电源设备维护知识.docx
《电源设备维护知识.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电源设备维护知识.docx（70页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
电源设备维护知识
通信电源知识
缆信网络有限公司
2006年6月
第一章通信电源系统组成
通信电源系统是对各种通信设备及建筑负荷等提供用电的设备和系统的总称。
通信电源系统必须保证稳定、可靠、安全地供电。
交流供电系统由专用变压器、市电油机转换屏、低压配电屏、交流配电屏以及备用发电机组、交流不间断电源设备UPS组成。
直流供电系统由整流设备、蓄电池组和直流配电设备组成。
直流供电系统向各种通信设备提供直流电源。
他们按组成方式可分为：
集中供电、分散供电两种比较典型的系统。
一、集中供电方式
集中供电系统是将包括整流器、直流配电屏以及直流变换器和蓄电池组等在内的直流电源设备安装在电力室和电池室，全局所有通信设备用直流电源都从电力室的直流配电屏中取得。
优点：
电源设备集中，便于维护人员集中维护。
缺点：
供电系统安全可靠性差，线路压降大能耗大，维护成本高。
二、分散供电方式
每套通信设备采用一套电源设备供电。
优点：
供电安全可靠性高。
电源故障影响面小。
第二章中兴开关电源系统
一、ZXDU600E600A组合电源系统
1、结构特点及工作原理
1.1总体结构
50A系列通信组合电源系统采用紧凑性结构，一个机柜集交流配电、电源模块、直流配电、监控模块等几部分于一体，各部分均采用抽屉式结构，上下出线可灵活选择。
其机柜前面如图1-1所示。
图1-1ZXDU600E600A组合电源系统（左）、ZXDU400400A组合电源系统（右，去掉前门板）机柜前面图
①——交直流配电；②——通用监控单元；③——ZXD2400整流器；④——交直流配电
本系统支持两路交流输入供电（用户根据实际情况可接入2路市电，或1路市电，1路油机），当市电1正常时，系统由市电1供电，市电2（油机）备用；当市电1停电时，可手动（通过两个带机械互锁装置的空开DZ1、DZ2来完成）或自动（通过两个带互锁装置的交流接触器及控制电路来完成）将系统切换到市电2（油机）。
在两路输入切换间隙，由后备电池系统给负载供电，从而保证对负载的供电具有很高的可靠性。
本系统组成如图1-2所示。
图1-250A系列通信组合电源系统组成示意图
输入交流电压经交流配电后供给开关整流器模块。
系统的输入为三相交流，开关整流器为单相输入，为保证三相输入的平衡，各开关整流器模块最好均匀挂接在输入三相电压上，使三相交流输入的负荷均匀。
开关整流器模块输出采用并联工作方式，模块输出经汇流铜排汇接后进入直流配电单元。
直流配电单元对外提供两路后备电池接口和十/十二路直流输出接口（在一定范围内可按照用户的特殊需求定做）。
另外，在无三相供电的情况下，亦可采用单相供电（此时将三相输入并接在一起）。
整个系统可根据用户要求灵活配置1～12/8个ZXD2400开关整流器模块。
整个50A系列通信组合电源系统受控于监控系统，按内部预置参数或用户设置的参数进行工作。
用户命令可通过监控模块上的键盘、后台PC机下达，系统工作状态及参数在监控模块液晶显示屏、后台PC均可显示。
电源系统可通过串口与本地近端PC机相连，实现本地监控，也可通过调制解调器、电话线或其它传输通道（如微波设备、光传输设备的辅助通道）来完成集中监控。
同时可方便地接入各个厂家的环境动力集中监控系统。
1.2交、直流配电
交流配电部分完成两路交流输入的手动/自动切换，供给整流器交流电源、提供交流备用输出，两级防雷等。
直流配电部分完成直流输出的分配，并提供电池的接入与保护等。
1.2.1交流配电原理
