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本专业的内容主要包括:交流与直流配电、整流与变换、备用蓄电池与油机、UPS等设备部分,另外也包括接地与防雷系统、电源与环境集中监控系统的内容,同时包括了电磁兼容性部分(EMC)的内容。主要包括高/低压交流配电技术、变电与发电机技术、高/低压直流配电技术、整流与变换技术、通信用蓄电池技术、UPS技术、接地与防雷技术、动力与环境集中监控技术,同时包括了电磁兼容性部分(EMC)的内容。

通信电源简介

所谓通信电源,即为通信系统中的通信设备提供高质量、高可靠性、永不中断的动力能源的一系列实体,它应包括交流能源和直流能源。通信电源是整个通信系统不可或缺的重要组成部分,他虽然不直接参与通信网络中信号的传递,但它却是通信系统中的所有通信设备可靠、稳定、高效地传递信息的必要保证。

对于通信电源,在我国基本上分为三级,第一级由交流市电引入部分、发电机组部分和交流低压配电屏部分等组成,以提供能源,但不保证不中断。第二级由整流器、蓄电池、直流配电屏和UPS等组成,以直接向通信设备提供不间断的直流电源和不间断的交流电源。第三级则是通信设备自供电源,由模块电源组成。所谓自供电源,是通信设备依据内部工作的需要,将由第二级提供的不间断交、直流电源变换成各种不同电压等级的电源(如+5V-12V等等)。之所以称为模块电源,是因为这些电源变换的功率、体积相对较小,可直接装在通信设备的印刷电路板上,已形成系列化、标准化。

交流市电引入部分,我国规定分为一到四共四类,一类市电供电方式级别最高,它要求有两路以上且为不同电源来源的市电引入,以满足一类通信局站的要求。引入交流市电的电压等级可根据当地的供电条件、通信局站的用电容量、供电部门的要求等确定,一般选用10kV市电引入,具备条件且容量较大的通信局站可考虑采用更高的电压等级。同一通信局站应配备一个变配电系统,包括变压器、高低压配电设备等。同时为了进一步提高其供电的可靠性,还应配备发电机组,称之为备用交流电源系统。现在的发电机组已基本上实现了微机控制的自动化的自启动、无人值守的机组。使用的发电机常用的是油机发电机(包括便携式的),也有燃气轮机发电机等。

对于直流基础电源部分,应包括整流器、直流配电设备、通信蓄电池、直流-交流或直流-直流变换设备等。由于绝大部分通信设备都是采用直流直接供电的方式,因此在通信电源系统中大量的使用了整流设备,现在常由交流380V/220V变换为-48V(早期有+24V)直流,目前在网运行的大都是高频开关式整流器,已基本取代了原来的相控式整流器。在直流配电设备中,目前多采用高阻配电,以减小用电通信设备之间的影响。由于计算机技术与通信技术的相结合,在通信设备中大量的采用像小型计算机、各种服务器、以太网交换机、计算机终端等设备,而这些设备当初往往采用的是交流供电,因此交流的不间断供电变得非常重要。所以在通信电源系统中配置了功率不等(小到3KVA,大到大于100KVA)的称之为交流不间断电源系统(UPS)。值得提醒通信人的是,由于UPS是把直流又变回交流,带来了功耗大、设备重且成本高、耗费机房空间等问题,要求计算机类设备的交流供电模块改配为直流供电模块。因而出现了高压直流供电技术,如240V336V等,高压直流供电采用的平衡式供电方式。

为了保证不间断的交、直流供电,必须使用通信用蓄电池组,蓄电池并接在整流器的输出端,市电正常时,整流器对蓄电池浮充充电,市电中断时,蓄电池向通信设备供电。由于铅酸蓄电池具有电压稳定性好、可大电流放电等的特点,而被广泛使用,且已经过开口式、防酸隔爆式到阀控密封式的演变,阀控式密封铅酸蓄电池由于“免维护”、可与通信设备同置一室、寿命长等特点而目前被大量使用。通信蓄电池常采用蓄电池组配置,即用2V一只的铅酸电池,按要求的直流电压等级串联起来成组,一般蓄电池组按主备用配置。目前机房通信设备用蓄电池仍然以铅酸蓄电池为主,燃料电池有望得到应用。另外如通信终端及便携式通信设备则普遍使用锂蓄电池、碱性蓄电池等。同时在一些偏远的机房或通信设备,不便于市电引入,则使用了诸如太阳能、风能等蓄电池。

为了提高供电的可靠性,也为了降低回路压降,减少电能损耗,我国通信电源系统中的直流不间断电源的供电方式已经由集中供电变为分散供电方式(传统的“电力室”已不复存在)。由于采用了分散供电方式,使电源设备的规模大量地增加;另一方面则是提高通信电源系统维护管理水平,降低运行维护成本,因此,通信电源与环境集中监控系统成为了通信电源系统中的必不可少的组成部分。

通信电源系统中的接地保护技术,是提高通信电源系统的供电质量、确保人身、设备安全的重要内容。通信电源系统必须要采用接地技术,这是因为:第一,我国的低压直流供电是采用的不平衡供电方式,即正极或负极为零电位,如-48V的正极接地,早期的+24V负极接地,这个接地极称之为工作接地。第二,为了保证各种各类通信设备工作运行互不干扰(也包括防止静电干扰),采用了等电位技术,即将所有设备各自分别接入机房的汇流排或汇集线中,这称之为保护接地。第三,防雷保护技术的重要内容是把雷电流快速泄入大地,这称之为防雷接地。因此,往往把接地保护技术和防雷保护技术纳入到通信电源系统中。

另外,由于交直流电源供电而产生电磁干扰,这种干扰与电源质量、供电负载变化有很大关系,而影响了电磁环境的变化。为此,将电磁兼容(EMC)技术也放在本专业内介绍。

在通信电源专业内主要介绍如下图所示的内容:

通信电源

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