电源设计要求范文

导语：如何才能写好一篇电源设计要求，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词:主接线 要求 原则 变电所 经济 灵活 可靠

1、电气主接线的设计原则

设计变电所电气主接线时所遵循的原则有：(1)符合设计任务书的要求；(2)要以国家相关的方针、政策、法规、规程为准则；(3)结合工程实际情况和具体的特点，全面、综合地加以分析，力求保证供电可靠、调度灵活、操作方便、节省投资的原则，设计出技术先进、经济合理的电气主接线。

1.1变电所主接线要与变电所系统中的地位、作用相适应

根据变电所在系统中的地位和作用确定对主接线的可靠性、灵活性和经济性的要求。

1.2 变电所主接线的选择应考虑电网安全稳定运行的要求，还应满足电网出故障时应处理的要求

1.3 正确选用接线形式

各种配置接线的选择，要考虑该配置所在的变电所的性质，电压等级、进出线回路数、采用的设备情况，供电负荷的重要性和本地区的运行习惯等因素。具体原则如下：(1)变电所的电压等级不宜过多，以不超过三个电压级为原则；(2)单母线接线：适用于小容量变电所；(3)单母线分段接线：应用于6～10kV时，每段容量小于25MW；35～60 kV时，出线回路数小于八回；110～220 kV时，出线回路数小于四回；(4)单母线带旁路母线接线：多用于35kV以上系统的屋外配电装置。35kV时，出线回路数大于八回；110 kV时，出线回路数大于六回；220 kV时，出线回路数大于五回；(5)单母线分段带旁路母线接线：应用于35～110kV变电所；(6)双母线接线：应用于变电所出线带电抗器的6～10 kV配电装置，以及35～60 kV出线数目超过八回或连接电源较多负荷较大、110～220 kV出线数为五回及其以上的情况；(7)双母线带旁路母线接线：多应用于35kV以上系统的屋外配电装置。35kV时，出线回路数大于八回；110 kV时，出线回路数大于六回；220 kV时，出线回路数大于五回；(8)桥形接线：应用于35～220kV的配电装置中；(9)角形接线：应用于全部回路数小于5～6回，工作电流不大，最终规模明确的110kV及其以上的配电装置中，一般接线不宜超过六角形，以四角形应用最广。(10)近期接线与远景接线相结合，方便接线的过程。

1.4 旁路母线的设置原则

采用分段单母线或双母线的110～220kV配电装置，当断路器不允许停电检修时，一般需要设置旁路母线。主变压器的110～220kV侧断路器，宜接入旁路母线。

当有旁路母线时，应首先采用以分段断路器或母联断路器兼做旁路断路器的连接。

当220kV出线为五回线及其以上、110kV出线为七回线及其以上时，一般装设专业的旁路断路器；当采用可靠性较高的SF6的断路器可不用旁路母线；对于6～10kV屋内配电装置一般不设旁路母线。

1.5 在确定变电所主接线时要进行技术经济比较

2、电气主接线设计的一般要求

2.1 可靠性

供电可靠性是电力生产和分配的首要任务，停电会对国民经济各部门带来巨大的损失，往往比少发电能的损失大几十倍，导致产品报废、设备损坏、人身伤亡等。因此，主接线的接线形式必须保证供电可靠。因事故逼迫中断供电的机会越小，影响范围越小，停电时间越短，主接线的可靠程度就越高。研究主接线可靠性的标志是：(1)断路器检修时，能否不影响供电。(2)线路、断路器或母线故障时以及母线隔离开关检修时，停运出线回路数的多少和停电时间的长短，以及能否保证对Ⅰ、Ⅱ类重要用户的供电。(3)发电厂或变电所全部停电的可能性。(4)对大机组超高压情况下的电气主接线，应满足以下可靠性准则的要求。1)任何短路器检修，不得影响对用户的供电。2)任一进、出线断路器故障或拒动，不应切除一台以上机组和相应的线路。3)任一台断路器检修和另一台断路器故障或拒动相重合时，以及分段或母联断路器故障或拒动时，都不应切除两台以上机组和相应的线路。4)一段母线故障（或连接在母线上的进出线断路器故障或拒动），宜将故障范围限制到不超过整个母线的二分之一。

2.2 灵活性

电气主接线应能适应各种运行状态，并能灵活的进行运行方式的转换，其灵活性要求有如下几个方面：(1)调度灵活，操作简便：应能灵活地投入或切除某些机组、变压器或线路，调配电源和负荷，能满足系统在事故、检修及特殊运行方式下的调度要求。(2)检修安全：应能方便的停运短路器、母线及其机电保护设备，进行安全检修而不影响电力网的正常运行及对用户的供电。(3)扩建方便：应能容易地从初期过度到最终接线，在扩建过渡时应尽可能的不影响连续供电或在停电时间最短的情况下，完成过度方案的实施，使改造工作量最少。

2.3 经济性

在满足技术要求的前提下，做到经济合理。(1)投资省：主接线应简单清晰，以节约断路器、隔离开关等一次设备投资；要使控制、保护方式不过于复杂，以利于运行并节约二次设备和电缆投资；要适当限制短路电流，以便选择价格合理的电气设备。(2)占地面积小：电气主接线设计要为配电装置的布置创造条件，以便节约用地和节省架构、导线、绝缘子及安装费用。在运行条件许可的地方，都应采用三相变压器。(3)电能损耗少：在变电所中，正常运行时，电能损耗主要来自变压器，所以应经济合理地选择主变压器的型式、容量和台数，避免两次变压而增加电能损失。

参考文献

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[关键词]通信系统；通信电源系统；设计方案

中图分类号：TN86 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）22-0153-01

在进入到二十一世纪之后，似乎世界上所有的东西都在变得发展迅速，主要体现在了经济与科学技术上，而现代化的通信技术也是其中较为重要的一项，可以说现代通信技术已经深入的改善了我们的生活和沟通。但是在通信技术的发展中，通信电源系统一直是通信技术发展的关键，通信技术在进行数据传输时需要消耗一定的能量，而现代通信使用的如此频繁和超高量对于通信电源系统就提出了更高的要求，因此，对于通信电源系统的设计与研究有着极其重要的意义。

1、常用设计方案

随着通信技术的不断发展与应用，并且对于偏于地区的通信质量和信号要求等，对于通信电源系统就提出了更高的要求。为了能够让信号进行全方位、全地域的覆盖必须建设大量的通信基站，而在其电源系统的设计建设中，由于通信技术的特殊性以及地理位置和环境的特殊性等，使得通信电源系统的设计要能够满足这些所有条件需要。同时现代的通信电源系统的设计还要满足于信息化、网络化的条件，能满足于时代的需要，以及在出现相关故障时能够及时进行自检和上报等功能。因此吗，针对以上相关的功能要求，对于通信电源系统的设计主要的要在以下几个方面进行考虑：

1.1 电压的输入范围

电压的输入范围是电源系统设计的重要因素之一。通信电源系统的电压输入范围和常规的农电网系统的电压值存在着一定的差距，因此，常用的农电网系统的电压实无法满足于通信电源系统的电压输入要求的，将很难保证通信数据的传送质量和良好的通信服务。通常一般都是要求其输入的电压值要高于常用农电网电压的30%，同时在通信电源系统的设计中，还有考虑诸多的外在环境、气候等因素，如雷电等问题都会直接的影响到通信电源系统的输入电压，因此需要做好相关的保护措施。

1.2 防尘、防潮、放高温

我们都知道，为了满足现代人们的及时通信要求和高质量的同要求等，就必须要进全方位的覆盖。因此，自然就会受到各种环境因素的影响，这其中关于温度、湿度等等方面的要求就需要考虑进去。因此，在进行通信电源系统的设计时，就要把这些所有的问题考虑进去，做好防尘、防潮、防高温的保护措施，这些因素都会极大的影响到我们的通信电源和通信质量的正常工作。

1.3 要具备远程控制和自我诊断能力

信息化和网络化是现代通信电源系统设计中的重要手段，智能化的通信电源系统，应能够做到进行远程的控制，时刻知晓当前通信运行和通信源系统运行的质量好坏，是否正常运行以及当出现问题时，是否能够及时的寻找到问题的原因以及具体出现问题的位置，方便进行及时的诊断和下一步的维修工作。这些都需要整套的通信电源系统能够保证较高的信息化和智能化，具有一定的远程监控和自我诊断能力。

