更新时间：2023-07-17 02:56
《通信电源系统》是2008年人民邮电出版社出版的书籍，作者是漆逢吉。
通信供电系统必须能稳定、可靠、安全地供电，确保在任何情况下通信设备不断电。通信供电系统的结构应十分完善，必须由主用电源和备用电源组成。主用电源一般是两路或一路市电电源，备用电源又分为长时间备用电源和短时间备用电源：短时间备用电源一般是蓄电池等储能装置；长时间备用电源是自备柴油发电机组或燃气轮机发电机组。在正常情况下，通信电源系统将市电电源经过适当的变换和调节，为通信设备提供稳定可靠的电源；市电电源故障时或电源变换和调节设备发生故障时，先由短时间备用电源供电（由储能装置直接供电或经电力变换装置供电）；当市电长时间故障时，自备发电机组启动供电。配置这些电源设备和完善的电源系统就是为了提高通信电源系统的可用性，不间断地满足各种通信设备的动力需求，保证通信万无一失。
通信电源系统由整流设备、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。通信电源系统一般包括双回路10 kV高压系统、10 kV/380 V的低压变配电系统、油机供电系统、高频开关电源系统（直流整流及配电系统）、UPS系统、防雷接地系统、集中监控系统等。而在基站供电系统中，一般不包括10 kV高压系统，通常直接引入当地的220/380 V电源，其他的基本相同。通信电源系统在整个通信行业中虽然占的比例比较小，但它是整个通信网络的关键基础设施，是通信网络上一个完整而又不可替代的独立专业。对于电源产品来说也是最基础的，产品技术的发展和变化速度也不同于其他通信产品，通信电源产品的种类繁多，包括高频开关电源设备、半导体整流设备、直流-直流模块电源、直流-直流变换设备、逆变电源设备、交、直流配电设备、交流稳压器、交流不间断电源（UPS）、铅酸蓄电池、移动通信手持机电池、发电机组、集中监控系统等。
通信电源系统是通信系统的一个组成部分，常被称为通信系统的“心脏”，在通信系统中占有极为重要的地位。如果通信电源系统发生故障，就会使供电质量下降或供电中断，通信系统就不能正常运行，必然引发通信系统的故障。通信系统的故障将会造成巨大的经济损失和不可估量的政治影响。因此，对于电信运营商而言，在一定意义上，通信电源是工作中 头等重要的大事。可以说，“没有通信电源，就没有通信业务，就没有经济效益”。所以，为了保证通信畅通，必须对通信电源给予足够的重视，并采取各种必要的措施，以达到通信电源的高可用性的要求。
《通信电源系统》从通信电源工程技术人员知识更新的角度介绍了通信电源的有关技术知识，内容包括：通信电源系统概述、通信局（站）的交流变配电设备、通信局（站）的接地与防雷、阀控式密封铅酸蓄电池、整流电路与高频开关电源电路原理、通信用智能高频开关电源系统、交流不间断电源(UPS)设备、油机发电机组、机房空调、通信局（站）动力及环境集中监控系统。书中反映了我国各大通信运营企业当前普遍采用的先进电源技术和相关最新通信行业标准的要求。
电信系统、数据通信系统和通信电源系统常常以“几个9”表示系统的可用性（A），可用性是指一年内系统正常运行的时间占全年时间的百分比。例如，“4个9”是指99.99%的可用性，表示一年内（365天）的停机时间小于53min；“5个9”（99.999%）的可用性，表示一年内停机时间小于5.3min；“6个9”（99.9999%）的可用性表示一年内只有32s的停机时间。此外，还可以用术语“不可用性（U）”指标表示系统的可用性。
实际上，术语“可用性（A）”表示的是系统正常运行的能力，术语“不可用性（U）”表示的则是系统故障的可能性。可用性（A）和不可用性（U）的关系是：A=1－U。例如，假设可用性A=99.99%（4个9），则不可用性U=1-0.9999=1×10-4。
综上所述，通信电源的可用性是指一年内正常供电时间占全年时间的百分比。通信电源的不可用性是指一年内故障时间占全年时间的百分比。
根据《通信局（站）电源系统总技术要求》（YD/T1051-2000）的规定，不同通信局（站）电源系统的不可用性的要求如下。
