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1、基站动力电源设备代维培训,2,主要内容,概述珠江PRS700电源系统SMPS700整流模块AL175NT告警模块爱立信基站电源系统阀控密封铅酸蓄电池动力设备的使用与维护,3,一、概述,通信电源系统的基本组成交、直流供电指标,4,（一）通信电源系统的基本组成,市电,AC配电屏,整流器,DC配电屏,蓄电池,DC/DC变换,DC/AC逆变,油机,5,各组成部分的作用,油机发电机组：交流备用电源AC配电屏：负责交流电能的监控和分配整流器：将交流电转换成直流电DC配电屏：负责直流电能的监控和分配,6,蓄电池：直流备用电源；DC/DC变换器：将单一的直流电变换成各种等级的低压直流电；DC/AC逆变器：将直
2、流电转换成交流电；,7,（二）交、直流供电指标1交流供电系统（1）主用电源：采用交流市电，且为三相五线制或单相三线制。,8,交流市电供电标准应符合如下要求：单相电压标称值为220V，电压变动范围为187242V；三相电压标称值为380V，电压变动范围为323418V；频率标称值为50HZ，频率变动范围为2HZ。,9,（4）其他交流供电指标,三相供电电压不平衡度不大于4%电压波形正弦畸变率不大于5%交流供电电压变化范围：通信设备交流电源输入端变化范围+5%-10%通信电源设备交流输入端变化范围+10%-15%,10,2直流电源系统,（1）组成：整流设备、直流配电屏、蓄电池组、直流变换设备、逆变设
3、备等。（2）供电方式:直流供电系统的运行方式为全浮充工作方式；供电电压允许变动范围为宽电压直流供电系统；电源设备安装方式采用分散供电方式；馈电线配线方式采用低阻和高阻配线供电系统。,11,（3）直流电源供电标准应符合如下要求：标称电压值为48V系统：电信设备受电端子上电压变动范围为4057V；供电回路全程最大允许压降为3V。标称电压值为24V系统：电信设备受电端子上电压变动范围为21.626.4V；供电回路全程最大允许压降为2.6V。,12,机房推荐采用-48V系统；机站采用+24V系统；供电电压范围下限值由电池放电终止电压值确定；上限值由电池均衡充电电压值确定。,13,（4）杂音电压指标,衡
4、重杂音2mV 峰值杂音：0300HZ，400mV宽频杂音:3.4150KHZ，100mV有效值 0.1530MHZ，30mV有效值离散杂音：3.4150KHZ，5mV有效值 150200KHZ，3mV有效值 200500KHZ，2mV有效值 0.530MHZ，1mV有效值,14,二、珠江PRS700电源系统,PRS700电源系统的功能PRS700电源系统的性能特点PRS700电源系统的分类PRS700电源系统工作参数PRS700电源机架,15,（一）系统功能 将从交流电网送来的交流电变为稳定的低压直流电，与蓄电池并联构成浮充供电方式的不间断直流供电系统。,16,（二）性能特点,（1）体积小，重
5、量轻，效率高，发热少；（2）分架并联方式与模块热插拔方式，系统配置灵活，维护及扩容方便；（3）功率开关元件损耗低，成本减少；（4）系统具备标准的RS232接口，可以方便地与各种终端连接；,17,（5）设备可靠性高；（6）具备完善的监控功能和告警系统；（7）具备完善的电池管理和测试功能。,18,（三）PRS700电源系统的分类,1、综合地柜式2、嵌入式电源3、挂墙式电源,19,（四）PRS700工作参数,输入参数输出参数其他参数,20,1、输入参数,(1)输入电压:额定电压：220Vac165275Vac 可连续正常工作275300Vac 可工作10分钟300345Vac 可工作400ms开机电
6、压：187Vac 关机电压：165Vac(2)输入频率：4565HZ,21,2、输出参数,(1)输出电压范围:2030Vdc之间可调(2)输出电流：29Vdc/23A 22.5Vdc/30A(3)输出功率：700W（额定）800W（最大）(4)系统输出容量：30630A之间可选,22,3、其他参数,效率：92%(满负载)功率因数：PF总0.995(满负载)软启动时间：58S可闻噪声50dB衡重杂音2mv纹波电压100mv稳压精度：0.5%(满负载),23,（五）PRS700电源机架PRS700R2/+24V电源机架：三个分架 一个告警模块（AL175NT）21个整流模块（SMPS700）一个直
