通信电源系统基本原理课件
- 1. 二〇一八年六月通信电源系统基础及应用
- 2. 第一部分 通信电源原理
- 3. 为通信用主设备提供稳定直流电压的设备； 将交流输入电压变换成各种等级直流电压（+24V/-48V）的设备； 输出容量符合通信主设备的容量需求。电力供电低压配电直流配电通信电源油机通信主设备通信电源概述
- 4. 电力通信电源系统组成
- 5. 通信电源分级213通信设备内部电源。根据内部板卡设计需求，将输入的不间断电源（交流或直流）再转换为可直接供给电路的电源。第三级电源：交流市电或柴油发电机组。第一级电源为整个电源系统提供能源，但有可能中断。第一级电源：不间断电源，包括交流不间断电源系统（UPS）和直流不间断电源系统（－48V通信电源），用于保障供电不中断。第一级电源中断后，由蓄电池组提供能源，确保通信设备供电不间断。第二级电源：
- 6. 通信电源分级第二级电源第三级电源 －48V直流通信电源直流分配屏第一级电源交流市电A路交流输入切换柴油发电机组交流不间断电源通信设备 （DC/DC）通信设备 （AC/DC）交流市电B路整流器蓄电池
- 7. 高频开关电源1通信UPS2DC/DC3交流分配屏456直流分配屏蓄电池
- 8. 高频开关电源组成主要电路辅助电路高频开关电源的电路由交流输入滤波器、输入整流滤波电路、功率变换（逆变）电路、控制电路、输出整流滤波电路等部分组成。由检测电路、保护电路、辅助电源、总线接口电路等部分组成。根据其各部分的功能作用，可分为主要电路和辅助电路两部分。
- 9. 高频开关电源工作原理输入滤波 （EMC滤波）浪涌防护整流滤波电路直流变换输出整流滤波电路输入滤波 （EMC滤波）浪涌防护整流滤波电路直流变换输出整流滤波电路辅助电源总线接口电路控制电路保护电路检测电路交流输入直流输出
- 10. 高频开关电源组件工作原理开关电源的工作原理实质上是通过改变电路中调整管的导通时间来改变输出电压或电流的大小，已达到维持输出电压或电流稳定的目的。 整流模块：凡用半导体功率器件作为开关，将一种电源形态转变成另一种形态的主电路都叫开关变换器电路；转变时用自动控制闭环稳定输出并有保护环节则称开关电源。 监控单元： 1）整流模块监控单元功能：一是测量整流模块的运行参数，并通过通信接口（RS485、CAN等）传送给电源系统的监控模块进行信息处理；二是接收监控模块发来的对整流模块的各种控制命令并具体完成。 2）交流配电屏监控单元：主要是测量交流电压、电流，检测空气开关是否跳闸、防雷器是否损坏等。同时对电网出现的如电网停电、电网电压过高、电网电压过低，给出具体指示，并发出声光报警。 3）直流配电屏监控单元：主要测量直流屏内直流电压，检测直流断路器、分路开关的分合开关量及故障报警信息，并给出声、光报警。通过通信接口（RS485、CAN等）将其监测到的各种参量和故障报警信息传送给电源系统的监控模块，作为监控模块管理电源系统的重要依据。
- 11. 电源系统基本原理
- 12. 高频开关电源关键运行参数整流模块型号：R48－2000a3或者R48－2000e3 可选配置：2个～10个 标准配置：7个交流配电交流输入模式：双路交流输入自动切换 交流输入空开：2×63A/4P 交流输出空开：1×16A/3P，2×16A/1P监控模块型号：M520S 标准配置：1个直流配电负载输出10路电池保护支路： 熔芯：2×250A，空开：4×63A/1P，3×32A/1P，3×10A/1P 电池熔芯：2×250A可选配件温度传感器以艾默生NetSure 531 CAA-X1高频开关电源为例
- 13. 高频开关电源运维技术要点1）输入过/欠压保护； 2）输出过压保护； 3）过温保护； 4）风扇故障保护； 5）短路保护； 6）输出电流不平衡保护； 7）防雷及浪涌保护。整流机架直流低阻配电交流配电监控模块
- 14. 高频开关电源运维技术要点1）输入过/欠压保护； 2）输出过压保护； 3）过温保护； 4）风扇故障保护； 5）短路保护； 6）输出电流不平衡保护； 7）防雷及浪涌保护。
- 15. 高频开关电源1通信UPS2DC/DC3交流分配屏456直流分配屏蓄电池
- 16. UPS系统工作原理UPS电源系统由五部分组成：主路、旁路等电源输入电路，进行AC/DC变换的整流器（REC），进行DC/AC变换的逆变器（INV），逆变和旁路输出切换电路以及蓄电池。
- 17. 不同运行方式工作原理在线式UPS电源组成原理图在线式无论从工作原理、电路组成、技术水平及使用方法等方面都优于后备式和在线互动式，占据UPS产品主导； 双变换：指UPS将输入市电经过交流－直流－交流的双重变换，最终为负载提供与市电隔离的纯净交流电源； 在线式双变换结构被证明是可适应各种极端恶劣电网环境、最为可靠的UPS架构，适用于各种关键负载供电。
- 18. 不同运行方式工作原理后备式UPS优点： 结构简单、效率高、价格便宜，适于家庭或个人电脑使用 缺点： 负载平时为市电直接供电，供电质量差，无法消除各种市电干扰 逆变器平时不工作，停电后转换时间10ms 电池逆变输出波形通常为阶梯波（模拟正弦波），谐波含量大
- 19. 不同运行方式工作原理在线互动式UPS优点： 整机效率高、可简单稳压，逆变输出为正弦波、价格便宜，适于家庭或个人电脑使用 缺点： 功率小、负载平时为市电直接供电，供电质量差，无法消除各种市电干扰 逆变器平时不工作, 停电转换时间10mS
- 20. UPS的冗余备份主从并联热备份UPS组成及原理框图并机柜冗余并联UPS组成及原理框图双机并联容余供电UPS组成及原理框图双机串联热备用UPS组成及原理框图
