通信电源相关论文

通信电源技术是保证通信系统正常运行的重要条件。我整理了通信电源技术论文，欢迎阅读!

通信电源技术探讨

摘 要 通信电源由直流供电系统，交流供电系统，接地系统，监控系统，防雷系统组成。电源的安全、可靠、是保证通信系统正常运行的重要条件。蓄电池组，高频开关电源，UPS是通信电源的重要组成部分。

关键词 蓄电池组;高频开关电源;UPS

中图分类号：TN86 文献标识码：A 文章编号：1671-7597(2013)18-0035-02

1 蓄电池组

蓄电池的结构及工作原理

蓄电池通常是指铅酸蓄电池，它是电池中的一种，属于二次电池。它的工作原理是：充电时利用外部的电能，使内部活性物质再生，把电能存储为化学能，需要放电时再次把化学能转换为电能输出。

蓄电池的充电

蓄电池充电时，负极会析出氢气，正极会析出氧气。析出的氧气到达负极，与负极起下述反应。正极析氧，在正极充电量达到70%时就开始了。

充电过程2PbSO4+2H2O=Pb+PbO2+2H2SO4

蓄电池的放电

蓄电池作为应急备用能源，其价值和性能是通过放电来实现的，蓄电池放电过程中的化学反应：

放电过程Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O

蓄电池的维护

在维修过程中，应经常检查蓄电池的外观，极柱。若发现电池槽，盖发生破裂，以及结合部渗漏电解液，极柱周围出现爬酸现象要及时更换电池。2 V蓄电池在投入运行后的前五年，12 V蓄电池在投入运行后的前两年，每年应以实际负载进行一次核对性放电试验，放出标称容量的30%-40%。2 V蓄电池在投入运行后的第六年起，12 V蓄电池在投入运行后的第三年起，每年应进行一次容量试验。

2 高频开关电源

开关整流器监控单元的原理

开关整流器监控单元的单片机电路对电源参数进行实时采集。缺相检测和网压检测电路对三相交流输入进行缺相检测和电网电压检测，检测到的缺相信号和电网电压信号送给单片机电路进行处理。单片机接受键盘指令，采用LCD显示电源实时数据和控制菜单。辅助电源提供开关整流器内部控制电路所需要的各种电源。温度检测电路检测主散热器温度，送给单片机系统。单片机系统根据主散热器温度，通过风扇控制电路控制风扇的工作状态。

负荷均分的概念

一套高频开关电源系统至少需要两个高频开关电源模块并联工作，大的系统甚至需要多达数十个电源模块并联工作，这就要求并联工作的电源模块能够共同平均分担负载电流，即均分负载电流。目前高频开关电源均采用PWM型均流方式，是一种数字式调整均流方式，具有均流精度高，动态响应特性好，抗干扰性较好，模块控制数多的优点。

负荷均分的原理

US为系统取样电压，Ur为系统基准电压，两者比较后产生误差电压UD，UD与三角波比较产生一个脉宽调制方波信号，其波宽受UD大小控制。这个方波信号送至每个整流模块，通过模块内光耦，隔离，整形，放大后与模块电流比较。这个比较信号再与模块内的预先设定参考电压值相叠加，调整模块的输出电流，改变模块的输出电压，使每个模块的输出电流相等。

3 UPS电源

不间断供电电源系统(UPS)是能够持续稳定不间断向负载供电的一类重要电源设备。从广义上说UPS包括交流不间断电源系统和直流不间断电源系统。长期以来，已习惯于把交流不间断电源系统称为UPS。

UPS原理

交流市电电源输入由整流器转换为直流电源。逆变器将此直流电源或来自电池的直流电源转换为交流电提供给负载。市电中断时，由电池通过逆变器给负载提供后备电源。市电电源还可通过静态旁路向负载供电。需要对UPS维修保养时，可将负载切换到维修旁路供电，负载电源不中断。