2、可靠性设计方案

通信电源系统的设计除了要满足于常规的使用外，还应具备相当的可靠性。相比传统的通信电源系统的设计方案，可靠性的通信电源系统设计方案，又有着更高的要求。主要考虑了在电源系统的结构上、对外界的抗干扰、抗影响能力上，因此，对于可靠性的通信电源系统设计方案来说，主要的需要注意以下几点：

2.1 电源模块交流输入的电压范围

电源模块是通信电源系统中保持电压输入的关键，主要的控制着交流电压的输入范围，对通信电源系统的稳定工作具有关键的作用。在电源模块的交流电输入电压上，同样是要保证其电压高于国家规定标准的30%以上，这样才能保证电压的输入稳定性和可靠性，能够应对各种的电压情况在复杂的环境之下保证其工作的稳定性和可靠性。并且这一电压输入范围和电站网络要求的输入相适应。

2.2 电源模块的冷却设计

我们都要知道在电源流通的过程中比然的会产生高温现象，而高温绝对是通信电源系统稳定工作的障碍，因此，必须做好电源模块冷却降温工作，才能保证通信电源系统稳定的运行，保证输入电压的稳定性。在电源冷却系统的设计上可以根据不同的地区以及外界环境等因素进行综合的考虑，来选择最终适合的冷却方式。

2.3 智能化的远程监控设计

智能化的通信电源基站现在都是没有人工值守的，大多都是在统一的监控中心进行远程的监控，因此，在智能化的通信电源系统设计中，就需要在其各个关键的点上进行监控装置的安装，保证能够全体候对其进行监控和管理，从而极大的提高通信电源系统的维护水平和效率。在通信电源系统的日常运行中，难免的会遇到因为外界的因素如恶劣的天气、气候尤其是闪电、雷击对通信电源系统的稳定工作特别容易造成破坏，除了外在的影响因素，自身在运行时的高温、尘土、潮湿的空气等都会对通信电源系统造成破坏，因此，当出现意外时，我们需要通信电源系统能够及时的进行自动上报和通知，并且能够具体找出事故位置以及原因等，只有这样才能在第一时间对其进行及时的维护，从而才能够保证通信系统的稳定工作。

结语

综上所述，随着通信技术的全面发展和普及运用，通信电源系统的设计是其向前持续发展的关键点，因此对于通信电源系统在进行设计时需要全方位的考虑好在其运行中容易出现的以上相关问题，并针对性的做好防护措施。只有做好通信电源系统的设计工作，才能保证通信质量和服务的进一步升级以及通信技术的不断向前发展。本文主要的从常用的通信电源系统的设计方案和可靠性的通信电源系统的设计方案进行入手，分析了各个方案之间，应在哪些方面需要进行格外的注意。

参考文献

[1] 宋福峰，刘宝昌.通信电源系统设计及运行维护中节能方案探讨[J].电信工程技术与标准化，2010，03：69-71.

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关键词：电源模块 保护电路 应用

中图分类号：TN4 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）04（a）-0045-02

随着微电子技术的发展，要求计算机的性能更加安全可靠，而计算机电源系统是否稳定，关系到整个计算机的工作状态及性能，为了确保计算机电源系统输出电压稳定和计算机电源自身的安全，计算机电源设计中保护电路的应用设计日趋重要。

1 保护电路介绍

1.1 保护电路构成

保护电路一般由故障检测电路、电压翻转电路、保护执行电路三部分组成，有的包含有保护显示电路[1]。故障检测电路对保护电路的电压或者电流进行检测，并将检测结果送到翻转电路，当检测到的电压或者电流超过设定值时，故障检测电路将检测到的故障信息送到翻转电路。产生保护控制电压，驱使保护执行电路动作，使保护电路退出工作状态或进入相应的保护状态，达到保护目的。常用保护电路构成如图1所示。

1.2 保护电路种类

保护电路种类划分方法较多，根据故障检测电路的检测方式分为过流检测保护电路、过压检测保护电路、失压检测保护电路及IC内部检测保护电路；根据保护电压翻转电路的类型可分为三极管电压翻转保护电路、可控硅电压翻转保护电路、模拟可控硅翻转保护电路和IC内部电压翻转保护电路；根据保护执行方式可分为待机处理保护电路、小信号处理保护电路、电源震荡驱动保护电路、稳压处理保护电路和保护电路直接执行保护的保护电路。

2 电源模块保护电路设计

某计算机电源设计可利用空间较小，在230 mm×200 mm的印制板上需要将220 V交流电转换成+5 V、+12 V、-12 V等多种稳压直流电源。为了避免因电源故障造成对其他部件损坏，需要电源保护电路设计。（如图2）

2.1 输入电源检测电路设计

输入～220 V的保护电路分三种，选用压敏电阻并接输入电源零火线两端，当输入电压超出压敏电阻的耐压值时，压敏电阻击穿短路，导致保险丝烧断而起到保护作用，选用热敏电阻串入输入电源火线上，因短接等原因导致电流过大超出热敏电阻指标时，热敏电阻烧断而切断电源，起到保护其他组件的作用；采集交流整流滤波后的直流300 V，将300 V分压后送人比较器MAX973输入断，和比较器MAX973另一输入端的基准电源进行比较，在电压要求范围之外时，比较器翻转，最终使DC/DC模块的输入电源断开而起到过压和欠压保护作用。

2.2 输出电源检测电路设计

采集+5 V输出直流电源，分压后送人比较器输入端，和比较器输入的基准电源进行比较，+5 V电源在要求范围之外时，比较器翻转，最终使DC/DC模块的输入电源断开而起到过压和欠压保护作用。

采集+12 V输出直流电源，分压后送人比较器输入端，和比较器输入的基准电源进行比较，+12 V电源在要求范围之外时，比较器翻转，最终使DC/DC模块的输入电源断开而起到过压和欠压保护作用。

采集-12 V输出直流电源，分压后送人比较器输入端，和比较器输入的基准电源进行比较，-12 V电源在要求范围之外时，比较器翻转，最终使DC/DC模块的输入电源断开而起到过压和欠压保护作用。

2.3 翻转电路设计

将MAX973输出端接入光电耦合器一端，光电耦合器输出端和+5 V、+12 V、-12 V检测比较器电路的输出端并接到比较器负端，和接在比较器正端的基准电源进行再次比较，输入电源和三路输出电源检测电路中任何一个电源电压值超出预定范围，则翻转电路输出电压开始翻转，将翻转后的电平送到执行电路输入端。

2.4 执行电路设计

该电源模块借用DC/DC直流稳压模块自身具有的软启动保护功能，当输入端保护端管脚为低时，DC/DC直流稳压模块停止工作。翻转电路送出电平为0～5 V，而DC/DC直流稳压模块输入电源为300 V，为了防止模块损坏对翻转电路造成逆向损坏，在翻转电路输出端和DC/DC直流稳压模块输入保护端之间增加光电耦合器进行隔离。

3 应用效果

该计算机电源模块完成设计、生产、调试后，对其保护电路的各项保护功能进行测试，均达到预定目标，满足了使用要求。

参考文献

[1] 孙铁强.进口彩电保护电路原理与维修[M].中国水利水电出版社，2010.

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关键词：飞机电源系统；机载测试系统；供电方案

引言

为了从鉴定试飞中的飞机上取得准确、可靠的数据，飞行试验前必须在飞机上加改装测试设备。飞行试验的成败关键在于测试方案的制定，在加改装环节上，落实飞机剩余电量、制定测试系统供配电方案、科学合理地利用机上剩余电量就显得尤为重要。在型号飞机的试飞中，如果测试电源系统设计的不合理，测试系统出现故障的可能就非常大，有时还会对飞机电源系统造成损坏，甚至造成灾难性后果。本文就飞机机载测试的供电问题进行了方案设计和研究，并针对不同型号飞机电源系统和测试系统的具体要求提出了供电设计时的注意事项。

1机载测试系统的供电分析

1．1对电源的需求

1．1．1机载测试系统对电源种类的要求在测试系统中各负载对电源的需求是不同的，一般所需电源种类有直流28V电源、三相115V／400Hz交流电源、单相115V／400Hz交流电源、单相220V／50Hz交流电源和三相36V／400Hz交流电源等。其中绝大部分装机设备（如采集器、记录器、传感器等）使用28V直流电源；三相115V／400Hz交流电源通常用于提供抽引信号的基准电压，或为大功率28V直流变压整流器提供输入电源等；单相115V／400Hz交流电源针对一些特殊设备的需求进行提供；少部分装机设备（如计算机、示波器、滤波器等）使用单相220V／50Hz交流电源；而陀螺、惯导等设备会用到三相36V／400Hz交流电源。1．1．2机载测试系统对电源品质的要求有些测试设备工作电压范围较窄，对电压波动敏感，需要为这些测试设备配备具有稳压和滤波性能的电源设备来提高电源品质；某些设备会因为电源的瞬间掉电导致死机，需要配备不间断电源来满足其对电源的要求。