50A系列通信组合电源整机有上出线和下出线两种方式可供用户选择。
下出线方式时，机架的上部分是交流配电单元，上出线方式时机架的下部分是交流配电单元。
交流配电单元有门遮挡以保证安全。
系统提供两路三相的交流输入接线端，根据现场情况可接成一路市电，一路油机或两路市电的方式。
通过手动、自动的切换方式，选择一路输入供给整流器和交流备用输出。
交流备用输出为两路三相输出和三路单相输出，辅助输出均接有空开保护。
交流配电部分接有交流信号传感器和避雷器。
两路交流输入的切换按照如下方式工作：
当市电1正常时，系统由市电1供电，市电2（油机）备用；当市电1停电时，可以手动/自动方式将市电2（油机）接入。
两路交流输入具有机械/电气互锁保护。
在两路输入切换间隙，由后备电池系统给负载供电。
图1-3交流配电原理图
当系统的整流器不是满配置时，应将整流器尽量平均分配在输入三相上，使每相上挂接的整流器的个数基本相同，从而基本上保证三相输入的平衡。
50A系列通信组合电源系统采用三级防雷网络，具备很强的防雷能力。
目前国内外被广泛接受的防雷思路是由3道防线构成一个完整的防护体系，这3道防线是：
第一道是将绝大部分雷电流直接引入地中泄散，第二道防线是阻塞侵入波沿引入线进到设备上的雷电过电压，第三道是限制被保护物上的雷电过电压幅值。
这种防雷方式不仅对防雷击较为有效，对防电网上的电压浪涌也有效，下图为中兴通信电源“三级防雷网络”示意图。
需提醒用户的是：
在每年雷雨季来临之前，维护人员都应仔细检查防雷器件是否完好。
1.2.2直流配电原理
整流器输出采用并联方式，经汇流铜排进入直流配电单元。
直流配电单元提供2路电池输出和10/12路直流负载输出，电池输出回路配置630/400A的熔丝，以防外部短路造成电池的损坏。
直流输出共10/12路，分为两组，一组三/六路输出（200/160A，200/100A，160/100A，/63A，/32A，/16A），另一组七/六路输出（100/160A，100/100A，63/100A，63/63A，63/32A，32/16A，32A），图1-4为600A配电图，每组直流输出采用
图1-4直流配电原理图
一个直流断路器控制。
整个系统具有二次下电功能，可在电池放电过程中按用户的设置电压分两次将负载切除，以保证主要负载能够长时间的工作。
同时根据用户的设定，在电池放电达到极限时切断所有负载以保护电池。
负载和电池输出端均接有熔丝保护。
1.3整流器
1.3.1工作原理
高频开关整流器是整个组合电源的核心部分，其技术的先进性、工作的可靠性将直接影响到组合电源系统的性能。
高频开关整流器是工频整流电路与高频开关直流变换电路的组合应用。
以ZXD240050A整流模块为例，其工作原理图如下：
图1-5ZXD240050A整流模块工作原理框图
1.3.2开关整流器模块ZXD2400主要性能指标
1.3.2.1交流输入
电压：
单相三线制220V30%
电流：
满载220V输入时为13A
频率：
45～65Hz
效率：
不小于0.90（负载由30％～100％负载时）
功率因数：
≥0.99%
浪涌电流：
小于正常工作电流
缓启动时间：
大于3s，输出无超调
1.3.2.2直流输出
输出功率：
最大2900W
电压：
浮充：
53.5V，均充：
56.4V（42V～58V可调）
电流：
最大输出55A
限流值：
3～55A连续可调，限流至40V以下回扫闭锁
稳压精度：
≤±0.6%
电话衡重杂音：
≤1mV
峰-峰值杂音电压：
≤100mV（20MHz带宽）
模块间均流能力：
<3%
1.3.2.3工作环境
环境温度：
-10℃～+45℃、相对湿度：
10～90%RH（温度402℃）
1.3.2.4外形尺寸及重量
高度：
280mm、宽度：
130mm、深度：