- 21. UPS电气性能指标要求序号指 标 项 目技 术 要 求备 注ⅠⅡⅢ1输入电压可变范围±25%±20%+10% －15% 2输入功率因数≥0.95≥0.90≥0.85 3输入电流谐波成份<5%<15%<25%规定3～39次THDA4输入频率50Hz±4% 5频率跟踪范围50Hz±4%可调 6频率跟踪速率≤1Hz/s 7输出电压稳压精度±1%±3%±5% 8输出频率（50±0.5）Hz电池逆变工作方式9输出波形失真度≤2%≤3%≤5%线性负载10输出电压不平衡度≤5% 11动态电压瞬变范围±5%电池逆变工作方式12瞬变响应恢复时间≤20ms≤40ms≤60ms电池逆变工作方式13输出电压相位偏差≤3°平衡线性负载14市电电池切换时间0ms<4ms<4ms 15旁路逆变切换时间<1ms<4ms<4ms逆变器故障切换时16电源效率＞10kVA ≥90% ≤10kVA ≥80%正常工作方式17输出功率因数≤0.8 18输出电流峰值系数≥3:1电池逆变工作方式19过载能力10min1min30s正常工作方式，过载125%20噪 声<55dB（A）<60dB（A）<70dB（A） 21并机负载电流不均衡度≤5%对有并机功能的UPS
- 22. 衡量UPS的两个重要指标衡量UPS的两个重要指标可靠性 不失效的机率 可用性 设备可用的机率高可靠性 高可用性
- 23. 高频开关电源1通信UPS2DC/DC3交流分配屏456直流分配屏蓄电池
- 24. DC/DC工作原理DC/DC变换器主要由输入滤波电路、缓启动电路、PFC有源功率因数校正电路、PWM高频开关DC/DC变换电路、输出整流滤波电路等部分组成。DC/DC变换器模块基本原理框图
- 25. 电源就是将其他能量转化成电能的特定装置，普通电源有开关电源、逆变电源、交流稳压电源、直流稳压电源、DC/DC电源、模块电源、变频电源、UPS电源、EPS应急电源、PC电源、整流电源等等。AC-DC电源转换中，市电均经整流变为高压直流DC，再经过DC-DC转换成负载所需的低压直流DC，因此DC-DC转化器是开关电源的组成核心，DC-DC转换器就是重复通断开关，把直流电压或电流转换成高频方波电压或电流，再经整流平滑变直流电压输出。 DC-DC转换器是由半导体开关、整流二极管、平滑滤波电抗器和电容等基本元件组成。当输入、输出间需要进行电气隔离时，可以采用变压器，把高频方波电压通过变压器传送到输出侧。构成DC-DC转换器的基本元器件如下图所示。
- 26. DC/DC变换器主要技术指标 项目 指标备注直流供电220V 开机浪涌电流≦16.8A 启动电压≦180V 直流输入电压范围 （额定负载）190V~260V DC欠压保护值<170±10V（黄灯），关机<260±10V； DC过压保护值关机（红灯>280±10V；恢复开机<260±10V） 直流输出标称电压48V 直流输出电压范围43.0V~57.7V 直流额定输出电流30A/50A（直流输入电压工作范围在190V~260V）直流最大输出电流31.5A~33A/48~53.6A（直流输入电压工作范围在190V~260V）效率≧91.3%直流输入220V，输出48V，满载重量3Kg （宽x深x高，mm）73x287x126
- 27. DC/DC变换器主要技术指标通用技术指标： （1）稳压精度：不超过直流输出电压整定值的±0.6%。 （2）电压调整率：不超过直流输出电压整定值的±0.1%。 （3）电流调整率：不超过直流输出电压整定值的±0.5%。 （4）均流误差：当整流器的输出电流在50%~100%的额定电流范围内时，其均分负载电流不平衡度≦±3%额定电流值。 （5）可闻噪音：≦55dB。 （6）杂音电压：电话衡重杂音电压：300Hz~3400Hz≦2.0mV。 峰－峰值杂音电压：0Hz~20Hz≦200mV。 宽频杂音电压：3.4KHz~150KHz≦50mV。
- 28. （7）绝缘电阻：正常大气压、相对湿度为90%，试验电压为直流500V时，变换模块主回路的部分和直流部分对地绝缘电阻均不低于5MΩ。 （8）抗电强度 不接入防雷器、变换模块、控制器和信号灯时，直流电路应能承受其峰值的3535V直流电压1min且无击穿活飞弧现象，漏电流≦30mA。 直流输出对机壳应能承受其峰值的1414V直流电压1min且无击穿活飞弧现象，漏电流≦30mA。 （9）其它保护 短路保护功能：点变幻模块直流输出电流大于110%额定输出电流时实施短路保护，降低输出电压，限流输出；故障消除，自动恢复正常工作。 散热器过温保护：当散热器温度在110℃±10℃范围时，变换模块实施过温关机保护；故障消除，自动恢复正常工作。
- 29. 高频开关电源1通信UPS2DC/DC3交流分配屏456直流分配屏蓄电池
- 30. 交流配电屏结构交流配电柜结构示意图交流配电柜原理图
- 31. 交流配电屏组件功能交流接入电路：一般通过空气开关或刀闸开关，交流接入开关的容量即为交流配电单元的容量，通常为双路交流切换装置。 整流器交流输入开关：交流配电单元分别为系统的每一个整流器提供一路交流输入，开关容量根据整流器容量确定。 交流辅助输出：交流配电除给整流器提供交流电外，还配置多种容量的交流输出接口，供机房内其他交流用电设备使用。 交流采样电路：专门处理交流配电各种信息的微处理器电路，可以完成信号检测、处理、告警、显示以及与监控模块通信等功能。 交流自动切换机构：有机械电子双重互锁的接触器组成，或配置专业的PC级或CB级自动转换开关。 交流切换控制器：完成2路交流自动切换、过欠压保护、告警等。 交流防雷：两级防雷器，在交流供电系统为C级与D级防雷，其中C级是交流配电输入防雷，D级是高频开关电源整流模块交流输入防雷，用于交流引入与交流输出实现双重防止雷电损坏交流负载设备。
