使用环境.............................................................................................. 131 8.5 UPS/逆变器常见问题解答................................................................................................. 131 8.6 产品展示........................................................................................................................... 137 8.6.1 艾默生产品系列 ...................................................................................................... 137 8.6.2 Liebert 产品 ........................................................................................................... 138 8.6.3 APC 产品................................................................................................................ 138 8.6.4 SANTAK 产品 ........................................................................................................ 139 8.6.5 逆变器产品 ............................................................................................................. 140 小结......................................................................................................................................... 141 思考题 ..................................................................................................................................... 141

LA000004 通信电源技术基础 ISSUE 1.0 课程说明课程说明课程介绍培训目标参考资料本课程通过对通信电源网络结构及基本配置的介绍，配合例题及防护的案例讲解，引导学员了解并掌握通信电源的基本知识及基本维护方法。学完本课程后，学员能够：了解通信电源在通信网络中的种类及地位掌握交直流电源的配置掌握通信电源中各模块的基本功能掌握通信电源的基本防护方法朱雄世，人民邮电出版社，新型电信电源系统与设备陈汉洲，安圣电气有限公司，《通信电源产品用户培训手册第一分册·通信电源基础》电力电子技术相关设计书籍 1

LA000004 通信电源技术基础 ISSUE 1.0 第 1 章通信电源系统概述第1章通信电源系统概述作为通信系统的“心脏”，通信电源在通信局（站）中具有无可比拟的重要地位。它包含的内容非常广泛，不仅包含48V直流组合通信电源系统，而且还包括 DC/DC二次模块电源，UPS不间断电源和通信用蓄电池等。通信电源的核心基本一致，都是以功率电子为基础，通过稳定的控制环设计，再加上必要的外部监控，最终实现能量的转换和过程的监控。通信设备需要电源设备提供直流供电。电源的安全、可靠是保证通信系统正常运行的重要条件。 1.1 通信设备对电源系统的基本要求 1.1.1 通信设备对电源的一般要求 1. 可靠性高：一般的通信设备发生故障影响面较小，是局部性的。如果电源系统发生直流供电中断故障，则影响几乎是灾难性的，往往会造成整个电信局、通信枢纽的全部通信中断。对于数字通信设备，电源电压即使有瞬间的中断也不允许。因为在数字程控交换局中，信息存在存储单元中，虽然重要的存储单元都是双重设置的，若电源中断，两套并行工作的存储器同时丢失信息，则信息需从磁带、软盘等重新输入程序软件，通信将长时间中断。因此，通信电源系统要在各个环节多重备份，保证供电可靠。这就包括“多路、多种、多套” 的备用电源。在暂还没有条件达到“三多”配置的地方，至少应有后备电池。 2. 稳定性高：各种通信设备都有要求电源电压稳定，不允许超过容许的变化范围，尤其是计算机控制的通信设备，数字电路工作速度高，频带宽，对电压波动、杂音电压、瞬变电压等非常敏感。所以，供电系统必须有很高的稳定性。 3. 效率高：能源是宝贵的，电信设备在耗费巨资完成设备投资后，日常的费用支出中，电费是一笔比重很大的开支。尤其随着通信容量的增大，一个母局的各种设备用上百、上千安培直流的用电量已是司空见惯，这时效率问题就特别突出。这就要求电源设备（主要指整流电源）应有较高转换效率，即要求电源设备的自耗要小。 2

LA000004 通信电源技术基础 ISSUE 1.0 1.1.2 现代通信对电源系统的新要求第 1 章通信电源系统概述 1. 低压、大电流，多组供电电压需求低压、大电流，多组供电电压需求，功率密度大幅度提升，供电方案和电源应用方案设计呈现出的多样性。 2. 模块化：自由组合扩容互为备用提高安全系数，模块化有两方面的含义，其一是指功率器件的模块化，其二是指电源单元的模块化。实际上，由于频率的不断提高，致使引线寄生电感、寄生电容的影响愈加严重，对器件造成更大的应力（表现为过电压、过电流毛刺）。为了提高系统的可靠性，而把相关的部分做成模块。把开关器件的驱动、保护电路也装到功率模块中去，构成了“智能化”功率模块（IPM ），这既缩小了整机的体积，又方便了整机设计和制造。多个独立的模块单元并联工作，采用均流技术，所有模块共同分担负载电流，一旦其中某个模块失效，其它模块再平均分担负载电流。这样，不但提高了功率容量，在器件容量有限的情况下满足了大电流输出的要求，而且通过增加相对整个系统来说功率很小的冗余电源模块，便极大地提高了系统可靠性，即使万一出现单模块故障，也不会影响系统的正常工作，而且为修复提供了充分的时间。现代电信要求高频开关电源采用分立式的模块结构，以便于不断扩容、分段投资，并降低备份成本。不能象习惯上采用的 1+1 的全备用（备份了 100％的负载电流），而是要根据容量选择模块数 N，配置 N+1 个模块（即只备份了 1/N 的负载电流）即可。 3. 能实现集中监控：现代电信运维体制要求动力机房的维护工作通过远程监测与控制来完成。这就要求电源自身具有监控功能，并配有标准接通讯接口，以便与后台计算机或与远程维护中心通过传输网络进行通信，交换数据，实现集中监控。从而提高维护的及时性，减小维护工作量和人力投入，提高维护工作的效率。 4. 自动化、智能化：要求电源能进行电池自动管理，故障自诊断，故障自动报警等，自备发电机应能自动开启和自动关闭。 3

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