通信电源与安全PPT课件.ppt

通信电源与安全通信电源与安全交流电基本知识交流电基本知识单相交流电单相交流电单相交流电压(相电压)是相线与零线(中性线)之间的电压，通常用有效值表达。三相交流电三相交流电线电压 相电压三相交流电（续）三相交流电（续）n线电压是相线与相线之间(火线之间)的电压.n线电压的量值是相电压的 倍,即 U=220V Ul=380Vn线电压超前相电压30(uab比ua，类推).n线电压彼此相差120.n接线应相序正确；市电与油机发电机、UPS的逆变输出 与旁路通道必须相序一致。三相电压相量图三相电压相量图交流导线的选择交流导线的选择n交流导线的截面积按发热条件来选择。已知导线需要通过的最大电流（有效值）I，可按2A4A/mm2来选取多股铜芯绝缘导线的线芯截面积。n线芯标称截面积（mm2）系列为：1、1.5、2.5、4、6、10、16、25、35、50、70、95、120、150、185、240等。n机房内的交流导线应采用阻燃型电缆。n通信电源用阻燃软电缆有ZA-RV型和ZA-RVV型，前者为铜芯阻燃聚氯乙烯绝缘软电缆，后者是铜芯阻燃聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套软电缆。TN-S系统（三相五线制）系统（三相五线制）N为中性线即工作零线（简称零线，接了地的中性线称为零线），用于流过三相不平衡电流，N线不准重复接地；PE为为保护零线即保护地线，专门用于保护接地（设备机壳接地）。布线时N线与PE线必须彼此绝缘、严格分开，不得混用。变压器中性点直接接地的接地电阻值，在变压器容量不超过100kVA时，不宜大于 10；当变压器容量超过100kVA时，不宜大于4。在三相五线制（即TN-S系统）中，L1,L2,L3的副绕组的中性点接地，从气地线汇流排上引出两根线，一根为零线（中性线）N，另一根为保护地线（无流零线）PE。零线N流过三相不平衡电流；保护地线PE专门用于保护接地，接到设备的金属外壳上，平时无电流通过，当交流相线与机壳短路时，流过较大的短路电流，使接于相线中的断路器或熔断器等保护器件迅速动作，及时切断故障电流，从而保证人身和设备的安全。严禁在零线和保护地线中加装开关或熔断器。在TN-S系统中，单相供电采用单相三线制。TN-S系统中电源线颜色的规定系统中电源线颜色的规定n相线为U相（A相）黄色、V相（B相）绿色、W相（C相）红色；n零线（N）为兰色；n保护地线（PE）为黄、绿双色。电压等级n高压：凡电压在1000V以上者n低压：凡电压在1000V及其以下者n安全电压：50V、42V、36V、24V、12V、6V接地类型接地：将电气设备某一可导电部分用导线与大地相连，这种形式就叫接地。n工作接地：将变压器中性点直接接地，电阻值4n保护接地：将电气设备外壳与大地连接，电阻值4n重复接地：在始端直接接地时，在中性线上一处或多处再作接地，电阻值10n防雷接地：将避雷装置（避雷针，避雷器），用导线与大地相连，电阻值30 电网基本概念 电力从生产到分配，通常要通过发电、输电、变电、配电等环节 考虑到发电机组绝缘和运行安全等因数，发电机输出端电压不能很高，一般低压发电机输出端压一般为400V，高压发电机输出端压为620KV P=UI Q=0.24I2Rt Q 热能（卡）I 电流（安）R 电阻（欧）t 电流通过的时间 n在同一导线中，电能的损耗程度决定与通过电流的大小，且与平方值成正比。所以采用低压电、大电流输送电力很不经济。就要求输电电压升高。P=I*I*Rn输电电压一般是35kv（50km），110kv（100km），220kv（200km），330kv，500kv变、配电示意图F发电机F升压变电变电站一次变电站二次变电站配电降压根据用户用电性质和要求负荷分为三级n一级负荷：突然停电会造成人员伤亡，设备损坏难以修复。