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分列式開關電源的維護

目錄開關電源系統簡介分列式開關電源相關維護技術指標監控菜單操作及參數設置介紹分列式開關電源的維護要點分列開關電源應急故障處理整流模塊及蓄電池容量配置計算直流電源系統割接技術第一部分：開關電源系統簡介通信電源系統介紹通信電源系統,被譽為現代通信網絡設備的“心臟”，是一種為通信設備提供工作電源的系統。通信電源和傳輸設備、交換設備被稱為通信系統三大主要設備。直流開關電源系統作為通信電源的一個重要組成部分，為直流負載提供穩定的不間斷的直流電。它的功能就是將輸入交流電壓變換成通信設備所需要的各種直流電壓等級，并提供滿足負載電流容量的直流用電。目前常用的輸出直流電壓等級有-48V和+24V。通信電源系統的構成開關電源的基本概念什么是開關電源？

將交流電源通過電力電子開關器件的切換及磁性元器件的能量傳遞，從而將交流電變換為直流電的電源系統就是開關電源。開關電源的基本概念直流穩壓電源的發展經歷了三種不同的形式

1、線性電源、2、相控電源、3、開關電源。開關電源的基本概念1、線性電源是通過串聯調整管可以連續控制的的一種電源，其功率調整管總是工作在放大區，流過的電流是連續的。優點：線路簡單、干攏小、對輸入電壓或輸出負載的變化響應很快，穩定壓性能好，穩壓精度高。缺點：當輸入電壓或輸出負載變動時輸出電壓也會隨之變動，即輸出電壓不可控。其功率調整管總是工作在放大區，功率損耗很大，效率低，發熱嚴重。開關電源的基本概念2、相控電源是將交流電通過晶閘管整流濾波后提供直流電，通過改變晶閘管的導通相位角來控制輸出電壓的一種電源。優點：效率高；晶閘管的功率處理能力強，可組成大功率電源。缺點：工作頻率低，響應較慢；采用工頻變壓器，濾波電容、電感，體積龐大，產生工頻噪聲；晶閘管整流電路功率因素較低，污染電網環境。開關電源的基本概念開關電源是將調整管工作在開關狀態的一種電源。優點：工作頻率高，調整管導通時壓降小，關斷時漏電流小，不消耗什么能量，動態響應速度快，從而大大提高了轉換效率；不需要工頻變壓器，所需濾波電容、電感小，整機體積小、重量輕；開關電源的開關頻率通常在20KHZ以上，超出人耳的聽覺范圍，沒有令人心煩的噪聲；采用有效的功率因素較正技術，可使功率因數達0.92以上，高的甚至可達到0.99。缺點：線路復雜；射頻干攏和電磁干攏較大。開關電源的基本概念開關電源分類：1、從激勵方式分：自激式和他激式2、按開關器件分：雙極型晶體管、功率MOS管、IGBT、晶閘管開關電源。3、按控制方式分：脈寬調制（PWM）、脈頻調制（PFM）、混合調制開關電源。4、按電路結構形式分：降壓型、反向型、升壓型、變壓器型開關電源。5、按應用環境分：分立式、組合式、戶外柜、壁掛式、抱桿式、嵌入式。

6、按系統結構分：組合式開關電源和分列式開關電源開關電源的基本概念組合式開關電源：將交直配電、整流與監控及防雷等功能單元組合在一個機柜進行設計安裝的一種開關電源。分列式開關電源：將交、直流柜與整流柜進行分立設計安裝，并可實行多機柜的并聯工作，是一種安裝在重要核心局樓內的大容量開關電源系統。要求其有更高的可靠性和安全性能。分列式與組合式開關電源分列式開關電源組合式開關電源分列式開關電源組成交流配電監控單元直流配電整流模塊開關電源系統工作原理圖DCOUT整流模塊整流模塊ACINACOUT交流配電整流模塊直流配電電池組1電池組2AC1AC2監控單元監控中心電池低壓隔離保護負載低壓隔離保護開關電源基礎知識直流開關電源系統的組成按其功能可分為交流配電單元、整流模塊、直流配電單元與監控模塊四個部分。開關電源基礎知識交流配電單元可引入1路或2路三相交流電或單相交流電，經過機械/電氣互鎖，實現2路交流電之間的手動/自動切換，保證同一時間系統只使用一路交流電。各相電壓最后經交流輸出空開分配給整流模塊或給其他交流設備供電。整流模塊是直流開關電源的核心部分。每個整流模塊并聯工作在系統中，將輸入的單相或三相交流電經AC/DC變換后輸出穩定的直流電，然后通過正負母排匯集后送到直流配單元。開關電源基礎知識直流配電單元將匯總后的直流電能通過不同規格的熔絲或空氣開關分配給不同容量直流用電設備，同時給一組或二組蓄電池組充電。一旦交流停電，整流模塊停止工作，由蓄電池組給負載設備提供不間斷的直流電源。整套直流開關電源系統通過監控模塊實現智能管理。監控模塊采集交流配電單元、直流配電單元以及各個整流模塊的信息，實時監控開關電源系統的運行狀態。在監測系統狀態過程中可發出控制信號，實現系統管理和電池管理。同時通過遠程監控功能能夠把系統的運行信息實時傳送至后臺監控中心。開關電源的構成監控模塊直流配電屏

