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组合通信电源系统的结构包括哪些?

日期:2021-11-10    来源:电气运行

国际电力网

2021
11/10
10:59
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关键词: 交流配电单元 直流配电单元 蓄电池组

一、概述

一个完整的组合通信电源系统包括五个基本组成部分,分别是交流配电单元、整流部分、直流配电单元蓄电池组、监控系统,下面分别做一介绍。

二、交流配电单元

交流配电单元将市电接入,经过切换送入系统,交流电经分配单元分配后,一部分提供给开关整流器,一部分作为备用输出,供用户使用。系统可以由两路市电(或一路市电一路油机)供电,两路市电主备工作方式。平时由市电1供电,当市电1发生故障时,切换到市电2(或者油机),在切换过程中,通信设备的供电由蓄电池来供给。两路市电输入要求有机械或者电器互锁,防止两路交流输入短接。两者的切换在小系统中一般用电气自动切换,大系统中一般用手动切换。另外,在交流断电的情况下,交流配电单元提供一路直流应急照明输出。系统的第二级防雷电路放在交流配电单元中。在交流配电单元中,交流防雷关系到整个电源系统的安全,因此系统的二级防雷器件选用带有遥信触点TT接法的防雷器,防雷器前还应加防雷空开。交流配电单元内应有监控的取样、检测、显示、告警及通信功能。空气开关为交流配电单元的主要器件,应谨慎选用。

三、整流部分

整流部分的功能是将由交流配电单元提供的交流电变换成48V或者24V直流电输出到直流配电单元。整流部分包括整流模块和结构部分(机架)。目前国内还有很多相控整流器在运行。这种整流电路用可控硅(晶闸管)作为开关器件,通过移相(改变导通角)来控制输出电压,故称相控整流器。相控整流器工作在工频(50Hz),体积重量大,效率低、对电网的污染严重,并产生大量的热辐射和工频噪音,现在已经逐步被高频开关整流器所替代。高频开关整流器采用MOSFET和IGBT等新一代开关器件,工作频率大多高于20KHz,体积和重量大幅度下降,消除了噪音,在采用功率因数校正技术后,提高了功率因数,使之接近1。由于电力电子技术的长足发展,不断有新技术应用在高频开关整流器上。结构方面,整流机架一方面给整流模块一个安装结构上的支撑,另一方面,整流机架有汇流母排,将各个整流模块的直流输出汇接至直流配电单元。

四、直流配电单元

直流配电单元完成直流的分配和备用电池组的接入。开关整流器的输出经汇流母排接入直流配电单元,配电单元为负载分配不同容量的输出,可满足不同的需要,后备电池组的输入与开关整流器输出汇流母排并联,以保证开关整流器无输出时,后备电池组能向负载供电。直流配电单元的技术关键在于保证屏内压降的较小值、显示的准确和监控的可靠实现。内部的布局能根据用户的需求不同灵活改变,方便工程开局,上下出线均可。

五、蓄电池组

通信电源系统中采用整流器和蓄电池组并联冗余供电方式。蓄电池组既为备用电源,又可以吸收高频纹波电流。目前常用的蓄电池为阀控式密封铅酸蓄电池,即VRLA,因为较之传统的开口型电池密封性好、自放电小、寿命长,又被称为“免维护蓄电池”。依照其使用环境可分为移动型和固定型两种,又可依据电解质状态分为贫液式和胶体式两种类型。

1. 蓄电池组结构 VRLA由电池槽、极板组、电解液、隔膜、安全阀、引出端子等部分构成。电池的寿命主要决定于充放电循环周期。

2.充电特性 蓄电池的两种充电状态分别是正常充电和均衡充电(均充)。正常充电是电池放电之后、在不脱离负载情况下的充电,包括浮充充电、限流恒压充电和递增电压充电三种。在蓄电池放电时间较长时,采用限流恒压充电和递增电压充电,在蓄电池放电时间仅为几分钟或者与整流器共同给通信设备供电时,采用浮充充电。均衡充电是指多节串联的电池(一般为24节)在运行过程中有时会发生容量、端压不一致的情况,为了防止发展为故障电池,采用限流恒压充电和递增电压充电定期补充电池的容量,使多节电池的容量、端压趋于均衡的充电方法。蓄电池浮充电压的选择是对电池维护好坏的关键,如果选择的太高,会使浮充电流太大,不仅增加能耗,对于密封电池来说,还会因剧烈分解出氢氧气体而使电池爆炸;如果选择太低,则会使电池经常充电不足导致电池加速报废。根据YD/T799-1996标准要求,浮充电压取值为2.23�2.27V/节。

六、监控系统

1.结构 监控系统以多级自下而上逐级汇接的方式构成。每个监控级一般按辐射方式与若干下级监控级连接成一点对多点的监控系统,最低一级为设备监控单元(监控模块)与其监控的若干设备的连接。依据邮电部《通信电源和空调集中监控系统技术要求》文件(YDN023-1996),监控系统分为设备监控单元(ESU)、局(站)监控管理中心、区域监控管理中心(DSMC)、城市监控管理中心(CSMC)、还可增设省监控管理中心(PSMC)和全国监控管理中心(NSMC)。组合电源系统中的设备监控单元就是通常说的监控模块。监控模块通过RS485总线对各个被监控部分(包括整流模块、交、直流配电部分、蓄电池,有些还包括一些环境量)进行控制,控制液晶的显示,接受键盘的操作,并与后台监控系统或远端监控中心进行通讯,实现远程监控功能。有些开关整流器内部具有独立的监控单元,完成对整流器的参数检测与控制、液晶显示和与监控模块的信息传递等。

2.组网方式 当局(站)监控管理中心设在本地通信局(站)时,两者间可用一般的串行数据链路,物理接口为RS485、RS422或RS232C。这三个串行通讯总线常用于近端传输通道。RS232C是60年代末美国电子工业协会(EIA)公布的总线标准。由于采用单端传送电路,容易受到干扰,其传输距离仅15�20m。RS422是EIA于1977年公布的总线标准,是RS232C的改进型。而RS485采用平衡差分接收电路,而近端与远端不共地,两条信号线互相绞合,所以提高了抗噪声能力,使传输距离达到1200m。局(站)监控管理中心与上级监控管理中心的连接则采用公共交换电话网或数据数字网或以太网。

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