（1）省会城市和大区中心通信枢纽（含国际局）、市话汇接局、电报（数据）局、无线局、长途传输一级干线站、市话端局以及特别规定的其他通信局（站），电源系统的不可用性应≤5×10-7[相当于6个9，（99.99995%）的可用性]。即每年内电源系统故障时间应≤15.8s；平均20年内，电源系统故障的累计时间应≤5min。
（2）地（市）级城市综合局、1万～5万门市话局、长途传输二级干线站或相当的通信局（站）等，电源系统的不可用性应≤1×10-6[相当于6个9（99.9999%）的可用性]。即每年内电源系统故障时间应≤31.5s；平均20年内，电源系统故障的累计时间应≤10min。
（3）县（含县级市）综合局、万门以下市话局，电源系统的不可用性应≤5×10-6[相当于5个9（99.9995%）的可用性]。即每年内电源系统故障时间应≤2.6min；平均20年内，电源系统故障的累计时间应≤50min。
3高可用性通信电源的关键要素
为了保证通信电源的高可用性，通信电源系统必须具备以下4个最主要的关键要素。
（1）可靠性
要求各种电源设备、各种开关、转换开关和其他的配电设备必须非常可靠，具有很高的平均无故障时间指标。在设计通信电源系统时力求简单，采取消除或减少单点故障的设计方法。
（2）功能性
要求各种电源设备必须能稳定供电，各项输出指标满足质量要求。供电电压过高会引起通信负载设备元器件损坏，供电电压过低又会影响通信系统的正常运行。直流供电系统的衡重杂音电压过高会影响电话通话质量；脉动电压过高会使数据通信设备的误码率增加。UPS交流不间断电源应能抑制市电电源的各种干扰，干扰可能引起互联网传输速率下降、数据丢失等，甚至导致网络瘫痪。
（3）可维修性
通信电源系统的设计必须使所有电源系统元件能够在通信系统正常供电的情况下进行维护，一般称为“同时维护”，即通信电源系统的一部分设备在正常运行的同时对另一部分电源设备进行维护。
（4）故障容限
通信电源系统必须具有抗故障的能力，做到电源系统的任何元件出现故障都不会影响正常供电和通信负载设备的正常运行，而且整个配电系统也必须有抗故障的能力，从而可以弥补不可避免的负载故障和人为操作错误造成的影响。
《通信电源系统》读者对象主要是全国各大通信运营商及其代维公司、通信建设公司和监理公司的电源专业技术人员与管理人员，以及通信电源设备制造商的售后服务工程技术人员，可以用作上述人员的在职培训教材，并可供通信电源设计人员和通信类高等院校师生参考。
通信电源系统概述 1
1.1 通信局(站)电源系统的组成 1
1.1.1 集中供电方式电源系统的组成 1
1.1.2 分散供电方式电源系统的组成 6
1.1.3 混合供电方式电源系统的组成 6
1.1.4 一体化供电方式电源系统的组成 7
1.2 低压交流配电系统的接地型式 7
1.2.1 TN系统 7
1.2.2 TT系统 9
1.2.3 IT系统 11
1.3 通信电源供电要求 11
1.3.1 基础电源的供电质量指标 11
1.3.2 供电可靠性 12
1.3.3 安全供电 13
1.3.4 电磁兼容性 13
1.4 电气设备外壳防护等级 18
1.5 安全用电基本知识 19
1.5.1 触电事故的种类和触电形式 19
1.5.2 电流对人体的危害 20
1.5.3 安全电压 21
1.5.4 触电救护 21
1.5.5 电气安全用具 21
通信局(站)的交流变配电设备 23
2.1 交流供电系统概述 23
2.2 高压交流供电系统 24
2.2.1 高压交流供电系统的组成 24
2.2.2 高压配电方式 24
2.2.3 两路市电供电的运行方式 26
2.2.4 专用变电站(所) 26
2.2.5 变电站(所)主接线 27
2.3 高压开关柜 29
2.3.1 高压开关柜分类 29
2.3.2 常用高压电器 29
2.3.3 高压开关柜的“五防”功能及倒闸操作相关技术要求 31
2.4 降压电力变压器 32
2.4.1 降压电力变压器的结构和类型 32
2.4.2 降压电力变压器的规格 33
2.4.3 降压电力变压器绕组接线方式 33
2.5 低压交流供电系统 33
2.5.1 低压配电系统 33