钢厂、石油、矿井、医院、交通和通信枢纽 n二级负荷：突然停电会造成产品报废，生产混乱，生产上重大损失。水利、化纤n三级负荷：其余都是三级负荷，允许电力输配电系统故障而暂时停电n一级负荷应来自两个一次变电站（或一个一次变电站的两台变压器）n二级负荷应来自两个二次变电站（或两个二次变电站的两台变压器）n常用配电电压有高压用户10kv和6kv的高压和低压用户380V/220V的低压两种通信电源系统通信电源系统n定义定义：通信电源系统是对局（站）内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。n基本组成基本组成：通信电源系统由交流供电系统、直流供电系统和接地系统组成。n基本要求基本要求：通信电源系统必须保证稳定、可靠和安全地供电。n系统组成方式系统组成方式：有集中供电、分散供电、混合供电、一体化供电方式。分散供电方式电源系统组成分散供电方式电源系统组成（a）不间断 （b）可短时间中断 （c）允许中断交流供电系统交流供电系统 通信局（站）的交流供电系统，由主用交流电源（一般为10kV市电）、专用变电站、备用发电机组或移动电站、市电油机转换屏、低压配电屏、交流配电屏、交流不间断电源设备（UPS）以及相关的配电线路组成。直流供电系统直流供电系统n通信局（站）的直流供电系统，由整流器、蓄电池组、直流配电屏和相关的馈电线路组成。n直流供电系统向各种通信设备和逆变器等提供不间断直流电源。不间断直流电源供电系统不间断直流电源供电系统通信局（站）广泛使用的通信用高频开关电源设备，由交流配电部分、整流器、直流配电部分和控制器（监控模块）组成，它连同蓄电池组和接地装置，构成不间断直流电源供电系统。开关电源中的交流配电原理图开关电源中的交流配电原理图交流配电部分输入220/380V交流电，对交流电源进行分配、通断控制、检测、告警和保护，并装设浪涌保护器（SPD）进行防雷保护。整流器整流器n整流器把交流电变成所需直流电。现在一般都采用高频开关整流器。n高频开关整流器为模块化结构，整流模块并联输出，输出电压自动稳定，各整流模块通过均流电路实现输出电流自动均衡。n在开关电源系统中，整流模块的输出电压由控制器（监控模块）控制。开关电源中的直流配电基本原理开关电源中的直流配电基本原理直流配电部分连接整流器的输出端、蓄电池组和负载，构成整流器与蓄电池组并联向负载供电的浮充供电系统，并对直流供电进行分配、控制、检测、告警和保护。浮充供电原理浮充供电原理*n交流电正常时交流电正常时，整流器供给全部负载电流，并对蓄电池组进行补充充电，使蓄电池组保持电量充足，此时蓄电池组仅起平滑滤波作用；n当交流电源中断、整流器停止工作时当交流电源中断、整流器停止工作时，蓄电池组放电供给负载电流，使直流电源不中断；n当交流供电恢复、整流器投入工作时当交流供电恢复、整流器投入工作时，又由整流器供给全部负载电流，同时它以稳压限流的工作方式对蓄电池组进行恒压限流充电。然后自动转为正常浮充状态。直流导线截面积的选择直流导线截面积的选择n直流馈电线的截面积，一般按允许电压降来选择：S导体截面积（mm2）；I流过导线的最大电流（A）；L导线长度（m）；U导线上的允许压降（V）；导体的电导率（m/mm2）,铜为57,铝为34，是电阻率的倒数。n直流电源母线的颜色，正极为红色，负极为蓝色。直流压降允许值直流压降允许值n直流放电回路（即从蓄电池组两端到通信设备受电两端）的全程压降，48V电源应3.2V（一般取3V），24V电源应2.6V（新建宽电压范围供电系统）；n直流配电屏内放电回路（即开关电源系统内从连接蓄电池组的两端到各直流输出分路两端）电压降应500mV。