- 32. 高频开关电源1通信UPS2DC/DC3交流分配屏456直流分配屏蓄电池
- 33. 直流配电屏结构直流配电柜结构示意图直流配电柜原理图
- 34. 直流流配电屏组件功能直流分配屏的配电单元主要由直流断路器通过直流母排连接组成，负责将直流电压分配供给直流设备负载。直流供电采用两线制，即1根直流正极线和1根直流负极线，其中正极作为工作地，同时与保护地同一点接地处理。 整流模块输出的－48V直流经过直流汇流排（也称直流母排）输出，分别向直流负载供电和蓄电池组供电，两种负载供电方式均从直流汇流排通过直流熔断器（俗称保护熔丝）输出。直流配电单元原理图
- 35. 高频开关电源1通信UPS2DC/DC3交流分配屏456直流分配屏蓄电池
- 36. 蓄电池原理蓄电池是通信设备稳定运行不可或缺的重要后备电源组件。 通信直流电源系统中蓄电池与高频开关整流模块并联运行，组成浮充供电系统，正常情况下由整流模块供电，蓄电池组浮充待用，并起平滑滤波作用，降低中整流模块输出直流的纹波电压，提高供电质量；当交流中断或中整流模块故障时，蓄电池对负载供电，确保通信设备供电不中断。 交流不间断电源系统（UPS）中当输入交流电源中断时，UPS中的逆变器将蓄电池提供的直流逆变为交流对负载供电。 直流电源系统和交流不间断电源系统中的蓄电池，多采用阀控式密封铅酸蓄电池；随着新型磷酸铁锂蓄电池技术成熟且造价下降，已显现逐渐取代阀控式密封铅酸蓄电池的趋势。
- 37. 阀控式铅酸蓄电池 通信蓄电池采用阀控式铅酸蓄电池，为全密封结构，运行中不会漏酸，且在充放电时不会有酸雾释放而腐蚀设备、污染环境；阀控式铅酸蓄电池俗称免维护蓄电池，免维护是指运行中不需要定期补充电池液，但须定期进行蓄电池充放电检查实验，并非完全不需要维护。蓄阀控式铅酸蓄电池结构图
- 38. 蓄电池关键运行参数（1）电池电动势、开路电压、工作电压、终止电压 电池电动势：当蓄电池用导体在外部接通时，正极和负极的电化反应自发地进行，倘若电池电能与化学能转换达到平衡时，正极的平衡电极电热与负极平衡电极电势的差值。 开路电压：电池在开路状态下的端电压。 工作电压：是指电池有电流通过（闭路）的端电压。 终止电压：电池以一定的放电率在25环境温度下放电至能再反复充电使用的最低电压值。 （2）容量、放电率 电池容量：是指电池储存电能的数量，以符号C表示，常用的单位为安培小时。 放电率：表征电池放电电流大小，分为时间率和电流率。 （3）内阻：电池内阻包括欧姆内阻和极化内阻，极化内阻又包括电化学极化与浓差极化。 （4）循环寿命：蓄电池经历一次充电和放电，称为一次循环（一个周期）。 （5）能量 电池的能量是指在一定放电条件下，蓄电池所能输出的电能，通常用瓦时（Wh）表示。 （6）储存性能 电池自放电率用单位时间内容量降低的百分数表示：即用电池储存前C10容量和储存后C10容量差值与储存时间T（天、月）的容量百分数表示： X%＝（（C10前－C10后）/（C10前T））*100%。（式2-7）
- 39. 规范充放电运维技术要点（1）容量：额定容量是指蓄电池容量的基准值，容量指在规定放电条件下蓄电池所放出的电量，小时率容量指N小时率额定容量的数值，用表示。 （2）最大放电电流：在电池外观无明显变形，导电部件不熔断条件下，电池所能容忍的最大放电电流。 （3）耐过充电能力：完全充电后的蓄电池能承受过充电的能力。 （4）容量保存率：电池达到完全充电后静置数十天，由保存前后容量计算出的百分数。 （5）密封反应性能：在规定的试验条件下，电池在完全充电状态，每安时放出气体的量（ml）。 （6）安全阀动作：为了防止因蓄电池内压异常升高损坏电池槽而设定了开阀压，为了防止外部气体自安全阀侵入，影响电池循环寿命，而设立了闭阀压。 （7）防爆性能：在规定的试验条件下，遇到蓄电池外部明火时，在电池内部不引爆、不引燃。 （8）防酸雾性能：在规定的试验条件下，蓄电池在充电过程，内部产生的酸雾被抑制向外部泄放的性能。 （9）《通信用阀控式密封铅蓄电池YD/T799－2002》
- 40. 第二部分 电源及动环监控
- 41. 电源动环监控系统构架 电源及动环监控系统根据机房的实际需求，系统采用多用户分级管理模式，通过权限分级管理，各管理人员可通过授权访问所负责的监控页面，了解该区域内的机房状况。机房现场的环境侦测设备将数据传输到环控中央监测站，再由各监测站通过IP网络将数据传输至省公司的集中管理服务器，对于基础设备如电源空调等应提升至具备连网能力。实现完全集中、数据共享，由中心管理系统实现对分布在不同区域的集中管理
- 42. 中心机房集中监控系统结构图电源动环监控系统构架
- 43. 站点机房动环监控系统结构图电源动环监控系统构架
- 44. 集中管理服务器环境侦测器设备连网卡中央监测站负责所有监控数据的储存、统计、分析，记录报警事件。采用IP路由传输方式，集中管理服务器透过网络向中央监测站取得监控环境参数提供嵌入式WEB服务，可接入智能电表、UPS、发电机、消防、漏水、温湿度、位移、门禁等进行集中监控管理报警功能，支持HTTP与HTTPS可直接使用网络浏览器进行监控配温湿度感应器并采用外置布局，可快速响应外界温湿度变化；内建屏幕显示温湿度数据，具备4个输入干接点就近量测开关讯号(如机柜前后门开关状态)。架构快速响应的环控管理系统，提升设备网络化，让集中管理服务器透过网络直接与设备沟通是最为快速有效的管理方式。电源动环监控系统组成