開關電源的構成監測交、直流配電及整流模塊的工作狀態。對電池充放電管理。對故障告警。故障診斷。對負載進行分路分配供電。類型：組合式，分列式。交流配電屏提供交流電給開關電源。提供其他交流用電設備的用電。對交流電進行濾波。對交流屏提供的交流電進行整流。整流器開關電源的核心部分是整流模塊，其電路結構示意圖如下：交流濾波整流PFC電路DC/DC轉換電路直流二次濾波交流輸入直流輸出控制電路保護電路輔助電源控制電路過壓欠壓過溫過流過壓欠壓直流一次濾波某整流模塊電路圖各部分電路功能介紹如下：輸入濾波電路包括；低通濾波電路，浪涌吸收電路，作用；抑制電網高次諧波電流，共模/差模噪聲，浪涌電壓，射頻干擾。整流電路

作用；將單相/三相交流電轉變為脈動直流電功率因數校正電路作用；抑制輸入電流中諧波成份，使輸入電流接近正弦波，減少無功功率直流一次濾波電路作用；將PFC電路中因控制需要產生的鋸齒波，尖峰，低頻調制等噪聲濾除。各部分電路功能介紹如下：DC/DC變換電路作用；將高壓直流電源變換成所需的低壓直流電源直流二次濾波電路作用；將DC/DC變換的PWM控制產生的鋸齒波，尖峰，低頻調制等噪聲濾除。輔助電源電路作用；對控制電路，保護電路，通信顯示電路供電保護電路作用；防止輸入電壓過高，輸出過載，短路，過溫等異常狀況造成損壞第二部分：分列式開關電源相關維護技術指標開關電源技術指標參數1．交流輸入電壓、頻率范圍：頻率：50Hz±5%

電壓：單相三線制220V：允許變動范圍為187～242V；三相五線制380V：允許變動范圍為323～418V。開關電源技術指標參數2．使用環境：包括工作環境溫度，儲存溫度，相對濕度，海拔高度等。其中海拔高度是一項需要注意的指標，對于海拔高于2000米以上地區，由于空氣稀薄，其絕緣性能要下降，交流接觸器等跳火嚴重。而電解電容等在常壓下封裝的器件，在低壓下使用由于溫升容易鼓賬、爆裂。因此，設備要大幅降額使用。工作溫度：O℃～40℃儲存溫度：-4O℃～+70℃相對濕度：≤90％（4O℃±2℃）大氣壓力：70～106kPa開關電源技術指標參數3．直流輸出:

標稱電壓：-48V，24V；

額定電流：系統直流輸出的總電流；

直流配電：路數，每路電流數。電源輸出電壓的可調范圍為43～58V。浮充工作方式時直流輸出電壓的調整范圍應為其標稱值的95％～117％。均衡工作方式時直流輸出電壓的調整范圍上限值應為其標稱值的120％。開關電源技術指標參數4．效率:指整流設備在交流輸入電壓為額定值，直流輸出電壓為穩壓上限值，輸出電流為額定值，負載為純電阻性時輸出功率與輸入功率之比。