420mm、重量：
12kg
1.4监控模块的功能
1.4.1数据采集及处理，包括如下的监控内容：
A、交流配电部分：
交流电压U相，V相，W相（市电一）；交流电流U相，V相，W相（市电二/油机）；交流接触器的工作状态；主交流输入空开状态；交流防雷器工作状态。
B、直流配电部分：
直流输出电压；两路电池电压；两路电池电流，一路总负载电流；负载输出熔丝状态；控制两路直流断路器。
C、整流器部分
整流器的输出电流检测；整流器的输入/输出/限流状态；整流器的开关控制；整流器散热风扇的控制；整流器的均浮充状态控制。
1.4.2人机交互界面
由大屏幕蓝色液晶显示屏和按键构成。
采用全中文的人机交互界面，操作方便可靠，用户可使用人机交互界面设定系统运行的全部参数，显示系统的各个部分的运行数据。
1.4.3通讯功能
提供RS232/RS422/RS485多种通讯接口，可通过MODEM或其它方式实现集中监控，监控单元向后台PC机上报现场数据和状态，接受来自后台PC机的控制指令并加以执行，
1.4.4报警管理和保护功能
根据用户的设定值处理实时数据。
当有不正常的情况发生时，主动向后台PC机报警，并对当前的故障情况予以记录保存，用户可以不借助其它设备直接在监控单元上查询最近一段时间发生的告警，监控单元还能够在告警发生时，自动寻呼维护人员的BP机。
1.4.5电池管理功能
蓄电池的管理分为两部分：
A．蓄电池充电管理功能
监控单元按照周期性均充和停电后来电均充两种方式对蓄电池充电的过程进行管理。
周期性均充方式是指系统根据用户的设定周期和均充的时间自动对蓄电池均充充电，停电后来电均充方式是指停电后电池放电，放电达到一定程度（由用户设定）又来电，自动对蓄电池组进行充电管理控制。
B．蓄电池保护功能
当市电断电时，负载由蓄电池供电，当电池电压下降到一定程度时（可由用户自行设定）发出报警；当蓄电池进一步放电，电池电压过低于用户设定值时，可按用户设定先切断一组次要负载，电池进一步放电达到最终的保护电压时，再切断另一组负载，保护蓄电池不致过放损坏。
这样可以一方面在停电后可维持主要负载有较长的备用时间，另一方面可以保护蓄电池不至于过放损坏。
1.4.6控制功能
可根据前台用户的操作或后台PC机的控制指令，控制整流器的开/关，均充/浮充工作状态。
以及按照用户的要求控制整流器输出电压（42V～58V连续可调）和限流点。
2、操作与维护
2.1配电系统
ZXDU600600A组合电源系统最大输出直流电流600A（ZXDU400400A组合电源系统最大输出直流电流400A），需要提供相应的交流输入和直流输出配电。
交流配电部分能够完成两路交流输入的自动/手动切换，并供给整流器及交流备用输出。
直流配电部分提供直流输出的分配及电池的接口与保护等。
2.1.1用户接线说明
系统接线均在各箱体后背板、各电源模块后背板及机架内后侧进行。
用户只需接交流输入线、直流负载线、电池接线。
图4-1为ZXDU600600A组合电源系统整机配电结构图，各部分说明如下。
（1）电池I，接630/400A熔断器
（2）电池II，接630/400A熔断器
（3）第一组负载，接熔断器从左到右分别为：
200A/160A，200A/100A，160A/100A，/63A，/32A，/16A
（4）第二组负载，接熔断器从左到右分别为：
100A/160A，100A/100A，63A/100A，63A/63A，63A/32A，32A/16A，32A
（5）应急照明，接32A熔断器
（6）交流气空开关
（7）零线端子
（8）备用输出
（9）防雷器
（10）工作地（直流输出）
图5-1整机配电与结构
2.1.2系统开、关机
2.1.2.1开机启动
（1）系统启动过程应按下列步骤进行操作，以确保系统能顺利的启动和运行；
