动力环境电源基础知识资料

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1、蓄电池部分蓄电池工作机理示意图 电池是一种电的贮存装置，可以有各种形状、大小、电压和容量的电池。 当两种金属（通常是性质有差异的金属）浸没于电解液之中，它们可以导电，并在“极板”之间产生一定电动势（如上图）。电动势大小（或电压）与所使用的金属有关，不同用途的电池其电动势可以有不同变化。简单地说，电池是一系列单体的连接组合，并具有一定电压和容量。一般地，单体越多电压越高；极板越大容量越高。二、蓄电池组成结构电池槽 电池盖 正负极板（群） 正极板由板栅及表面活性物质二氧化铅（PbO2）构成 ； 负极板由板栅及表面活性物质海绵状铅（Pb）构成。 隔板 汇流排 端极柱 安全阀：用于单向调节蓄电池内压，

2、防止空气进入蓄电池内部主要部分的材料构成：正、负极板：铅钙合金板栅充填铅膏（活物质）而成；隔板：具备良好耐热耐酸性能的玻璃纤维棉；电解液：稀硫酸溶液；电池壳、盖：合成树脂（如ABS）；安全阀：电池内压过高时释放气体使内压恢复正常； 防止外部空气进入电池端子：电池安装连接时的接线端 隔板（微细玻璃纤维），有以下功能和作用：保持正、负极板绝缘；吸附电解液，保持电解液不流动及负极板处于湿润状态；气体通道，因隔板具有高孔隙度，使正极产生的氧气容易通过到达负极板；压紧活性物质，延缓活性物质脱落。三、工作原理Pb H2SO4 PbO2PbSO4 2H2O PbSO4正极活物质 负极活物质 正极活物质 负极

3、活物质放电时：正极板的二氧化铅和负极板的海绵状铅与电解液中的硫酸反应，生存硫酸铅，电解液中的硫酸浓度降低。充电时：硫酸铅通过氧化-还原反应分别恢复成二氧化铅和海绵状铅，电解液中的硫酸浓度增大。 上面的化学反应式是可逆的，放电过程是将化学能转换成电能的一个过程，两极活性物质逐渐消耗，负极活性物质放出电子而被氧化，正极活性物质吸收从外电路流回的电子而被还原，这样负极电位逐渐升高，正极电位逐渐降低，两级间的电位差也逐渐降低，而且由于电化反应形成新的化合物增加了电池内阻，使电池输出电流逐渐减少，直至不能满足使用要求时，或在外殿路两极之间端电压低于一定的限度时，电池放电即告终止。充电过程是将电能转化成化

4、学能储存起来的一个过程。充电时，应在蓄电池上外接充电电源（整流器），使正、负极板在放电时消耗了的活性物质还原，并把外加的电能转变为化学能储存起来。交、直流供电范围1、交流供电范围：三相：323V-418V单项：187V-242V2、直流供电范围： -24V电压范围: 21.6V26.4V-48V电压范围: 42.0V58.0V-60V电压范围: 55.0V66.0V空调设备的基本构造及基本工作原理空调设备的基本构造（一） 冷源 它是指制冷装置，它可以是直接蒸发式制冷机组或冷水机组。他们提供的冷量用来使空气降温，有时还可以使空气减湿。制冷装置的制冷机可以是离心式或螺杆式压缩机，也可以是吸收式制冷

5、机或热电制冷器等。（二） 热源 它提供热量用来加热空气，常用的有蒸汽或热水等热媒，也常用电热器。（三） 空调器 它的主要功用是对空气进行净化，冷却减湿或者加热加湿等热湿处理。（四） 空气的输送与分配它主要包括通风机，送回风管，调风门及布风器等，他们的作用是将送风合理地分配到各空调房间，并将污蚀的空气排到室外。（五） 自动控制 它的功用是使空调系统能适应室内外热湿负荷的变化，保证空调房间有一定的空调精度，其设备主要有温湿度调节器，电磁阀，各种流量调节阀等。空调设备的基本工作原理 大到大型中央空调机组，小到家用窗机柜机等，凡是采用压缩式制冷原理的机器都是由四部分组成，分别是压缩机（空调心脏、动力元