2.5.2 常见的低压配电设备 34
2.5.3 常见的低压配电电器 36
2.6 功率因数补偿 39
2.6.1 功率因数的概念 39
2.6.2 功率因数补偿措施 40
2.7 变配电设备的维护 41
2.7.1 变配电设备维护的基本要求 41
2.7.2 高压变配电设备的维护 42
2.7.3 低压配电设备的维护 43
通信局(站)的接地与防雷 44
3.1 联合接地概述 44
3.1.1 联合接地的定义与联合接地系统的组成 44
3.1.2 室内接地系统的等电位连接 46
3.2 综合通信大楼的接地系统 47
3.2.1 接地网 47
3.2.2 接地引入线与接地汇集线 47
3.2.3 各楼层接地系统的两种连接形式 49
3.2.4 通信设备和其他设施的接地 50
3.3 移动通信基站的接地系统 52
3.3.1 基站地网 52
3.3.2 基站的接地引入线 54
3.3.3 基站的接地汇集线及接地汇流排 54
3.3.4 基站的接地线与接地处理 56
3.4 微波站与卫星地球站的接地系统 56
3.4.1 微波站的接地系统 56
3.4.2 卫星地球站的接地系统 58
3.5 小型有线和无线通信站的接地系统 58
3.5.1 市话接入网站和模块局的接地系统 58
3.5.2 宽带接入点的接地 59
3.5.3 小型无线通信站的接地系统 60
3.6 接地电阻 60
3.6.1 通信局(站)的接地电阻要求 60
3.6.2 接地电阻的定义 62
3.6.3 工频接地电阻的测量方法 62
3.6.4 土壤电阻率的测量 65
3.7 通信局(站)防雷基本知识 67
3.7.1 雷电危害的来源 67
3.7.2 描述雷电的参数 68
3.7.3 防雷区的划分 69
3.7.4 浪涌保护器 70
3.8 通信局(站)的防雷措施 75
3.8.1 直击雷防护 75
3.8.2 供电线路与电力变压器的防雷 77
3.8.3 低压供电系统的防雷 77
3.8.4 计算机网络及各类信号线的防雷 80
3.9 通信局(站)防雷与接地系统的维护 81
3.9.1 防雷与接地系统的日常维护 81
3.9.2 防雷与接地系统维护周期表 81
3.9.3 限压型浪涌保护器的检测 82
阀控式密封铅酸蓄电池 83
4.1 阀控式密封铅酸蓄电池的型号命名及工作原理 83
4.1.1 通信用阀控式密封铅酸蓄电池的型号命名 83
4.1.2 阀控式密封铅酸蓄电池的结构 83
4.1.3 阀控式密封铅酸蓄电池的工作原理 84
4.1.4 阀控式密封铅酸蓄电池的特点 86
4.2 全浮充工作方式 86
4.2.1 浮充电压 86
4.2.2 均充电压 87
4.2.3 恒压限流充电 88
4.3 蓄电池的放电特性 89
4.4 蓄电池的容量及寿命 90
4.4.1 蓄电池容量的概念 90
4.4.2 蓄电池容量与放电率的关系 90
4.4.3 蓄电池容量与电解液温度的关系 91
4.4.4 蓄电池容量的选择 91
4.4.5 蓄电池的寿命 91
4.5 蓄电池组接入开关电源系统的方法 92
4.6 阀控式密封铅酸蓄电池的安装与维护 92
4.6.1 对蓄电池运行环境的要求 92
4.6.2 对蓄电池安装与维护的一般要求 93
4.6.3 蓄电池的充放电与浮充运行 94
4.6.4 蓄电池的日常维护检测 95
4.6.5 蓄电池常见故障分析 96
整流电路与高频开关电源电路原理 99
5.1 整流电路 99
5.1.1 单相桥式整流电路 99
5.1.2 三相桥式整流电路 100
5.2 开关电源中的功率电子器件 103
5.2.1 概述 103
5.2.2 VMOS场效应晶体管 104
5.2.3 绝缘栅双极晶体管(IGBT) 105
5.3 非隔离型开关电源电路 106
5.3.1 电感和电容的特性 106
5.3.2 降压(Buck)式直流变换器 107
5.3.3 升压(Boost)式直流变换器 111
5.3.4 反相(Buck-Boost)式直流变换器 113
5.4 隔离型开关电源电路 114
5.4.1 单端反激(Flyback)式直流变换器 115