1．2测试系统用电功率的计算

根据测试技术要求中提供的各测试设备的用电量计算测试系统的用电量，同时考虑个别设备的启动电压冲击，得出测试系统的总用电量，从而得出测试系统用电总功率，进行加改装系统方案设计。

1．3飞行科目对供电方案的要求

（1）测试供电系统应不影响飞机供电系统，保证飞行安全。保证飞行安全是测试供电系统的最根本的要求，为确保飞机用电安全，在测试供电系统与飞机电源系统之间应采取隔离保护措施。（2）测试供电系统应具有自动断电和自主恢复的功能。当飞机发电机发生故障时，测试供电系统应自动切断测试设备的用电。当飞机发电机、电源系统恢复正常，测试供电系统自动恢复对测试设备的正常供电，这就是自主恢复功能。（3）特殊科目情况下测试供电系统应具有应急供电能力。某些试飞要求中有空中停车的试飞科目，要求测试设备记录发电机断电后一段时间内的飞行数据。这种情况下，测试供电系统应具有应急供电能力，当飞机发电机发生故障时，测试供电系统自动切断一部分次要测试设备的用电，同时重要测试设备自动转换为应急供电，记录一段时间数据后再切断重要测试设备供电。

2飞机电源系统

飞机的电源系统主要是为飞机各用电设备提供和分配电源，并且按照飞机不同状态和用电设备的需要对电源的分配进行必要的控制。飞机电源系统由主电源、应急电源、二次电源及外接电源插座等组成。飞机主电源是指由航空发动机直接或间接传动的发电系统，通常一台发动机传动一台或两台发电机。主电源由航空发动机传动的发电机、电源控制保护设备等构成，在飞行中供电。当航空发动机不工作（如地面测试时），主电源也不工作时靠辅助电源供电。飞机蓄电池或辅助动力装置（一种小型机载发动机、发电机和液压泵等构成的动力装置）是常用的辅助，当飞行中主电源发生故障时，蓄电池或应急发电机即成为应急电源。

2．1飞机的主电源

飞机主电源是指由航空发动机直接传动发电机将机械能转换为电能获得的能源。飞机的主电源形式因飞机型号不同而不同，总体来讲，飞机的主电源主要有：①28．5V低压直流电源系统；②115V／400Hz三相恒频交流电源系统；③交直流混合电源系统；④270V高压直流电源系统。

2．2飞机的应急电源

飞机的应急电源是指在飞机的主电源系统故障时向飞机重要用电设备供电的电源，用于保证飞机安全返航。正常情况下，该电源处于不消耗或充电状态。应急电源一般为28V直流蓄电瓶，在新型飞机中，也有使用应急动力装置EPU为飞机提供应急能源的。

3测试系统供电方案的配套原则

3．1机载测试电源引取飞机主电源的原则

飞机的主电源与测试设备的电源类型一致时可以直接用飞机的主电源给测试系统供电，当两者不一致时，可以通过电源转换装置将飞机的主电源（如115V／400HzAC）转换成测试系统所需电源（如28VDC），提供给测试设备。

3．2机载测试电源与飞机剩余功率的配套原则

（1）测试系统用电功率小机电源的剩余功率时，主要利用飞机电源的剩余功率给测试系统供电。（2）在飞机可用电源的剩余功率紧张的情况下，可以计算飞机部分不用设备的用电功率，将这部分功率提供给测试系统使用，如飞机不飞夜航科目，可用飞机着陆灯的电源供测试系统使用。（3）测试系统用电功率大机电源的剩余功率时，无法使用机上电源，采用加装测试专用蓄电瓶给测试系统供电。

3．3测试设备对供电有特殊要求的设计

对于某些装机测试设备，需要对飞机电源进行二次处理才能使用，如计算机使用220V电源，虽然某些飞机上有220V电源，但直接使用往往会有干扰，其解决办法就是定购28V转220V的变压整流器，将飞机的28V电源转换为品质较好的220V电源供计算机使用。

3．4测试供电系统的自动断电

测试供电系统的控制尽量做到不额外增加飞行员的空中操作，即具有自动断电功能。飞机电源故障时的测试供电系统“自动断电”设计，即测试系统电源在飞机自动可切除的汇流条或电源上引取或引用飞机上的自动断电信号或故障切除信号给测试供电系统，用来控制测试供电系统的供电，实现飞机电源故障时测试系统的自动断电。

3．5测试系统应急供电功能设计

在目前很多综合试飞中，由于试飞风险大，又特别需要应急情况下的飞行数据，因此当飞机电源系统发生故障时，应保证部分重要测试设备不间断工作，这时就需要给测试供电系统设计应急供电功能，该功能应保证测试系统正常供电和应急供电之间自动转换。测试系统应急供电系统的设计根据飞机的电源情况分为以下两种情况：（1）多电源应急供电：飞机主电源为115V／400HzAC交流电源时，在被试飞机上加装测试专用蓄电瓶和115V／400HzAC逆变电源两种电源为测试系统提供测试应急电源。（2）单一电源应急供电：飞机的主电源为28VDC时，在被试飞机上加装测试专用蓄电瓶一种电源为测试系统提供测试应急电源。

4测试系统供电设计的一般要求

4．1测试供电系统与飞机电源系统之间的隔离保护措施

（1）根据测试系统总用电量选择合适的总电路保护装置，直流电源选配GB型惯性熔断器，交流电源选配DBB或DBF系列单相断路器和DBJ、DBG系列三相断路器。（2）根据测试设备消耗功率合理配电，选用合适的电路保护装置、控制装置及合适的航空导线。（3）电路保护装置的容量应与导线的载流量相匹配，以防止在短路状态下导线过载损坏而造成事故，危及飞机安全。（4）通过对测试供电汇流条的保护使故障隔离，以防止故障影响飞机设备供电。（5）测试供电系统配电时各保护装置之间应协调一致，选择电路保护装置的容量应尽可能小，既起到保护作用又不致因环境温度高和电流冲击而造成供电中断。

4．2测试供电系统总电源开关的设置

测试供电系统必须设置总电源开关，使飞行员能够做到在空中以最简便的方式扳动测试系统“总电源开关”，自主切断加改装系统电源。条件许可的情况下，在测试供配电系统中串联设置两个“总电源开关”，分别在驾驶舱和测试系统开关盒，做到飞行员在空中能够方便地控制测试系统的供电，测试人员在地面能够方便地控制测试系统的供电。

5结束语

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【关键词】人防工程；战时电源；电站

1 引言

随着城市化进程的日益发展，人防工程的建设也进入了发展的关键时期。如何建设一个平时应急、战时备战的合格工程，这是目前我们该思考的问题。 为了提高人防工程战时电源的可靠性，通常要求在人防工程内部设置内部电源。但由于设计水平的参差不齐，笔者在参与人防工程电气图纸审查时发现战时电源的选择存在诸多问题，其中主要的问题是：（1）战时电源的引接说明太过简单；（2）设有柴油电站作为内部电源的工程，其设计深度不够；（3）固定电站与移动电站设计形式混淆不清或设计不合理。为了提高人防工程战时电源选择的可靠性，本文结合现行国家规范标准总结了战时电源的选择原则和设计深度要求。

2 人防工程战时电源的选择原则

由于人防工程战时电源除引接平时电力系统电源外，还应引接人防工程内部电源，本文所述均指引接人防工程内部电源的选择。

《人民防空地下室设计规范》（GB50038-2005）第7.2.11条规定：中心医院、急救医院及救护站、防空专业队工程、人员掩蔽工程、配套工程等建筑面积之和大于5000m2的防空地下室，应在工程内部设置柴油电站；第7.2.13条第3款规定：在建筑小区或供电半径范围内各类分散布置的多个防空地下室，其建筑面积之和大于5000m2时，应在负荷中心处的防空地下室内设置内部电站或设置区域电站；第7.2.13条第4款规定：建筑面积5000m2及以下的各类未设内部电站的防空地下室，其引接区域电源时，战时一级负荷应设置蓄电池组电源，无法引接区域电源时，战时一级、二级负荷应在室内设置蓄电池组电源。规范中要求设置战时电源的有以下几种情况：

2.1 对于中心医院、急救医院和新建单个建筑面积大于5000m2的防空地下室工程必须设置柴油电站，这一点规范中很明确。中心医院、急救医院的柴油电站必须设置固定电站，且平时全部安装到位。

