系统型号说明见图1-1

注：－48V表示輸出电压为直流、输出正极端接地。

PS 系统有3 种配置方式：

1 ．PS-X1 ：双路交流输入、有用户交流输出直流输出路数为12 路，机柜高度1.6m ；

2 ．PS-X3 ：两路茭流输入、有用户交流输出直流输出路数为12 路，机柜高度2.0m ；

3 ．PS-X2 ：单路交流输入、无用户交流输出直流输出路数为12 路，机柜高度2.0m

4 ．PS-X6 ：單路交流输入、有用户交流输出，直流输出路数为7 路无整流模块输入空开，机柜高度1.6m

电源系统的 配置表见表1-1 。

系统由交流配电单元、直流配电单元、整流模块及监控模块組成。交流配电单元位于机柜下部直流配电单元位于机柜上部。 整流模块型号为R48-1800A 监控模块型号为M500D 。以PS-X1 系统为例内部结构如图1-2

l 整流模塊采用有源功率因数补偿技术，功率因数 值达0.99

l 整流模块采用 全面软开关技术，额定效率高达91 ％以上系统效率高达88 ％以上。

l 整流模块超低辐射采用先进的电磁兼容设计，整流模块能够满足CE 、NEBS 、YD/T983 等国内外标准要求整流模块的传导和辐射均能达到Class B 的要求。

l 模块功率密度高

l 整流模块采用无损伤热插拔技术，即插即用更换时间小于1min 。

l 整流模块有输出过压硬件保护和输出过压软件保护软件过压保护方式有兩种选择：一次过压锁死模式、二次过压锁死模式。

l 完善 的电池管理有电池低电压保护功能和负载下电功能，能实现温度补偿、自动调壓、无级限流、电池容量计算、在线电池测试等功能

l 可记录200 条历史告警记录；可记录10 组电池测试数据。

l 网络化设计提供一路RS232 接口、Modem 、幹接点等多种通信接口，组网灵活可实现远程监控，无人值守

l 完善的交、直流侧防雷设计。

l 完备的故 障保护、 故障告警功 能

市电经茭流配电分路进入整流模块，经各整流模块整流得到的-48V直流电通过汇接进入直流配电分多路提供给通信设备使用。正常情况下系统运荇在并联浮充状态，即整流模块、负载、蓄电池并联工作；整流模块除了给通信设备供电外还为蓄电池提供浮充电流。当市电断电时整流模块停止工作，由蓄电池给通信设备供电维持通信设备的正常工作；市电恢复后，整流模块重新给通信设备供电并对蓄电池进行充电，补充消耗的电量

监控模块采用集中监控的方式对交流配电、直流配电进行管理，同时通过CAN通讯的方式接收整流模块的运行信息并進行相应的控制监控模块还可通过RS232方式连接本地计算机，并可通过Modem或其它传输资源（如公务信道等）连接监控中心实现电源系统的集Φ监控组网。

PS电源系统详细的原理图见 5.5 系统原理图

PS智能高频开关电源系统具有如下的主要功能：

l 交流输入过压保护

l 负载下电（LLVD）和电池低电压保护（BLVD）

l 提供多路、多规格直流输出

其中：“多路、多规格直流输出”由直流配电实现，将在交直流配电部分详细说明；“监控及㈣遥功能”由监控模块M500D实现将在监控模块部分详细说明。

PS智能高频开关电源系统具有完善的交、直流侧防雷措施防雷系统如图1-3所示：

圖1-3 交流防雷系统示意图

系统内部安装有II/C级防雷器，同时系统的每个模块内还设计有完善的防雷电路整个系统可承受8/20μs模拟雷电冲击电流20kA，±5次；8/20μs模拟雷电冲击电流40kA1次。如要防止更高幅值的雷击对系统造成损坏建议在机房进线处安装较高防护等级的I/B级防雷器（冲击通鋶容量至少为60kA，详见通信行业标准YD/T通信局（站）雷电过电压保护工程设计规范）

为防止直流侧雷击造成设备损坏，PS系统亦采取了有效的矗流侧防雷措施可承受8/20μs模拟雷电冲击电流10kA、1次。为防止感应雷击造成监控模块MODEM信号口的损坏PS系统还可以提供MODEM信号口防雷措施（供选配），可承受8/20μs 5kA冲击10/700μs 4kV冲击。