6、件），冷凝器（散热装置），节流装置（减压、稳流装置，保证蒸发器部分的低压），蒸发器（对房间来讲，是直接的冷源）。空调的基本工作原理就是通过蒸发器内低压低温的制冷剂带走室内热量，经过动力机构压缩机传输即压缩将热量带到室外冷凝器侧，通过强制性的热量交换（如风扇强制换热）降温，通过节流阀减压，进一步返回蒸发器吸热，如此周而复始的循环。具体如下图所示。冷凝器蒸发器膨胀阀压缩机 监控系统原理概述2.1 集中监控的引入随着电信业务的迅速发展，电信设备的大量增加，需要使用大量的动力设备。动力设备不仅种类繁多，而且位置分散，无疑增加了维护的难度。 维护人员不但要巡视重要局房，经常对重要的设备数据或信号进行抄表

7、和测试，更要求能对系统出现的故障做出快速响应。随着电信企业改革的不断深入，对维护效率提出了更高的要求。不少局站可能无人值守或少人值守， 需要通过一定的远程监控手段实时了解设备的运行状态。监控动力设备及环境集中监控系统正是适应这一要求，实现远程监控和集中管理，不但能有力地保障通信设备的正常运行和设备安全，同时可提高电信企业维护效率。2.1.1 集中监控系统定义动力设备及环境集中监控系统实现对分布的动力系统、空调系统、机房环境和安全保卫系统进行遥测、遥信、遥控、遥调的四遥功能，把现场、分散、人工的巡视和操作变成远程、集中的维护和管理。通过监控系统的实时监控、报表自动化、故障告警与处理、智能分析、数

8、据视频联动等监测手段来提高维护管理水平，保证动力、空调等设备的正常运行和机房安全，保障通信供电和设备安全。遥测：远距离对模拟信号进行测量，如测量电压、电流和温度等；遥信：远距离对开关量信号进行测量，如测量门开关状态、空调是否开机等；遥控：远距离对设备的开关操作，如开启油机、开关空调等；遥调：远距离对模拟量信号值进行设定，如设置空调温度、智能开关电源的均充电压等。2.1.2 监控系统的功能监控动力环境监控系统的主要功能有：n 故障告警，自动寻呼n 实时监视动力设备的运行n 远程控制动力设备n 集中管理设备n 结合门禁，集中管理人员考勤n 监视和控制空调设备n 监视局房环境n 自动抄表，打印报表n

9、 数据查询，故障分析等监控系统的建立还有助于决策支持和运营水平的提高。它不仅能产生良好的经济效益，还有较好的社会效益。2.2 系统结构及原理2.2.1 监控系统总体结构按照电信总局的规定，在一个本地网内，监控系统按监控中心（SC）、监控站（SS）、端局（SU）划分成三个层次，监控中心和监控站两个层次为管理层次。监控系统支持SC、SS、SU三级结构和SS（SC）、SU二级结构，并能完成由二级结构至三级结构的平滑过渡。SC（Supervision Center）代表监控中心，一般设在一个本地网的网管中心并受网管中心管理。SS（Supervision Station）代表监控站，主要职能是受监控中心

10、调度，执行对下属端局的维护操作。SU（Supervision Unit）代表监控单元，一般是一台完成数据采集功能的计算机（又名前置机或监控主机），位于监控端局（SU也常常用来表示端局），负责对各端局内的各个监控模块（SM）进行管理。SM（Supervision Module）代表监控模块，它可能是监控系统中安装的采集器，也可以是监控系统要监控的智能设备。如果端局的规模大、设备多，直接将各通过串口接入位于端局的前置机，该前置机称为端局前置机； 当端局很小或端局被监控的设备很少时，没有必要在监控端局放置一台前置机，此时可将前置机移到监控站或某一个大的端局，各远端局的设备连接到同一串行总线后通过某种