2.2 新建小区或商业建筑中各种类型的两个及多个人防工程的面积之和大于5000m2的。这两个及多个人防工程可能互不相邻、分散布置，只要面积之和大于5000m2就需要设置柴油电站。多层人防工程中柴油电站应设置在底层。

2.3 对于分期建设并同属于一个大型小区内的人防工程，原来未设置柴油电站的，面积之和大于5000m2的应在新建人防工程内设置柴油电站，并应设在靠近负荷中心的位置。

2.4 对于人防面积达不到5000m2的人防工程，因平时使用要求而设置柴油电站的，则应将柴油电站设在防护区内作为战时区域电源设置，其柴油机组容量应按照平时和战时需要使用负荷较大者确定。

2.5 对于人防面积达不到5000m2的单个人防工程，且平时也不设置柴油电站，则能引接区域电源的，其战时一级负荷应设置蓄电池组电源；无法引接区域电源的，其战时一级、二级负荷应在室内设置蓄电池组电源。蓄电池组的连续供电时间不应小于隔绝防护时间。

2.6 对于大型人防工程，如设置一个柴油电站满足不了低压半径的要求时，可按防护单元组合设置若干个移动柴油电站或固定柴油电站分别给各防护单元供电。

柴油发电机组总功率不大于120kW时宜设置移动电站，机组台数以1~2台为宜；总功率大于120kW时，宜设置固定电站，机组台数不应少于2台，最多不宜超过4台，且单机容量不宜大于300kW；当设置固定电站条件受到限制时，可设置2个或多个移动电站。人防工程的电站建设应优先考虑作为区域电站使用，除保证本工程供电外，还向供电半径范围内的邻近人防工程供电，这样可减少城区中设置柴油电站的数量，充分发挥内部电站的作用，节省电气设置的投资，减少人防工程设备房间的建筑面积。

3 人防工程战时电源的设计深度要求

人防工程战时电源无论是选择蓄电池组电源还是柴油电站，在平时设计图中就应设计到位，便于平时施工时预留预埋和后续安装。

3.1 蓄电池组电源的深度要求

根据上面要求，蓄电池组的容量应满足战时一级或战时一级、二级负荷要求，具体容量选择可参照《工业与民用配电设计手册》(第三版)进行。平时设计要到位，同时应与建筑专业提出蓄电池组存放房间要求。

3.2 柴油电站的深度要求

固定柴油电站和移动柴油电站都有国家标准图集可供参考，各位电气设计人员在设计前均应仔细研读其设计精华，再进行设计。下面再强调一下具体内容：

电站配电系统图中应标明柴油发电机组的型号、规格，配电柜的编号、型号，母线的型号、规格；标明开关、断路器、互感器、继电器等的型号、规格和整定值；标注发电机组至配电柜及配电柜出线的电缆型号和规格，以及配管管径、敷设方式、回路编号、回路容量、计算电流、用户名称、二次原理图等内容。

在电站平、剖面图中按比例绘制发电机组、配电柜、信号联络柜、支架、地沟、地沟盖板、接地装置、电站基础、隔震、预埋件等平、剖面布置、安装尺寸等，当选用标准图时应标注标准图集号、页码，标注进出线回路编号、敷设安装方式，图纸绘制比例。柴油电站配套的附属设备应有配电平面箱体和配线标注等；动力、照明和消防管线穿越人防墙体时应有符合人防要求的防护密闭处理措施和预埋管件。总之，电站设计要具有现场施工的可操作性，设备选用标准产品，不宜选用非标产品，并应符合国家相关规范和节能环保标准。

4 结束语

在进行人防工程战时电源设计选择时，一定要严格遵循相关规范标准的要求，参照国家标准图集；各专业密切配合；结合工程实际选择合理的战时电源进行操作性强的人防工程供电设计。

篇6

【关键词】：消防负荷分级；消防电源设计；消防配电；

【正文】：

随着近年来火灾的频繁发生，高层建筑消防安全问题越来越引起人们的重视。消防供配电是保证消防设施正常运行的关键,直接关系到高层建筑的消防安全。因此本文从消防电源配置、消防配电、消防电气配线对高层建筑供配电设计进行探讨。

一、高层建筑消防电源设计：

1．规范对消防电源的要求

《高层民用建筑设计防火规范》(以下简称“高规”)规定，高层建筑的消防用电应按现行的国家标准《供配电系统设计规范》的要求设计，一类建筑按一级负荷要求供电，二类高层建筑应按二级负荷要求供电。

2．各级负荷供电要求

（1）特级负荷供电要求。对特级消防负荷除有两个电源供电外，还应增设自备应急电源并严禁将其他负荷接入应急供电系统。

（2）一级消防负荷的供电要求。一级负荷应有两个独立电源供电。根据我国现有的实际情况，一级负荷供电可采用以下几种方式： ①电源来自于两个不同的电厂②电源来自于两个不同的区域变电站③电源来自于一个区域变电站，但设有自备应急电源。

（3）二级负荷供电要求。二级负荷宜由两回路供电，且变压器宜有两台。但是如果二级负荷容量较小，或者地区供电条件有限无法提供两回线路时，允许由一回6kV及以上的专用架空线或电缆供电。考虑到电缆发生故障后有时检查故障点和修复时间较长，故当用电缆线路供电时，应采用两根电缆组成的线路供电，并且每根电缆均能承受百分之百的二级负荷。

(4)三级负荷对供电没有特殊要求。

3.消防电源的选择

（1）下列装置可作为应急电源：

A.独立于正常电源的柴油发电机组；

B.独立于正常电源的第二市电电源或专用馈电回路

C.蓄电池组;

D.EPS应急电源装置；

E.UPS不间断电源装置等。

（2）消防应急电源可根据实际市电电源情况按下表选取：

应急电源配置表

注：1应急电源的配置采用集中式EPS配置方案，具体工程中可以采用按防火分区、按楼号、按楼层配置或采用灯具内自带电源装置。

2应急照明包括备用照明、疏散照明及安全照明，其允许断电时间，安全照明不大于0.25s，疏散照明及备用照明不大于5s，其中金融商业场所的备用照明不大于1.5s，宜采用EPS作为应急电源装置。

3消防中心、计算机房、通信及监控中心等，是以计算机为主要的监控手段，进行实时性监控，要求应急电睡源在线运行，需要配置UPS不间断电源装置或工艺设备自带不间断电源装置。

4应急电源配置说明：

A. 二路独立电源是指由不同的上级变电站引来的二路专用电源，或是由同一变电站不同的变压器母线段引来的二路专用电源，该不同变压器应由不同的高压电网供电

B. 一路公用电源是指引自公用干线的电源，即一路电源为二户或多户供电。

C. 二回路电源，是指由同一上级变电站的同一台变压器母线段引来的二路电源，或由不同变压器母线段引来的二路电源，但该变压器是由同一高压电网供电的。

D. 二路低压电源是指二路220\380V电源，该二路低压电源应是引自变电所的二台不同的变压器母线段，

二、高层建筑消防配电设计：

1．配电方式：

（1）集中或大容量的消防负荷（如消防泵、喷淋泵等）因其在建筑中的重要性，大多由变电所放射式配电。

（2）在设计中经常会遇到消防用电设备负荷较小且分布较分散，其配电若均由变电所馈出，会使得变电所低压柜馈出很多小电流回路，对断路器分断能力和导体的动、热稳定带来一定的影响。根据《高规》规定“消防用电设备应采用专用的供电回路，其配电设备应设有明显标志”。对供电回路的条文解释系指“从低压总配电室（包括分配电室）至最末一级配电箱，与一般配电线路均应严格分开”。在设计中，可采用增加一级配电的方法，即从变电所不同母线段上分别馈出一条消防专用回路，在适当位置设置两台配电柜，再由此配电柜放射式或树干式配至末端双电源互投箱，这样既满足了规范对专用供电回路的要求，又避免在变电所级馈出许多小电流回路。

2．配电线路保护及设备保护：

消防配电回路的不间断供电．是发生火灾时建筑物内消防设施有效灭火的先决条件。因此，消防配电线路的保护应以确保供电的连续性为首要原则。《低压配电设计规范》(GB 50054―95)第4．3．5条规定： “突然断电比过负载造成的损失更大的线路．其过负载保护应作用于信号而不应作用于切断电路。因此消防配电回路的过负载保护只能作用于报警信号而不得作用于切断电路。据此，在配电回路出线开关上应选择带过载报警功能的断路器进行线路保护。