5.4.2 单端正激(Forward)式直流变换器 122
5.4.3 推挽(Push-Pull)式直流变换器 124
5.4.4 全桥(Full-Bridge)式直流变换器 129
5.4.5 半桥(Half-Bridge)式直流变换器 132
5.5 集成PWM控制器 136
5.5.1 概述 136
5.5.2 电压型控制器举例 136
5.5.3 电流型控制器举例 140
5.6 边沿谐振型直流变换器 144
5.6.1 硬开关PWM直流变换器存在的主要问题及解决办法 144
5.6.2 移相控制全桥零电压开关脉宽调制直流变换器 145
5.6.3 移相控制全桥零电压零电流开关脉宽调制直流变换器 150
5.6.4 移相全桥软开关PWM变换器的集成控制器举例 153
通信用智能高频开关电源系统 159
6.1 高频开关电源系统的组成 159
6.2 交流配电部分 159
6.2.1 输入两路电源手动转换的交流配电主电路举例 159
6.2.2 输入两路电源自动转换的交流配电主电路举例 160
6.2.3 交流电压与电流的测量 162
6.2.4 交流输入电源线的选用与接入 162
6.3 高频开关整流器 164
6.3.1 高频开关整流器的组成 164
6.3.2 具有共模电感的抗干扰滤波器 166
6.3.3 功率因数校正电路 167
6.3.4 高频开关整流器主电路举例 171
6.3.5 均流电路 172
6.3.6 高频开关整流器的若干技术指标及其测量 174
6.3.7 QZY-11型高低频杂音测试仪的使用方法 177
6.4 直流配电部分 178
6.4.1 直流配电主电路举例 179
6.4.2 分流器与霍尔器件 180
6.4.3 熔断器通断的检测 181
6.4.4 直流馈线截面积的计算 182
6.5 监控器 183
6.5.1 监控器的主要功能 183
6.5.2 开关电源系统的参数设置 184
6.6 高频开关电源系统的配置 184
6.7 高频开关电源设备的维护 185
6.7.1 维护基本要求 185
6.7.2 维护周期表 185
6.7.3 开关电源故障处理概述 186
交流不间断电源设备(UPS) 188
7.1 UPS的基本组成及分类与选用 188
7.1.1 UPS的基本组成 188
7.1.2 UPS的分类 188
7.1.3 UPS的性能分类代码 190
7.1.4 UPS的选用 191
7.2 正弦脉宽调制技术 192
7.2.1 正弦脉宽调制(SPWM)基本原理 192
7.2.2 SPWM单相半桥逆变器 194
7.2.3 SPWM单相全桥逆变器 196
7.2.4 SPWM三相桥式逆变器 199
7.3 UPS中的整流器 201
7.3.1 三相六管高频开关整流器 201
7.3.2 6脉冲整流器 204
7.3.3 12脉冲整流器 210
7.4 静态开关 213
7.4.1 静态开关主电路原理 213
7.4.2 静态开关的应用 214
7.5 锁相同步基本原理 214
7.5.1 锁相环的组成 214
7.5.2 锁相环的基本工作原理 215
7.6 UPS系统中蓄电池容量的选择 215
7.7 UPS的串并联使用 216
7.7.1 双机串联热备份工作方式 217
7.7.2 并联冗余供电工作方式 217
7.7.3 双母线供电系统 218
7.8 UPS的电气性能指标 218
7.8.1 通信用UPS的电气性能指标 218
7.8.2 若干指标的含义 219
7.9 UPS的安装与维护 220
7.9.1 UPS安装注意事项 220
7.9.2 UPS维护的一般要求 221
7.9.3 UPS维护周期表 222
7.9.4 UPS常见故障及处理 222
油机发电机组 225
8.1 油机发电机组的基础知识 225
8.1.1 油机发电机组分类 225
8.1.2 发动机的编号规则 226
8.1.3 发动机常用术语 227
8.2 油机发电机组的构造与工作原理 227
8.2.1 柴油发电机组分类 227
8.2.2 柴油发电机组的应用范围 228
8.2.3 柴油机的基本工作原理 228