n应先将允许全程压降减去0.5V，再适当分配蓄电池组至开关电源的导线允许压降（以不超过0.5V为宜）和开关电源输出端至通信设备受电端的导线允许压降，然后计算确定相应直流导线的截面积。控制器（监控模块）控制器（监控模块）n它与开关电源系统中的交流检测单元、直流检测单元和转接单元等组成本机监控系统，对开关电源系统及蓄电池组进行检测、控制和故障告警。n具有检测、控制、参数设置、电池管理、显示系统运行状态及故障内容、记录历史故障等功能。n可通过RS485（或RS422）接口用微机近端监控，通过RS232接口实现微机远程集中监控，对开关电源进行遥测、遥信和遥控，使开关电源可以少人或无人值守。蓄电池组蓄电池组n蓄电池是化学电源，充电时把电能变成化学能储存起来，放电时把化学能变成电能供给负载。为使直流电源不间断，蓄电池组必不可少。n现在一般采用阀控式密封铅酸蓄电池。n在-48V电源系统中，通常采用24只2V蓄电池串联构成一个蓄电池组；在-24V或+24V电源系统中，通常采用12只2V蓄电池串联构成一个蓄电池组。每两只蓄电池之间的连接电压降应10mV。n蓄电池组中应每只电池的规格型号和容量都相同。当采用两组蓄电池并联时，应两组电池性能一致。接地接地n通信电源接地按照功能，可分为工作接地（直流电源的正极或负极接地称为直流工作接地、交流电源中性线接地称为交流工作接地）、保护接地和防雷接地。n-48V或-24V电源系统，电源正端必须可靠接地；+24V电源系统，电源负端必须可靠接地。此即直流工作接地。n电源设备的金属外壳必须可靠地保护接地。n接地电阻应不大于规定值（基站10）。直流基直流基础电础电源源电压标电压标准及技准及技术术指指标标标准电压（V）-48-24通信设备受电端子上电压允许变动范围（V）-40-57-21.6-26.4（注1）杂音电压（mV)电话衡重22峰峰值400（注2）400(注2)宽 频（有效值）（注3）100(3.4kHz150kHz)30(150kHz30MHz)离散频率（有效值）5(3.4kHz150kHz)3(150kHz200kHz)2(200kHz500kHz)1(500kHz30MHz)注1：新建-24V或+24V宽电压范围供电系统，通信设备受电端子上电压允许变动范围为19V 29V（绝对值）。注2：杂音电压指标是在直流配电屏输出端子处的测量值。进网开关电源要求峰峰值杂音电压200 mV。注3：进网开关电源要求宽频杂音电压：50 mV(3.4kHz150kHz)，20mV（150kHz30MHz）。浮充电压不当的危害浮充电压不当的危害n浮充电压偏低浮充电压偏低：蓄电池充电不足，放电容量减少，并容易 导致极板硫酸盐化，会缩短蓄电池寿命。n浮充电压偏高浮充电压偏高：蓄电池过充电，将加剧正极板的腐蚀，并可能使蓄电池排气频繁、失水、温度高，甚至造成蓄电池热失控，也会缩短蓄电池寿命。影响蓄电池使用寿命的因素影响蓄电池使用寿命的因素使用维护中的下列因素都会使蓄电池的使用寿命降低，应注意预防、纠正：n环境温度高；n浮充电压值或均充电压值偏高、均充时充电限流值过大或充电未限流、均充时间过长等，导致蓄电池过充电；n浮充电压或均充电压、充电限流值偏低，电池连接处接触不良等，使蓄电池长期充电不足；n蓄电池过放电，或者放电终止后没有及时充电；n维护工作不到位。挂接蓄电池组的方法挂接蓄电池组的方法（先接地在接正）n关键：防接错、防打火、连接牢靠。n先将蓄电池组应接地的一端，接入开关电源系统中的直流工作接地铜排；n开关电源开机，在将其输出浮充电压调到与蓄电池组实测端电压一致时，将蓄电池组的非地端与开关电源的对应母排连通（需要连接的两处电位相等，连接时就不会打火）。n挂接好蓄电池后，将开关电源的浮充电压设置为正常值。