7、流配电单元 一个交流配电单元,25,三、SMPS700整流模块,SMPS700面板介绍SMPS700组成框图SMPS700工作原理,26,（一）SMPS700面板介绍,Power:工作绿灯Module Alarm:模块告警红灯 Current Limit:限流告警黄灯Current:检测该模块实际输出电流Voltage Adj:输出电压微调,（三）SMPS700组成框图,交流输入,直流输出,输入,滤波,一次,整流,高频,变换,输出,滤波,辅助电源,UC3844,PWM,控制电路,UC3875,均分电路,UC3907,保护电路,功率因,数校正,SPWM,控制电路,UC3855,电压电流取,样误差
8、放大,28,1、主电路,交流输入滤波:将交流输入电网中的杂波滤除,同时阻碍本机产生的杂音信号反馈到公共电网；软启动电路:防止开机时产生冲机现象；一次整流：将220V交流电转换成320V直流电；功率因数校正：将320V升高至400V，且将本机的功率因数提高至0.995,29,高频DC/DC变换:电路将高压直流电转换成交流电，再经二次整流将高频交流电转换成适合负载使用的低压直流电。,30,2、控制电路,集成芯片UC3855 向升压变换电路中的高频开关管提供SPWM（正弦脉宽调制）信号。集成芯片UC3875 产生两套相位可调的PWM（脉宽调制）信号，控制开关管的导通占空比，达到稳定输出电压的目的。均
9、分电路UC3907 迫使系统中各整流模块所分担的负荷电流接近一致。,31,3、保护电路,根据检测电路提供的数据，对整机进行输出过压、过流、市电故障、温度过高及切断负载等保护。4、检测电路 根据系统运行情况，给控制电路和保护电路提供各种参数。5、辅助电源电路 采用单管反激式变换电路，产生各种直流电压供数字电路工作。,32,（四）SMPS700主电路工作原理,交流输入及滤波一次整流及延时启动辅助电源功率因数校正高频DC/DC变换电路,33,1、交流输入及滤波,（1）输入市电：电网至电源机架为三相五线制电源机架至整流模块为单相三线制（2）两级低通滤波 C1、L1、C2、C3组成第一级滤波 C4、L2
10、、C5、C6组成第二级滤波,34,VDR1：压敏电阻，作为第四级防雷保护F1：快速熔断器，用于过流保护R313：静电电荷泄放电阻，用于防静电干扰,35,2、一次整流及延时启动,（1）CR1为单相桥式不控整流电路，输出经C及L3，其峰值为320V：辅助电源控制芯提供工作电源功率因数校正电路提供输入电压（2）工作原理：开机CR1工作送来Vcc，K合上RL1吸动接点闭合，结果：接通主电路：PFC电路工作。从开机到接通主电路约需58秒钟，称软启动。R1被短路：减少损耗，提高效率。,36,3、辅助电源,采用单管反激式高频变换电路。产生以下工作电源:+15V+5V Vcc工作原理：当Q301的Ug 为“1
11、”导通时，变压器T301各线圈感应电势极性同名端为“-”，D303、D304均截止，C303、C304放电；当Q301的Ug 为“0”截止时，变压器T301各线圈感应电势极性同名端为“+”，D303、D304均导通，C303、C304充电。,37,4.功率因数校正电路（1）升压变换电路,工作原理：输入320V，且使Q14 的Ug为“1”，主开关管Q14导通，有回路：Ui+L6T14初级线圈Q14Ui-，此时L6储能，感应电势极性左“+”右“-”，D13续流二极管截止，C15放电向负载供电。U0=UC15当Ug为“0”时，Q14关断，L6上感应电势极性与上相反，D13正偏导通，L6经D13向负载
12、供电并对C15充电，即L6释能。U0=Ui+UL6（U0 为输出电压；Ui 为输入电压）,38,（2）控制电路（UC3855）,工作原理：U0经VA反相放大后，与整流输出的取样信号进行模拟相乘，得ILref，再经CA电流误差放大后直接加至PWM比较器的同相输入端，反相输入端接高频锯齿波信号，由PWM送出SPWM信号以控制Q14的通断。由此可见CA的输出直接控制了SPWM的脉宽,从而强迫IL逼近I平均,故称平均电流控制模式,39,5、高频,DC/DC,变换电路,（,1）,电路组成：,:,全桥变换、控制芯片、驱动电路,称改进型,相移准谐振式全桥,变换电路，,工作频率f为300KHZ,（,2,）,工