η=U0*I0/Pi式中：U0—輸出電壓穩壓上限值VI0—額定負載電流APi—整流設備交流輸入有功功率W開關電源技術指標參數5．均流誤差：

均流誤差δ：

δi=（Ki-K）×100%，（i=1，2，…，N+1）

式中:K=ΣI/Σie，即系統輸出電流總和與所有模塊額定輸出電流總和之比；

Ki=Ii/Iei,即模塊輸出電流與該模塊額定輸出

電流之比。在50%～100%的額定負載范圍內，所有模塊的均流誤差δ不得超過±5%，開關電源技術指標參數6．電話衡重雜音：

整流設備輸出的直流電壓中的交流分量在300～3400Hz范圍內的均方根值。不大于2mV.7．峰—峰值雜音電壓：

整流設備輸出的直流電壓中交流分量在0～20MHz范圍內的峰—峰值。不大于200mV。開關電源技術指標參數8．寬頻帶雜音電壓：不大于100rnV（3.4～150kHz）；不大于30mV（0.15～30MHz）整流設備輸出的直流電壓中交流分量在3.4KHz～30MHz范圍內的有效值。9．離散頻率雜音電壓：不大于5mV（3.4～150kHz）；不大于3mV（150～200kHz）；不大于2mV（200～500kHz）；不大于11mV（0.5～30kHz）。整流設備輸出的直流電壓中交流分量在各個頻段的準峰值。開關電源技術指標參數10．穩壓精度：不大于|±1%|。穩壓精度就是穩壓偏差，它指在額定輸入電壓下取50%負載電流時輸出電壓整定值U0與輸入交流電壓、輸出負載電流分別變化時，輸出電壓變化的最大值和最小值U。開關電源技術指標參數11．功率因數：0.90以上功率因數是在交流輸入電壓為額定值，直流輸出電壓為穩壓上限值，輸出電流為額定值時測量的。交流輸入有功功率與交流輸入視在功率之比。式中：Pi—整流設備交流輸入功率（W）

Ui—三相線電壓（V）

Ii—三相線電流（A）開關電源功率因數不為1的主要原因是電容引起。不進行功率因數校正時為0.6左右;加無源功率因數校正時為0.90左右;加有源功率因數校正時可達0.99;開關電源技術指標參數12．絕緣電阻：

指在正常大氣壓條件下，環境溫度為28～30℃，相對濕度90%，實驗電壓為500V時，整流器主回路的交流部分和直流部分對地以及交流部分對直流部分的絕緣電阻，一般規定不能低于2MΩ13．絕緣強度：

也稱介電強度，或簡稱“耐壓”，入網要求如下：

①交流部分對地，以及交流部分對直流部分應能承受1500V50Hz，1min，無擊穿，無飛弧，漏電小于30mA。

②

直流部分對地，應能承受500V50Hz，1min，無擊穿，無飛弧，漏電小于30mA。

（做此試驗時要摘去防雷，做直流對地時要B取走模塊）

第三部分：監控菜單操作及參數設置介紹參數設置的意義意義：動力配套設備的長期穩定可靠的運行是保障通信安全的基礎，為了加強動力系統運維管理，必須對動力配套設備的運行參數進行標準化配置，以保障通信設備穩定可靠運行。依據

中國移動通信集團《中國移動通信電源空調維護規程2008年版》《中國移動福建公司核心局樓動力配套網絡維護管理規定》《中國移動福建公司核心局樓動力專業維護標準化手冊V2.0》《中國移動福建公司監控數據配置規范》

適合范圍：核心機房（用于放置省級干線層設備的機房）

重要局站僅次于核心機房的重要動力設備（用于放置重要傳輸設備）

核心機房開關電源重要參數的設置核心機房開關電源重要參數的設置廠家艾默生珠江中達設置參數設置默認值設置默認值設置默認值電池參數（正常充電狀態下）單體電池俘充過壓告警2.322.322.32單體電池均充過壓告警2．402．402．40單體電池欠壓告警2.102.102.10系統浮充電壓52.5—54.552.5—54.552.5—54.5系統均充電壓單體電壓設置在2.28-2.32單體電壓設置在2.28-2.32單體電壓設置在2.28-2.32中達MCS6000電源參數的設置中達MCS6000電源參數的設置除了在監控模塊或菜單主頁中，有下列5個菜單按鈕中包括了系統中絕大多數的參數，通過這些菜單可直接進入相關聯的項目：模塊菜單，包括所有與整流模塊相關的參數以及輸出電流和每個模塊的溫度偵測；電池菜單，所有屬于電池方面的參數都包含在其中；記錄菜單，儲存了所有最近100條的告警信息（包括告警數據和時間）。

+鍵、-鍵，包括所有系統參數菜單，同時針對每一項設定利用加和減鍵來修改設定值。回車鍵，對任何一項可修改的參數，按回車鍵后才能進行修改動作。同時，修改結束后再按一次回車鍵確認中達MCS6000電源參數的設置

