現(xiàn)代通信電源

前言

　　目前，隨著計算機科學的迅猛發(fā)展，國內外通信技術有了長足的進步。通信器件不斷換代，通信模式不斷更新，通信領域不斷拓寬。通信消息伸向地球的每個角落，并超越了時空，通向宇宙，聯(lián)通天外。　　通信電源，作為通信設備的原動力，其性能的優(yōu)劣直接影響通信設備的高效、穩(wěn)定、可靠運行。例如，航天器通信電源的失效，重要通信設備的電源損壞，生命救援設備的電源不良等，都會給人類社會帶來巨大的經(jīng)濟損失和精神創(chuàng)傷。因此，提高通信電源在現(xiàn)代通信中的作用和地位的認識，熟悉通信電源系統(tǒng)的組成及其通信設備的供電要求，掌握現(xiàn)代通信電源系統(tǒng)中常用設備的基本原理和性能，領會通信電源系統(tǒng)的設計需求和原則，學會通信電源系統(tǒng)的設計方法，是通信及相關專業(yè)學生和從事通信領域工程技術人員的重要任務之一，這也是編寫本書的出發(fā)點。　　目前，國內關于通信電源各類新型設備方面已有諸多書籍介紹，而系統(tǒng)方面的論著尚少。本書試圖從各種通信電源站系統(tǒng)的組成原理、設備構成，尤其是選型和設計等方面人手，反映上述變化與發(fā)展，從系統(tǒng)的角度為從事通信電源工程的科技人員提供較新的知識?！　”緯钊霚\出，系統(tǒng)、全面地闡述了目前我國正在使用的通信電源設備和系統(tǒng)，緊密結合具體產(chǎn)品，力圖使讀者了解現(xiàn)代通信電源的發(fā)展變化和國內外現(xiàn)狀，著重介紹了現(xiàn)代通信電源設備和系統(tǒng)的工作原理、技術指標、電路結構、應用和設計方面的知識，因而具有較強的實用性、針對性和新穎性。　　全書內容共分10章：第1章對通信電源系統(tǒng)進行了一般性介紹；第2章闡述了交流供電系統(tǒng)；第3章詳細介紹直流電源系統(tǒng)；第4章介紹構成開關電源的基礎電路；第5章為電信電源的集中監(jiān)控系統(tǒng)；第6章為接地和防雷等內容；第7章介紹了交流不問斷電源；第8章介紹了典型的通信電源設備的組成和使用維護知識；第9章介紹電信電源設備和系統(tǒng)的可靠性；第10章對開關電源的設計軟件做簡單介紹?！　”緯诰帉戇^程中，主要參照2000年信息產(chǎn)業(yè)部組織修訂發(fā)布的中華人民共和國通信行業(yè)標準YD／T1051-2000《通信局（站）電源系統(tǒng)總技術要求》進行編寫的。　　書中所介紹的通信電源產(chǎn)品相關標準，在編寫時均為有效版本。因為所有標準都會被修訂，因此，請讀者在參閱本書中介紹的標準時，要注意此標準的有效性或最新版本?！　”緯杉匠ｙi任主編并編寫第l章、第2章、第8章；劉建輝任副主編并編寫第3章、第7章；徐光憲任副主編并編寫第4章、第5章；葉靜編寫第9章、第10章；包劍編寫第6章；全書由葉景樓教授審稿。　　在本書的編寫過程中，參考了眾多的文獻和產(chǎn)品資料，在此深表謝意。　　答于作者學識水平有限，書中錯誤和不當之處在所難免，敬請讀者指正。

內容概要

本書對現(xiàn)代通信電源及通信局（站）電源系統(tǒng)的組成、工作原理和典型基本電路，以及通信電源的可靠性及設計做了較全面的介紹。    全書內容共分10章：第1章對通信電源系統(tǒng)進行了一般性介紹；第2章介紹交流供電系統(tǒng)；第3章介紹直流電源系統(tǒng)；第4章介紹開關電源的基礎電路；第5章介紹電信電源的監(jiān)控系統(tǒng)；第6章介紹接地和防雷等內容；第7章介紹交流不間斷電源；第8章介紹典型的直流電源設備；第9章介紹電信電源設備和系統(tǒng)的可靠性；第10章對開關電源的設計軟件做了簡單介紹。    本書內容豐富、實用性強，可供從事通信電源的工程設計、維護管理和設備生產(chǎn)研制人員使用，亦可作為各類通信電源專業(yè)的學習參考書。