13、作原理：,当,Q,70,、,Q,73,同时导通时，有,回路：,U,i,+,Q,70,C,70,T,70,初级线圈,T,73,L,73,Q,73,U,i,-,，,T,70,线圈上感应电势极性同名端,为,“,+,”,，,D,74,导通，传送功率至负载。,当,Q,71,、,Q,72,同时导通时，有回路：,U,i,+,Q,72,L,73,T,73,T,70,C,70,Q,71,U,i,-,，,T,70,线圈上感应,电势极性与上相反，,D,75,导通，向负载传送功率,40,要保证有死区：为了避免上下两管同时导通而短路输入电源，使开关管损坏，因此必须保证激励脉冲有一个死区时间。通过改变Q70与Q73（或
14、Q71与Q72）激励脉冲的相位差，即可改变输出电压的大小。,41,（3）DC/DC变换器控制电路（UC3875芯片）,变换器输出功率的调整是通过改变各驱动信号波形相对相位关系而完成。集成电路芯片UC3875的功能：为四个主功率开关管的控制极提供相移驱动信号,即PWM(脉宽调制)信号。,42,四、AL175NT告警模块,AL175NT告警模块面板AL175NT告警模块功能AL175NT告警模块组成I/O板的接口名称和作用辅助电源,43,（一）AL175NT面板介绍,液晶显示器：可显示两行字符，每行可显示16个字母或数字两个发光二极管：绿灯正常工作 红灯系统故障三个按键：键用于同级菜单中的菜单选择
15、和参数设置中的加减运算；键确认键一个9针的RS232串行通信接口，用于与各种终端的连接。,44,（二）AL175NT告警模块功能,1、对系统工作参数进行检测、设定和调 整；2、对故障进行处理以及产生相应的告警 信息；3、协调系统中各整流模块在限制输出电 流的基础上进行均分负载；4、接受上级监控中心的智能管理。,45,（三）告警模块的组成,AL175NT告警模块由微处理器和输入/输出（I/O）两块电路板(EP783、EP784）以及多个告警继电器的输出接口和附加装置组成。,46,（四）I/O板的接口名称和作用,1、TB1接口：单相市电输入接口2、TB2接口：继电器输出接口,继电器的设置,继电器
16、告警信息 编号 1#市电告警 Main Alarm 2#电池过压告警 High Battery 3#电池欠压告警 Low Battery 4#熔丝告警 Fuse Alarm 5#模块告警 Module Alarm 6#公共告警 Commond Alarm,48,3、TB3,1、2电池熔丝告警输入；3、与直流接触器线圈的正端连接。正常工作时该端呈高电位，直流接触器吸动；5、6将直流接触器辅助触头断开信号，引出至TB2的11、12端，示意负载已切断；7、8将温度传感信号接至I/O板的J1插座3、4端；9、10检测蓄电池对称电压端；11、12维修旁路开关倒向“维修”位置的引出信号。,49,4、TB4
17、,1、2接口板直流供电端子；3、4输出电压检测端子；5、6系统电流采样信号端子；7、负载熔丝告警输入；9、熔丝告警；11、12电池电流采样信号端子。,50,TB5：备用接口TB6：MODEM电源,51,（五）辅助电源,主电路采用单端反激式变换电路输入电压范围：2050V输出为：+12V、+9V、+5V,52,（六）系统原理图介绍,整流器分流器RF1（SH1）：检测系统输出电流，型号为500A/75mV。蓄电池分流器RF2（SH2）：检测蓄电池充放电电流，型号为500A/75mV。直流接触器KM1（LVD）：用于防止蓄电池的过放电。,53,维修开关S201,维修时：S201应扳到“维修状态”。工
18、作时：S201应扳到“工作状态”。,54,五、爱立信基站电源系统,工作参数性能特点整流模块组成框图系统工作原理,55,（一）电源系统的工作参数,1、100A型系统交流输入电压额定值：220V输入电压允许变动范围：184264V关机电压：170V 恢复工作电压：180V交流输入最大电流：19A频率变动范围：4565HZ最大输出电流：100A,56,开关频率：40KHZ输出电压可调范围：2230V对蓄电池人工充电电压范围：2531V整流器过压切断值：32V限流调整范围：0104A电池放电低压告警值：22.20.2V低压告警消失电压值：23.70.2V电池熔丝切断电压值：20.60.2V,57,2、