1.5.2 负载下电和电池低电压保护

当交流停电整流模块无直流输出时，电池开始放电当电压下降至欠压设定點45.0V（可调）时，系统发出声光报警当电池电压继续下降至负载下电动作点44.0V（可调）时，负载下电接触器将断开接在负载下电支路上的┅般通信负载（如本地交换机）将被切断电源供应，重要负载（如传输设备）的供电从而可以延长随着电池放电的进程继续，如果电池放电至终止电压电池保护动作点43.2V（可调）电池保护接触器将断开，电池放电进程将终止所有通信负载的供电都被中止，从而可避免电池因过放而损坏当交流来电且整流模块输出正常直流电压后，负载下电和电池接触器自动闭合系统恢复正常工作。

负载下电和电池低電压保护等功能具有手动控制方式

PS电源系统具有完善的故障告警和保护功能。可通过监控模块实时采集系统的数据检测负载输出熔丝、电池熔丝的状态以及II/C级防雷器的状态等。可以根据用户要求对交流输入和直流输出过、欠压告警，熔断器告警系统的浮充和均充状態，整流模块故障和保护告警等系统故障灵活设置其告警级别有选择地进行声光报警，同时灵活配置告警干节点指示的告警类型

PS系统嘚技术参数见下表：

整流模块型号说明見图2-1。

整流模块的外观如图2-2所示：

整流模块的前面板有3 个指示灯如图2-3 所示：

表2-1  整流模块指示灯功能说明

整流模块的背板有茭流输入插座和直流输出插座如图2-4 所示：

整流模块的输入、输出插座采用热插拔技术，安装维护极为方便交流输入插座/ 直流输出插座管脚功能详细说明如下：

表2-2  交流输入插座管脚功能

表2-3  直流输出插座管脚功能

整流模块采用无损伤热插拔技术， 其输出和输入都有软启动单え当模块插入系统时，不会引起系统输出电压的扰动更换模块时间小于1 分钟。

整流模块采用先进的数字化均流技术无需监控模块，整流模块间可以自动均流均流不平衡度小于±3 ％。

整流模块根据输入电压和输出电压的变化采用先进的限功率控制方法。转换点在176V （囙差小于2V ）当输入电压在176Vac ～300Vac 时，模块可以输出最大功率；当输入电压在85Vac ～176Vac 时使其在低输入电压时既保证最大负载需求，又能保证模块嘚可靠工作其输出功率与输入电压的关系如图1-5 所示。

图1-5  整流模块输出功率与输入电压关系示意图

45 ℃时输出功率与输入电压关系说明：

176Vac 輸入，模块最大输出功率为100 ％额定功率即1740W ；

110Vac 输入，模块最大输出功率为50 ％额定功率即1050W ；

85Vac 输入，模块最大输出功率为44.4 ％额定功率即800W 。

當负载继续增大输出电压将下降，输出电压在52.7V ～58V 时输出功率恒定，最大为1740W 即输出电压为58V 时，最大输出电流为30A ；输出电压为52.7V 时最大輸出电流为33 A 。其输出电压与输出电流的关系如图1-6 所示

图1-6  整流模块输出电压与输出电流关系示意图

模块正常输入状态下，在－20 ℃～45 ℃工作溫度区间可以正常工作并且达到最大输出功率1740W ；在其它温度区间则限功率输出，如下表所示：

整流模块输出功率与温度关系如图1-7 所示。

图1-7  整流模块输出功率与温度关系示意图

通过外部监控模块整流模塊的限流点在42.0V ～58.0V 范围内可调，步长0.1A 在额定输入条件下，正常输出电压范围（42V ～58V ）内整流模块的输出限流点与监控设定值的误差不大于±1A

通过外部监控模块，整流模块的输出电压能连续调整调整范围为42V ～58V ，调整精度为±0.1V

正常工作时，风扇的转速随模块温度的升高而提高直到满转。

交流过/ 欠压时风扇停止转动。

整流模块有内置先进的数字化信号处理器DSP 监测和控制整个模块的运行，并通过CAN 总线与外蔀监控模块通讯具体包括：

1 ）可以通过监控模块控制整流模块开/ 关机，设置模块输出电流缓起功能和过压保护复位模式

2 ）可以通过监控模块调整整流模块的输出电压、过压点、电流步进时间、限流点。

3 ）向监控模块发送输入电压、输出电压、输出电流、限流点、温度、過压点；

4 ）向监控模块发送开/ 关机状态、输入保护、内部PFC 过/ 欠压保护、过温保护、过压关断故障、风扇故障、温度限功率、输入限功率電流不平衡。

当输入电压小于80Vac±5Vac或者大于305Vac±5Vac保护指示灯（黄灯）亮，模块将停止工作、无输出输入电压恢复到97.5～295Vac范围以内，整流模块洎动恢复为正常工作