11、传输资源远程连接至该前置机中。由于有多个端局的设备接入，因此该前置机称为多端局前置机。若监控站或监控中心的动力设备和环境量也需要被监控，那么，它们在逻辑上属于端局，可称为本地端局。SM在逻辑上不能属于监控站或监控中心，也就是说，SC和SS在逻辑上并不包括所在地被监控的对象。监控系统从逻辑上可以划分为数据采集子系统、传输子系统和软件子系统三部分，另外还有相对独立的图像子系统。图象监控系统可以完全独立运行，也可与监控一起协同运行，告警联动。下面我们将简单介绍采集、传输、软件子系统。2.2.2 监控数据采集子系统SU、SM一起称为采集子系统。在监控系统中，SU由前置机承担，它是采集数据的处理和分发中

12、心，包括监控命令的上承下达、监控数据（告警数据、实时监测数据等）的分析、处理等。SM包括采集器和智能设备，SM承担着数据采集、预处理，与上位机（前置机）通信的任务，同时具备接受控制命令并对设备实施控制操作的能力。一、监控对象n 被监控设备监控对象按用途分为通信动力系统和环境系统两大类。通信动力系统是监控的主要监控对象，包括高压配电、低压配电、UPS（三相电压、三相电流、功率、功率因数等），柴油发电机组（三相电压、三相电流、频率、柴油油位、启动电池电压等），整流器（输出电压、电流）、蓄电池组（电池总电压、电池单体电压、电池表面温度、电池组充放电电流）等动力设备；环境系统包括空调、局房环境（门禁、

13、温湿度、红外、烟雾、水浸等）。为了真正做到被监控局站的无人值守，还可进行动态图像监控，在中心实时监视现场情况。监控系统通过对动力设备和环境合理布置监测点，就能准确地将设备运行状态和运行数据集中反映到监控中心。按被监控设备本身的特性可分为智能设备和非智能设备。智能设备指设备本身具有一定的数据采集和处理能力，并带有智能接口，可直接与后台进行通信。如艾默生电源、海洛丝空调、卡特彼勒油机等。非智能设备本身不具备数据采集和处理能力，无智能接口。如低压配电柜、海尔分体空调、蓄电池组等。对于智能设备，可通过获取智能设备协议（包括智能设备通信协议、接口方式、数据包的结构及内容），直接纳入监控系统。对于非智能设

14、备则需通过专门的信号采集器使其智能化再接入监控系统。n 被监控信号被监控信号有非电量信号和电量信号。对于非电量信号（例如：温度、湿度、油箱油位等），应通过传感器把非电量信号变成电量信号后接入数据采集设备；对于各类不能直接测量的电量信号（例如电压、电流等）则通过变送器将其变换到适合采集器要求的输入信号范围后接入数据采集设备。信号有模拟量，也有数字量。模拟量是指那些随时间连续变化的量（例如交流电压、交流电流、温度等），对这些信号的测量，需采用模/数（A/D）转换设备把模拟量变成数字量后才能适合计算机采集；而数字量是指不连续变化的、具有确定的几种状态的量，最典型的是仅有“0”和“1”两种状态的开关量

15、，这样的量计算机一般可直接测量。三、监控的采集方案根据监控端局内采用的设备及其连接关系的不同，一般端局数据采集方案可分为两种：前置机+采集器方案和采集器直连上报方案。1、前置机+采集器这种结构适用于大而复杂的端局，设备和测点数多，有值守人员，如枢纽局、汇接局等大型局站。这样的局站往往还要求在端局能进行实时操作和管理维护，采用以前置机为核心的采集方案比较合适。由于采集器和智能设备多，而采集器和智能设备与前置机是通过串行接口来通信的，因此端局前置机需要安装多串口卡以扩充串口。当智能设备与多串口卡上的串口的接口方式不相同时，还需使用接口转换器OCI-6。前置机采用台式计算机，并安装有NT操作系统，可