- 45. 电源动环监控能源管理1、接口 机房环境监控系统页面的设计本质上是利用各种组件所组合而成的平面图，平面图再依照功能面或地理位置考虑作群组的划分。通过页面设计功能实现系统图形化接口组态设计，以符合本机房的实际需求。系统支持全中文接口。接口的结构、层次清晰明了，能够实时直观地显示各机房设备的运行资料和运行状态，场景模拟。接口的结构、层次清晰明了，能够实时直观地显示各机房设备的运行资料和运行状态，场景模拟。须图形化显示机房内设备（机柜、空调、UPS、配电）平面布置相关位置，并可由点选设备，得知实时详细信息，无需撰写任何程序语言修改，以因应未来变动之调整弹性，若有故障状况发生，须以颜色区分实时标示于相关设备。
- 46. 电源动环监控能源管理2、单机柜微环境管理 变电站继电器室一般采用整体制冷，不考虑机柜内部不同IT设备的散热问题，机房普遍存在通信机柜局部热点现象。机柜中IT微环境的散热不当，是导致服务器过热而宕机的根源所在，根据机柜的真实环境配置温湿度传感器、烟雾探测器、门磁等，专用于通信机柜内各项环境及各项参数，实现用户对通信机柜内微环境的远程管理，采取为变电站空调安装智能接口的方式，实现变电站空调来电再启动，保障通信系统和网络安全。 3、电池组信息采集 在线测量蓄电池组中各个单体电池的内阻，监测蓄电池组运行过程中各个单只电池劣化腐蚀的程度和趋势，动态测量各单体电池内阻及负载能力，快速判别各单体电池性能。提供高整个供电系统可靠性，有效防止电池管理不佳导致通信设备出现供电故障。
- 47. 电源动环监控能源管理4、服务器监控管理 可收集所有服务器内参数分散网络负载机壳内环境参数：进风温度、出风温度、风扇转速、风扇状态、电压、电流、功率(W)。当空调故障，可区域性降低服务器功耗或关闭，提高网络系统可靠性；当市电断电可降低服务器的功耗，或延时关闭服务器，延长UPS供电时间。
- 48. 电源动环监控能源管理5、系统资产管理 定义设备类型和设备供货商，提供设备资产、信息、维护等管理；机柜群组、分类功能，显示机柜信息设备及电力设备示意图，机柜内拖拉方式设定信息设备，计算额定功率,承重,空间；显示网络系统失效仿真图上下游关系；利用设备类型、资产编号、安装时间、位置、部门、负责人、经销商信息查询。图形化显示机柜内安装之设备(服务器、计算机设备、电力配电设备等) 相关位置，并可藉由点选该设备，得知详尽讯息；所有视图皆可由用户自行调整，以图形拖曳方式增减、修改布置，无须撰写任何程序语言修改，以因应未来变动之调整弹性。统计机柜容量，包含电源、空间、承重等。除显示机柜前视图与后视图外并提供新服务器安装建议。
- 49. 电源动环监控能源管理6、事件纪录管理 系统提供基于数据库的日志功能，系统日志包括用户操作日志、系统运行状态日志、设备报警日志等，所有日志可以根据查询条件实时生成。
- 50. 电源动环监控能源管理7、能源管理 经由适当的电源量测设备配置后系统可以进行PUE数值计算。并依照小时、天、周、月、年等时间区段显示实时PUE数据。藉由数据库的历史数据储存功能可以显示最小一个小时单位的PUE曲线，将光标指到其中一个PUE点可以显示该小时各能源分类的耗电值与比例。 8、工单管理 当资产异动、设备维护或是设备检修时，工单管理系统提供了一个一体化的平台，免去了许多繁琐的签核流程，提供了一个更轻省的流程取代之。可搭配资产管理与容量管理的功能，更能大幅提高企业机房在规划、扩充、维修时的效率。多可自定义的参数，包含：模板名称，作业流程，工单类型，排程设定，优先级，开始/结束/工作时间，规划人员/审核人员/签核人员….等客制化的设计，可针对不同所需，设计出适合各组织单位的工单流程。
- 51. 9、三维机房动力环境展示 为了提升资源数据管理的透明度和有效利用率、方便直观的调用数据、提供优异的用户体验，通过引入三维可视化理念，初步构建一个机房数据可视化平台，通过可视化平台进行展示与分析，以提高信息传输理解的效率，更直观的掌握通信机房的整体情况。 数据可视化管理平台采用3D可视化技术对通信机房进行刻画，也被称为虚拟仿真（Virtual Simulation），即通过技术手段把通信机房的一切物理存在的对象进行数据建模（从楼宇到设备，从地板到网线），以3D的方式在计算机中生成出来，供用户进行查看、交互、分析。机房不再需要现实中用脚走过去参观与查看，而是以任意一个视角进行切入，想知道核心业务系统的机器分别分布在哪一些机柜之中，或者哪一些机柜空间的空间剩余还是过半的，虚拟3D机房就会直观的通过形象化图景呈现出查询结果。这只是可视化的简单应用，进而我们可以将各种监控设备的运行数据和状态信息与虚拟机房相结合，允许用户从任意时间、任意地点、任意视角查看任意对象的任意信息。三维机房动力环境展示
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- 53. 蓄电池组单体的浮充电压与内阻直方图电池序号
- 54. 无人值守电源运行安全管理解决方案容量管理 针对站点的开关电源设备，通过设备本身的智能接口，采集开关电源的交流输入电压、浮充电压、负载电流、电池电压、电池充放电电流、单个模块负载电流等参数，加入监控系统的容量管理功能。通过容量管理可清楚掌握站点内负载情况，分析当前设备的可用性；通过长期或短期的资源记录进行追踪，从中得到其消长数据，以达到更准确预测资源消耗的趋势，并做出对应于实际应用规模容量之最适性规划与决策。一可避免资源的浪费或多余的设备扩充；二可根据系统数据统计分析适当增加或扩容电力容量，避免因负载不足导致设备宕机而发生重大安全事故。