設置參數設置默認值交流參數交流過壓告警點（V）430交流欠壓告警點（V）330交流過頻告警點（Hz）52交流欠頻告警點（Hz）48直流參數直流過壓告警點（V）56.8直流欠壓告警點（V）48直流低壓告警點（V）45電池過溫點（℃）35電池組過壓（V）56.8電池組欠壓（V）48電池參數單體電池浮充過壓告警（V）2．32單體電池均充過壓告警（V）2．40單體電池欠壓告警（V）2．10V（若電池組電壓低于正常浮充電壓52V，屏蔽該告警，同時將告警點調整為1.80）中達MCS6000電源參數的設置參數描述范圍默認值系統菜單環境溫度告警值環境溫度告警標準30-99°C55°C高壓告警值系統輸出電壓過高的極限值52-66V57.5V低壓告警值系統輸出電壓過低的極限值40-54V45.0V系統功能選擇系統的功能UPS/待機UPSSMR數量設定系統中整流模塊SMR的數量0-1001電池數量系統中電池模組的數量1or21日期當前系統的日期中達MCS6000電源參數的設置輔助單元的子菜單描述范圍默認值交流三相菜單（三相交流控制器開啟狀態）3phAC高壓告警值交流高壓告警384-545V480V3phAC低壓告警值交流低壓告警242-467V300V3phAC高頻告警值頻率過高告警50-65Hz55Hz3phAC低頻告警值頻率過低告警40-60Hz45Hz3phAC電流滿量程滿載時交流輸入額定值10-600A200A中達MCS6000電源參數的設置電池菜單描述范圍默認值電池放電告警值電池放電告警限值44-52V46.0V放電電流差異電池模塊中電池間放電電流差異告警5-99A20A電池溫度告警值電池過溫告警限值30to90°C40°C電池標稱值電池A-h額定值20to9999AH溫度補償系數電池溫度系數0-6mV/°C/cell0mV單體電池數量電池模塊中單個電池的數量22-4624電池限電流Vb<Vdd電池放電電流限值

