傳送網絡維護室陳永富通信電源基礎2021/8/151通信電源系統是對通信局站內各種通信設備及建筑負荷等提供用電的設備和系統的總稱。主要由高壓供電系統、變壓器系統、低壓供電系統、備用發電系統、不間斷電源系統、直流系統、空調系統、接地防雷系統以及動力環境監控系統等多個子系統組成。

通信電源概述2021/8/152通信電源系統組成通信電源系統由高壓配電、變壓器、柴油發電機組、整流器、交、直流配電屏、UPS電源、蓄電池組、變換器和通信設備配電屏組成。高壓配電變壓器低壓配電屏柴油發電機交流配電屏整流器直流配電屏蓄電池DC/DCDC/AC通信設備UPS電源通信電源系統方框圖10KV市電380V-48VAC380/220V380VAC380V動力與環境監控380V保證建筑負荷一般建筑負荷通信用空調AC380/220VAC380/220V-48VDC-48V(b)(b)(a)(a)(a)(a)(b)(c)AC380/220V(b)（a）不間斷（b）可短時間中斷（c）允許中斷變電站2021/8/1531、通信電源向通信設備提供直流電或交流電的電能源通信電源是通信設備的重要組成部分，是保證通信暢通的基礎。2、通信電源系統和設備穩定、可靠地運行和優質供電是保證通信網絡正常運行的重要條件。3、通信電源的瞬間中斷都有可能造成整個通信系統的中斷和癱瘓，造成難以估計的損失通信電源重要性

2021/8/154通信電源通常被稱為通信的“心臟”，在通信局（站）中，具有無可比擬的重要地位。通信電源重要性把通信電源比喻為人體中的心臟，把流向各種通信設備的電流比喻成人體血管中流動的血液，是非常形象的2021/8/155通信系統對電源的要求

通信設備對電源系統的一般要求：（1）高可靠性。必須保證連續供電，不能有任何的中斷。（2）高穩定性。通信設備都有一定的電壓變化范圍，不能超出。另外，通信設備對電壓波動、雜音電壓、瞬變電壓等非常敏感。（3）小型、高效率

效率高意味著熱損耗低，功率密度大。有利于節能、減小站地面積、減少其它方面的投資。2021/8/156通信電源使用安全1、高壓部分使用安全高壓一般指1KV以上電壓。2、低壓部分使用安全低壓一般指1KV以下的低壓，1.1、保持與高壓設備距離大于安全距離；1.2、在高壓設備工作、巡檢、操作等必須嚴格遵守《電業安全工作規程》，執行工作票制度，嚴格按照工作票流程操作；1.3、嚴禁無證人員靠近、操作、維護高壓設備通信系統常見的為，交流：380V，220V，110V，直流：48V，24V，12V，2V，2021/8/157通信電源使用安全2.1、人身安全人體電阻約為1700歐姆，人體的擺脫電流約為30mA，人體安全電壓在50V以下；接觸低壓設備，可能發生觸電，常發生的低壓觸電為：單相觸電、兩相觸電；防止觸電事故方法：1、帶證上崗，驗電后操作；2、避免接觸安全帶電設備；2.2、設備安全常見低壓設備故障：短路、過載、雷擊，均可造成通信電源負載掉電，嚴重影響通信設備業務；短路的預防：提高電源設備的絕緣水平，防止設備間的短路；操作維護注意正負極、火線、火零的距離，防止人為操作造成短路；過載的預防：對電源使用進行容量預警管理，加電或擴容前進行周密的容量計算；雷擊的預防：按照維護規范造好防雷和接地系統的建設、維護；2021/8/158直流供電系統

ωtπ2πu單相正弦交流220311最大值有效值＋－T交流電：電壓、電流大小和方向隨時間不斷變化三相電字母表示——

A、B、C、N、GND（或U、V、W、N、GND）相電壓——火線與中線間電壓（220VAC）線電壓——兩火線之間的電壓（380VAC)交流電壓表、電流表的刻度為有效值

