在通信局(站)直流供電系統中,各通信設備(負載)是經過直流配電屏的分配而獲得直流電源的,每個負載都是并接的而形成一個個供電回路。那么,直流配電屏按直流供電回路的等效電阻特性的不同,可分為低阻配電方式和高阻配電方式。
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1、低阻配電方式
低阻配電是指從直流配電屏接到用電通信設備(通信負荷)的纜線(尤其是用母排)呈現的電阻很低的一種方式。低電阻配電及其分路短路時的等效電路如下圖1-1所示。圖中假設L1回路的負載RL1短路(用開關S1合上代表短路),若熔斷器F1沒有熔斷,此時AO間的電壓幾乎為零,而短路電流非常大(決定于電池的內阻和電池的電壓),在F1熔斷時,由于極大的短路電流,導致在AB兩點間的等效電感產生的感應電動勢很大,會形成很大尖峰,因此AO間的電壓降首先降到接近于零,而后產生一個尖峰電壓,如圖1-1(b)所示。這種現象會對同一配電屏的其他回路的負載(通信設備)帶來極大的影響。
圖1-1:低電阻及其分路短路時的等效電路
在實際配電系統中,如下圖1-2所示。由于這種配電方式的直流纜線電阻很低,當直流配電屏到用電設備的某一負荷分路發生短路時,在該回路熔斷器熔斷(或開關斷開)瞬間,約有100μs的時間電壓突然升高,達到200V左右。這種電壓突變使得發生短路的瞬時短路電流可能達到幾千安培,從而會影響到其他回路通信設備的正常工作。低阻配電方式的優點是直流纜線電阻很低,適合遠距離饋電。
圖1-2:低阻配電直流供電系統圖
2、高阻配電方式
高阻配電是指在直流配電屏的每一饋電回路上串接有一個限流電阻,對短路回路起到保護作用,因此高阻配電系統又稱為瞬態限流配電系統。高阻配電及其分路短路時的等效電路如下圖2-1所示。這時如果L1回路RL1發生短路,則系統電壓的變化,即電壓跌落及電壓尖峰都很小,這是因為限流電阻R1限制了短路電流及電流的瞬時變化(di/dt)的緣故,電壓變化示意圖如圖2-1(b)所示,與圖1-1(b)相比,其效果得到了極大的改善。在R1與電池內阻得到合適的選配,可使AO間的電壓變化在直流電源系統的容差范圍,不至于對其它回路的負載造成影響,達到了等效隔離的作用。
圖2-1:高阻及其分路短路時的等效電路
在實際配電系統中,如下圖2-2所示。在直流配電屏的各回路串接一個取值為電池內阻5~10倍的限流電阻(如30~40mΩ),其作用是限制供電負荷回路的短路電流在1000 A以下,當某一負荷回路發生短路故障時,使其他正常負荷回路上的瞬時電壓維護在46V左右,從而不至于影響其他回路負荷的供電。高阻配電方式的優點是系統供電質量及可靠性得到充分保證,但由于接入了限流電阻,使得電能損耗增加,不利于節能,而且配電回路多,施工的工作量大。
圖2-2:高阻配電直流供電系統圖
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為了保障供電安全,目前通信局(站)直流電源系統中多采用高阻配電方式。此時,對于直流配電屏各種輸出電壓及告警范圍應符合下表2的要求。在實際工程中,對于輸出電壓告警的上限及下限應給出一個定值。為便于維護人員及時掌握設備的運行情況,其輸出電壓告警下限值設定一般高于放電終止電壓值,具體則根據維護單位的要求設定。
表2:直流配電屏輸出電壓及告警范圍
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