Vb<Vdd5-999A50A中達MCS6000電源參數的設置Vdd設定電池過放電電壓極限值40-47V45.0V電池限電流Vb<VFL電池充電電流限值

Vdd&VFL5-999A50A系統浮充電壓系統浮充電壓

(Vfl)48-58V54.5V均充功能設定開/關均充功能On/OffOn電池限電流Vb>VFL均充狀態的電池充電電流限值

Vb>VFL5-999A50A系統均充電壓設定系統均充電壓(Veq)50-61V56.0V電壓啟動均充開/關

均充開始放電電壓On/Off啟動電壓設定均充的放電電壓極限值44-50V48.0V容量啟動均充電池放電觸發按鈕

開/關On/Off啟動容量設定均充狀態電荷損耗極限值5-999AH15AH均充結束電流均充結束電流

Ibat<EQEnd1-2000A5A均充持續時間均充持續時間3-48h20h均充周期均充周期0-52Wk12Wk手動開始/停止均充手動均充

開始/停止鎖定狀態中達MCS6000電源參數的設置整流模塊菜單SMR高壓告警值SMR電壓過高告警52-65V56.0VSMR低壓告警值SMR電壓過低告警44-54V48.0VSMR高壓關機SMR高壓關機54-66V57.5VSMR限流SMR限流5-130A130A第四部分：分列式開關電源的維護要點分列式開關電源的維護要點開關電源電源維護周期項目（維護規程內容）月：1.檢查告警指示、顯示功能。2.接地保護檢查。3.測量直流熔斷器壓降或溫升。4.檢查繼電器、斷路器、風扇是否正常。5.負載均分性能。6.清潔設備。年：測試諧波電流、功率因數。分列式開關電源的維護要點開關電源系統維護檢查項目：參數設置：根據規程面板情況：是否正常負載情況：是否過載，80%的電源負載模塊工作情況：均流、滿足需求負載分路：電流、熔絲是否溫度正常防雷與接地是否正常各交直流連線是否緊固，觸點溫度是否緊固壓降是否正常，全程供電回路壓降<3V輸出直流雜音電壓是否正常<2mV設備是否超年限工作是否衛生整潔分列式開關電源的維護要點日常維護內容：1、清潔設備：對于粉塵易堆積的地方，如進排通風濾網、風道周圍、機柜頂部、機房墻角等需重點進行檢查和清掃。對模塊風扇、風道檔板、濾塵網進行清掃或清洗。2、檢查告警信號：檢查和核對設備實告警和歷史告警記錄，及時排查處理故障，減少故障歷時。分列式開關電源的維護要點3、輸入交流電源檢測：用萬用表的電力質量分析儀測量，交流220V：187V~242V，交流380V：323V~418V，三相不平衡度低于4%，頻率50Hz±5%，零地（N-GND）之間電壓不超過15V。分列式開關電源的維護要點4、運行參數設定檢查：對不符合要求的參數進行重新設定，如高低壓告警值、整流模塊限流值、均浮充電壓設定、蓄電池管理等各項參數進行檢查設定。5、系統均流檢查：通過監控單元或整流模塊輸出電流顯示值，計算系統均流不平衡度，要求不大于5%。不符時可調整流模塊中的電壓調節電位器或修改參數。分列式開關電源的維護要點6、輸出直流電壓檢查：模塊電壓、母排電壓、監控顯示電壓與實際測量偏差小于0.2V，模塊顯示電流與實際測量偏差小于1A；用示波器或雜音計測量輸出雜音電壓，衡重雜音不大于2MV，峰-峰值雜音不大于200MV。（測量時要求將蓄電池與系統分離，影響供電安全，必要時檢測）。分列式開關電源的維護要點7、機架連接點壓降與溫升測量：用萬用表和點溫計檢查系統壓降及熔絲、電纜、接頭溫升情況。1000A系統以下節點壓降每百安培小于5MV，1000A系統以上節點壓降每百安培小于3MV，接頭溫升不超過70度。分列式開關電源的維護要點8、內外部分線纜連接檢查：檢查連接器件是否連接良好，線纜是否被金屬件擠壓變形，有無局部過熱或老化現象，核對線路壓降是不符合要求，一般低于0.5V。9、斷路器、開關、熔絲檢查：用鉗開電流表檢查交直流負載電流，檢查斷路器、開關、熔絲有無發熱變形、接點有無發黑、接點附近電纜有無老化、皸裂等，及時排查各種安全隱患分列式開關電源的維護要點10、檢查交直流配電屏參數設置：根據規程面板情況：是否正常負載情況：是否過載防雷與接地是否正常連線是否緊固，觸點溫度是否緊固電流是否正常，空開溫度是否正常設備是否超年限工作是否衛生整潔第五部分：分列開關電源應急故障處理處理故障三部曲一、察看告警內容提示當產生故障聲光告警時，首先檢查監控模塊的顯示信息，對照故障表，明白提示的告警信息是什么二、確定核實故障核實故障是否非電源本身問題，如：熔絲斷、市電異常等是否為監控誤設置誤告警接線問題三、處理能自行處理的自行處理，不能自行處理的電話通知服務工程師（最好現場電話通知，描述詳細，現場電話通知便于服務工程師了解掌握更詳細的信息，能及時處理。交流配電應急處理將系統與仍然存在安全隱患的交流電切離就近將相電(發電機供電)直接給SMR供電直流配電應急處理局部負載短路的處理將與此負載相連的熔絲斷開關﹐查找短路原因﹐直到完成故障處理后﹐接上負載熔絲配電短路的處理維護人員誤操作﹑不可抗拒的自然災害采用緊急切離蓄電池切離交流配電利用電池或SMR單獨供電高壓關機造成恢復監控的高壓關機閉鎖重新開啟SMR短路造成(瞬間短路可以自動恢復)必須重新啟動SMR全部損壞就近調用SMRSMR故障應急處理監控模塊故障影響直流供電安全時只需關掉監控模塊。此時應注意電池的管理和維護。監控模塊故障應急處理緊急故障處理基本原則：維持系統直流供電不中斷交流配電不可恢復性的損壞直流負載或直流配電發生短路整流模塊全部故障直流過壓造成SMR閉鎖等監控模塊失控造成關機應急故障處理流程故障處理流程：–消音–故障信息查詢并記錄（要全面，包括模塊、面板指示燈及各種運行信息等）–故障分析、分類–故障處理（注意安全，換板插口順序、做標記等）–核實。日常維護與應急處理：詳見日常維護指導書等具體案例：詳見用戶手冊、案例集第六部分：蓄電池容量與整流模塊配置計算蓄電池容量配置1、蓄電池容量配置依據

對于給通信設備供電的蓄電池來說，合理的配置蓄電池容量是非常重要的。容量偏小不能滿足通信設備在停電較長的情況下正常供電，影響正常通信；容量太大不僅是一種浪費，也會影響蓄電池的壽命，所以要合理選擇蓄電池的容量。選擇蓄電池容量主要是根據負載電流、蓄電池的效率、停電時間長短和頻繁程度以及擴容情況來決定。可根據下列公式來進行蓄電池容量的選擇：C=[（負載電流＋備用負載電流）×10]÷蓄電池效率×A。式中C代表蓄電池容量，A表示所需放電時間的加權系數＝所需放電時間（小時）÷10。蓄電池容量配置2、蓄電池配置舉例說明

舉例說明如下：有一移動交換機房滿負荷電流為500A，傳輸設備工作電流為100A，其它所需電流為20A。停電后需保證4小時供電。計算所需