直流電源在地面衛(wèi)星基站的應(yīng)用
2017-5-28 11:41:17??????點(diǎn)擊：
導(dǎo)言
跟著播送電視作業(yè)的開展，衛(wèi)星地球站的安全播出是播送電視安全播出中的重中之重。因而，作為機(jī)房電力保證體系中首要的構(gòu)成部分，直流電源體系有必要要有十分高的安穩(wěn)性和牢靠性。怎么合理運(yùn)用和科學(xué)保護(hù)直流電源，進(jìn)步機(jī)房供電質(zhì)量，杜絕因供電體系的各種毛病形成對(duì)安全播出的影響，是播送電視作業(yè)開展的首要因素之一。
1 直流電源工作原理
穩(wěn)壓電源不間斷供電體系具有穩(wěn)壓、穩(wěn)頻、阻隔、凈化電源等作用，從穩(wěn)壓電源的開展前史來看，其閱歷了由旋轉(zhuǎn)型作業(yè)辦法到現(xiàn)在很多運(yùn)用的中止改換作業(yè)辦法的穩(wěn)壓電源 中止型穩(wěn)壓電源從其坐落市電與負(fù)載之間的作業(yè)辦法來區(qū)別可分為在線式、后備式和互動(dòng)式。而在線式穩(wěn)壓電源不論從作業(yè)原理、直流電源電路構(gòu)成、技能水平及運(yùn)用辦法等方面底子占有了穩(wěn)壓電源商品的主導(dǎo)地位，以下就在線式直流電源的作業(yè)原理做一簡述。
在線式穩(wěn)壓電源的直流電源電路構(gòu)成及框圖如圖1所示。其作業(yè)原理是當(dāng)市電的電壓和頻率契合穩(wěn)壓電源的輸人參數(shù)值時(shí)，通過AC／DC整流器改換為直流電源，此直流電源是下一級(jí)DC／AC逆變電源體系的直流電源輸入電源，一起還為備用蓄電池組供給充電電流。逆變電源體系將輸入的直流電源電壓經(jīng)PWM 全橋改換后經(jīng)靜態(tài)開關(guān)輸出一個(gè)疊加有高頻成分的工頻正弦波電壓，然后通過輸出濾波直流電源電路把正弦波電壓上的高頻成分濾除去，在輸出端便得到失真度較小的正弦波電壓。這種穩(wěn)壓電源能將市電阻隔，市電正常時(shí)，過濾市電供應(yīng)負(fù)載凈化的電源。市電中止或不能滿意穩(wěn)壓電源的輸入請(qǐng)求時(shí)，穩(wěn)壓電源的輸入AC／DC整流器將封閉，此刻后備蓄電池以無切換時(shí)刻的辦法向逆變電源體系供電，以確保輸出端負(fù)載得到接連安穩(wěn)的高質(zhì)量供電，當(dāng)市電康復(fù)供電時(shí)，蓄電池組便中止向逆變電源體系供電，此刻機(jī)內(nèi)充電機(jī)向蓄電池組彌補(bǔ)耗費(fèi)的電能，以備下次運(yùn)用。當(dāng)市電存在且在穩(wěn)壓電源輸入答應(yīng)規(guī)模以內(nèi)時(shí)，因?yàn)镈C／AC整流器發(fā)作毛病或負(fù)載功率大于逆變電源體系輸出額定功率時(shí)，為確保負(fù)載仍能正常作業(yè)，逆變電源體系輸出端的靜態(tài)開關(guān)切換到旁路供電狀況，此刻市電通過輸入濾波直流電源電路和輸出端靜態(tài)開關(guān)直接為負(fù)載供電。當(dāng)逆變電源體系康復(fù)正?；蜇?fù)載功率降到逆變電源體系輸出額定功率以內(nèi)時(shí)，輸出靜態(tài)開關(guān)將主動(dòng)由旁路供電切換到逆變供電狀況。穩(wěn)壓電源的輸出輸入濾波器通常為無源濾波器，市電電網(wǎng)一側(cè)的濾波器首要是濾除電網(wǎng)中的高頻攪擾和噪聲電壓。輸出濾波器首要是把輸出正弦波電壓上的高頻成分濾除。穩(wěn)壓電源的操控直流電源電路較為雜亂，尤其是三相輸人三相輸出的大型穩(wěn)壓電源，其告警及保護(hù)功用十分完全，這就使得其辨認(rèn)、操控、保護(hù)直流電源電路較為雜亂巨大，并且這些直流電源電路之間的彼此動(dòng)作與操控有必要契合規(guī)劃的時(shí)序與邏輯聯(lián)系。操控直流電源電路的構(gòu)成首要包含：輸入溝通電壓、頻率、相序、蓄電池組電壓及容量檢查直流電源電路、輸出頻率和相位盯梢直流電源電路、DC／AC逆變電源體系PWM 操控直流電源電路、靜態(tài)開關(guān)狀況辨認(rèn)與驅(qū)動(dòng)直流電源電路、發(fā)動(dòng)操控直流電源電路、各種告警信號(hào)處理及保護(hù)驅(qū)動(dòng)直流電源電路、運(yùn)轉(zhuǎn)狀況顯現(xiàn)直流電源電路、蓄電池充電機(jī)的操控直流電源電路等。三進(jìn)三出的穩(wěn)壓電源輸出功率通常都在20 kVA以上直至400 kVA或更大。我站運(yùn)用Galaxy 5000兩臺(tái)60 kVA雙機(jī)并聯(lián)冗余體系。