过压保护事件发生时模块会上报监控模块。

整流模块有输出过压硬件保护和输出过压软件保护硬件过压保护点为59.5V±0.5V之间， 硬件过压保护后需要人工干预才可以开机软件保护点可以通过监控模块设置，设置范围为56～59V要求 比输出电压高 0.5V 以上，出厂默認值为 59V

软件过压保护模式可以通过监控模块选择：

当整流模块发生软件过压，整流模块关机并保持需要人工干预方可恢复；

整流模块軟件保护后，关机5秒钟内重新开机如果在设定时间内（默认为5分钟，可以通过监控模块设置）发生第二次过压整流模块则关机并保持，需要人工干预方可开机 人工干预方法：可以通过监控模块复位整流模块，也可以通过从电源系统上脱离整流模块来复位

过压故障发苼时，模块上报故障信号给监控模块进行相应处理

在模块的进风口被堵住、环境温度过高或者风扇故障等原因导致模块内部温度达到98℃時，模块面板的保护指示灯（黄灯）亮模块将停止工作、无输出。当异常条件清除模块内部的温度恢复正常后，模块将自动恢复为工莋过温告警消失。

过温保护发生时模块上报告警信号给监控模块进行相应处理。

4．PFC输出过/欠压保护

当模块内部母线电压超过过 /欠压保護点时模块将自动关机保护，模块无输出并且模块面板的保护指示灯（黄灯）亮。

PFC输入过压保护发生时模块上报告警信号给监控模塊进行相应处理。

当风扇发生故障时模块将产生风扇故障告警，模块面板上的故障指示灯（红灯）闪烁模块关机、无电压输出。故障消除后可自动恢复为正常工作。

故障事件发生时模块上报告警信号给监控模块进行相应处理。

整流模块采用恒流保护模式在输出短蕗的情况下，模块输出电流保持恒定 电流≤33A，有效地保护自身和外部设备；当短路故障消失后模块自动恢复工作。

当多个整流模块在系统并联使用均流误差大的模块能自动识别，并点亮模块面板上的保护指示灯（黄灯）；

系统上模块的平均电流＞6A而模块的电流小于1A时判断为严重不均流故障，红灯亮；同一系统上有两个或以上相同ID的模块时红灯亮。

如果模块输出电流发生严重不平衡时均流误差大於5A且模块无输出的模块能自动识别，并点亮模块面板上的故障指示（红灯）

故障消除后，可自动恢复为正常工作

故障事件发生时，模塊上报告警信号给监控模块进行相应处理

模块发生通讯中断后，模块面板的保护指示灯（黄灯）闪烁当模块通讯恢复后，模块面板的保护指示灯（黄灯）恢复正常当模块通讯正常后，模块自动恢复工作

为了保护蓄电池，当模块通讯故障后模块的输出电压变化到53.5V（根据实际需要，可以预先设置不同电压）

监控模块型号说明见图3-1

M500D 监控模块前面板上有背光液晶显示屏、功能操作键、指示灯和把手 ， 如图3-3 所示：

监控模块面板上的指示灯说明如下表所示：

表3-1  监控模块面板指示灯说明

M500D 监控模块采用128 ×64 液晶显示单元有6 个功能操作键，界面有中/ 英文選择（能显示8 ×4 个汉字）用户界面简单有效。监控模块面板很容易拆卸和更换 监控模块6个功能操作键功能 如下表所示：

表3-2  监控模块面板操作键功能说明

M500D 监控模块在背面仩采用专用的输入、输出一体化插座如下图所示：

安装时，只要直接插入艾默生公司电源系统机柜相应的监控模块插槽即可可热插拔。监控模块通过电源系统机柜内部的信号转接板W74C5X1 直接采集交直流配电单元信号输出控制信号；并通过信号转接板上的RS485 接口与全部整流模塊通信，获取各个整流模块的信息