- 55. 无人值守电源运行安全管理解决方案系统管理平台综合维护 资产管理：除电源、空调与环境基础设施之外，包含服务器、储存与网络等IT设备。而追踪、监控这些资产是经常性任务。若在资产未经妥善管理的状况下，易造成数据中心设备MTTR (平均修复时间) 的上升，导致设备可利用率下降。 可新增、修改与删除资产设备，所有资产都具备公用字段如：维护信息、位置、尺寸、重量、名称等。以机房或变电站的平面设计图作为底稿，划分使用区域，可针对所有机房基础设施如机柜、配电柜、开关电源、机房空调、PDU…等，以及IT设备如服务器、交换机…等进行资产登记。并可设定电源线路与网络线路连接关系，除清楚地呈现出数据中心机房的当下可用资源，显示彼此关联性。
- 56. 无人值守电源运行安全管理解决方案工单管理：当机房或变电站需要进行资产异动、设备维护或是设备检修时，工单管理系统提供了一个一体化的平台，免去了许多繁琐的签核流程，提供了一个更轻省的流程取代之。工单系统搭配资产管理与容量管理的功能，更能大幅提高企业机房在规划、扩充、维修时的效率。系统可提供用户许多可自定义的参数，包含：模板名称，作业流程，工单类型，排程设定，优先级，开始/结束/工作时间，规划人员/审核人员/签核人员….等。客制化的设计，可针对不同企业所需，设计出适合各组织单位的工单流程。 移动巡检APP：实现巡检流程的电子化，方便巡检人员在进行机房内各项设备查询时更快速且有效率地配置巡检任务与计划。并可针对各项异常状况，提供拍照记录功能，全面性地有效纪录巡检过程中所发现的异常设备与异常数据。并可自动或手动生成巡检报表，方便管理者追踪机房内各设备运行状况。从而达到降低异常事件，延长设备生命周期的效果。
- 57. 第三部分 变电站通信电源设计
- 58. 《220kV~1000kV变电站通信设计规程》DL/T 5225-2016 4.0.5变电站应设置满足通信设备供电要求的电源系统。 5.2.2 变电站一体化电源系统的通信设计分工界面，一直流配电屏输出端子为界。 6.7.1 变电站应设置2套稳定可靠的直流通信电源系统给设备供电，以保证通信畅通。 6.7.2 变电站内通信所需交流电源，应由可靠的、来自不同站用电母线段的双回路交流电源供电。 6.7.3 通信用直流电源系统的额定电压应为直流-48V。 6.7.4 220kV变电站宜配置2套交直流一体化电源系统，通信部分容量应按其设计年限内变电站通信设备的总耗电量配置，每套一体化电源系统配置的蓄电池组为通信设备的单独供电时间不应小于4h。 6.7.5 330kV及以上变电站宜配置2套独立的通信专用直流电源系统，通信专用直流电源系统由高频开关电源、免维护蓄电池组和直流配电屏等组成。通信电源容量应按其设计年限内变电站通信设备的总耗电量配置，每套电源系统配置的蓄电池组单独供电时间不应小于4h。通信电源设计依据
- 59. 6.7.6 高频开关电源设备应具有完整的防雷措施、智能监控接口、主告警输出干接点等。 6.8.3 配置独立通信电源时宜设置独立蓄电池室，也可与站用直流电源蓄电池室合并。 6.8.6 通信机房宜设置空气调节装置，蓄电池室应有良好的通风设施。 6.8.7 通信机房、蓄电池室应装设可靠的事故照明。 6.11.5 通信设备各直流电源的正极“+”，在电源设备侧和通信设备侧均应直接接地，接地线宜用多股铜导线，其截面应根据最大故障电流确定。 6.11.7 通信设备的下列金属部分应做保护接地：音频电缆和电源电缆的金属外皮和屏蔽层。通信电源设计依据
- 60. 变电站通信电源配置规范序号设备名称规 格单位数量备 注一高频开关电源-48V/300A：6x50A；套1 1设备机柜尺寸800X600X2260（或600X600X2260）面1 2监控单元具备整流模块及交直流系统本地监控功能，可实现“遥测”、“遥控”、“遥信”，具备远程通信接口及告警输出空接点。套11、提供监控协议；2、监控输入空接点不少于4个，告警输出空接点不少于3个，接点容量不小于DC110V 5A/DC 220V 3A； 3、通信接口标准采用10M/100M以太网口或RS232等接口标准。3整流模块单元单模块额定输出电流50A块6 4交流配电单元交流输入：三相2路100A，380V； 自动切换； 交流输出： 单相：3路5A，220V；3路10A，220V； 三相：2路10A，380V个
- 61. 变电站通信电源配置规范5直流配电单元蓄电池接入分路：2路；熔断器配置容量300A（每路接500Ah电池1组）； 直流分配屏接入分路：4路，熔断器配置容量450A；块 二直流分配屏 套1 1设备机柜尺寸800X600X2260（或600X600X2260）面1 2直流配电单元负载分路：10路10A、10路32A、10路40A、8路63A；套 3直流屏接入由直流屏母线直接接入高频开关电源的直流配电单元 交流输入：三相2路100A，380V； 自动切换； 交流输出： 单相：3路5A，220V；3路10A，220V； 三相：2路10A，380V个
- 62. 通信电源容量计算通信电源容量计算流程
- 63. 500kV朝歌变通信电源容量计算通信电源容量的构成：通信电源的容量主要取决于负载电流，蓄电池充电电流，冗余模块数量，以及系统冗余系数要求。 1） 负载统计明细负载电流 2） 电池充电电流及冗余模块 3） 系统冗余系数 4） 蓄电池后备时间 2.2 通信电源容量计算
- 64. 通信电源容量计算序号设备类型数量单套设备额定负载电流总负载电流1SDH设备3台8A24A2PCM设备1台2A2A3调度交换机1台4A4A4保护接口装置4台1A4A5监控子站1台1A1A负载电流（I负载电流）35A1）负载统计明细负载电流：所要接入的所有负载设备最大额定工作电流总和。负载设备启动冲击电流不做考虑，原因详见编制说明。
