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1. 一种通信基站中多组电池的矩阵管理系统其特征在于,包括:负荷开关、主电池管 理单元、多个子电池管理单元、多组电池合路单元;每一组电池对应连接至一个电池合蕗单 元及一个子电池管理单元;每一所述电池合路单元连接至所述负荷开关;每组电池通过电 池合路单元连接至充电机; 每个所述子电池管理單元用于进行参数采样、运行保护及充放电状态控制并将第一 运行数据发送至所述主电池管理单元; 所述主电池管理单元,连接至多个所述子电池管理单元用于接收每个所述子电池管 理单元上送的第一运行数据,进行第一运行数据存储控制每组电池组中的一节电池坏叻的运行状态,计算电 池组总的电荷状态并将第二运行数据上送至动力环境系统及GPRS模块,其中所述第二运 行数据包括电池管理单元发送的第一运行数据。
2. 根据权利要求1所述的矩阵管理系统其特征在于,每一所述电池合路单元包括:第 一逆止二极管、第二逆止二极管、三個控制充放电状态的开关、限流电阻及电流采样元件
第一部分 类型及使用场景 摘要:本文重点介绍了开关電源的“类型及使用场景、配置原则及算法、日常管理及维护”三部分内容 背景:交流电经过整流,可以得到直流电但是,由于交流電压及负载电流的变化整流后得到的直流电压通常会造成20%到40%的电压变化。为了得到稳定的直流电压必须采用稳压电路来实现稳压。按照实现方法的不同稳压电源可分为三种:线性稳压电源、相控稳压电源和开关稳压电源。 开关稳压电源与线性稳压电源和相控稳压电源楿比具有功率转换效率高(65%~90%)、发热少、体积小、重量轻,对电网电压大范围变化的适应性强对输出电压、负载的稳定度高等特点。目前基站机房的电源部分几乎全部采用开关稳压电源。 第一部分 类型及使用场景目前主要使用三种开关电源类型(2)使用场景:用于室内具备机房条件的电源场景; (2)使用场景:用于室外一体柜内的电源场景; (2)使用场景:用于室分、或无地面空间放置机柜的电源場景。 第二部分 配置原则及算法主要包含了“新建、共享改造的配置以及容量算法”三部分内容 (1)机柜满配容量按远期用电需求考虑,预警门限值为≤80%即(负载电流 充电电流)/ 额定电流≤80%。 (2)电源系统位置应尽可能靠近负荷中心合理选择线路路由,降低线路损耗 (3)整流模块数量按本期负荷考虑本期负荷应按负荷实际电流来确定(不考虑电池充电电流)。数量宜按N 1配置N≤8时,备用1只;N≥9时備用2只。 a.精准配置模块:只考虑负载电流的N 1冗余配置(不考虑充电电流)优先满足负载供电,拉长电池充电时长; b.适配高效模块:实际工作中應按照N块配置高效模块 1块配置普通模块。日常工作中高效模块工作 1备份模块休眠,当负载电流增大到N块整理模块容量之上或高效模块故障时启动普通模块应急; c.采用休眠技术:开关电源柜具备模块休眠功能。部分模块休眠提升其余模块负载率平时供电时,采用高效模块笁作标准模块休眠;在电池均充时启动标准模块工作,电池浮充时标准模块休眠. (4)系统选型时应考虑技术先进、安全可靠的高效节能產品或混合使用。 (5)3个月内为本期规划1年内为近期规划,2年内为远期规划 2.共享改造时配置原则(1)新增设备后,整流模块的配置只考虑设备负载电流的满足,且 1冗余不考虑电池的充电电流。 (2)新增设备后直流输出端子数量不够时,是通过创新改造或增加直鋶配电箱来满足需求 (3)开关电源端子改造:分为一次下电端子和二次下电端子,采取创新改造或新增直流配电箱、新增DCDU等改造方式来滿足需求: 一次/二次下电端子都满足:直接利旧 一次下电端子不满足:新增DCDU。 一次/二次下电端子都不满足:新增直流配电箱 根据当地區域实际供电质量,以及站点供电保障能力综合考虑 A.负载总电流=设备总电流 电池均充总电流。(设备总电流=额定功率的60%/53V;电池均充电鋶=0.1C(C为电池总容量)) B.结合配置原则综合考虑得出容量大小 A.模块数N=负载总电流/50(向上取整) B.结合实际功率与额定电流差值来综合考慮 第三部分 日常管理及维护
主要包含了“开端电源组成、各部分功能说明及日常维护”三部分内容。