《通用用电设备配电设计规范》(GB50055―93) 第2．4．6条规定：“断电导致损失比过载更大时．不宜装设过载保护．或使过载保护动作于信号 ”此规定对无备用机组(如排烟风机等)的消防用电设备是合适的 若有备用机组，则工作机组应设过载保护并作用于跳闸．以免过载引起短路故障而拖垮该组消防用电设备的两路电源．致使备用机组无法投入运行 而备用机组不设过载保护或设过载保护只作用于信号．是为了尽量延长消防用电设备的运行时间．以利有效扑灭火灾所以．对有备用机组的消防用电设备设置保护装置时，工作机组过载时应动作于跳闸． 自动投入备用机组。而备用机组过载时只能动作于报警信号。过载报警信号应引至有人值班的房间或场所。

3.消防配电电线、电缆的选择：

根据《民用建筑电气设计规范》（JGJ16-2008）（以下简称“民规“）要求消防配电线缆可按以下选择：

（1）火灾自动报警系统保护对象分级为特级的建筑物，其消防设备供电干线及分支干线，应采用矿物绝缘电缆；

（2） 火灾自动报警保护对象分级为一级的建筑物，其消防设备供电干线及分支干线，宜采用矿物绝缘电缆；当线路的敷设保护措施符合防火要求时，可采用有机绝缘耐火类电缆；

（3 ）火灾自动报警保护对象分级为二级的建筑物，其消防设备供电干线及分支干线，应采用有机绝缘耐火类电缆；

（4 ）消防设备的分支线路和控制线路，宜选用与消防供电干线或分支干线耐火等级降一类的电线或电缆。

4. 消防配电线路敷设：

（1）消防设备配电线路进行暗敷时一般是采用普通电线电缆，并将其穿金属管或阻燃塑料管后，埋设在不燃烧体结构内，且穿管暗敷保护层的厚度＞3cm。

（2）当消防设备配电线路只能采用明敷方式时，对穿电线的金属管或金属线槽可采用涂防火涂料方法提高线路的耐燃性能，或是直接采用具有合适阻燃性能的阻燃型电线电缆、耐火型电线电缆和矿物质绝缘防火电缆等；

（3）当消防设备配电线路采用绝缘层和护套为不延燃的电缆并敷设在电缆竖井中时，因电缆本身具有耐火耐热性能，可不用金属管保护。但是，当与延燃电缆敷设在同一个电缆井时，两者中间必须用耐火材料隔开。

（4）在建筑物顶棚内的消防电气线路，一般宜采用金属管或金属线槽布线：在难燃型材料的吊顶内，可采用难燃型（如氧指数大于50）硬质塑料管、塑料线槽布线。

三、目前有些高层建筑消防配电存在的问题及其解决方案

1.消防设备双电源切换位置不当。

《高规》9.1.2条规定：高层建筑的消防控制室、消防水泵、消防电梯、防烟排烟风机等的供电，应在最末一级配电箱处设置自动切换装置。……

此问题比较容易出现在一用一备的消防设备供电系统中，如消防泵房内消防泵和喷淋泵的配电，各消防泵均为一用一备的运行方式。有些设计人员很可能会按下图设计：

以上设计可以看出，针对单台的消防泵来说，并没有达到的双电源末端切换的要求，所以不符合规范要求。

改进方案：消防泵控制箱应该为独立式或隔离间隔式，每个泵均由单独回路供电，对应平面图、系统图如下所示：

2.消防用电设备未采用专用回路供电。

根据《高规》规定“消防用电设备应采用专用的供电回路，其配电设备应设有明显标志”。

当消防控制室与安保控制室合用同一控制室且二者负荷等级相同时，设计人员往往仅设计一组双电源自切箱，由该双电源自切箱的专用回路分别为消防系统、保安监控系统供电。实际上此时是不符合规范要求的。

问题解决：消防控制室与安保控制室合用同一个控制室，当系统规模较大且比较重要时，两个系统的供电回路及双电源自切箱应分别设置。但系统规模较小及重要性较低且两者负荷等级相同时，例如设置在独立的门卫内，同时考虑监控系统的闭路电视摄像机兼作为火灾的监视用，为简化配电系统可在门卫内设置一个双电源自切箱。火灾自动报警系统与安保系统分别由双电源自切箱专用回路放射式供电。

篇7

关键词：开关电源；反激式电路；高频变压器

引言

开关电源是综合现代电力电子、自动控制、电力变换等技术，通过控制开关管开通和关断的时间比率，来获得稳定输出电压的一种电源，因其具有体积小、重量轻、效率高、发热量低、性能稳定等优点，在现代电力电子设备中得到广泛应用，代表着当今稳压电源的发展方向，已成为稳压电源的主导产品。文章设计了一种基于TOP-Switch系列芯片的小功率多路输出DC/DC的反激式开关电源。

1 电源设计要求

文章设计的开关电源将用于轨道车辆电动门控制系统中，最大的功率为12W，分四路输出，具体设计参数如下：（1）输入电压Vin=110V；（2）开关频率fs=132kHz；（3）效率η=80%；（4）输出电压/电流 48V/0.2A，15V/0.02A-15V/0.02A，5V/0.3A；（5）输出功率12W；（6）电压精度1%；（7）纹波率1%。（8）负载调整率±3%，电源最小输入电压为Vimin=77V，最大输入电压为Vimax=138V。考虑到设计要满足结构简单，可靠性高，经济性及电磁兼容性等要求，结合本设计输出功率小的特点，最终选用了单端反激式开关电源，它具有结构简单，所需元器件少，可靠性高，驱动电路简单的特点，适合多路输出场合。

2 单端反激式开关电源的基本原理

单端反激式开关电源由功率MOS管，高频变压器，无源钳位RCD电路及输出整流电路组成。其工作原理是当开关管Q被PWM脉冲激励而导通时，输入电压就加在高频变压器的初级绕组N1上，由于变压器次级整流二极管D1反接，次级绕组N2没有电流流过；当开关管关断时，次级绕组上的电压极性是上正下负，整流二极管正偏导通，开关管导通期间储存在变压器中的能量便通过整流二极管向输出负载释放。反激变压器在开关管导通期间只存能量，在截止期间才向负载传递能量，因为能量是单方向传导，所以称为单端变化器[1]。

图1 单端反激式开关电源的原理图

3 TOP-Switch系列芯片的介绍及选型

TOP-Swtich单片开关电源是开关电源专用集成电路，它将脉宽调制电路与高压MOSFET开关管及驱动电路等集成在一起，具备完善的保护功能。使用该芯片设计的小功率开关电源，可大大减少电路，降低成本，提高可靠性[4]。

对于芯片的选择主要考虑输入电压和功率，由设计要求可知，输入电压为宽范围输入，输出功率不大于12W，故选择TOP264VG。

4 电路设计

本设计开关电源的总体设计方案如图2所示。

4.1 主电路设计

4.1.1 变压器设计

变压器的设计是整个电源设计最重要的部分，它的设计好坏直接影响到整个电源性能。

（1）磁芯和骨架的确定

由参考文献[1]可查出，当P0=12W时可供选择的铁氧体磁芯型号，由于采用包线绕制，而且EE型铁芯廉价，磁损耗小且适用性强，故选择EEL19。从厂家提供的磁芯产品手册中可以查到磁芯有效截面积Ae=0.23cm2，磁路有效长度Le=3.94cm2，磁芯等效电感AL=1250Nh/T2

（2）确定最大占空比

（式中VOR为初级感应电压，VDS为开关管漏源导通电压，其中VOR=135V，VDS=10V）

（3）初级波形参数计算

初级波形的参数主要包括输入电流平均值IAGV、初级峰值电流IP

输入电流平均值

初级峰值电流

（其中KRP为初级纹波电流IR与初级峰值电流IP的比值，当反激式开关电源工作在不连续状态时取KRP=1）

（4）确定初级绕组电感

（5）计算各绕组的匝数

初级绕组的匝数 实取33匝

次级为5v输出的绕组定义为NS=4turn

对于±15V输出 实取12匝

对于48V输出 实取36匝

对于偏置绕组 实取10匝

4.1.2 无源钳位电路的设计

反激式开关电源，每当功率MOSFET由导通变为截止时，在开关电源的一次绕组上就会产生尖峰电压和感应电压，和直流高压一起叠加在MOSFET上，漏极电压

这就要求功率MOSFET至少能承受450V的高压，并且要求钳位电路吸收尖峰电压来保护功率MOSFET。本电源的钳位电路由稳压管和二极管D1组成，其中VR1为瞬态电压抑制器P6KE200，D1为快恢复二极管IN4936，当MOSFET导通时，原边绕组电压上正下负，使D1截止，钳位电路不起作用；当MOSFET截止瞬间，原边绕组电压上负下正，使得D1导通，电压被钳位在200V左右。