- 65. 通信电源容量计算2）电池充电电流及冗余模块 电池充电电流：能够保证在通信电源系统正常满负载容量工作的状态下可以额外为蓄电池提供充电的系统电流,取值为0.1C10。 冗余模块：除满足系统正常满负载工作电流和蓄电池充电电流以外的系统冗余备份模块。冗余模块数量应不少于3块且符合N+1原则，同时满足当“主用模块数小于或等于10 个时，备用一个；当主用模块数大于10 个时，每10个备用一个”。 3）系统冗余系数 系统冗余系数（γ）：满足现网设备可靠工作的同时，为远期扩容提供一定的系统容量预留。可根据站点功能取值，本工程预留20%。 4） 蓄电池后备时间 蓄电池后备时间：通信站交流全停后，蓄电池满足通信设备正常运行的时间。后备时间满足《通信专用电源技术要求、工程验收及运行维护规程》（Q/GDW11442-2015）规定。
- 66. 5）通信电源容量计算 本工程负载电流I负载电流=35A，备电时间4小时。 按照《YD／T 5040-2005 通信电源设备安装工程设计规范》计算蓄电池容量。如下： I预期负载=I负载电流/（1-γ） =35A / (1-0.2)=43.75A C=( K×I预期负载×T ) /{n×[1+ɑ×(t-25)]} （向上取整）， 其中，K为安全系数，取1.25；T为后备时间；n为放电容量系数，t为实际电池所在地最低温度数值，所在地有采暖设备时，按15摄氏度考虑，无采暖设备按5摄氏度考虑。ɑ为电池温度系数，当放电小时率≥10，取0.006，当1≤放电小时率<10，取0.008，当放电小时率<1，取0.01。放电容量系数n如下所示：
- 67. C= (1.25×43.75×4)/{0.79×[1+0.008×(15-25)]} =256.39AH（朝歌变实际电池容量配置为500AH） I充=0.1×C=0.1×500=50A IZ=I预期负载+I充=43.75A+50A=93.75A NZ=IZ/单个整流模块容量（向上取整）同时需满足冗余模块要求。本项目配置模块容量为50A。 NZ=93.75A/50A=1.875个（向上取整为2个） 考虑到N+1冗余配置，朝歌变最终模块配置数量为4个。 IZ ：满足负载和电池充电的总需求容量（A） γ：系统冗余系数，根据项目远期规划在0～100%之间取值，本项目取值20% I充：系统总的电池充电电流（A） K ：容量计算系数 C ：电池容量（Ah） 由此，500kV朝歌变电站预期负荷为43.75A，通信电源配置500AH蓄电池。
- 68. 通信电源配置方案序号预期负荷标准 I预期负载（A）电源系统容量供电 模式通信电源配置180以内200A专用电源系统A（200A 500AH）×2套280至150300A专用电源系统A（300A 900AH）×2套3150至250500A专用电源系统A（500A 1500AH）×2套4250至450900A专用电源系统A（900A 2800AH）×2套5450至700350A×4专用电源系统B（350A 2000AH）×4套6700至1200900A×4专用电源系统B（900A 3600AH）×4套通信电源典型配置表如下所示：根据计算结果，符合表格第1条，采用A供电模式。 供电模式A采用两套完全独立的通信专用电源接线方式。
- 69. 通信电源配置方案
- 70. 器件的配置器件的配置1) 整流屏 2) 直流配电屏 3) 器件级差 4) 防雷器件
- 71. 电缆线径选择电缆线径选择电缆选择应符合下列要求： 1、通信交流中性线应采用与相线相等截面的导线。 2、接地导线应采用铜芯导线。 3、机房内的导线应采用非延燃烧电缆。 4、保护地线（PE）最小截面满足下表要求：相线截面（mm2）PE线截面（mm2）S≤16S16<S≤3516S>35≥S/2
- 72. 通信电源配置明细序号设备名称单位数量配置规格备 注 1交流配电（在高频开关电源屏内） 输入：~380/100A×2 （带自动切换）带自动切换装置，应急电源、充放电仪表接先插口。2高频开关电源屏面2蓄电池出口：2*300A熔断器 总输出：200A熔断器4个模块/屏3通信专用阀控式密封铅酸蓄电池组组2500Ah，2V/只24只/组4直流配电屏面2DC -48V/10A×10 DC -48V/16A×10 DC -48V/32A×10 DC -48V/63A×10
- 73. 第四部分 调度大楼通信电源设计
- 74. 机房规范《电子信息系统机房设计规范》GB 50174 – 2008 3.1.1 电子信息系统机房应划分为A 、B 、C 三级。设计时应根据机房的使用性 质、管理要求及其在经济和社会中的重要性确定所属级别。 3.1.2 符合下列情况之一的电子信息系统机房应为A 级 1 电子信息系统运行中断将造成重大的经济损失； 2 电子信息系统运行中断将造成公共场所秩序严重混乱。 3.1.3 符合下列情况之一的电子信息系统机房应为B 级。 1 电子信息系统运行中断将造成较大的经济损失； 2 电子信息系统运行中断将造成公共场所秩序混乱。 3.1.4 不属于A 级或B 级的电子信息系统机房为C 级。 3.1.5 在异地建立的备份机房，设计时应与原有机房等级相同。 3.1.6 同一个机房内的不同部分可以根据实际需求，按照不同的标准进行设计。
- 75. 机房规范8.1.7 电子信息设备应由不间断电源系统供电。不间断电源系统应有自动和手动旁路装置。确定不间断电源系统的基本容量时应留有余量，不间断电源系统的基本容量可按下式计算： E≥1.2P （8.1.7-1） 式中E--不间断电源系统的基本容量（不包含备份不间断电源系统设备）（KW/KVA） P—电子信息设备的计算负荷（kW/KVA）。 8.1.8 用于电子信息系统机房内的动力设备与电子信息设备的不间断电源系统应由不同的回路配电。 8.1.9 电子信息设备的配电应采用专用配电箱（柜），专用配电箱（柜）应靠近用电设备安装。 8.1.10 电子信息设备专用配电箱（柜）宜配备浪涌保护器（SPD）电源监控和报警装置，并提供远程通信接口。当输出端中性线与PE 线之间的电位差不能满足设备使用要求时，宜配备隔离变压器。 8.1.11 电子信息设备的电源连接点应与其他设备的电源连接点严格区别，并应有明显标识。