电池安装应注意问题电池安装应注意问题电池组最后一节电池负极端子螺栓松动，很容易造成事故。必须将其拧紧，使之接触良好。电池安装应注意问题电池安装应注意问题电池连接电缆铜鼻子孔太大，与电池极柱接触面太小；且电缆在铜鼻子中没有压紧。必须更换铜鼻子重新做好连接。电池安装应注意维护问题电池安装应注意维护问题电池漏液，端子被腐蚀。联合接地方式联合接地方式n联合接地方式，这就是按均压、等电位原理，使局（站）内各建筑物的基础接地体和其他专设接地体相互连通形成一个共用地网形成一个共用地网，并将电气电子设备的工作接地、保护接地、逻辑接地、屏蔽体接地、防静电接地以及建筑物防雷接地等共用一共用一组接地系统组接地系统的接地方式。n联合接地系统由接地网接地网、接地引入线接地引入线、接地汇集接地汇集线及接地汇流排线及接地汇流排和接地线接地线组成。接地网的定义接地网的定义 为达到与地连接的目的，一根或一组与土壤（大地）密切接触并提供与土壤（大地）之间的电气连接的导体，称为接地体。接地网由一组或多组接地体在地下相互连通构成，为电气设备或金属结构提供基准电位和对地泄放电流的通道。对接地体的要求对接地体的要求 n接地体埋深宜不小于0.7m；n垂直接地体通常采用长度为2.5m的不小于50mm50mm5mm热镀锌角钢，或直径不小于50mm、壁厚不小于3.5mm的热镀锌钢管。垂直接地体间距为垂直接地体长度的12倍。n水平接地体，应采用热镀锌扁钢(或铜材)，扁钢规格不小于40 mm4mm。n接地体之间的所有连接，必须使用焊接。接地引入线接地引入线n接地网与接地总汇集线（或总汇流排）之间相连的导电体称为接地引入线。n其长度不宜超过30m，移动通信基站接地引入线的材料为40mm4mm的热镀锌扁钢，或截面积为95mm2的多股铜缆。应从机房地网环形接地体引到机房环形接地汇集线或总接地汇流排。n接地引入线与地网的连接点，宜避开避雷针、避雷带的雷电流引下线与地网的连接点及铁塔塔脚，其间距应5m，条件允许时宜取1015m。n接地引入线出土部位应有防机械损伤和绝缘防腐的措施。电工安全n操作时遵守各种安全操作规程n严格遵守停送电作业，不准约时送电n在临近带电部分操作时，保持安全距离n绝缘器具要保证绝缘良好n有人触电要立即施救n设备安装完毕，应仔细检查工具和器材等有无遗留在设备和线路上，拆除安全遮拦，对线路测试后，先合隔离开关，后合负荷开关n线路连接要分清相线、零线、地线，以及相序n在设备和线路安装时，无论是否带电，操作时都视为有电，进行安全防护设备运行安全n对已出现故障的设备、装置、线路必须立即检修，不可勉强使用。n按规程操作。如分断电时，先断负荷开关，再断隔离开关。合送电时，先合隔离开关，再合负荷开关。n切断故障区域电源时，要缩小停电范围，避免越级断电。n电气设备要保持良好通风。n具有金属外壳设备，必须进行可靠的保护接地，有雷击可能的，要装防雷装置。负荷开关和隔离开关n在运行中，用于切断和闭合额定电流以及规定的过载电流的开关称为负荷开关。特点是可以隔离、保护、自动灭弧等。隔离开关又名隔离刀闸，不能用于切断负荷电流和短路电流的开关。特点是用于隔离、改变运行方式、切断和闭合小电流电路。n刀闸的作用是隔离带电电网，改变电网运行方式，还用于切断和闭合小电流电路。由于刀闸开关没有专门的灭弧结构，为了避免电弧的危害，规定严禁带负荷拉刀闸。安全用电知识n相线必须接入开关，熔体按设备实际需要选配，按要求接地。n严禁采用一线一地。n在一个插座上不可引接过多或功率过大的用电器具。n不可用金属线绑扎电源线。n不可用潮湿的手触及开关等电气装置，不可用湿布擦拭电气装置。n没有电气知识的人，不可安装拆卸电气设备、装置、线路。n堆放物资、安装其它设备、搬移物体，要与带电设备或导线保持安全距离。n搬离移动用电设备时，要先断电。