書籍目錄

第1章  通信電源系統(tǒng)概述  1.1  通信設備對電源系統(tǒng)的要求  1.2  通信電源系統(tǒng)的組成    1.2.1  集中供電方式電源系統(tǒng)的組成    1.2.2  分散供電方式電源系統(tǒng)的組成    1.2.3  混合供電方式電源系統(tǒng)的組成    1.2.4  通信電源的分級  1.3  發(fā)展概況  1.4  通信電源的性能和規(guī)范第2章  交流供電系統(tǒng)  2.1  交流供電的構成    2.1.1  交流供電的種類    2.1.2  市電交流供電系統(tǒng)    2.1.3  交流供電系統(tǒng)的接地  2.2  交流供電的質量指標    2.2.1  國家標準規(guī)定的交流電源供電電壓、頻率及諧波的規(guī)定    2.2.2  電信直流電源供電電壓及頻率要求    2.2.3  ITU K.34對交流電源的接口建議    2.2.4  交流電源中的干擾電壓    2.2.5  提高電能指標的措施  2.3  高壓交流供電系統(tǒng)    2.3.1  高壓交流供電系統(tǒng)組成    2.3.2  電信局（站）變電所高壓供電系統(tǒng)    2.3.3  工程設計中常用的高壓供電系統(tǒng)接線  2.4  高壓配電設備及電力變壓器的產(chǎn)品系列    2.4.1  高壓配電設備和設備選擇    2.4.2  變壓器的產(chǎn)品系列和容量選擇  2.5  低壓交流供電系統(tǒng)    2.5.1  低壓交流供電系統(tǒng)的組成    2.5.2  市電供電電源與備用電源的切換方式    2.5.3  電力室交流供電系統(tǒng)    2.5.4  低壓配電設備的選擇    2.5.5  低壓穩(wěn)壓設備的選擇  2.6  變電所的信號裝置    2.6.1  信號裝置的分類    2.6.2  集中式中央信號裝置  2.7  柴油發(fā)電機組交流供電系統(tǒng)    2.7.1  電信局（站）的自備電源    2.7.2  電信局（站）柴油發(fā)電機組的種類和用途    2.7.3  柴油發(fā)電機組的結構分類及特點第3章  直流電源系統(tǒng)  3.1  直流電源的種類和組成    3.1.1  概述    3.1.2  直流基礎電源    3.1.3  國際上有關直流電源的標準和建議    3.1.4  直流電源的種類    3.1.5  直流供電系統(tǒng)的組成  3.2  直流電源的配電系統(tǒng)    3.2.1  低阻配電系統(tǒng)    3.2.2  高阻配電系統(tǒng)    3.2.3  電子熔斷器    3.2.4  直流配電設備的規(guī)格和要求  3.3  高頻開關整流器    3.3.1  高頻開關整流器的組成、原理和特點    3.3.2  高頻開關整流器的分類    3.3.3  功率因數(shù)校正電路    3.3.4  高頻功率電力電子器件    3.3.5  功率變換電路    3.3.6  高頻開關整流器的控制電路    3.3.7  高頻開關整流器的主要技術指標  3.4  直流電源供電方式    3.4.1  整流器獨立供電方式    3.4.2  整流器、蓄電池的供電方式    3.4.3  直流／直流變換器供電方式    3.4.4  自然能、蓄電池供電方式    3.4.5  不間斷蓄電池系統(tǒng)供電方式    3.4.6  整流器、燃料電池供電方式    3.4.7  浮充供電系統(tǒng)調壓方式  3.5  蓄電池    3.5.1  概述    3.5.2  鉛酸蓄電池    3.5.3  閥控式密封鉛酸蓄電池    3.5.4  堿性蓄電池    3.5.5  鋰蓄電池    3.5.6  鎳氫蓄電池第4章  開關電源電路  4.1  開關電源的功率轉換電路  4.2  控制電路    4.2.1  控制電路的功能和結構    4.2.2  SG1524／3524脈寬調制型開關電源集成控制器    4.2.3  TL494開關電源集成控制器    4.2.4  TL1451脈寬調整型開關電源集成控制器    4.2.5  MC34025／33025高速雙端PWM集成控制電路  4.3  功率因數(shù)校正    4.3.1  電功率和功率因數(shù)    4.3.2  功率因數(shù)的提高    4.3.3  有源功率因數(shù)校正    4.3.4  集成功率因數(shù)控制器  4.4  諧振變換器第5章  電信電源的監(jiān)控系統(tǒng)  5.1  概述  5.2  電信電源系統(tǒng)的監(jiān)控內容  5.3  監(jiān)控系統(tǒng)的組成和功能    5.3.1  監(jiān)控系統(tǒng)的組成    5.3.2  監(jiān)控系統(tǒng)的功能  5.4  監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡連接    5.4.1  監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡連接的基本概念    5.4.2  監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡連接方式  5.5  電信局（站）的電視圖像監(jiān)視系統(tǒng)    5.5.1  電視圖像監(jiān)視系統(tǒng)的組成    5.5.2  圖像監(jiān)視設備的性能    5.5.3  數(shù)字視頻技術  5.6  監(jiān)控系統(tǒng)示例    5.6.1  大誠動力及環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)    5.6.2  微波和光纜無人中繼站電源和環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)簡介  5.7  嵌入式系統(tǒng)在通信電源監(jiān)控中的應用    5.7.1  監(jiān)控對象的選取    5.7.2  通信電源監(jiān)控系統(tǒng)組網(wǎng)方案    