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通信电源系统概述

通信电源系统概述

点击数:7822 次   录入时间:04-02 08:46:40   整理:http://www.55dianzi.com   通信技术

5、调压稳压设备。在市电电压变动超出规定时,需装设调压设备使输出电压稳定在额定电压允许范围内。除采用有载调压变压器在高压侧调压外,电信局(站)一般在低压侧调压,过去曾采用感应调压器,但因调节速度慢、体积大等问题,现已改用自动补偿式电力稳压器和交流参数稳压器等设备。

6、柴油发电机组

柴油发电机组是用柴油机作为动力,驱动三相交流发电机提供电能。柴油机利用柴油在发动机汽缸内燃烧,产生高温高压气体爆炸做功,经过活塞连杆和和曲轴机构转化为机械动力。柴油机分为二冲程柴油机和四冲程柴油机。二冲程柴油机是两个冲程(曲轴旋转一周)完成一个工作循环,四冲程柴油机是四个冲程(曲轴旋转两周)完成一个工作循环。

二、几个重要的概念

1、系统容量。系统容量指的是交流供电时,供电设备所能提供的最大功率。如市电供电时,指的就是电力变压器的额定容量;柴油发电机组供电时指的就是柴油机的额定功率;UPS供电时指的就是UPS的额定功率等等。但是它们表示容量的单位却不一样,电力变压器和UPS计量单位是伏安VA(或千伏安KVA),我国国家标准(GB)规定发电机组必须用瓦W(或千瓦KW)表示。伏安表示的是视在功率,瓦表示的是有功功率。这在实际应用中是有很大的区别的,只有在理想情况下,它们的功率因数都等于1时,在数值上是相等的。

2、功率因数。功率因数的定义是有功功率与视在功率的比值。功率因数cosφ = P/S的物理意义是供电线路上的电压与电流的相位差的余弦。

国标规定:变压器的功率因数为0.8;柴油发电机组的功率因数为0.85;例如,标称容量100KVA的变压器,在规定的使用环境下,它的输出最大有功功率是80KW;同理,标称容量是100KW的柴油发电机组,在规定的使用环境下,可以提供116KVA的视在功率。UPS的功率因数,因类型不同,工作方式不同,实际使用时差异较大。

3、电功和电功率。电功指的是供电系统实际消耗的电能,计量单位是千瓦时(KWH)。电功率指的是正常工作情况下,负载上消耗的额定功率。在市电和油机供电的情况下,由于每个负载的功率相对于系统总容量较小,故不需要考虑它的瞬时功率;而UPS系统供电的情况则不同,负载功率与系统容量比较接近,就必须考虑负载的瞬时功率(例如负载的启动功率)。



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直流供电系统由整流设备、直流配电设备、蓄电池组、直流变换器、机架电源设备和相关的配电线路组成的总体称为直流供电系统。

按电信设备供电电压允许变动范围的不同要求,可分为窄电压和宽电压直流供电系统;按电源设备的安装地点不同,可分为集中直流供电系统和分散直流供电系统;按馈电线配线方式不同又可分为低阻配线直流供电系统和高阻配线直流供电系统(高阻配线又有一次高阻配线和二次高阻配线等方式)。

组成直流供电系统的主要电源设备的作用和性能如下:

1、换流设备。换流设备(converter)是整流设备、逆变设备和直流变换设备的总称。其中整流设备可将交流电变换为直流电。逆变设备则将直流电变换为交流电。直流变换设备可将一种电压的直流电变换成另一种或几种电压的直流电。

晶闸管(可控硅)整流器是老一代整流设备,由于电路中采用工频变压器,工作频率低,体积和重量都很大,效率也低,故逐步淘汰,而由高频开关型整流器代替。

高频开关整流器在技术上先进,具有小型、轻量、高效、高功率因数和高可靠性等显著优点。高频开关整流器机架的输出功率大,机架上装有监控模块,与计算机相结合,组成新一代智能型电源设备,正在逐步替代晶闸管整流器。

随着电力电子学技术和电力半导体器件的发展,换流设备变换电路日趋完善,采用PWM脉宽调制或谐振技术的控制技术,提高变换频率,采用零电压或零电流开关电路,降低开关工作损耗,使换流技术达到新的水平。

2、蓄电池。在电信电源中电池作为备用能源使用。蓄电池可分为酸性电解液(即硫酸)的铅酸蓄电池和碱性电解液(即苛性钾)的碱蓄电池。

铅酸蓄电池自普兰特发明以来,已有140年的历史,由于它具有电压的稳定性和可以进行大电流放电,所以在电信局(站)内得到广泛使用,目前铅酸蓄电池已由防酸式铅蓄电池发展屋阀控式密封铅酸蓄电池。

阀控式密封铅酸蓄电池是一种新型的蓄电池,使用过程中无酸雾排出,不会污染环境和腐蚀设备,蓄电池可以和电信设备安装在一起,平时维护比较简便,不需加酸和加水。阀控式密封蓄电池体积较小,可以立放或卧放工作,蓄电池组可以进行积木式安装,节省占用空间,因此在20世纪80年代后,在我国电信局(站)得到迅速推广使用,并正在逐步取代防酸式铅蓄电池。蓄电池制造厂正在工艺结构设计上保证电池质量,防止电液渗漏,提高电池使用寿命,并研究开发有效而简便的电池容量测试器。

蓄电池正常情况下是与整流器并联工作的,所以它有两个作用:在交流电停电时,自动向直流负载供电,保证供电连续不间断;当交流电正常供电时,它可以等效为一个充分大的电容器,滤掉整流器输出的各种谐波(即杂音),保持直流电的纯度。蓄电池的容量越大,直流电的纯度越高。

蓄电池与整流器并联工作可以保证供电连续不间断,但并不是高枕无忧,蓄电池放电时,随着放电时间的延长,端电压不断降低;蓄电池充电时,为了保证电池能充足电,充电电压必须提高。这就有供电系统的电压变动范围的问题。一方面,设计直流供电系统时,要充分保证直流负载能承受的电压变动范围;另一方面,通信设备设计时,也要考虑蓄电池固有的特性,给出一个合理的供电电压范围,使蓄电池尽可能延长使用寿命。

需要特别注意的是,当一套直流系统同时向不同电压范围的交换机供电时,蓄电池的工作方式需兼顾考虑,偏差太大时,需要分别重建直流供电系统,独立供电。

3、直流配电屏。直流配电屏是连接和转换直流供电系统中整流器和蓄电池向电信负载供电的电源设备,屏内装有闸刀开关、自动空气断路器、接触器、低电熔断器以及电工仪表、告警保护等元器件。

直流配电屏按照配线方式不同,分为低阻和高阻两种,高阻配电屏是把馈线改用小截面电缆出线,每路出线的负线上加装上一定的电阻,如爱立信交换机为26毫欧。高阻配电的好处是:当任何一路负载发生短路时,供电母线上的电压变动较小,不足以影响其他分路供电,供电系统的可靠性相对较高。

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