2 穩(wěn)壓電源的運(yùn)用及保護(hù)
直流電源體系按運(yùn)用請(qǐng)求功率余量不大，在運(yùn)用中要防止隨意添加大功率的額外設(shè)備，也不容許在滿負(fù)載狀況下長時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)，但作業(yè)性質(zhì)決議了直流電源體系幾乎是在不問斷狀況下運(yùn)轉(zhuǎn)的，添加大功率負(fù)載，即使是在底子滿載狀況下作業(yè)，都會(huì)形成主機(jī)出毛病。自備發(fā)電機(jī)的輸出電壓、波形、頻率、起伏等應(yīng)滿意直流電源對(duì)輸入各參數(shù)的請(qǐng)求，發(fā)電機(jī)的功率要遠(yuǎn)大于直流電源的額定功率，不然任一條件不符．將會(huì)形成直流電源作業(yè)反?；驌p壞。直流電源在正常運(yùn)用狀況下，主機(jī)的保護(hù)作業(yè)很少，首要是防塵和定時(shí)除塵，防止主機(jī)內(nèi)的風(fēng)機(jī)將塵埃帶人機(jī)內(nèi)堆積，當(dāng)遇到空氣濕潤時(shí)會(huì)引起主機(jī)操控失調(diào)形成主機(jī)作業(yè)異常。很多塵埃也會(huì)形成元器件散熱欠好，通常每季度應(yīng)完全清洗一次。其次就是在除塵時(shí)檢查各連接件和插件有無松動(dòng)和觸摸不牢的狀況。
蓄電池是完成穩(wěn)壓電源不間斷供電的首要構(gòu)成部分，是穩(wěn)壓電源的“心臟”，不論直流電源體系多么雜亂，其功用終究決議于它的電池，假如電池失效再好的穩(wěn)壓電源也無法供給后備電源，怎么監(jiān)督電池以精確地猜測其臨界失效期和怎么延伸電池的有用壽數(shù)是確保穩(wěn)壓電源供電體系安穩(wěn)和牢靠性的要害。
蓄電池的準(zhǔn)確運(yùn)用、定時(shí)保護(hù)以及合理地設(shè)置穩(wěn)壓電源電池辦理體系中的首要參數(shù)，可使蓄電池的實(shí)踐運(yùn)用壽數(shù)盡可能挨近規(guī)劃運(yùn)用壽數(shù)，削減設(shè)備資金的再投入，盡可能地防止因?yàn)樾铍姵孛∷纬傻牟挥靡獊G失、削減毛病發(fā)作。對(duì)于密封鉛酸蓄電池在運(yùn)用過程中首要是注意穩(wěn)壓電源及其備用電池組的周圍作業(yè)環(huán)境溫度不宜超越30度，當(dāng)電池作業(yè)環(huán)境溫度超越35度時(shí)，因?yàn)殡姵貎?nèi)部損耗添加，電池自身的“存儲(chǔ)壽數(shù)”將會(huì)縮短。假如選配有溫度抵償功用充電機(jī)的穩(wěn)壓電源，可以使電池的壽數(shù)延伸30～50 ，因?yàn)楫?dāng)環(huán)境溫度增加時(shí)，電池所答應(yīng)的浮充電壓閾值降低，此刻，若浮充電壓為固定，必然對(duì)電池組置于“過壓充電”作業(yè)狀況，加劇電池的化學(xué)反應(yīng)形成蓄電池中的水分子很多電解，放出氫氣和氧氣而逸出，電解液不斷干枯，電池容量削減，然后縮短電池的壽數(shù)，環(huán)境溫度抵償技能能隨溫度的改變調(diào)理浮充充電電壓，不至使電池組處于過壓充電狀況，只是相對(duì)地進(jìn)步了蓄電池的運(yùn)用壽數(shù)，還不能由此底子處理環(huán)境溫度過高而形成運(yùn)用壽數(shù)縮短的疑問。別的當(dāng)環(huán)境溫度較低時(shí)，盡管有的充電溫度抵償規(guī)模較寬，但因?yàn)殡姵貎?nèi)部電解液的溫度特性將會(huì)形成蓄電池輸出的實(shí)踐容量降低，充電機(jī)的溫度抵償功用對(duì)蓄電池因環(huán)境溫度較低使輸出容量降低的疑問是無法處理的，處理電池因?yàn)樽鳂I(yè)溫度過高而縮短運(yùn)用壽數(shù)的最底子辦法是在機(jī)房裝備空調(diào)設(shè)備，使環(huán)境作業(yè)溫度操控在25度左右。