4.1.3 输出环节的设计

以+5V输出为例，次级绕组高频电压经肖特基二极管SB120整流后，用超低的ESR滤波，为了得到获得更小的纹波电压，在设计时又加入了次级LC滤波器，实验表明，输出的电压更符合期望值。

4.2 反馈环节的设计

反馈回路主要由PC817和TL431组成，这里用的TL431型可调式精密并联稳压器来代替普通的稳压管，构成外部误差放大器，进而对输出电压作精密调整，当输出电压发生波动时，经过电阻R13、R14分压后得到取样电压与TL431中的2.5V的基准电压进行比较，在阴极K上形成误差电压，使光耦合器中的LED工作电流产生相应变化，再通过光耦合器去改变单片开关电源的控制端电流，进而调节输出占空比，使输出电压维持不变，达到稳压目的。

5 结束语

文章设计的开关电源具有结构简单，所需元器件少，体积小，成本低的特点，并且满足所有设计要求，在轨道车辆电动门控制系统中有很好的应用前景。

参考文献

[1]杨立杰.多路输出单端反激式开关电源的设计[J].现代电子技术，2007.

[2]沙占友.开关电源实用技术[M].北京：中国电力出版社，2011.

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关键词：电力通信；通信电源；蓄电池；管理维护

中图分类号： U172 文献标识码： A 文章编号：

引言

电力通信是电力企业生产和管理的基础手段，是电网安全运行的重要环节，而电力通信直流电源则是保证通信设备正常运行，通信畅通的基础，是电力通信的“心脏”，一旦通信直流电源发生故障，将造成通信设备供电中断，引起通信电路中断，造成重要信息无法正常传输。近年来，电网规模的木断扩大和现代通信技术的进步，极大地促进电力通信事业的飞速发展，随着电力通信整体水平的不断提高、通信设备的不断更新，对电力通信直流电源也提出了更高的要求，因此做好对电力通信直流电源的维护具有重要意义，直接影响着电力通信网的安全平稳运行。

近年来，因通信电源故障造成通信设备停运、电路中断的事件总体上呈减少趋势，但仍时有发生。这些电源故障多数是由于通信人员对通信电源的维护与管理没有做到足够重视导致的。通信电源系统运行质量的好坏直接关系到通信网的运行质量和电网的安全，从事电力通信的工作人员应重视通信电源的管理与维护工作。电力通信网本身的安全可靠性要求很高，经过长期的运行统计分析表明，造成电力通信网运行中断的原因有二：一是通信设备本身出现的故障；二是通信电源故障，造成通信电路中断。随着通信技术的发展，通信设备的可靠性增加很多，设备本身的故障率已经很低了，实际运行统计也证实了这点。通信电源故障就显得突出了，实际运行统计显示，由于通信电源系统故障造成的通信电路中断大约占通信总中断的70％～75％ ，可见通信电源已经成了影响电力通信网可靠运行的最主要的因素。

1 电力通信设备对通信电源的要求

1．1 可靠

为了确保通信畅通，除了必须提高通信设备的可靠性外，还必须提高电源系统的可靠性，要求电源系统不能有l ms 的间断。通常，电源系统要给许多通信设备供电，因此电源系统发生故障后，对通信的影响很大。为确保可靠供电，在直流供电系统中，采用整流器与电池并联浮充供电方式。此外在先进的开关整流器都采用多个整流模块并联工作的方式，这样当某一个模块发生故障时不会影响供电。

1．2 稳定

各种通信设备要求电源电压稳定，不能超过允许的变化范围。电源电压过高，会损坏通信设备中的电子元件，电源电压过低，通信设备不能正常工作。此外，直流电源电压中的脉动杂音也必须低于允许值，否则，也会严重影响通信质量。

1．3 小型

随着集成电路的迅速发展正向着小型化、集成化方向发展。为了适应通信设备的发展，电源装置也必须实现小型化、集成化。此外，各种移动通信设备和航空、航天装置中的通信设备更要求电源装置体积小，质量轻。为了减少电源装置的体积和质量各种集成稳压器和无工频率变压器的开关电源得到了越来越广泛的应用。近年来，工作频率高到几百 kHz 且体积非常小的谐振型开关电源，在通信设备中也大量应 用 。

1．4 高频率

随着通信设备的容量日趋增加，电源系统的负荷不断增大，为节约电能，必须设法提高电源装置的效率。节能主要措施是采用高效率通信电源设备，过去，通信设备大多采用相控型整流器，这种电源效率较低，变压器损耗较大。而高频开关电源效率较高可达到 90％以上，因此采用高频开关电源可以节约能源。

2 电力通信网通信电源系统的典型配置及特点

电力通信网中通信站主要包括：电力载波通信站、光纤通信站、微波通信站和各级调度通信中心。

2．1 通信站通信电源系统典型配置

2.1.1 电力载波通信站

由于电力载波已经不作为电力系统通信的主要手段，所以本文不作过多论述。

2.1.2 光纤通信站

光纤通信站大部分设在地调、变电站或电厂内，有些超长光纤电路也设有中继站，站内光设备采用DC-48V直流供电。电源系统一般有一路或两路交流 220VAC 电源，经交流配电屏送至高频开关电源( 有的开关电源本身具有两路交流输入能力，则不配置交流屏) ，整流后对两组蓄电池进行浮充，同时对设备供电。开关电源一般是单机柜多模块配置，直流输出分配利用开关电源柜中配置的直流分路空气开关或熔断器。若光纤站与其他通信站在一起，则与其他通信设备共用一套通信电源 。

2.1.3 微波通信站

电力通信网中目前数字微波电路还比较多，仍作为传输主干线使用，因此运行的微波站数量较多，分布也较广。微波中继站多是无人站，有的建在高山顶上，运行条件差。微波通信设备采用直流 D C -48V 供电。站内一般只有一路交流供电，电源系统由室内 10K 变压器、防雷柜、交流配电屏、高频开关电源和直流DC-48V蓄电池组构成，同时根据微波站实际情况，有的还配置了柴油发电机组、太阳能电池等。蓄电池容量一般按24小时放电率考虑，一些道路条件特别差的站，按1～4天放电率考虑，所以有的站蓄电池配得很大。

2.1.4 调度通信中心机房

调度通信中心机房是指省调、地调的通信机房，机房内设备集中，供电要求高，设备包括程控交换机( 行政、调度) 、微波及光纤设备、PCM 终端、数据网络设备(IP、ATM 等)、会议电视／电话系统、同步时钟系统、调度录音系统、载波终端机、其他通信终端及通信应用系统等。通常调度通信中心机房条件较好，有两路可靠的交流电源，大部分设备采用DC-48V 供电。直流配电屏可能有多个，以满足不同区域通信设备的配电需要。以上是电力通信网中通信电源的几种典型配置。有的通信机房还配置了 U P S 电源系统，提供网管系统、调度录音系统等以计算机为主的设备交流供电。有的利用DC-48V 蓄电池加DC／AC 逆变器，为计算机系统提供220VAC电 源 。

2．2 电力通信电源的特点

2.2.1 高频开关电源的特点

高频开关电源具有体积小、重量轻、效率高、输出纹波低、动态响应快、控制精度高、模块可叠加输出、N+1 冗余、便于扩容、远程监控等特点；电源系统智能化、高频化，大大减小日常维护的工作量，更好的发挥通信电源维护的工作效率；模块化结构设计。它的任意一整流模块相当于一台相控电源设备，即它的任意一整流模块均可独立工作。多个独立的模块单元并联工作，采用均流技术，所有模块共同分担负载电流，一旦其中某个模块失效，其他模块再平均分担负载电流。这样，不仅提高了功率容量，在器件容量有限的情况下满足了大电流输出的要求，而且通过增加相对整个系统来说功率很小的冗余电源模块，极大地提高了系统可靠性。万一出现单模块故障，也不会影响系统的正常工作，而且为修复提供了充分的时间；可实时监测蓄电池的端电压，充、放电电流，自动控制均、浮充状态；具有电池温度补偿功能。