電源按性質分交流電、直流電兩種。t直流電：大小和方向不隨時間而變化，恒定不變的電壓或電流。

三相交流交換，傳輸，基站等通信設備采用直流供電。直流電uU0tiI02021/8/159直流供電系統t交流AC直流DC整流逆變交流配電屏蓄電池組蓄電池組整流屏通信設備直流配電屏2021/8/1510直流供電系統t交流配電屏（380V）直流配電屏(48V)有高阻低阻區分監控模塊整流模塊整流模塊整流模塊整流模塊整流模塊整流模塊蓄電池組I蓄電池組II1）交流配電屏：主要負責市電輸入切換，防雷等。2）整流屏部分:主要作用是把交流電源轉換為直流電源。3）蓄電池部分:主要負責在市電斷電后向負載供電。4）直流配電部分:主要負責電源的配出和電源的保護2021/8/1511整流器：監控模塊：整流架交流配電柜直流配電柜分立開關電源：2021/8/1512監控模塊整流模塊交流配電柜直流配電柜分立開關電源整流模塊——核心，AC/DC交流配電——分配交流電直流配電——分配直流電監控模塊——監測、管理2021/8/1513直流配電單元整流模塊監控模塊交流配電單元組合開關電源2021/8/1514100A25A50A整流模塊功能：AC-DC變換、提供24V/48V直流輸出模塊外觀

監控模塊功能：檢測、控制、告警、保護、通訊、電池管理。2021/8/1515開關電源系統t交流屏整流屏直流屏監控模塊整流模塊電壓等級：-48V：交換，傳輸，接入網電源。

+24V：部分基站電源（愛立信）系統結構：分立機柜和組合電源；工作方式：

48V：浮充53.5V，均充56.4V24V:浮充27V，均充28V.目前高頻開關整流器在技術上已相當成熟，由于具有小型、輕量、高效、高功率因數和高可靠性等優點，高頻開關整流器機架的輸出功率大，機架上裝有監控模塊，與計算機相結合組成智能型電源設備。2021/8/1516開關電源系統t1、為什么是-48V?2、為什么標稱-48V電源而實際使用-53.5V2021/8/1517t1、為什么是-48V?首先，電壓為什么是48V？

使用-48V電源是歷史原因造成的。使用最早的通訊網是電話網，話機是由電訊局供電的，選48V是在當時的條件下盡可能提高用戶到端局的距離（36V是安全電壓，超過太多不安全）。后來為了兼容早期設備、降低成本考慮，局端通訊設備還是用-48V電源。

順便提一下，-48V電源系統只是我國和大部分國家采用的通信電源標準，并非所有國家都使用這個標準，例如俄羅斯會使用-60V的電源系統，還有某些國家使用-24V的電源系統。市電的標準在世界范圍內也是不同的，例如我國和歐洲等采用220V的市電系統，美國、日本等是110V的市電。極性為何是負電源（也就是正極接地）？

正極接地主要是為了防止電極的腐蝕。電話局蓄電池組-48V或-24V是正極接地，其原因是減少由于繼電器或電纜金屬外皮絕緣不良時產生的電蝕作用，使繼電器和電纜金屬外皮受到損壞。因為在電蝕時，金屬離子在化學反應下是由正極向負極移動的。繼電器線圈和鐵芯之間的絕緣不良，就有小電流流過，電池組負極接地時，線圈的導線有可能蝕斷。反之，如電池組正極接地，雖然鐵芯也會受到電蝕，但線圈的導線不會腐蝕，鐵芯的質量較大，不會招致可察覺的后果。正極接地也可以使外線電纜的芯線在絕緣不良時免受腐蝕。（注：隱含條件是繼電器鐵芯接地2021/8/1518蓄電池t儲存電能的一種設備，將充電時得到的電能轉化為化學能儲蓄起來，又能及時將化學能轉變為電能。電池立放電池臥放2021/8/1519蓄電池原理t目前常用閥控式密封鉛酸蓄電池（VLRA)。PbQ2+2H2SO4+PbPbSO4+2H2O+PbSO4

(+)

(-)(+)

(-)充電放電2021/8/1520蓄電池作用t直流通信設備供電是從交流配電屏引入交流進入整流器進行整流，整流器的輸出端直流通過直流配電屏與蓄電池和負載連接。整流器輸出與蓄電池并聯后對通信設備供電，如果沒配蓄電池，交流電中斷時，整流器無直流輸出，直流供電的通信設備供電中斷。