（2）确保开关整流器模块输入开关处于断开状态，使系统在空载的情况下启动；
（3）闭合交流总输入开关；
（4）检查交流输入是否正常，若有故障须排除后，方可继续进行下面的操作；
（5）交流输入正常后再分别闭合各开关整流器模块的输入开关，使各个开关整流器模块分别单独启动，并注意各开关整流器模块能否正常启动；
（6）按照监控模块部分的介绍操作方法和步骤，通过本机液晶显示屏观察系统各项参数是否有异常，正常后按要求设定系统工作参数；
（7）确认系统工作正常且各项参数符合要求后，关闭交流总输入开关，从外部断掉交流电，接上负载，开启系统，再接蓄电池；
（8）系统工作过程中维护人员应注意监控系统提供的系统信息，对于告警信号应及时处理。
2.1.2.2系统关机
（1）系统关机过程一般按下列步骤进行：
（2）断开整流器模块交流总输入开关。
（3）断开各开关整流器模块输入开关。
（1）断开系统外部的输入隔离开关。
2.1.3防雷器件说明及维护
50A系列通信组合电源系统具备很强的防雷能力，由监控单元对防雷单元进行实时监测，防雷器有显示窗口，窗口采用机械标贴板，标贴板绿色时表示防雷器工作正常，红色时表示故障。
当防雷器发生故障时，监控单元会及时告警以提示维护人员及时更换，更换防雷器件无须停电，直接插拔即可，非常方便。
2.2整流器的使用
2.2.1整流器备份
50A系列通信组合电源系统配置的整流器推荐使用热备份。
即当系统的输出电流负载较小时，不关闭整流器，使系统的所有整流器处于工作状态。
如果用户希望采用冷备份的方式，请把整流器从系统上拔下来妥善保存。
如果把整流器的交流输入开关关闭而不拔出整流器，系统将显示“整流器告警”，系统的告警蜂鸣器发出告警声，告警指示灯亮。
2.2.2整流器的扩容
●拆卸假面板：
当电源系统配置小于额定容量时，机柜上有些整流器的安装槽位是空闲的，为了不影响整机的美观，模块空闲槽位一般用假面板装饰；当用户对系统
进行扩容时，需要拆除相应的假面板，以便插装新的整流器。
●把需要加装模块对应位置的交流输入开关置于“关”状态。
●把模块缓慢推入插槽内，插紧。
●合上该整流器对应的交流输入开关，使整流器正常工作。
●重复上述步骤，加入所有模块。
●观察系统的均流效果。
2.3增加直流负载
电源设备在安装运行初期，往往负载没有全部投入运行，而负载运行后一般不允许断电，所以新增负载设备接入时必须带电操作。
新增负载设备时严格按下面的步骤进行安装，若有异常，应查明原因，立即排除。
2.3.1增加直流负载操作步骤
●做好施工设计，选定将使用的负载熔丝或空气开关。
注意该分路的容量与使用
容量的匹配。
●加工并布放好负载连接电缆，电缆要做好编号和极性标志。
●电缆连接操作先从负载端开始，连接次序为先接地线，后接-48V输出熔丝或
空气开关。
●仔细检查电源极性，要确保无误，并确保无短路现象。
●确认负载设备的电源开关处于关断状态。
●在组合电源系统上插上该分路熔丝或闭合该负载空气开关。
●在负载设备上检查电源电压和极性是否与实际值和要求相符。
至此，可向负载设备供电。
2.3.2熔丝插拔器的使用
熔丝插拔器手柄的正确使用方法如下：
2.3.2.1拔卸熔丝
（1）首先根据熔丝的规格型号，将熔丝下部的凸起部分插入熔丝插拔器下面对应的凹槽中，然后再将熔丝上部的凸起部分插入熔丝插拔器上面对应的凹槽中；
（2）稍用力向上提熔丝插拔器，使熔丝和手柄成为一体；
（3）用力向外拉熔丝插拔器手柄，即可将熔丝拔出。
2.3.2.2．安装熔丝
（1）先按“拔卸熔丝”的前两个步骤使熔丝和手柄成为一体；
（2）用力推熔丝插拔器手柄，即可将熔丝安装到位；
（3）按以下步骤分离熔丝和手柄。
2.3.2.3分离熔丝和手柄
（1）先按住熔丝插拔器手柄上的红色按钮使卡位弹片翘起；
（2）下拉手柄，手柄与熔丝分离。
2.3日常维护