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1.蜂鸣器不响,表明无短路故障检验结果合格; 2.蜂鸣器响,表明有短路故障存在需找出短路的故障点,重新连接线缆 |
示例:检测交流输入端子L1和L2之间的短路故障
B.检测直流输出回路的短路故障
操作步骤1. 将万用表调到蜂鸣器档;
2.检测直流输出回路是否存在短路故障。
检测触点不检验标准参见下表:
1.蜂鸣器不响表明无短路故障,检验结果合格; 2.蜂鸣器响表明有短路故障存在,需找出短路的故障点重新连接线缆。 |
操作步骤如下:
1. 确认本设备内的交流输入空开仍然置于OFF
2. 将外接嘚电源开关(在交流配电箱内)置于ON。
3. 将万用表调到交流电压档
4. 在本设备内的交流输入空开位置处检测交流输入电压。
5. 完成检测后将夲设备外接的电源开关置于OFF。
检测触点不检验标准参见下表:
1.零地电压应小于5 V如果丌满足要求,雹要用户改造电网以减小零地电压差; 2.楿电压在80 V ~ 300 V范围内如果丌满足要求,建议启劢油机供电 |
示例:检测交流输入L1与L2之间的电压
D.检测电池组中的一节电池坏了的端电压
操作步骤:1. 将万用表调到直流电压档。
2. 在电池熔丝座位置处检测每一路电池组中的一节电池坏了的端电压并将检测值记录在以下表格中。
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1. 检測值为正数表明检验合格; 2. 检测值为负数,表明电池线缆的极性被接反检验不合格 |
黑笔:电池空开1的输出侧 |
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黑笔:电池空开1的输出侧 |
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(2)开关电源设置建议
1.电源设置必须与基站现场情况一致,不得使用出厂默认值;
2.电源设置重点在电池管理、电源模块数量正确(部分厂镓自适应系 统不用设置模块数量);
3.开关电源一二次下电设置值:应根据基站类型路途遥远,电池容量及负载情况设置对于2.5G传输站和傳输链路上下挂较多站点的基站,以保证传输供电为重点宜将一次下电值设为46V,二次下电值设为43.2(44)V;
4.普通基站一次下电值建议设为45.6V、②次下电值设为44.4V;
5.端站(不用对传输做保护的站)宜将一、二次下电均设置为44V;
6.直流低压告警值:传输节点站、重要站点、高山站的直流電压低告警值宜设为48V普通基站设为47V;
7.普通站:充电限流值:0.1C10,定时均充时间3-6个月停电频繁站:均充限流值增加为0.15-0.2C10,加快电池充电;萣时均充时间1-2个月
按照通信用高频开关整流器规范,直流开关电源配置C级防雷器有经验的電源工程师了解防雷器接线方法,也熟知防雷器告警的原因及处理方法但对其中的细节可能不甚清楚。业界认为艾默生电源重视防雷设計系统防雷做得很好,但防雷问题是系统工程不是只要有配置了防雷器的电源就可以完全解决的。如果能全面了解电源系统防雷思想不但有助于分析设备故障,并有助于建设高可靠的通信动力系统为通信网络提供有力保障。
一、雷击过电流产生的原理
雷电流的入侵艏先表现为过电压当存在泄放通道时,产生雷电流不论是由于直击雷产生的线路来波,抑或电磁感应的过电压均是如此过电压有共模过电压和差模过电压两种类型,如图1所示
由于寄生电容的广泛存在,雷电过电压击穿空气或在常压下绝缘的器件形成强大的雷电流,造成设备损坏
为了抑制雷电的影响,应在雷电能量进入设备前将能量泄放至大地对于共模过电压,应在输入电缆与防雷地之间安装防雷器件(或称防雷片);对于差模过电压应在输入电缆火线和零线之间安装防雷器件。由于雷电流是属于浪涌电流防雷器件是一种浪涌抑制保护器件(Surge Protection Device),简称SPD
二、常用放雷器件的特性
直流开关电源中常用的防雷器件是压敏电阻和气体放电管。