其次，密封鉛酸蓄電池要注意防止的另一種景象是深度放電。密封鉛酸蓄電池的單體放電中止電壓值與其放電電流的巨細(xì)有著規(guī)定的對(duì)應(yīng)聯(lián)系。如電池以10小時(shí)放電率放電，即電池標(biāo)稱容量1／10的電流放電，規(guī)定放電電壓到單體電壓1．8 V時(shí)應(yīng)中止放電，若此刻仍使電池持續(xù)放電，電池單體電壓過低時(shí)，便發(fā)作了過放電景象，也即深度放電，密封鉛酸蓄電池深度放電必然會(huì)使其有用循環(huán)次數(shù)削減，縮短電池運(yùn)用壽數(shù)。如深度放電后不能及時(shí)進(jìn)行充電則會(huì)更快加快電池的前期失效。大電流、小電流是對(duì)于電池容量而言的，例如：100 AH 的電池，當(dāng)放電電流為0．5C，即100×0．5 A一50 A 以上時(shí)稱大電流放電；小于0．01C即1A 的放電電流稱小電流放電。小電流放電很容易形成涓流放電，使電池永久性的損壞。研究發(fā)現(xiàn)，電池的放電電流越大，電池所答應(yīng)的中止放電電壓越?。幌喾?，放電電流越小，電池所答應(yīng)的中止放電電壓越大。穩(wěn)壓電源的電池辦理體系中都具有蓄電池組放電中止電壓保護(hù)功用。在智能化程度較高的電池辦理體系中，其電池放電中止電壓保護(hù)點(diǎn)是隨電池組放電電流的巨細(xì)而主動(dòng)調(diào)理的。這么既可使后備電池組的動(dòng)力得到較充分利用，又不會(huì)使電池進(jìn)入有害的深度放電狀況。
對(duì)于與穩(wěn)壓電源連機(jī)開始運(yùn)轉(zhuǎn)或擱置的電池組一定要定時(shí)保護(hù)。在穩(wěn)壓電源備用電池組定時(shí)保護(hù)時(shí)一定要采納牢靠的辦法確保在電池組放電保持時(shí)刻內(nèi)，穩(wěn)壓電源的負(fù)載不能中止供電。此刻可采用兩臺(tái)同等容量、同類型的穩(wěn)壓電源，其輸出端共同通過主動(dòng)改換柜以熱備份辦法對(duì)負(fù)載供電。把主供電的穩(wěn)壓電源用手動(dòng)轉(zhuǎn)為電池供電，一起要注意觀察穩(wěn)壓電源顯現(xiàn)屏上顯現(xiàn)的電池剩余容量，但此刻不用憂慮因?yàn)殡姵亟M電壓俄然降低形成穩(wěn)壓電源關(guān)機(jī)，因?yàn)榱硪慌_(tái)穩(wěn)壓電源在溝通市電供電下以熱備份辦法作業(yè)，一旦主機(jī)關(guān)斷，備機(jī)便當(dāng)即投入供電。采用這種放電辦法時(shí)，主機(jī)備用電池組的放電容量可在20～ 30％左右即可達(dá)到放電保護(hù)的目的。
備用電池組的另一種保護(hù)是對(duì)電池組進(jìn)行短時(shí)刻的均衡充電。這是因?yàn)殡姵亟M在長時(shí)期的浮充備用狀況下或通過屢次循環(huán)運(yùn)用后，因?yàn)槠鋬?nèi)部因素會(huì)呈現(xiàn)端電壓、內(nèi)阻不一致的景象。為了消除這種不均衡景象的毛病危險(xiǎn)，進(jìn)行均衡充電時(shí)每個(gè)電池的單體電壓可充到2．3 V～ 2．4 V，充電電流要約束在0．2×電池容量以內(nèi)，在這種均衡充電狀況下5個(gè)小時(shí)左右然后轉(zhuǎn)入正常浮充狀況。密封鉛酸蓄電池的均衡充電保護(hù)應(yīng)在環(huán)境溫度為20～25度時(shí)進(jìn)行，至于何時(shí)對(duì)電池組進(jìn)行均衡充電，應(yīng)根據(jù)電池組的實(shí)踐運(yùn)用狀況而定。通常通過均衡充電后電池組中的電壓、內(nèi)阻不平衡景象可得到改進(jìn)，可延伸電池組的運(yùn)用壽數(shù)。
3 結(jié)束語
穩(wěn)壓電源不間斷電源是地球站首要的不行短少的設(shè)備，但要直流電源真正成為不間斷電源，保證播送電視信號(hào)牢靠地傳輸，有必要加強(qiáng)對(duì)它的辦理與保護(hù)。
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