19、50A型系统,交流输入电压额定值：220V正常交流输入电压范围：208240V输入电压允许变动范围：184264V关机电压：170V 恢复工作电压：180V交流输入最大电流：10A频率变动范围：4565HZ最大输出电流：50A,58,开关频率：40KHZ输出电压可调范围：2230V浮充电压可调范围：22.530.5V整流器过压切断值：32V限流调整范围：050A电池放电保护电压值：19V输出电压过低告警值：21V,59,（二）性能特点,具有低噪声、高频快速整流的特点；整流模块采用直流脱机转换工作方式；机架中的整流模块采用并联方式工作并能按比例自动均分负荷；采用适配器可将100A型与50A型整流
20、模块合在一起使用，并能均分负荷；具有输出限流、过压保护功能。,（三）整流模块组成框图,高通滤波,桥式整流,高频逆变,变压器,二次整流,低通滤波,通信设备,控制电路,61,（四）系统工作原理,从市电送来的220V单相交流电经过高频滤波电路，滤除交流电中的高频干扰成份后，由一次整流电路将50HZ的交流电变为直流电，然后对该直流电进行逆变换，转换40KHZ的交流电。经过变压器耦合变压后，再经二次整流，并经低通滤波器输出到负载。,62,六、固定型阀控密封铅酸蓄电池,蓄电池的用途组成结构特性基本工作原理主要技术参数使用特性,63,（一）蓄电池的用途,在直流供电系统中为直流备用电源市电中断：蓄电池进行单放
21、市电正常：起平滑滤波作用,64,（二）结构特点,65,1、极板组(1)组成：正极板和负极板(2)正极板：板栅：铅钙多元合金 活性物质：PbO2(3)负极板：板栅：铅钙合金 活性物质：Pb(4)板栅作用：导电 支撑活性物质(5)活性物质作用：参与电化反应,66,2、隔膜,（1）材料：超细玻璃纤维（AGM）（2）作用：防止正、负极板短路 储存75%左右的电液 氧气扩散,67,3、电解液,电解液：稀硫酸溶液（H2SO4）电解液作用：导电及进行电化反应贫液式设计：即电池内没有多余的电液电液比重为：1.3g/mL 用酸量为：1014mL/Ah,68,4、单向节流阀（安全阀）,（1）作用当电池内盈余气体的
22、压力达到开阀压时,开启安全阀排泄气体，防止电池内气体聚集，减小电池内压，确保安全。当压力下降到闭阀压时阀门自动关闭，防止空气中的气体进入电池而加速电池自放电。,69,（2）开阀压：1049KPa（3）闭阀压：110KPa,70,（三）基本工作原理,1、工作原理 充电：将电能转化为化学能 在电池内储存起来 放电：将化学能转化为电能 供给外电路 2、电池反应方程式 放 PbO2+2H2SO4+Pb 2PbSO4+2H2O 充,71,（四）基本参数,1、电动势与端电压定义：蓄电池外电路断开时，其正、负极间的 电位差，称蓄电池的电动势。蓄电池外电路闭合时，其正、负极间的 电位差，称蓄电池的端电压。标准
23、电动势：E池=E(+)-E(-)=2.04（V）同组电池各单体电池间的开路电压差值20mV,72,2、放电速率,放电时间率：用放电时间的长短表示放电的快慢程度。单位为小时（用“h”表示）如放电10h、3h、1h，常表示为10Hr、3Hr、1Hr等。,73,3、额定容量（标称容量）,容量 指电池的电量，用“C”表示。单位为安时（用“Ah”表示）额定容量 固定电池在25oC下，以10Hr放电至终止电压为1.8v/只时，应该放出最低限度的电量称为额定容量。用“C10”表示。,74,10小时率称标准放电率，其电流值为：I10=C10/10=0.1C103小时率容量C3和电流I3分别为：C3=0.75C
24、10 I3=2.5I101小时率容量C1和电流I1分别为：C1=0.55C10 I1=5.5I10,75,4、使用容量,蓄电池在实际使用条件下所放出的容量称为使用容量。使用容量随温度和放电率变化。使用容量随温度升高而増加，其关系由下式求出：Ce=CR/1+K(t-25)式中：Ce标准温度下电池放电量；CR非标准温度下电池放电量；t放电的环境温度；K温度系数，10Hr时K=0.006/oC 3Hr时K=0.008/oC 1Hr时K=0.01/oC,76,5、终止电压,定义：蓄电池以一定的放电率，在25oC环境温度下放电至能再反复充电使用的最低电压，称为放电终止电压。不同放电率，其终止电压不同：1