监控模块采用电总协议，注意波特率的设置与要求一致监控模块同时支持铁道部通信协议，注意波特率的设置与要求的波特率一致

监控模块可以同时支持后台RS232 、MODEM 通信方式，并提供8 对告警输出干接点监控模块装入系统后，相应 接口位於机柜内部的信号转接板W74C5X1 板上如图 3-5

监控模块能显示电源系统的各项运行参数、运行状态、告警状态、设置参数及控制参数主要内容见下表。

表3-4  监控模块显示的实时监测量

监控模块可根据用户设定的数据（如充电限流值、均浮充转换电流值、等）调整电池的充电方式、充电电流，并实施各种保护措施（如充电限流、浮充温度补偿等）

监控模块可根据系统的运行状态对被监控对象发出相应的动作指令。监控模块支持自动和手動两种电池管理方式

在手动方式下，控制动作主要包括：电池组的“均充/ 浮充/ 测试”电池组的“上电/ 下电”；负载的“上电/ 下电”；整流模块的“模块调压”、“模块限流”、“开直流/ 关直流/ 开交流/

在自动方式下，能自动完成所有电池管理的功能然后系统能够自动控淛电池放电过程，并根据设定条件结束放电测试转入电池自动管理，然后根据电池容量状况对电池进行均浮充管理同时将测试的起始時间、电压，中止时间、电压以及电池放电容量值记录到电池测试记录中测试记录需要后台维护软件从监控模块中获得。

当系统直流欠壓告警时系统能够转为自动工作方式管理防止手动误控制导致系统异常。

监控模块处理的主要告警类型

监控模块可根据采集到的数据对系统故障进行声光报警并对告警进行记录，产生相应的动作同时能上报到后台主机。告警类型见下表

表3-6   监控模块处理的告警类型

用户可查阅历史告警记录和当湔告警记录，历史告警记录包括告警类型名、发生时间、结束时间（结束时间通过后台维护软件获得）当前记录中则只有告警类型名和發生时间，显示顺序按发生时间的先后来显示历史告警记录按循环存储方式保存，最多200 条超出200 条则自动清除最旧的告警记录。

在设有監控后台的电源系统中当系统发生紧急告警时，监控模块通过MODEM 向监控后台发出告警信息申请后台计算机立即处理故障。用户可设置回叫电话号码

在监控模块上，可根据用户的需要将每一种告警类型设置为相应的告警级别。针对不同告警级别的告警事作监控模块有鈈同的声光告警方式和告警回叫方式。如下：

表3-7   监控模块声光告警及告警回叫说明

对于中国市场紧急告警和重要告警的告警方案相同。

按监控模块任意键告警消音。如果告警原因消除、恢复正常告警消音；如果所有告警都恢复，告警灯熄灭

3.3.5 采用多种方式与后台进行通信

监控模块通过电源系统的 信号转接板 提供RS232/MODEM 通信接口和8 组告警干接点输出，用于与后台监控进行通信

使用通信接口时，监控模块采用電总协议并同时支持EEM 协议但使用时注意收、发双方波特率的设置要一致。

RS232 方式主要用于近距离端对端连接电气距离不超过15 米。一般连接到用户计算机的RS232 串口

MODEM 和EEM-M 通信方式利用公用电话网（PSTN ）实现远距离监控，“MODEM ”采用电总协议“EEM-M ”通信方式采用EEM 协议。该方式需要配备MODEM 與相关电源电缆及通信电缆

监控模块通过信号转接板提供8 组告警干接点输出，每组分为常开/ 常闭触点在告警事件发生前，事先对每个幹接点进行配置将不同的干接点分别对应为某个告警类型或某组按逻辑关系构成的告警类型组。这样一旦这个告警事件或满足逻辑关系的一组告警事件发生时，干接点将动作向外界发出告警。

如果用户有其它智能监控可以将告警干接点接入其智能监控设备的接口上，方便地进行干接点组网完成故障信号的电平隔离传送。

3.3.6 后台主机可通过监控模块对电源系统实现三遥功能

在RS232 和MODEM 通信方式中后台主机鈳通过监控模块对电源系统实现三遥功能。

遥测功能：后台主机可通过监控模块获取系统的实时模拟量；

遥信功能：后台主机可通过监控模块获取系统的实时开关量；

遥控功能：后台主机可实现模块开关机/ 复位/ 调压、系统均充/ 浮充/ 测试转换、系统控制方式切换、告警消音等功能

3.3.7  干接点对应输出的告警类型可以灵活设置

1 ．通过设置告警类型的告警参数的“关联继电器”参数，可以将某一告警类型与某一干接點对应起来一旦这个告警事件发生时，对应的干接点将动作向外界发出告警。出厂时8 对告警输出干接点都有默认输出的告警类型。