✓定期做好电源的清洁工作，防止出现积尘等现象。
✓每周检查一次电源各项参数是否正常，若有异常应及时排除，系统若有告警应及时处理。
✓每月或雷雨过后应检查防雷器是否失效，若失效应及时更换。
✓每月检查一次熔丝状态，并备有一定数量的备用熔丝，出现故障时能及时更换。
✓每月检查一次输入、输出接线连接端是否有松动、接触不良现象。
✓每月检查一次输入、输出导线是否完好无损，如有破损应及时更换。
✓半年检查一次各空气开关是否能灵活开关，有否烧焦等异常情况。
3、电源及环境参数阈值范围
前台参数范围
系统参数名称
参数上限
参数下限
默认值
步长
交流输入电压上限（V）
300
245
260
1
交流输入电压下限（V）
200
160
180
1
交流输入频率上限（H2）
60
50
56
1
交流输入频率下限（H2）
50
40
44
1
交流输入电流上限（A）
300
10
200
1
输入电流检测零点（A）
20
-20
0
0.1
输入电流检测斜率
200
0.1
1
0.1
环境温度上限（℃）
100
40
50
1
环境温度下限（℃）
10
0
5
1
环境湿度上限（℃）
100
80
90
1
环境湿度下限（℃）
60
0
20
1
输出电压高告警值（V）
60
57
58
0.1
输出电压低告警值（V）
53
46
51
0.1
蓄电池补偿基准温度（℃）
30
15
25
1
蓄电池温度补偿系数
10
3
3
1
蓄电池定期均充时间（h）
20000
0
720
1
蓄电池持续均充时间（h）
30
0
24
1
蓄电池继续均充时间（h）
10
0.5
1
0.1
蓄电池额定容量
20000
0
400
1
蓄电池温度报警上限（℃）
55
30
40
1
电池组低压告警阀值
48
42
45
1
充电完成判定电流比
80
0
50
0.1
均充放电最小容量
90
0
80
0.1
系统输出电流零点（A）
20
-20
0
0.1
系统输出电流斜率
200
0.1
1
0.1
负载电流零点（A）
20
-20
0
0.1
负载电流斜率
200
0.1
1
0.1
电池电流零点（A）
20
-20
0
0.1
电池电流斜率
200
0.1
1
0.1
一、二次下电电压（V）
47
42
43
0.1
一次反弹电压（V）
50
45
49
0.1
二次反弹电压（V）
50
45
49
0.1
整流器浮充电压（V）
58
42
53.5
0.1
整流器均充电压（V）
58
48
56.4
0.1
风机半转温度限制点（℃）
40
30
34
1
风机全转温度限制点（℃）
55
45
50
1
半载温度限制点（℃）
70
60
65
1
整流器停机温度（℃）
80
70
75
1
整流器停机电压（V）
60
55.5
58
0.1
整流器限电流点（A）
55
5
15
1
整流器测试电压（V）
50
45
46
0.1
✓一次下电电压：
下限：
41V、上限：
min（min（电池低压告警阀值–1V，一次反弹电压–2V），45V）
✓一次反弹电压：
下限：
max（一次下电电压+2V，45V）、上限：
53V
✓二次下电电压：
下限：
41V、上限：
min（min（电池低压告警阀值–1V，二次反弹电压–2V），45V）
✓二次反弹电压：
下限：
max（二次下电电压+2V，45V）、上限：
53V
✓低压告警阀值：
下限：
max（max（一次下电电压+1V，二次下电电压+1V），45V）、上限：
50V
4、常见故障处理
4.1交流配电单元故障处理
4.1.1C级防雷器损坏
防雷器由四个片状防雷单元组成，其中三个防雷单元具有状态显示功能，可以显示防雷单元是否处于完好状态。
防雷单元窗口颜色为绿色时，表示防雷单元处于完好状态。