2.2.2 VRLA蓄电池的特点

阀控式密封铅酸蓄电池(VRLA，valveregulate lead acid)是一种新型直流储能电源，它以坚固、耐用、能量高、体积小，对环境无污染，使用安全方便等优点，被广泛应用于各专网通信领域中，起到保障专网通信网络安全运行的重要作用，代替了原先专网通信等领域的开放式铅酸蓄电池。由于采用了阴极吸收式密封原理，蓄电池充电后期，在正极板上产生的氧气通过隔极扩散到负极，在负极上与铅反应吸收，形成了一个密闭反应氧复合循环，并且采用了吸附式隔板和贫液式设计，因此VRLA蓄电池具有密封不溢酸、不渗酸、自身放电小、防爆安全等特点，在维护中不需补水，不需调比重，给通信人员维护带来了极大便利，且在一般情况下氢氧复合较好，不会产生氢气。

3 电力通信电源方面存在的问题

3.1 通信电源在系统设计、设备配置和工程建设方面存在先天不足

电力通信电源在设计中只考虑了一般的可靠性要求，并没有进行应急方面的详细设计。比如很多通信站只有一路交流供电，又无其他备用电源方式，在出现交流电源故障停电较长时间后，蓄电池不能维持通信设备的正常供电，又没有应急电源方案，通信电路会长时间中断。

在工程建设中也未严格按规范进行。如设备及蓄电池安装摆放、所使用的材料(如各种电源电缆、空气开关、熔断器等)、电缆接头处理、电源电缆布线等方面也存在不规范的问题，在投入使用后，可能引起电源故障，甚至造成火灾等其他事故。

3.2 机房环境条件不能满足可靠运行要求

除防雷接地外，机房环境也十分重要。电力通信站主设备机房考虑得相对好一些，一般配置空调设备(大多数是民用空调)。而电源室则较少考虑配置空调，相应的机房“三防”工作也较主机房差，工作环境不能满足通信电源设备长期可靠工作的要求。

3.3 没有完善的电力通信电源系统运行管理及设计技术规程、规范

由于没有专门针对电力通信电源系统设计、建设及运行维护管理制定完善的规程和规范，所以在通信电源设计、工程建设、及运行维护管理等方面无章可循，造成这些环节工作的不规范和随意性，给整个电力通信网的安全可靠运行带来巨大影响 。

3.4 通信电源运行维护管理薄弱

通信电源运行维护管理则基本上都没有设置专门岗位，其次是缺乏有效的技术管理，缺乏对通信电源运行维护特点的研究，没有相应的通信电源系统运行维护方法，不能按照通信电源系统中各种设备的运行维护特点进行有计划的、科学的维护管理。据统计分析，在电源设备的事故中，蓄电池事故占70％，高压切换事故占20％ ，高频开关电源事故占10％(主要是强排风、灰尘侵入设备、雷电过电压)。可见，按通信电源设备的技术特点，进行科学的运行维护管理，有针对性地进行重点维护，是可以有效减少通信电源故障或事故发生率的。

4 解决措施

4.1 技术方面

4.1.1 严格按相关规程及设计技术规范进行通信电源系统的设计审查，不能因投资等原因降低技术要求。

4.1.2 尽快建立其可靠使用的通信机房环境及通信电源监控系统，及时掌握通信电源系统的运行情况，以便及时检修维护，保证正常运行。同时通过长期的数据测试统计分析，掌握通信电源系统性能变化，特别是蓄电池的(内阻、容量、温度等参数)性能变化，提前制定通信电源改造维修计划，保证通信电源系统始终处于较好的运行状态。

4.1.3 切实改善通信机房环境和通信电源机房环境。现在的通信设备、电源设备由于集成度高，散热大多采用风扇强制方式，因此对工作环境温度、湿度和洁净度都有较高的要求，实际运行中我们发现因温度高，灰尘重造成的通信设备损坏和电源故障占很大比例。因此在作好机房“三防”的基础上，对省调、地调通信中心及通信枢纽站机房，应配置专用机房空调，电源室也应配置工业级空调设备。

4.2 管理方面

4.2.1 随着电力体制和电力通信体制改革，应在各级通信运行维护管理部门设立通信电源、空调专业管理岗位，选择责任心强、热爱通信电源专业并具有一定专业技术及管理能力的技术人员上岗，负责通信电源和空调专业的运行维护管理。

4.2.2 信产部已经颁布实施了《通信用阀控式铅酸密封蓄电池》《、通信用高频开关整流器》、通信用不间断电源《》通信局(站)电源系统总体技术要求》4个通信行业标准，及《通信电源设备安装设计规范》、《通信电源维护规程》等文件。

4.2.3 重视利用通信站机房环境及电源系统监控系统等技术手段，提高对通信电源、空调的全面管理水平，做到通信电源、空调不带病运行，有根据地提出大修、改造计划，并按要求实施。通信电源各方面的工作，只要得到高度重视，特别是主管部门和领导的高度重视，从技术和管理两方面切实规范地做好工作，会对电力通信网的安全可靠运行起到非常重要的作用。

5 结束语

电力通信电源的现状应引起各级领导和通信人员的高度重视。一方面，部分通信站通信电源、蓄电池设备陈旧，跟不上时展，对蓄电池不能及时管理维护到位；另一方面，通信人员技术水平亟待进一步进行整合提高，对高频开关电源、VRLA 蓄电池的使用和管理应成为通信人员工作的重中之重。只有各级人员在思想上对通信电源的管理和维护予以足够重视，积极创造良好的设备运行环境，制定切实可行的专业管理制度，采用具有先进技术的电源设备及维护测试设备，做到操作维护规范化、现代化，才能保证通信电源系统的安全生产运行，确保电力通信可靠畅通。

参考文献

[ 1 ] 李跃新，黄勇达．电力通信电源蓄电池系统远程维护技术与应用[J]．通信电源技术. 2 0 0 9 ，2 6 （3 ）：5 5 ～5 7

篇9

关键词：轨道交通 信号 供电 设计 采购

中图分类号：U284.8 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）05（a）-0100-01

近几年来中国各大城市都在发展城市轨道交通系统，城市轨道交通中的信号供电系统是设备安全的重要保障系统。作为信号工程技术人员需要熟悉该系统的架构。本文介绍了供电系统的设计，并对采购流程和要点做了说明。

1 设计

在设计阶段，作为设备供货商的设计人员需要了解信号系统各类设备的额定容量，额定电流。并且要记录哪些电源有特殊要求。例如信号机电源、转辙机电源、AP电源等室外设备的电源在电源屏侧需要加装输出防雷板。一些重要负载，比如联锁机柜、接入交换机、骨干交换机，需要将其分开供电，以保证在某一路电源意外中断导致一部分设备掉电时，另一半设备能够正常工作，保证信号系统能够满足运营的要求。例如联锁机柜，一般主机和备机在电源屏侧是不同的两路电源。而对交换机，一般电源屏是不同的两个空开分别对A网交换机和B网交换机供电。对于组合柜中常用的12VDC，24VDC，60VDC，220VAC，电源屏侧也都为两路供电，不同的是对于组合柜的供电为环节，不但保证某一路电源中断设备不会掉电，而且组合柜之间有任何线缆出现问题，也不会导致设备掉电。

对于要求配有UPS的电源系统，一般客户都会要求在外电网完全断电的情况下，UPS依靠电池持续放电的最短时间。

电池放电的最短时间取决于一个站设备的用电量与所准备的蓄电池容量的对比关系。对于电池的选配，有两种方法可供选择。

（1）功率算法。

根据每2伏单元放电功率计算电池容量（AH）

式中：P为UPS容量（VA），W为每2伏单元提供的功率（W），η为UPS效率（一般可取0.9），cosΦ为UPS输出功率因数（一般取0.8），N为一组电池中的电池数量（信号系统常用的阀控铅酸电池为12V）。

注：若2 V电池则为N×1；6 V电池则为N×3；12 V就为N×6；放电终止电压一般取1.67 V。

根据客户要求的放电支持时间差表，便可决定电池型号及组数，如果查表组数过多（>3），则考虑大容量电池。

以上公式是按照UPS满载考虑，一般可按照80%负载计算

（2）电流算法。

根据最大放电电流计算电池容量（AH）

最大放电电流

式中：Imax为最大放电电流（A），P为UPS额定容量（KVA），CosΦ为UPS输出功率因数（一般取0.8），Vend为该型号UPS放电终止电压（V），查放电曲线确定电池放电率计算所需电池容量。

电池容量（AH）=K×电池最大放电电流×放电时间，其中，K为调整系数，如表1。

在将这些数据整理完毕后，可以将每个站设备的最终容量计算出来。最后把数据提供给电源屏厂家和总体设计单位。电源屏厂家会根据需求做出适应具体每个站的电源屏。而总体设计单位则可以根据每个站用电量的需求，设计与其对应的电源供给。在与设计院的沟通中，需要向其详细描述最终计划每个站电源屏输入空开的容量以及信号设备的负载特性，保证整个系统能够做到完全选择性保护。