蓄電池在通信系統中的作用和地位:1、平滑濾波市電正常時，雖然蓄電池不擔負向通信設備供電的主要任務，但它與供電主要設備——整流器并聯運行，能改善整流器的供電質量。2、儲能設備當市電異常或在整流器不工作的情況下，由蓄電池單獨供電，擔負起對全部負載供電的任務，起到備用作用。蓄電池是作為通信系統供電的最后一道保證,是維持正常通信的最后一道屏障2021/8/1521開關電源蓄電池系統t電池類型：2V開關電源蓄電池系統：每組24個單體串聯

2組并聯浮充電壓：2.23伏－2.27伏／單體（25℃)均充電壓：2.33伏－2.37伏／單體（25℃)電壓需依照環境溫度的變化，而作相應調整。蓄電池工作方式：浮充工作均充工作電池放電工作2021/8/1522開關電源蓄電池系統在直流電源系統中，蓄電池采用全浮充工作方式。在市電正常時，蓄電池與整流器并聯運行，蓄電池自放電引起的容量損失便在全浮充過程被補足，這時，蓄電池組起平滑濾波作用。因為電池組對交流成分有旁路作用，從而保證了負載設備對電壓的要求。在市電中斷或整流器發生故障時，由蓄電池單獨向負荷供電，以確保通訊t浮充工作：53.5V.是指電池與負載并聯，處于備用狀態，由充電設備同時給電池與負載供電的過程。浮充時的電壓叫浮充電壓。當電池處于充滿狀態時，充電器不會停止充電，仍會提供恒定的浮充電壓與很小浮充電流供給電池，因為，一旦充電器停止充電，電池會自然地釋放電能，所以利用浮充的方式2021/8/1523開關電源蓄電池系統t均充工作:56.4V為了均衡電池組中各個電池的端壓、比重所進行的充電，以定電流和定時間的方式對電池充電，充電較快。均充電壓與浮充相比要大。它能保證在相對較短的時間內使放過電的電池能充足電，使蓄電池達到滿容量的狀態，同時在這個電壓下又不會對蓄電池造成過充電，從而使充電對蓄電池造成損壞達到最低程度。1)電池放電后自動進入均衡工作狀態，提高系統電壓充電，加快蓄電池的充電速度；(2)全浮充運行6個月電池組防止出現落后電池，為了迫使各單體電池的特性均衡，保持端壓內阻一致性，自動進入均充工作狀態.2021/8/1524開關電源蓄電池系統t電池放電工作

圖1蓄電池放電曲線

從圖1可以看出，在放電初期電池端電壓下降是比較快的。在放電10分鐘，電壓下降到53.0V；大約半小時后，電池端電壓降至49V左右；1小時后降至48V。蓄電池在48V時，放電時間最長，大約要持續7到8小時；8小時后，蓄電池端電壓開始下降，下降速度比較快。降至43.2V時系統直流斷路器斷開，以便保護蓄電池，此時蓄電池端電壓會有所上升，上升值約為5V左右2021/8/1525UPS系統t1為什么要使用UPS？

為了保護重要設備（網絡、服務器、計算機)免受斷電及市電電網中存在干擾的影響，不至造成數據丟夭、硬件損壞、控制誤動、傳輸誤碼率降低等不良后果。

2什么是UPS？

UPS是英文UninterruptablePowerSystem的縮寫，中文名叫不間斷電源。UPS是連接在負載和市電之間一種電源設備，它的功能是保證向負載提供持續不間斷高質量的交流電源。

3UPS的主要作用是什么？

市電故障時，通過電池放電和逆變器輸出，維持繼續向負載供電。用于保證供電的連續性，可以等效為一臺發電機。

市電正常時，UPS是一個具有穩頻穩壓功能的高性能濾波器。保證向負載提供無動靜態干擾的純正弦波的高品質交流電源

原理：

AC-DC-AC，輸出的交流電更干凈2021/8/15262021/8/1527UPS：小、中、大功率系列小功率UPS設備，主要用于大客戶及小型計算機房、小容量需求通信機房、辦公等場合中等功率UPS設備，主要用于部分本地網中等容量需求通信機房大容量UPS設備應用于大的IT機房、IDC機房等模塊化UPS設備，用于前期負荷較小隨IT設備增加逐步增加負荷的場合UPS系統組成2021/8/1528UPS系統組成tUPS系統由整流器、逆變器、蓄電池、靜態開關等組成。整流模塊（AC/DC）和逆變器（DC/AC）都為能量變換裝置，蓄電池為儲能裝置。除此還有間接向負載提供市電電源（或備用電源）的旁路裝置。