25、0Hr:1.8v/只 3Hr:1.8v/只 1Hr:1.75v/只,77,6、蓄电池寿命,浮充寿命：指蓄电池在规定的浮充电压和环境温度下，蓄电池寿命终了时，浮充运行的时间。循环寿命：指蓄电池在规定放电深度和充放电制度下，蓄电池寿命终了时，充放电循环总次数。,78,（五）蓄电池的使用特性,充电特性放电特性,79,1、充电特性（1）浮充使用定义：为了补足蓄电池每昼夜能耗及维持电池内部氧循环所进行的充电，称浮充充电。浮充电压：2.232.27V/只选择浮充电压的依据。,80,温度对浮充电压的影响,温度每升高1oC，每只单体电池的浮充电压必须降低35mV；反之亦然。称为温度自动补偿。,81,（2）均衡
26、充电,定义：为了均衡电池组中各个电池的端压、比重所进行的充电，称均衡充电。均充电压：2.32.35V/只 总之 U均U浮均衡充电时间12小时（21oC32oC）,82,2、放电特性,(1)容量放电试验：工程验收时进行 例：GFM1000电池 C10=1000 Ah 0.1C10=100A 放电终了标志:端压=1.8V/只 放电时间t小时，电池放出电量为Q Q=0.1C10t,83,（2）核对性放电（实际负荷放电）,条件：市电稳定、可靠；具备两组电池方法：中断整流器输出；电池单放步骤：放电前：设置放电终止电压；将整流模块的输出电压设置为低于电池终止电压；设置放电时间为6小时左右。,84,放电过程
27、：系统自动记录放电参数。放电结束：依据终止电压或放电时间自动结束；还可人工强制结束。模块自动升压，并自动投入工作，当电池端压上升至浮充电压时，转入浮充充电。,85,（3）蓄电池的放电制度,每半年应以实际负载做一次核对性放电试验；每三年应做一次容量试验，使用六年后宜每年一次；蓄电池放电期间，每小时应测量一次端压、放电电流。,86,（4）各类市电区蓄电池的供电时间,一类市电:供电0.51h二类市电:供电12h三类市电:供电38h,87,六、动力设备的使用与维护,PRS电源系统的日常维护PRS700故障与处理爱立信电源系统故障与处理阀控密封电池故障与维护,88,（一）PRS电源系统的日常维护,1、通
28、过菜单操作定期检测电压值，并进行校准；2、定期为蓄电池进行核对性放电试验；3、定期检查机架上交直流接线有无松动或损坏；4、定期打印系统运行信息文件并认真进行分析，以及时了解设备运行情况；5、经常检查市电输入的质量；6、经常检查机房的环境温度，保持空气流通；7、若有故障发生应详细记录故障现象，以便于分析和了解故障成因，及时检修。,89,（二）PRS700故障与处理,（1）整流模块故障（红灯亮）：可能原因有市电故障、模块温度高、输出过压、DC/DC电路切断。处理：冷复位。将模块拔出，冷却约15分钟再插入。（2）某模块输出电流太小：原因是均流性能变差。处理：进入维护菜单，选输出电压控制中“默认”项，
29、使告警模块脱离系统。调面板上小电位计，即可通过改变输出电压而改变电流值。之后回到维护菜单输出电压控制项，进入“电压控制”。,90,（3）告警模块故障：面板操作键失灵、面板显示混乱。可能原因雷浪涌电流冲击，或微处理器损坏。处理：冷复位或更换告警模块。（4）系统市电故障（整流模块红灯不亮）：告警模块显示“MAINS OFF”。处理：查I/O板FU/（0.50.7）A熔丝是否断、分架电路板上三相市电是否缺相、电缆线插头是否接反。,91,（三）爱立信电源系统故障与处理,见资料P186188,92,（四）阀控密封电池的使用与维护,1.安装方式 高度超过400mm的电池建议 采用卧式安装，高度低于400mm的电池可选用立式或卧式安装。,93,2.使用维护工作内容 每季度检测一次单体电池的浮充电压，电池外壳或极柱温度，发现浮充电压异常或温度过高时，应及时处理；每半年进行一次核对性放电，如果容量不足，应及时处理；平时不建议均充，一般只有在电池单放电后，才须及时对电池进行均充；经常清理极柱和连接条上的尘土，防止电池漏电或接地。同时检查连接条有无松动，观察电池外观有无异常，如有应及时处理。,3.日常检查和故障处理,95,谢谢大家！,