UPS幷机系统特点

并联UPS软件和硬件与单机模式完全一致。幷机系统的配置可通过参数设置软件实现。幷机系统各单机的参数设置要求一致。幷机控制电缆形成闭环连接，为系统提供可靠性和冗余。双母线控制电缆连接在两个母线的任两个UPS单机之间。智能幷机逻辑为用户提供最大灵活性。例如，可按任意顺序关闭或启动幷机系统中的各单机。可实现正常模式和旁路模式之间的无缝切换，并且可以自动恢复。即过载消除后，系统会自动恢复到原来的运行模式。可以通过各单机的LCD查询幷机系统的总负载量。

UPS单机并联的要求

多个单机并联组成的UPS系统相当于一个大的UPS系统。但是具有更高的系统可靠性。为了保证各单机使用度相同并符合相关配线规定，应满足以下要求。

1)所有单机必须容量相同并且并接到相同的旁路电源。

2)旁路电源和整流输入电源必须接到相同的中线输入端子。

3)如安装漏电检测仪器(RCD)，必须正确设置并且安装在共同的中线输入端子前。或者该器件必须监控系统的保护地电流。

4)所有的UPS单机的输出连接到共同的输出母线上。

UPS特殊工作模式

旁路模式

正常模式下，如遇逆变器故障，逆变器过载或手动关闭逆变器，静态开关将负载从逆变器侧切换到旁路电源侧。如此时逆变器相位与旁路相位不同步，静态开关将负载从逆变器输出切换到旁路电源输出，但会出现负载电源短时中断。该功能可避免不同步交流电源的并联引起大环流。负载电源中断时间可设置，通常小于3/4周期。例如：频率50 Hz时，中断时间小于15 ms：频率60 Hz时，中断时间小于 ms。

并联冗余模式

为提高系统容量或可靠性，或既提高系统容量又提高可靠性，可将数个UPS单机设置为直接并联，由各UPS单机内的幷机控制逻辑保证所有单机自动均分负载。幷机系统最多可由4个单机并联组成。

频率变换器模式

UPS可设置为频率变换器模式。提供50 Hz或60 Hz的稳定输出频率。输入频率范围40 Hz-70 Hz。该模式下，静态旁路无效，电池为可选。根据是否需要以电池模式运行来确定是否选用电池。

自动开机模式

UPS提供自动开机功能，即市电停电时间过长，电池放电至终止电压导致逆变器关机后，如市电恢复，经过延时后，UPS会自动开机。该功能及自动开机延时的时间可由调试工程师设置。

电池模式

由电池经过电池升压电路通过逆变器给负载提供后备电源的运行模式为电池模式。市电停电时，系统自动转入电池模式运行。负载电源不中断。此后市电恢复时，系统又自动切换回正常模式，无需任何人工干预，并且负载电源不中断。

UPS高级功能

UPS提供电池维护测试功能。电池定期自动放电，每次放电量为电池额定容量的20%，实际负载必须超过UPS标称容量的20%。如果低于20%，则无法执行自动放电维护。自动放电间隔时间30天-360天可以自行设置。电池自检可禁止。

在线式UPS中，无论市电是否正常，都由逆变器供电，所以市电故障瞬间，UPS的输出不会间断。另外由于在线式UPS加有输入EMC滤波器和输出滤波器，所以来自电网的干扰能得到很大的衰减。

参考文献

[1]孙法文.浅谈化工生产供电系统UPS的选配[J].中氮肥，2005.

[2]金灵伟.基于DPS的串并联在线补偿式UPS的设计研究[D].湖南大学，2004.

[3]曾建华.阀控式密封铅酸蓄电池最佳性能的实现[J].蓄电池，2006.

[4]刘南平.通信电源[M].西安电子科技大学出版社，2005.