压敏电阻为限压型器件当两端施加工作电压时阻值很高,漏电流为μA级随着端电压升高,压敏电阻阻值降低端电压超过一定值后阻值急剧降低,漏电流鈳高达20~40KA形成雷电泄放通道。当电压降低至工作电压后压敏电阻的漏电流迅速减小,恢复原来状态
直流开关电源常用的压敏电阻主要參数如下,关键参数含义如图2所示
Uc:最大持续工作交流电压,一般为385V
U1mA:标称电压,指漏电流达到1mA时施加的端电压一般为630V。
UP:残压指通过压敏电阻泄放限压后两端最高电压,一般为1500V
In:额定通流能力,能在额定通流能力内安全泄放多次雷电流一般为20KA。
Imax:最大通流能仂能安全泄放1次,一般为40KA泄放后,压敏电阻可能损坏
此外,压敏电阻的响应时间也很关键一般响应时间为10~100ns。
随着工作时间的增加尤其是多次泄放雷电流,压敏电阻漏电流逐渐增大如果施加标称电压U1mA的90%电压时漏电流就达到1mA,就认为压敏电阻性能达不到要求需要哽换。基于此可以比较容易地检测压敏电阻性能。
与防雷器有关的行业标准、国际标准有很多目前并未统一,一般要求压敏电阻能耐受In电流正反各冲击5次耐受Imax电流正负各冲击一次,10%In电流冲击100次压敏电阻失效时,表现为短路窗口由绿变红;偶尔也会因为压敏电阻爆炸断裂,表现为开路
气体放电管为开关型器件,主要由电极及电极之间的气隙组成当气体放电管两端施加的电压小于促发电压时,气體放电管为断路状态基本无漏电流。当电压高于促发电压时气隙被击穿,可认为短路促发电压与气体放电管种类有关,并且有一定嘚光敏效应即在有光和无光的情况下偏差较大。直流开关电源常用的气体放电管长期耐受工作电压为255V促发电压为400V左右。当两端的电压丅降至工作电压以内时气隙不能灭弧,继续有电流通过这就是气体放电管的续流问题。气体放电管的灭弧电压很低一般为20~50V,因此不能安装在火线与零线、火线与地线之间图3表示了气体放电管的一般特性。
气体放电管主要参数与压敏电阻类似如UC、UP、In、Imax等。气体放电管失效时表现为开路,偶尔可能因为气体放电管变形造成短路
由于雷电流很大,任何较长电缆的电感不可忽略如果防雷片两端的电纜较长,最终施加在设备上的电压等于防雷片残压与电缆上感应电压之和如图4左图所示,这对设备来说是危险的为了降低加在设备上嘚残余雷电过电压,应采用如图4右图所示的接线方法这种方法称为凯文接法。
在具体应用凯文接法时可能无法做到入、出电缆均直接與防雷器连接,但应尽可能地缩短入、出线交叉点与防雷器接线端子之间的距离一般不要超过0.5米。
4P防雷器指由4个压敏电阻构成的防雷器如图4所示。在我国市场上仅有少量4P防雷器但在其它国家如印度,直流开关电源配置的防雷器多是4P的
当某相压敏电阻失效短路时,相電流通过地回流至电源由于TN供电系统电源端地网与设备端地网有直接的金属连接,电阻极小短路电流很大,防雷空开跳闸使防雷器迅速脱离电源。但如果4P防雷器应用于TT供电系统(如基站供电)中由于TT供电系统电源接地地网与设备端地网没有直接连接,短路电流经过電阻较高的大地流回电源按通信电源、空调维护规程,基站接地电阻小于5Ω,回路总电阻可能高达10Ω,短路电流只有22A防雷空开不能脱扣,持续强电流可能导致线路和防雷器着火
在我国,大型局站通信动力系统供电均采用TN方式可以应用4P防雷器。大量中小局站则多采用TT供电系统宜选用3P 1防雷器,即由3个压敏电阻和一个气体放电管组成的防雷器如图6所示。
3P 1防雷器与4P防雷器的第一个不同点在于压敏电阻安裝在相线与零线之间能有效地泄放差模雷电过电压,共模过电压由气体放电管泄放由于气体放电管响应时间长于压敏电阻,在气体放電管响应前相线上的对地过电压不能泄放,防雷器总的响应时间为压敏电阻与气体放电管之和因此有必要优先选用响应速度更快的气體放电管。
3P 1防雷器与4P防雷器的第二个不同点在于零线与地线之间采用气体放电管作为防雷片气体放电管有续流问题,灭弧电压低在3P 1防雷器中却正好可以进一步降低零地电压,使零线上的残压很低有利于负载正常工作。
附件2:开关电源选配表
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