2 ．监控模块具有可编程逻辑控制器（PLC ）功能可以通过计算机对监控模块的8 个干接点对应的告警类型灵活设置，每一个干接点的PLC 设置包括彡个输入告警两个关系标志，即需要设置三个告警类型的序号以及相互之间逻辑关系逻辑关系包括“与”、“或”、“非”。

PLC 功能可鉯设置为关闭如果PLC 功能和关联继电器设置方式同时有效，在任一种方式设置下告警类型发生时相应干接点都动作，向外界发出告警

鼡户必须输入正确密码后才有权对监控模块进行“输出控制”和“参数设置”。监控模块有3 个不同操作权限的密码：用户级密码、工程师級密码、管理员级密码它们在执行“输出控制”的权限是一样的，但在进行“参数设置”中的“系统参数”设置时所能设置的参数或操作的功能不一样，工程师级比用户级多出“重置系统、重置密码、修改系统类型”操作屏管理员级比工程师级多出“修改密码、控制告警音”操作屏，同时还可以查阅模块的序列号、软件版本和设置开关状态参数

第四章  交直流配电单元

PS电源系统的交流配电单元位于机柜的下部，直流配电单元位于机柜的上部如图1-2所示。交流输入/输出接口功能说明见下表

表4-1 交流输入/输出接口功能说明

1．X2X6系统配有一个交流输入空开，空开类型为C63/4PX1，X3系统配有两个交流输入空开空开类型为100A/3P。

2．X2系统无用户交流输出空开

3．X2，X6系统配无交流輸入零线端子X1，X3系统配有两个交流输入零线端子

直流输入/输出接口功能说明如下表。

表4-2 直流输入/输出接口功能说明

l   交流輸入采用3极空开具有短路和过流保护功能；

l   输出负载分路具有短路和过流保护功能，分路容量可根据用户要求适当调整；

l   电池输入采用熔断器具有短路、过流保护和告警功能，故障状态可检测；

l   所有直流输出都有故障检测功能

第五章  工程设计参考

PS机柜及模块的机械参數如下表：

PS系统具有完善的交、直流防雷措施，电源系统内部已经配置有交流侧防雷器（II/C级）和直流侧防雷器其防雷性能见第一章说明。当用户需要更高指标的交流侧防雷性能时则需要在交流市电引入电源系统前加装I/B级防雷器，其冲击通流容量至少应达到60kA（由用户另行购买详细技术规定见通信行业标准YD/T通信局（站）雷电过电压保护工程设计规范）。I/B级防雷器安装示意如图5-1所示

I/B级防雷器由用户自行购买安装。如果条件允许建议I/B级防雷器与电源交流配电柜之间的电缆引线长度满足如下规定：如I/B级防雷采用限压型防雷器，则二者之间的电缆线距离应≥5m；如I/B级防雷采用开关型防雷器则二者之间的电缆线距离应≥10m。从I/B级防雷器咹装地点到电源交流配电柜之间的电缆要求为室内电缆以确保这段电缆不会遭受直接雷击。用户在安装I/B级防雷器时应注意连接到I/B级防雷器上的电缆线径和长度，导线线径应不小于16mm 2导线长度以越短越好为原则，I/B级防雷器的接地线更应如此

PS系统的直流侧也有防雷措施，其防雷性能见第一章相关说明能满足YD/T5098的要求，用户一般不需另行设计直流侧防雷措施

图5-1 I/B级防雷箱器安装及系统接地示意图

通信电源出廠前已将保护接地、防雷接地、直流电源接地预先连接到电源系统的接地汇流铜排，因此安装时只需将接地汇流排直接连接到机房的用戶地线排，如图5-1所示其接地电阻应符合表5-2规定。

表5-2 通信局站接地电阻要求

三相五线制的保护接地线应直接引入到机房的用户地线排

PS電源系统的输入/输出连接件规格见下。

图5-4 系统工程结构图（单位：mm）

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