2 采购

电源屏采购：采购阶段需选择至少两家供货厂家，对两家的电源系统方案、切换功能、输出冗余配置、模块是否支持热插拔、远程监控、防雷功能、漏电检测、故障诊断定位的级别、短路保护功能、保质期、证书、使用寿命、告警节点、备品备件的供应、交流转辙机相序检测、整机效率、功率因数、噪音、是否提供专用工具等方面进行对比，最终选择适合信号系统使用的电源产品。在采购方面需要重点提醒设备到货计划。

UPS采购：在评标阶段，需要对以下项目进行比对：故障诊断级别、输入电压的类型、输入电压可接受的范围，例如电压波动范围在-20%～+15%之间无需电池放电，输出电源是否满足要求，转换时间：主电源供电转电池供电转换时间为0 ms，逆变器供电装旁路供电转换时间≤2 ms；旁路供电转主路供电转换时间≤2 ms。对保质期，UPS电源对电池是否为智能管理功能，包括均充与浮充的自动转换，温度补偿，电池放电终止电压自动调节，电池容量检测。使用寿命，备品备件，噪音以及是否提供专业工具。

对蓄电池的采购：在评标阶段需要对以下项目进行对比：供电时间，是否为胶体免维护电池，保质期，使用寿命，是否具备优良的深放电恢复能力，蓄电池密封反映效率是否高于95%，单组电池或多组电池一起使用情况下，个电池之间的开路电压应保持在20 mV/cell以内，浮充电压应保持在20 mV/cell。

参考文献

[1] 徐亚辉.城市轨道交通供变电技术[M].机械工业出版社，2012（12）.

[2] 于松伟，杨兴山，韩连祥，等.城市轨道交通供电系统设计原理与应用[M].西南交通大学出版社，2008.

篇10

关键词：DDR VTT SSTL

对于DDR2和DDR3的电源设计，DDR SDRAM系统通常要求有三个电源，分别为VDDQ、VTT和VREF。而VTT主要为DDR的地址、控制线等信号的信号完整性而提供的终端电阻电源，同时JEDEC标准JESD8-15(用于SSTL_18)定义了VTT要跟随VDDQ。为了满足JEDEC标准，大部分设计地址线设计通常进行如图1的端接匹配设计。使用了一个专用的终端电阻电源调整器LP2996，为每根控制信号的端接电阻提供上拉电源，同时若干个终端电阻上又增加了一个去耦电容，增加了设计的密度和成本。而有一些设计的DDR并没有使用VTT电源和端接电阻，只是在控制器端接了一个串阻；相对来说，简洁一些，同时不使用LP2996也降低了成本。什么时候可以不用VTT电源，什么时候需要用VTT电源，甚至是否可以不用VTT电源和串阻？针对此问题，本文进行了分析、仿真和验证，为设计简洁化设计提供建议。

对于VTT电源，只要为控制线的端接电阻提供上拉电源，在保证信号完整性的前提下，是可以去掉端接电阻的。但我们也需要知道为什么需要一个专用的终端电源调节器，以及去掉它是否会有影响。DDR2和DDR3 的接口，使用的是SSTL电平，通过对SSTL电平的分析就可以知道VTT电源的作用了。

DDR存储器具有推挽式的输出缓冲，而输入接收器是一个差分级，要求一个参考偏压中点VREF。因此，当使用端接电阻的时候，VTT电源能够提供电流和吸收电流。VTT电源的电流流向随着总线状态的变化而变化。因此，VTT电源需要提供电流和吸收电流(source & sink)。由于VTT电源必须在1/2 VDDQ提供和吸收电流，因此如果通过分流设计VTT而又不能允许电源吸收电流，那么就不能使用一个标准的开关电源，使用LP2996可以提供电流和吸收电流，这就是为什么需要专用电源的原因。而且，由于连接到VTT的每条信号线都有较低的阻抗，因而电源就必须非常稳定，在这个电源中的任何噪声都会直接进入信号线，如果噪声很大，相对比较器的VREF来说，大到一定程度时就会引起误触发。总线信号输出为高阻时总线上的电平为VTT，输出为0；当有高低电平输出时，总线信号以VTT电压为中心上下摆动，如图2所示。当总线信号电压超过比较器的阀值电压时，它将输出一个如图2所示的同向电压。在这个系统中，比较器的阀值电压为电源所提供的VREF电压；如果没有端接电阻，总线信号没有了直流偏置，控制器的输出在0V和VDD之间摆动；但对于DDR SDRAM来说，其内部的输出电平是一样的。去掉端接之前和之后，DDR SDRAM侧的输入输出动态电流都很小，因为总线信号连接到DDR SDRAM的CMOS的栅极，输入阻抗几乎是无穷大。

从上面的分析可以知道，地址线使用末端匹配时会用到VTT电源，VTT电源在匹配时要提供电流和吸收电流。故在保持信号完整性的前提下，可以将端接电阻和VTT电源省去。针对于此，下面进行仿真和验证，看什么情况下可以不用端接电阻和VTT电源。

从上面分析可以知道，只要保证地址线和控制线的信号完整性，可以将端接电阻去掉。下面针对不同的负载，进行SI仿真，看在什么情况下可以将端接电阻去掉。

一个负载DRAM

对于一个负载情况，用freesacle的DDR控制器ibis模型和HYNIX的DDR3 ibis模型进行仿真，用常用的工作频率333Mhz进行仿真。去掉并联端接匹配，如果不加串阻匹配，会有过冲，经过仿真比较，对于控制器来说，对驱动器为全驱、半驱，串阻从10欧姆到60欧姆进行扫描，最优的匹配是DDR控制器用半驱动，源端接串阻20欧姆或者30欧姆，结果如图1所示。图1中蓝色、红色波形分别为源端串20欧姆、30欧姆，驱动为半驱时的DDR3内部波形。

两个负载DRAM

对于两个负载情况，DDR控制器为半驱动，将VTT匹配去掉之后的拓扑进行仿真，从图2可以知道，去掉VTT并联匹配后，DDR3内部波形满足要求；相对之前波形，幅度有所提高，但并未产生过冲，数据的沿会变缓，但对于时序影响不大。实测发现与仿真结果基本一致。

对于两个负载的树形拓扑也进行了前仿真，走线为3000mil，对全驱和半驱分别进行了扫描，信号质量满足芯片要求。

四个负载DRAM

对于四个负载情况，使用了flyby（链）型走线，并且使用了末端并联端接VTT匹配。将VTT匹配去掉之后进行全驱和半驱仿真，从图5可以知道，去掉VTT并联匹配后，位于链前面3个的波形已经严重失真，如图3所示，不满足要求，加源端串阻从10欧姆到60欧姆进行扫描匹配，效果也不明显。

对于四个负载的树形拓扑，控制器使用半驱动和全驱动扫描，走线为3000mil，进行前仿真，信号质量满足芯片要求。

八个负载DRAM

对于八个负载情况，使用了flyby（链）型走线，并且使用了末端并联端接VTT匹配。将VTT匹配去掉之后进行全驱和半驱仿真，如图4；从图4可以知道，去掉VTT并联匹配后，位于链前面6个的波形已经严重失真，不满足要求。

对于树形结构，VTT匹配去掉之后进行全驱和半驱仿真，发现上升沿比较缓，幅度衰减比较大，已经不满足要求了。

从前面的仿真结果可以知道，对于一个负载情况下，可以去掉VTT电源，但是需要在源端串联电阻保证信号质量。对于两个负载情况，无论是树形拓扑还是flyby拓扑，都可以将VTT电源去掉，而且不需要在源端加串联电阻。对于4个负载情况，flyby拓扑无法去掉VTT电源，树形结构可以去掉VTT电源，源端无需加串阻。对于8个负载情况，无论树形拓扑还是flyby拓扑都无法将VTT电源去掉。

从前面的仿真和实测可以知道，对于只有两个DDR负载情况，地址和控制线上的VTT终端电阻和去耦电容可以删除，提高设计简洁度；对于四个负载情况，可以后续设计可以考虑使用树形拓扑，预留VTT电源，然后实测验证是否可以去掉VTT终端电阻和去耦电容。

参考文献：

[1]Stephen H.Hall,Garrett W.Hall,James A.McCall.High-speed digital system design:a handbook of interconnect theory and design.2000