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随着通信网络规模的不断扩大，通信电源设备的稳定性和安全性变得越来越重要。如果电源系统发生直流故障，常常会造成整个通信的全部中断。通信电源设备主要由交流高压、低压变配电设备，直流配电设备，交流稳压器，整流设备，UPS设备，DC/DC变换器，蓄电池，发电机组等组成。在安装电源系统时，首先先了解下电源的走向。第一，高压经过线路进入高低压配电室（变电所）首先进入高压配电柜；第二，高压配电柜后面就是变压器，将高压变压为380V/220V； 第三，变压器出来接的就是低压配电柜，这个配电柜和其他低压配电柜不一样，因为有油机供电，所以要起到市电油机切换的作用；第四，下来继续接低压配电柜，用交流母牌连接，将电能配送至各单体建筑；第五，如果电能配送至通信机房，则要涉及到UPS，开关电源，当然还有与之配套的蓄电池组。UPS主要保证交流不间断供电，开关电源则是保证直流不间断供电。为了保证不间断供电，UPS和开关电源都要和蓄电池搭配使用。通信电源建设可以分为交流供电系统建设，直流供电系统建设和接地系统建设。（1）．交流供电系统通信电源的交流供电系统一般由高压配电所、降压变压器、柴（汽）油发电机组、UPS和低压配电屏组成。高压配电所和降压变压器应按照电力部门的规范进行建设安装；柴（汽）油发电机组、UPS和低压配电屏的安装应遵照电信电源规范进行。柴油发电机组安装顺序为：开箱检验，安装固定，稳机找平，排气管加工套丝（或焊接），安装波纹管，安装消音器以及试车调测等。UPS在安装前，要对单节蓄电池进行外观检查，观察是否有渗漏液及壳体变形破裂现象，然后对单节电池进行开路电压测试并记录。电池连接结束后，要对电池总的输出电压进行测试并记录，以防部分电池极性接反。在连接UPS的交流引入线时，火线零线不允许接反（注意某些UPS还有相序之分）。低压配电屏安装前要对固定螺丝进行全面加固，测试屏内相间有无短路现象，安装时检查屏内压降。（2）．直流供电系统通信设备的直流供电系统一般由整流器、蓄电池、DC/DC变换器和直流配电屏等组成。分为集中供电（见图3-1）和分散供电（见图）整流器（目前基本都用高频开关电源）安装时要对机架内加固件进行全面加固，检查输入、输出有无短路，加电后要进行电气性能测试。蓄电池在安装时要对蓄电池外观进行检查，对单节开路电压作测试并记录。电池连接结束后，应对总电压进行测试并记录。DC/DC变换器在加电前，要对输入、输出端进行测试，加电后测试输出电压值，同时要对其它性能进行调测。直流配电屏的安装类似于上面所讲交流屏的安装。图3-1 集中供电图3-2 分散供电（3）．接地系统的建设为提高通信质量，确保通信设备与人身的安全，通信机房都要求有良好的接地系统。通信电源接地系统通常采用联合地线的接地方式。联合接地的标准连接方式是将接地体通过汇流条（或大截面的铜芯电源线）引入到电力室的接地汇流排，直流工作地、防雷地和保护地再分别从该总地排上引接出来在通信电源设备的建设过程中，安装人员应本着严谨认真的工作态度去操作，否则会给维护部门造成很多麻烦，甚至造成事故。 通信电源系统的调测通信电源系统的调测从工程、运行维护角度对通信电源系统运行质量指标的"五性"----稳定可靠性、可用性、可维护性、可持续性、安全性进行分析和论述，其目的是使现有在运行的系统更加高效、可靠地运行和为以后的工程提供技术支持. 衡量各设备投入运行以后的性能指标 稳定可靠性稳定可靠性包含稳定性和可靠性两个概念，两者各有自身的含义又互相关联。