5.7.3  監(jiān)控平臺的硬件電路設計    5.7.4  監(jiān)控平臺的軟件設計    5.7.5  監(jiān)控平臺與智能設備之間的通信    5.7.6  監(jiān)控平臺實現(xiàn)的主要功能第6章  接地和防雷  6.1  接地系統(tǒng)    6.1.1  接地系統(tǒng)的組成與各部分的功能    6.1.2  接地的分類    6.1.3  分設和合設的接地系統(tǒng)  6.2  電信局（站）接地電阻值    6.2.1  我國電信局（站）接地電阻值    6.2.2  國外電信局（站）的接地電阻值  6.3  接地系統(tǒng)的電阻和土壤的電阻率    6.3.1  工頻接地電阻和沖擊接地電阻    6.3.2  接地系統(tǒng)的電阻    6.3.3  土壤的電阻率  6.4  接地系統(tǒng)的設計    6.4.1  單個接地體的計算    6.4.2  多個接地極組成的接地體的計算    6.4.3  常用角鋼和鋼管多極接地體接地電阻的計算圖表    6.4.4  不同季節(jié)的接地電阻的計算    6.4.5  接地體和接地導線的選擇  6.5  人工降低接地電阻的方法    6.5.1  三種人工降低接地電阻的方法    6.5.2  降阻劑接地電極的施工方法  6.6  接地電阻和土壤電阻率的測量    6.6.1  測量接地電阻的方法    6.6.2  土壤電阻率的測量及接地電阻測量儀器  6.7  電源系統(tǒng)的防雷保護    6.7.1  電源系統(tǒng)的過電壓保護    6.7.2  雷電的形成和特征    6.7.3  電信電源系統(tǒng)防雷保護原則    6.7.4  氧化鋅壓敏電阻避雷器    6.7.5  交流低壓TN和TT系統(tǒng)內裝設電涌保護器（SPD）的要求    6.7.6  電信電源系統(tǒng)防雷保護主要措施第7章  交流不問斷電源UPS  7.1  在線式UPS電源的組成及工作原理  7.2  UPS電源的整流電路  7.3  UPS電源的逆變電路  7.4  靜態(tài)開關  7.5  UPS電源的高頻環(huán)節(jié)變換方式  7.6  充電裝置與電池管理維護  7.7  在線互動式與三端口式UPS電源  7.8  UPS電源的串并聯(lián)使用  7.9  通信用UPS電源的主要技術指標及測量  7.10  UPS電源的安裝與使用第8章  典型的直流電源設備  8.1  雙登牌GFMVRLA蓄電池    8.1.1  產(chǎn)品特點    8.1.2  產(chǎn)品外形尺寸及主要參數(shù)    8.1.3  產(chǎn)品的主要特性曲線    8.1.4  蓄電池的管理    8.1.5  固定型閥控密封鋁酸蓄電池使用與維護  8.2  DUM14及DUM34大容量高頻開關電源系統(tǒng)    8.2.1  DUMl4型大容量高頻開關單元系統(tǒng)    8.2.2  DUM34型大容量高頻開關電源系統(tǒng)  8.3  PRS700／1000智能高頻開關電源設備    8.3.1  PRS700高頻開關電源系統(tǒng)的組成和基本參數(shù)    8.3.2  SMPS700整流模塊    8.3.3  PRS700／1800電流系統(tǒng)監(jiān)控管理功能  8.4  諧振式高頻開關電源  8.5  ZXDU300 300A組合電源系統(tǒng)    8.5.1  系統(tǒng)概述    8.5.2  結構特點和工作原理    8.5.3  安裝與調試    8.5.4  操作與維護第9章  電信電源設備和系統(tǒng)的可靠性  9.1  可靠性的意義和計算公式    9.1.1  可靠性的意義    9.1.2  可靠性的計算公式  9.2  市電供電和電源設備的可靠性指標    9.2.1  市電電源的可靠性指標    9.2.2  電源設備的可靠性指標  9.3  電信局（站）電源系統(tǒng)可靠性指標第10章  開關電源設計軟件簡介  10.1  PI Expert專家系統(tǒng)簡介    10.1.1  PI Expert專家系統(tǒng)發(fā)展概況    10.1.2  PI Expert 7.0的主要特點及輔助軟件  10.2  PI Expert 7.0專家系統(tǒng)的使用注意事項  10.3  PI Expert7.0專家系統(tǒng)    10.3.1  PI Expert 7.0專家系統(tǒng)的主要功能    10.3.2  安裝PI Expert Suite    10.3.3  自定義元件庫  10.4  PI Expert 7.0選擇指南    10.4.1  PI Expert 7.0選擇指南的設計流程    10.4.2  PI Expert 7.0選擇指南的使用方法  10.5  PI Expert 7.0的用戶面板    10.5.1  電源規(guī)格面板    10.5.2  PI器件選擇面板    10.5.3  高頻變壓器選擇面板    10.5.4  反饋電路設計面板  10.6  PI Expert 7.0的主菜單和工具欄    10.6.1  PI Expert 7.0的主菜單    10.6.2  PI Expert 7.0的工具欄  10.7  導航工具的使用    10.7.1  PI Expert 7.0的導航樹    10.7.2  PI Expert 7.0工具欄的導航按鈕    10.7.3  PI Expert 7.0激活設計菜單中的編輯設計命令    10.7.4  PI Expert 7.0設計結果的結構框圖  10.8  PI Expert 7.0的設計向導    10.8.1  設計選項面板    10.8.2  AC／DC輸入類型面板    10.8.3  DC輸出面板    10.8.4  設計設置面板    10.8.5  設計負壓輸出的方法  10.9  PI Expert 7.0的用戶首選項附錄1  中華人民共和國通信行業(yè)標準YD／T 1051—2000通信局（站）電源系統(tǒng)總技術要求（摘要）附錄2  有關電信電源系統(tǒng)和設備的標準、規(guī)范目錄參考文獻