某个防雷单元窗口颜色为红色时，则表示该防雷单元已损坏，应尽快更换防雷单元或通知中兴通讯股份有限公司当地办事处的维护人员进行维修。
4.1.2交流输入缺相
交流输入缺相时，如果暂时不能解决交流电问题，而又要求系统工作，可采取应急办法：
先切断交流电，将缺相的那相线取下，用绝缘胶布包裹好，再用一短线将正常的相线接入去掉的相线，送上交流电。
4.1.3交流输入过/欠压
如果交流正常，而出现交流过压/欠压告警，一般是监控系统交流采样电路、交流变送器或监控单元发生故障。
4.1.4交流接触器坏
当交流输入电压在正常的输入范围而接触器不吸合。
用万用表进行检查。
若检查交流接触器线圈有正常工作电压，而不吸合，则说明交流接触器坏，应予以更换。
4.1.5交流接触器保护板（CEPU板）损坏
当交流输入电压在正常的工作范围而接触器不吸合，用万用表测量接触器线圈无正常工作电压。
此时，最可能的情况是交流输入部分的CEPU板损坏。
当CEPU板损坏时，交流输入接触器无法吸合。
此时无交流电输入。
处理方法：
当系统为市电一供电时，把CEPU板的X11插头从其插座上拔下插入X31插座上；当系统为市电二或油机供电时，把CEPU板的X21插头从其插座上拔下插入X31插座上。
这种处理方法相当于跳过CEPU板。
4.2直流配电单元故障处理
4.2.1直流分路故障
若熔断器或断路器直流输入端有电压，输出端无电压输出，则说明熔断器或断路器没有接入或已经损坏；若熔断器或断路器正常，则可能是直流支路检测线断开。
4.2.2电池管理故障
如果监控单元不能对电池进行正常的告警和保护，即电池电压低于告警和保护值，而没有告警和保护信号输出，使得蓄电池无法正确脱开。
电池管理故障原因有：
相应监控采样线断开，监控单元的相关部分损坏，执行机构（直流断路器）损坏或执行机构的电缆线断开等原因。
4.2.3直流接触器故障
如果接触器两端有正常的工作电压，而接触器不断开，则接触器损坏，需更换。
4.3整流器故障处理
整流器的常见故障包括：
无输出，过热故障，不均流及均流不良，无显示，风扇损坏，过流保护等。
4.3.1模块无输出
整流器不工作，面板指示灯均不亮，首先检查交流电是否输入，其次检查模块输入熔丝是否熔断。
另一种情况是模块可能发生故障，此时需要更换故障模块。
4.3.2过热
整流器内部主散热器上温度超过85℃时，模块停止输出，此时监控单元有告警信息显示。
模块过热可能是因为风扇受阻或严重老化、整流器内部电路工作不良引起，对前一种原因应更换风扇，后一种原因需对该电源模块进行维修。
4.3.3不均流及均流不良
系统在使用中如出现不均流现象，应检查模块与监控之间的监控线是否接好，监控线本身是否有断线。
若有均流，但均流效果不好，可调节相应均流效果差的模块输出电压（调节整流器面板上的电位器），使之在浮充或均充状态下的输出电流之差在规定范围内，重新达到均流。
4.3.4风扇故障
风扇故障是风扇在该转时不转。
检查风扇是否被堵塞，如果是，清除堵塞物；否则，则是本身损坏或连接控制部分发生故障，需拆下进行维修。
4.3.5过流保护
整流器具有过流保护功能。
若输出短路，则模块回缩保护，输出电压低于20V时整流器关机，此时面板上的限流指示灯亮。
故障排除后，模块自动恢复正常工作。
4.4监控单元常见故障处理
监控单元具备一定的自诊断功能。
监控单元发生故障时，可按下表进行处理。
监控单元故障诊断表
现象描述
处理方法
监控单元不工作
首先检查电源灯是否亮，若不亮，检查监控箱的电源输入是否正常，监控单元的熔丝是否正常，电源开关是否打开
屏幕显示混乱
按复位键使监控单元复位
通讯不上
检查通讯电缆是否完好连接到背板X6上，若仍通讯不上，请复位监控。
如果是Modem通讯，需检查Modem的电缆和电源线是否连接好
整流器的状态检测和控制不正常
如果是1~5号整流器不正常，请
升级会员 