8.2.4 柴油发电机组的构成 229
8.2.5 汽油机的基本工作原理 233
8.3 发电机的工作原理 233
8.3.1 同步发电机的基本结构 233
8.3.2 同步发电机的工作原理 234
8.3.3 数码发电机简介 234
8.4 柴油发电机组主要技术指标 235
8.4.1 电气性能主要指标 235
8.4.2 环境污染限值 237
8.4.3 机组的耗油要求 237
8.4.4 安全性 238
8.4.5 可靠性 238
8.4.6 自启动性能要求 238
8.4.7 多台机组并机性能要求 239
8.4.8 系统监控要求 239
8.5 通信用油机发电机组的选用 239
8.5.1 功率规定 239
8.5.2 发电机组输出功率的选择 240
8.5.3 油机输出功率的选择 241
8.5.4 负载因素影响 241
8.5.5 主要配套系统的选用 241
8.5.6 移动通信基站固定油机发电机组 242
8.5.7 移动通信基站固定油机发电机组的智能控制系统 242
8.6 油机发电机组的使用与维护 244
8.6.1 油机发电机组维护的基本要求 244
8.6.2 移动式发电机组的维护 245
8.6.3 油机发电机组的检查 245
8.7 油机发电机组故障分析 246
8.7.1 发电机组不能发电或电压过高过低 246
8.7.2 发电机组频率不稳 247
8.7.3 发电机组启动失败 247
8.7.4 启动时发动机转动但不能点火 248
8.7.5 发动机点火后停机或爆响 248
8.7.6 发动机故障 248
8.7.7 发电机故障查找 248
机房空调 249
9.1 制冷原理与主要部件 249
9.1.1 制冷技术基础知识 249
9.1.2 单级蒸气压缩式制冷系统 251
9.1.3 制冷剂、冷媒和冷冻油 252
9.1.4 热泵型空调器原理 252
9.1.5 制冷系统主要部件 253
9.2 空调系统 255
9.2.1 空气调节的基础知识 255
9.2.2 涉及空调的通信机房环境要求 257
9.2.3 房间空调器 258
9.2.4 通信机房空调设备的类型 261
9.2.5 通信机房所需空调总制冷量的估算 262
9.3 空调设备的维护 263
9.3.1 空调设备常见故障判断方法 263
9.3.2 识别空调假性故障 264
9.3.3 制冷系统常见故障—漏和堵 265
9.3.4 空调设备故障检查及排除步骤 266
9.3.5 通信用空调设备的维护 266
通信局(站)动力及环境集中监控系统 272
10.1 动力环境集中监控系统的网络结构 272
10.1.1 动力环境集中监控系统的基本结构 272
10.1.2 动力环境集中监控系统组网结构的多样性 273
10.1.3 动力环境集中监控系统的接口 274
10.1.4 监控中心的结构 274
10.1.5 SU的结构 275
10.2 传输方式 276
10.2.1 监控模块(SM)与监控单元(SU)之间的传输方式 276
10.2.2 监控单元(SU)与上级监控中心之间的传输方式 278
10.2.3 市(州)监控中心(SC或LSC)与省监控中心(PSC或CSC)之间的传输方式 281
10.3 监控对象及内容 281
10.3.1 中心机房的动力环境监控对象及内容 282
10.3.2 移动通信基站的动力环境监控对象及内容 284
10.4 现场采集简介 285
10.4.1 非智能设备和环境量的数据采集 285
10.4.2 智能设备的数据采集 289
10.4.3 图像监控 290
10.5 动力环境集中监控系统的功能要求 292
10.5.1 动力环境集中监控系统的一般要求 292
10.5.2 动力环境集中监控系统的管理功能 293
10.6 集中监控系统的使用维护 294
10.6.1 日常使用和维护 294
10.6.2 现场人员故障处理流程 295
10.7 动力环境集中监控系统的发展方向 296
10.7.1 组网全IP化 296
10.7.2 监控对象更全面，功能更完善 296
10.7.3 监控系统的开放性应加强 296
参考文献