n在潮湿环境中使用移动电器时，要采用36V安全电源。用电消防安全n电气设备发生火灾，要尽快切断电源。n灭火要采用不导电的灭火器材，不可用水或泡沫灭火器灭火。否则既有触电危险，又损坏电气设备。开关电源系统交流屏接零和接地交流屏主备隔离开关开关电源系统主地排开关电源系统蓄电池组高阻 屏负载开关高阻配电柜n在通信设备供电系统中，有低阻配电和高阻配电两种方式。n大多数通信设备采用低阻配电，低阻配电屏的输出分路较少，每个输出分路的馈电线截面积应足够大，使输出馈线上的压降小于规定值。n高阻是指负载回路电阻和配电柜内增加的电阻。n在低阻配电方式中，当某一支路的负载发生短路时，将引起电源电压的大幅降低，以致影响其它支路负载的工作，同时过大的短路电流会损伤蓄电池。n在高阻配电的系统中，每一负载支路都具有高阻抗，远大于电源内阻，所以某一支路的负载短路所引起的电源电压瞬变能够被限制在一定范围内，不会影响其它支路负载的工作。n在爱默生高阻配电柜中，每一负载分路由空气开关、高阻片（含短路片）、输出接线端子组成，可实现多路小电流输出，当负载电流过大时，空气开关可起到保护作用。如果负载发生短路，高阻片上可产生一定压降，防止 由于少数负载短路导致其它负载输出电压严重下降的后果。n爱默生高阻配电柜中，每一负载分路的高阻片的阻值是30m负载短路对电源电压的影响=UdRiUb整流模块交换机RdIshortUb 蓄电池电压 Ri 蓄电池综合内阻 Ishort 短路电流Rd 负载回路电阻 Ud 配电柜电压n蓄电池电压Ub=54v，Ri=4m,Rd=2m 则 Ishort=Ub/(Ri+Rd)=54/(4+2)103=9000A Ud=Ub-RiIshort=54-41039000=18vn蓄电池电压Ub=54v，Ri=4m,Rd=35m 则Ishort=Ub/(Ri+Rd)=54/(4+35)103=1385A Ud=Ub-RiIshort=54-41031385=48.5vn蓄电池电压Ub=54v，Ri=4m,Rd=20m 则Ishort=Ub/(Ri+Rd)=54/(4+20)103=2250A Ud=Ub-RiIshort=54-41032250=45.0vn程控交换机必须工作在一定的基础电压范围内，过高或过低的基础电压都会严重影响程控交换机的正常工作。n爱立信程控交换机对基础电压的要求是-44-54vn从上面列子可以看到，负载短路时，低阻配电系统的配电柜电压下降了2/3,显然不能满足交换机的供电要求。而高阻配电系统的配电柜电压仅下降了59v，能够满足交换机的供电要求。UPS的基本构成 n计费系统服务器及终端、网管监控服务器及终端、数据通信机房服务器及终端等，采用交流电源并要求交流电源不间断，为此应采用交流不间断供电系统UPS,对其供电。UPS不间断电源供电系统nPS的基本构成方框图n整流器：整流器：将输入交流电变成直流电。n逆变器：逆变器：将直流电变成50Hz交流电（正弦波或方波）供给负载。n蓄电池组：蓄电池组：市电正常时处于浮充状态，由整流器（充电器）给它补充充电，使之储存的电量充足；当市电停电时（或市电超出允许变化范围时，下同），蓄电池组向逆变器供电；市电恢复后整流器（充电器）对它进行恒压限流充电，然后自动转为正常浮充状态。蓄电池组用以保证市电停电后UPS不间断地向负载供电至需要的备用时间。n输出转换开关：输出转换开关：进行由逆变器向负载供电或由市电向负载供电的自动转换。其结构有带触点的开关（如继电器或接触器）和无触点的开关（一般用晶闸管即可控硅）两类。后者没有机械动作，因此通常称为静态开关。.2006年工程绵阳绵阳G4电源安装交直流供电框图及电源线计划表.dwg.2007年工程成都高升桥四川移动高新西区4楼开关电源1系统直流屏2修复方案.doc