稳定性表现在自身运行的三个方面:(1) 设备运行的稳定度设备名称 项 目高频开关电源 杂音指标，稳压精度，均流，负载动态响应UPS 频率稳定度，电压稳定度，总滤波失真，瞬态时间，动态响应等蓄电池 动/静态单体端电压的一致性，温升，螺栓紧密情况等柴油发电机组 机组运行状态，输出电压，频率的稳定度(2) 设备预设工作模式的持续执行设备名称 项 目高频开关电源 双路电的切换，周期性电池放电测试，周期性电池均衡充电，故障自诊断，浮充/均充的自动转换，"三遥"功能，故障回叫，报警功能，二次下电，充电限流，系统限流等。UPS 周期性电池放电测试，周期性电池均衡充电，故障自诊断，浮充/均充的自动转换，"三遥"功能，故障回叫，报警功能，充电限流，自动分配市电/电池供电方案，自动开/关机程序等蓄电池 柴油发电机组启动成功率，自启动，自投载，自停机，自补给程序(3) 自身产生的错误或误动作设备名称 项 目高频开关电源 温度漂移，老化漂移影响输出特性和均流；控制单元与整流模块之间的通信故障；控制链路中采样不准确或错发指令；误告警（当告警时不告警，正常时误告警）等。UPS 温度漂移、老化漂移影响输出特性和并机环流，数字处理器（DSP）或中央处理器（CPU）与整流部分，逆变部分，静态开关，并机板，充电器之间的通信故障或错发指令，误告警（当告警时不告警，正常时误告警）等。蓄电池 早期容量失效，热失控，中期锑污染，漏液，密封阀顶偏或开/闭阀不精确等。柴油发电机组 误启动，启动电池自放电，启动电池锑污染，柴油滤清器纸滤芯发涨变软等。可靠性表现在对外界因素的抵御能力和对自身故障的处理和系统操作能力两方面:(1) 对外界因素的抵御能力设备名称 项 目高频开关电源 市电电压瞬高、瞬低、瞬断，网侧长时过电压，网侧浪涌过电压，负载侧浪涌过电压，负载短路，负载突变，零线电位漂移，零线中断等，海拔超高、超温、超湿、粉尘、盐雾、震动等UPS 市电电压瞬高、瞬低、瞬断，网侧长时过电压，网侧浪涌过电压，电网波形畸变率，电网频率漂移，负载波峰因数、负载突变，负载短路，负载三相不平衡等，零线共模干扰，零线电位漂移，零线中断等，海拔超高、超温、超湿、粉尘、盐雾、震动等蓄电池 过充、过放、欠充等超温、超湿、粉尘、盐雾、震动、明火等柴油发电机组 海拔过高，负载波峰因数，负载短路，三相负载不平衡等(2) 对自身故障的处理和系统操作设备名称 项 目高频开关电源 容错、掩错、隔错功能故障自诊断，系统自动复位，故障回叫，报警功能等UPS 容错、掩错、隔错功能故障自诊断，系统自动复位，故障回叫，报警功能等主/备机切换，旁路切换，单元互助切换，双总线切换蓄电池 密封阀排气柴油发电机组 故障告警，三次不能启动告警，油压低、水温高自动保护停机，主机/备机切换，市电/油机切换等准确知道蓄电池容量是较准确计算蓄电池组对通信设备放电时间的前提。判断阀控式铅酸蓄电池运行状态有以下几种方法：（1）离线式容量测试工程设计中配置的蓄电池一般不少于两组，把蓄电池从供电系统中脱离，接上假负载，使电池组以10小时率或3小时率或1小时率电流放电，放电期间测量蓄电池的端电压及室温，只要电池组中有一只单体的端电压达到规定的终止电压时即停止放电，放电电流乘以放电时间就是电池组放出的实际容量。（2）在线式核对性放电试验不把蓄电池从供电系统中脱离，对通信负载（必要时接假负载）进行放电，放出蓄电池额定容量的30％～40％，运用特性对比判断蓄电池的储备容量。如果放电深度不够，会降低容量判断的准确度。（ 3）电导测试法和内阻测试法电导即蓄电池内部电阻的倒数，指传导电流的能力。蓄电池的电导与容量有很高的相关性，电导单位为西门子（S）。测量时电导仪向蓄电池两端加一个已知频率和振幅的低频交流电压信号，测量出电压与同相位的交流电流值，交流电流值和交流电压的比值即为蓄电池的电导。电池的电导反映电池的内部状况，如电解液干涸、板栅腐蚀、接触不良等，这些都会引起电池内阻增大、电导减小，蓄电池容量降低。内阻测试法与电导测试法原理基本类似，不同的是一般内阻测试仪需要离线测试，电导测试仪可在线测试。