章節(jié)摘錄

　　（1）接地體。接地體又稱為接地電極或地網(wǎng)，它與土壤形成電氣接觸，可將各地線中的電流匯人大地。采用聯(lián)合接地方式時，接地體一般由建筑混凝土內的鋼筋和建筑物四周敷設的環(huán)形接地電極組成。　?。?）接地引人線。接地體與接地總匯集線之間的連線，稱為接地引入線。為了提高使用壽命，接地引入線應進行防腐處理。　　（3）接地匯集線。接地匯集線是指與各通信機房接地線相連的接地干線。為了減少地線上雜散電流回竄，接地匯集線分為垂直接地總匯集線和水平接地分匯集線兩部分。垂直接地總匯集線是垂直貫穿于通信局各層樓的接地主干線。它的一端與接地引人線相連；另一端與各層樓的鋼筋和水平接地分匯集線相連，形成輻射狀結構。水平接地分匯集線應分樓層設置，各通信設備的接地線應就近接入水平接地分匯集線?！　。?）接地線。各類通信設備的接地端與水平接地分匯集線之間的連線，稱為設備的接地線。接地線的截面積應根據(jù)設備接地要求確定，并且不準使用裸線?！　?.2.2分散供電方式電源系統(tǒng)的組成　　1-基本結構　分散供電方式電源系統(tǒng)組成框圖如圖1-3所示。采用分散供電方式時，交流供電系統(tǒng)仍采用集中供電方式。交流供電系統(tǒng)的組成與集中供電方式相同。直流供電系統(tǒng)可分樓層設置，也可按各通信系統(tǒng)設置。閥控式免維護蓄電池組可設置在電池室內，也可與通信設備設置在同一機房內。在各個分設的直流供電系統(tǒng)中，每部分可以采用較小容量的電池組?！　?.分散供電方式的優(yōu)點　　為了適應超大容量通信樞紐的要求，分散供電系統(tǒng)已成為必然的選擇。因為近年來在大型樞紐和高層局（站）內，通信設備的容量迅速增加，所需的供電電流大幅提高，有時需要幾千安的由流集中供電系統(tǒng)很難滿足通信設備的要求。同時，采用集中供電系統(tǒng)時，電源出現(xiàn)故障，將造

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