＝～＝～靜態開關負載整流器逆變器蓄電池市電市電2021/8/1529UPS系統組成t整流器:將輸入的交流電轉化為恒定電壓的直流,一路給蓄電池進行補充電，一路送給逆變器以便轉化為交流供給負載使用。逆變器:將整流器或蓄電池送來的直流轉化為交流輸出，以便供給負載使用。蓄電池:能量儲存裝置。作用是市電供應中斷時，能通過逆變器繼續向負載維持交流電能的供給。靜態開關:二路輸入一路輸出的高速轉換開關，轉換時間可認為是零毫秒。二路輸入分別是逆變器和市電送來，輸出送至負載。維修旁路開關:以便UPS常規保養或故障檢修時，在不中斷負載運行條件下將UPS退出運行并與系統隔離，保證操作時設備和人員的安全。＝～＝～靜態開關負載整流器逆變器蓄電池市電市電2021/8/1530UPS系統t按工作方式分：后備式和在線式（1）市電正常時，UPS處于后備狀態，由市電直接向負載供電；同時，市電經整流后向蓄電池浮充電，逆變器不工作。＝～＝～靜態開關負載整流器逆變器蓄電池市電后備式UPS工作原理2021/8/1531UPS系統t后備式UPS工作原理

（2）市電停電時，蓄電池才對逆變器充電，并由UPS的逆變器向負載提供交流電。＝～＝～靜態開關負載整流器逆變器蓄電池市電

優點：結構簡單、價格便宜、噪聲低。缺點：只有在蓄電池供電的有限時間內，負載方可得到高質量的交流電壓。當市電異常（市電電壓、頻率超出后備式UPS允許的輸入范圍或市電中斷）時，后備式UPS通過轉換開關切換到電池狀態，逆變器進入工作狀態，此時輸出波形為交流正弦波或方波。后備式UPS存在切換時間，一般為4毫秒～10毫秒，但對一般的計算機設備的工作不會造成影響2021/8/1532UPS系統t按工作方式分：后備式和在線式在線式UPS工作原理（1）市電正常時，市電電源經整流變換成直流電，直接驅動逆變器向負載供電，同時也給蓄電池充電。＝～＝～靜態開關負載整流器逆變器蓄電池市電2021/8/1533UPS系統t按工作方式分：后備式和在線式在線式UPS工作原理（2）當市電停電時，由蓄電池放電驅動逆變器工作。對逆變器而言，它的輸入端電壓一直存在，故負載可不間斷供電。＝～＝～靜態開關負載整流器逆變器蓄電池市電（3）當整流器、逆變器、蓄電池中任何部件故障或者負載故障過載時，由靜態開關將負載轉換至旁路。2021/8/1534UPS并機原理UPS并聯條件：兩臺型號、功率相同，電壓、頻率、相位一致，具備同步鎖相、均流及并聯管理等功能。UPS并聯目的：提高供電系統的安全性、可靠性。1+1并聯冗余運行模式：兩臺UPS均正常時，各承擔50%的負載；當其中某一臺UPS故障，由另外一臺承擔全部負載；當兩臺

UPS均故障或過載時，市電經靜態旁路開關直接對負載供電。UPS1UPS2輸入配電屏輸出配電屏市電輸入負載2021/8/1535UPS系統蓄電池t單體電壓：12V(蓄電池內部為6個2V并聯）根據不同廠家逆變器電壓范圍不同，每組電池數量不同，一般30、32和40只單體串連，電壓為360V、384V或480V。一般每臺UPS系統配套2至3組。