- 76. 机房规范8.1.12 A 级电子信息系统机房应配置后备柴油发电机系统，当市电发生故障时，后备能够柴油发电机能承担全部负荷的需要。 8.1.13 后备柴油发电机的容量应包括UPS 的基本容量、空调和制冷设备的基本容量、应急照明及关系到生命安全等需要的负荷容量。 8.1.14 并列运行的发电机，应具备自动和手动并网功能。 8.1.15 柴油发电机周围应设置检修用照明和维修电源，电源宜由不间断电源系统供电。 8.1.16 市电与柴油发电机的切换应采用具有旁路功能的自动转换开关。自动转换开关检修时，不应影响电源的切换。 8.1.17 敷设在隐蔽通风空间的低压配电线路应采用阻燃铜芯电缆，电缆应沿线槽、桥架或局部穿管敷设；当电缆线槽与通信线槽并列或交叉敷设时，配电电缆线槽应敷设在通信线槽的下方。活动地板下作为空调静压箱时，电缆线槽（桥架）的布置不应阻断气流通路。 8.1.18 配电线路的中性线截面积不应小于相线截面积；单相负荷应均匀地分配在三相线路上。
- 77. 机房规范《国家电网公司信息机房设计及建设规范》Q / GDW 1343—2014 4. 1 机房分级 4. 1. 1 信息机房划分为A、B、C、D 四级。设计时应根据机房所承载的信息系统的使用性质、管理要 求及其在经济和社会中的重要性确定所属级别。 4. 1. 2 符合下列情况之一的信息机房应为A 级： a） 信息系统运行中断将造成重大的经济损失。 b） 信息系统运行中断将造成公共场所秩序严重混乱。 c） 信息系统运行中断将造成国家电网公司范围内生产经营等核心业务无法正常开展。 4. 1. 3 符合下列情况之一的信息机房应为B 级： a） 信息系统运行中断将造成较大的经济损失。 b） 信息系统运行中断将造成公共场所秩序混乱。 c） 信息系统运行中断将造成国家电网公司总部及分部或省公司范围内生产经营等核心业务无法 正常开展。
- 78. 机房规范4. 1. 4 符合下列情况之一的信息机房应为C 级： a） 信息系统运行中断将造成经济损失。 b） 信息系统运行中断将影响公共场所秩序。 c） 信息系统运行中断将造成国家电网公司直属单位或地市公司范围内生产经营等核心业务无法 正常开展。 4. 1. 5 不属于A 级、B 级或C 级的信息机房为D 级。 4. 1. 6 A、B 级信息机房可在异地建立备份机房，设计时应与主用机房等级相同。 4. 1. 7 同一个机房内的不同部分可根据实际情况，按不同的等级标准进行设计。 4. 1. 8 各级信息机房与建设单位对应如表1。
- 79. 机房规范4. 2 性能要求 4. 2. 1 A 级信息机房内的场地设施应按容错系统配置，在系统运行期间，场地设施不应因操作失误、设备故障、外电源中断、维护和检修而导致系统运行中断。 4. 2. 2 B 级信息机房内的场地设施应按冗余要求配置，在系统运行期间，场地设施在冗余能力范围内，不应因设备故障而导致系统运行中断。 4. 2. 3 C 级信息机房内的场地主要设施如电源、核心设备应按冗余要求配置，在系统运行期间，场地设施在冗余能力范围内，不应因设备故障而导致系统运行中断。 4. 2. 4 D 级信息机房内的场地设施应按基本需求配置，在场地设施正常运行情况下，应保证信息系统运行不中断。
- 80. 机房规范9. 1 供配电系统 9. 1. 1 信息机房用电负荷等级及供电要求应根据机房的等级，按GB 50052 及附录A 的要求执行。 9. 1. 2 信息设备供电电源质量应根据信息机房的等级，按附录A 的要求执行。 9. 1. 3 信息机房供配电系统应考虑机房设备扩展、升级的可能性，并预留备用容量。 9. 1. 4 户外供电线路不宜采用架空方式敷设。当户外供电线路采用具有金属外护套的电缆时，在电缆进出建筑物处应将金属外护套接地。 9. 1. 5 A、B 级信息机房应采用两路来自不同变电站的线路供电，其中A 级机房宜采用专线方式供电；C 级信息机房应采用两路来自不同配电变压器的线路供电，同时采用ATS（自动切换开关）进行双电源自动投切。 9. 1. 6 A、B 级信息机房宜由专用配电变压器或专用回路供电，变压器宜采用干式变压器。 9. 1. 7 信息机房内的低压配电系统不应采用TN—C 系统。信息设备的配电应按设备要求确定。 9. 1. 8 主机房应设置专用动力配电柜（箱），并在电源进线的总配电柜（箱）处加装防浪涌装置。信息设备电源应与照明、空调等设备电源分开。A 级机房信息设备与照明、空调等设备电源配电柜应分开 设置。
- 81. 机房规范9. 1. 9 信息设备专用配电箱（柜）宜配备浪涌保护器、电源监测和报警装置，并应提供远程通信接口。当输出端中性线与PE 线之间的电位差不能满足信息设备使用要求时，宜配备隔离变压器。 9. 1. 10 信息设备的电源连接点应与其他设备的电源连接点严格区别，并应有明显标识。 9. 1. 11 A 级信息机房应配置后备柴油发电机系统，当市电发生故障时，后备柴油发电机应能承担全部负荷的需要。 9. 1. 12 B 级信息机房可设置应急发电车电源接口，当市电发生故障时，可用应急发电车提供临时供电。 9. 1. 13 后备柴油发电机的容量应包括不间断电源系统、空调和制冷设备的基本容量及应急照明和关系到生命安全等需要的负荷容量。 9. 1. 14 并列运行的柴油发电机，应具备自动和手动并网功能。 9. 1. 15 柴油发电机周围应设置检修用照明和维修电源，电源宜由不间断电源系统供电。 9. 1. 16 市电与柴油发电机的切换应采用具有旁路功能的自动转换开关。自动转换开关检修时，不应影响电源的切换。 9. 1. 17 电源线应尽可能远离通信线，并避免混合敷设，当不能避免时，应采取相应的防火屏蔽措施。