2021/8/1536思考t1、開關電源和UPS系統有什么異同？

2、開關電源和UPS系統是如何實現其高可靠性？

2021/8/1537常見的通信電源設備高壓配電柜：由進線柜、計量柜、出線柜、母聯開關柜、隔離開關柜、操作電源柜等組成。高壓配電功能：實現兩路高壓市電安全可靠的引入，任一路市電停電不影響后級設備（變壓器）的正常運行，在高壓配電設備、變壓器單臺故障或者檢修時，保障負載能安全的供電。2021/8/1538變壓器：變壓器是一種利用電磁互感應，變換電壓，電流和阻抗的器件。由鐵芯、線圈、絕緣、引線、冷卻裝置和調壓保護裝置組成。通信機房均為降壓型變壓器，將10KV高壓電降壓，輸出380V低壓交流電源；變壓器分類：

干式和油浸式。

干式變壓器：帶有溫控器，自動檢測溫度高時開啟風機冷卻，適用于容量較大場所(400KVA以上）。

油浸式變壓器：帶有油箱、油枕，適用于容量較小場合（400KVA以下）。。油浸式干式變壓器2021/8/1539低壓配電設備：進線柜、電容補償柜、市電油機ATS轉換柜、母聯開關柜、出線柜（負載分配柜）組成。低壓配電功能：

（1）實現變壓器輸出電源安全可靠的分配到樓層；

（2）實現保障兩路市電停電后油機安全的接入發供電；

（3）配置電容補償柜，進行無功補償，提高功率因數；（4）設置母聯開關柜，任一臺變壓器、進線柜故障或檢修，不影響后級負載的運行。低壓配電設備2021/8/1540油機發電機組：由發動機、發電機、控制和配電系統三大部分構成。發動機（油機）結構：燃油供給系統、配氣機構、曲軸連桿機構、潤滑系統、冷卻系統、啟動系統六大部分組成。油機發電機組功能：在市電停電后，輸出380/220V、頻率為50HZ的穩定交流電，提供備用交流電源。油機發電機組設備2021/8/1541安裝方式（1）固定機組

（2）移動機組便攜式(5-15kw)拖車式（20-200kw）車載式（20-500kw)內燃機（1）柴油機（2）汽油機（3）煤氣機按轉速分類（1）低速：750轉以下/分鐘（2）中速：750-1000轉/分鐘（3）高速：1000以上轉/分鐘通信用油機：1500轉/分鐘油機發電機分類2021/8/1542柴油發電機組通風煙管油機房降噪油機銘牌油機輸出線柴油機發電機組設備2021/8/1543高低壓配電市電油機交流配電屏整流器整流器直流配電屏蓄電池逆變器變換器通信設備交流設備其它設備10KV380V48VA、正常工作3、各部分工作過程2021/8/1544高低壓配電市電油機交流配電屏整流器整流器直流配電屏蓄電池逆變器變換器通信設備交流設備其它設備10KV380V48VB、市電停電，油機尚未啟動3、各部分工作過程2021/8/1545高低壓配電市電油機交流配電屏整流器整流器10KV380VC、油機啟動3、各部分工作過程直流配電屏蓄電池逆變器變換器通信設備交流設備其它設備48V2021/8/1546高低壓配電市電油機交流配電屏整流器整流器直流配電屏蓄電池逆變器變換器通信設備交流設備其它設備10KV380V48VD、市電來，進入正常工作3、各部分工作過程2021/8/1547軍事通信電源系統的組成第一部分通信電源專業整體介紹集中供電系統圖2021/8/15482021/8/1549分散供電組成方式:

交流供電系統仍采用集中供電方式，直流供電系統采取分散供電方式，可分樓層設置，也可按各通信系統設置。2021/8/1550分散供電第一部分通信電源專業整體介紹分散供電系統圖2021/8/1551分散供電1、分散供電方式的優點（1）

可適應超大容量通信摳紐的要求（2）當電源出現故障，可避免造成大范圍通信中斷（3）縮短供電距離，減小損耗，提高效率2、分散供電應考慮的問題（1）在直流部分，應考慮將蓄電池放在通信機房是否會污染機房的問題（2）

要考慮樓板的壓力是否承受得了笨重的電源設備2021/8/1552混合供電組成：太陽能電源、風力發電機、低壓市電、蓄電池組、整流配電設備及移動電站等供電方式：交流市電電源與太陽能電源(或風力發電機)組成的混合供電方式2021/8/1553混合供電第一部分通信電源專業整體介紹混合供電系統圖2021/8/1554環境與空調t機房類型溫度相對濕度機房潔凈度交換機房21℃～25℃40%～70%B級（注