- 82. 机房规范9. 1. 18 敷设在隐蔽通风空间的低压配电线路应采用阻燃铜芯电缆，电缆应沿线槽、桥架或局部穿管敷设；当配电电缆线槽（桥架）与通信缆线线槽（桥架）并列或交叉敷设时，配电电缆线槽（桥架）应敷设在通信缆线线槽（桥架）的下方。活动地板下作为空调静压箱时，电缆线槽（桥架）的布置不能阻断气流通路。 9. 1. 19 配电线路的中性线截面积不应小于相线截面积；单相负荷应均匀地分配在三相线路上，三相负荷不平衡度一般小于30%。 9. 1. 20 当采用静态交流不间断电源设备时，应按GB 50052 和行业标准规定的要求，采取限制谐波分量措施。 9. 1. 21 当电网电源质量不能满足机房供电要求时，应根据情况采用相应的电源质量改善和防护措施。 9. 1. 22 主机房内应分别设置维修和测试用电源插座，两者应有明显区别标志。测试用电源插座可由机房电源系统供电，维修用电源插座应由非专用机房电源供电。 9. 1. 23 空调系统应单独供电，不宜与不间断电源系统等机房设备馈电线路共线。
- 83. 机房规范9. 2 不间断电源系统 9. 2. 1 信息设备应由不间断电源系统供电。不间断电源系统应有自动和手动旁路装置。确定不间断电源系统的基本容量时应留有余量。不间断电源系统的基本容量可按式（3）计算： E≥1.2P （3） 式中： E——不间断电源系统的基本容量（不包含备份不间断电源系统设备）[（kW/kV•A）]。 P——信息设备的计算负荷[（kW/kV•A）]。 9. 2. 2 用于信息机房内的动力设备与信息设备的不间断电源系统应由不同回路配电。 9. 2. 3 A、B 级信息机房的主机房应采用不少于两路UPS 供电，且每路不间断电源系统容量要考虑其中某一路故障或维修退出时，余下的不间断电源能够支撑机房内设备持续运行。 9. 2. 4 C 级信息机房的主机房可根据具体情况，采单台或多台UPS 供电，但UPS 设备的负荷不得超额定输出功率的70%，采用双UPS 供电时，单台UPS 设备的负荷不应超过额定输出功率的35%。 9. 2. 5 在市电失电的情况下，信息机房UPS 电源后备时间按附录A 的要求执行。 9. 2. 6 机柜内应使用PDU 为信息设备供电，每一个PDU 应配套采用独立的空气开关进行控制，便于检修和避免故障范围扩大。A、B 级机房中，机柜内的PDU 应分别由不同的UPS 供电。C 级机房中，机柜内的PDU 至少有一个是由UPS 供电。双电源设备的电源应分别连接到不同的PDU 运行。
- 84. 机房规范9. 2. 7 每套UPS 宜配备1 至2 组蓄电池。 9. 2. 8 蓄电池存放房间应满足阴凉、干燥、通风要求，环境温度保持在15℃～25℃之间。 9. 4 防雷与接地 9. 4. 1 信息机房的防雷和接地设计，应满足人身安全及信息系统正常运行的要求。设计应符合GB50057、GB 50343 及本标准的规定。 9. 4. 2 机房市电进线宜遵照上述国家标准采取防雷措施。当不得不采用架空线时，应在低压架空电源进线处或专用电力变压器低压配电母线处，装设低压避雷器。 9. 4. 3 市电供电电源宜采用分级防雷的措施。一级避雷器装置在大楼总配电间；二级避雷器装置在市电配电柜输入前端或不间断电源系统的输入前端；三级避雷器配置在重要设备前端。 9. 4. 4 保护性接地和功能性接地宜共用一组接地装置，其接地电阻按其中最小值确定。 9. 4. 5 计算机设备没有明确要求时，A、B 级机房场地的接地电阻不应大于1Ω，配电系统的中性（N）线与保护地（PE）线之间的电压有效值应不大于2V。 9. 4. 6 对功能性接地有特殊要求需单独设置接地线的信息设备，接地线应与其他接地线绝缘；供电线路与接地线宜同路径敷设。 9. 4. 7 信息机房内的信息设备应进行等电位联结，等电位联结方式应根据信息设备干扰的频率及信息机房的等级和规模确定，可采用S 型、M 型或SM 混合型。
- 85. 机房规范9. 4. 8 采用M 型或SM 混合型等电位联结方式时，主机房应设置等电位联结网格，网格四周应设置等电位联结带，并应通过等电位联结导体将等电位联结带就近与接地汇流排、各类金属管道、金属线槽、建筑物金属结构等进行连接。 9. 4. 9 每台信息设备（机柜）应采用两根不同长度的等电位联结导体就近与等电位联结网格连接。 9. 4. 10 等电位联结网格应采用截面积不小于90mm2 的铜带或120mm2 的镀锌扁钢，并应在防静电活动地板下构成边长为0.6～3m 的矩形网格。 9. 4. 11 各类设备保护地线宜用多股铜导线，其截面积应根据最大故障电流确定，一般为20～95mm2。接地线的连接应确保电气接触良好，连接点应进行防腐处理。
- 86. 第五部分 通信电源系统典型设计
- 87. 省公司西区调度大楼案例
- 88. (本页无文本内容)
- 89. (本页无文本内容)
- 90. 省公司东区调度大楼案例
- 91. (本页无文本内容)
- 92. (本页无文本内容)
- 93. (本页无文本内容)
- 94. 谢 谢！
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