16、直接接入现有网络（如97网等）。2、采集器直连上报这种方案适用于局站内设备简单、种类少、测点不多的小局或基站。各采集器和智能设备连接在一条串行总线上，通过通信设备接入到一般位于SS的多端局前置机，数据处理任务由多端局前置机完成。由两种数据采集方案可知，监控数据最后都由前置机处理，由前置机上报服务器。采集器不能直接上报数据给服务器或业务台。2.2.3 监控传输子系统监控系统中的计算机按广域网方式（WAN）进行连接，采用广域网的优点是系统扩展容易，对不同的端局实施时无需修改软件结构。从软件的角度看，网络是透明系统，这在使用中能很方便地根据系统情况修改端局数目及端局的测点配置等数据。监控监控系统以前

17、置机为界线，前置机以下为计算机间的直接通信，或专用总线方式通信；而前置机以上部分，含SU、SS、SC各部分是基于TCP/IP协议的广域网，兼容和扩展能力较强，可以直接利用现有网络，如97网，做到多网合一。在SS、SC内部为局域网形式。一、常用传输资源监控系统可以采用多种传输资源传输数据，最常用的有：n 公共电话网（PSTN） PSTN 提供的资源主要有电话线和E1中继（2M），当使用电话线传输时需要有Modem，而采用E1传输时常只使用E1中的一个时隙，因而需要使用从E1中抽取时隙的设备，如DCM2000等。n 数字数据网（DDN）n 数字公务信道或其它透明通信串口n 97网或其它专网二、监控

18、传输与组网设备根据传输与组网设备在网络互连中起的作用和所承担的功能，可分为几个类型：接入设备、通信设备、交换设备、辅助设备。其中：n 接入设备用于接入各个终端计算机，如多串口卡、远程访问服务器、数据上网器等n 通信设备用于承担联网线路上的数据通信功能，如Modem，DTU，DCM2000等n 交换设备用于提供数据交换服务，构建互连网络的主干，如路由器n 辅助设备在网络互连中起辅助的作用，如收发器等2.2.4 监控软件子系统监控所使用的软件系统包括系统软件和监控应用软件。系统软件主要指支撑应用软件运行的平台环境，主要有操作系统、数据库管理系统。应用软件由艾默生公司开发，包括监控主机（即前置机）软

19、件、业务台软件（包括实时监控台软件、业务管理台软件、管理员工具软件）、配置工具软件、数据库部分、数据管理软件、复制服务器软件和底端调测工具。一、系统软件1、操作系统为了方便易用，监控的操作系统选用Windows系列，其中服务器采用Server操作系统，前置机采用Windows2000/XP操作系统，业务台采用Windows2000/XP系统。前置机是监控系统中最关键的设备，它完成数据的采集与处理工作。2、数据库管理系统监控系统有大量的实时和历史数据，对数据的存储和管理要求较高，如，PSMS监控采用大型的数据库管理系统Sybase等。二、应用软件1、前置机软件前置机位于数据采集的最顶端，下接端局

20、采集器、智能设备、或协议转换器等，前置机采集各设备的数据后，对数据进行处理（例如是否产生告警信号、数据如何保存、数据统计等）后上送到监控站服务器。2、 业务台软件(以艾默生公司的PSMS系统为例)业务台是整个监控系统的维护管理及操作平台，监控系统的功能也集中地由业务台体现，日常的各种监控维护管理工作都是通过业务台来完成的。业务台软件包包括实时监控台、业务管理台和管理员工具。n 实时监控台主程序名为Scouter.exe，它提供了告警显示、告警处理、实时数据处理、远程控制、设备派修、设备状态浏览等功能；n 业务管理台主程序名为Report.exe，它负责完成定义、查询、打印等各项报表的功能；n

21、管理员工具主程序名为Manatool.exe，它提供了工作站管理、人员管理、标准权限管理、权限分配管理、寻呼管理、门禁管理等功能。3、 配置工具软件配置工具的主要功能是对监控系统所有数据进行配置，用户可以根据实际监控系统的具体情况配置监控局站、局房、设备、监控信号及其信号处理条件，并可进行端局的图形组态配置，配置完成后所有配置数据存放在配置库中。配置数据是前置机进行数据采集和数据处理的依据，同时组态（图形）配置信息提供给业务台使用。配置工具软件的名称为CfgTool，一般安装在前置机和便携机中，当某个被监控的设备或信号需要修改时，可以方便地修改配置库使配置库与实际情况一致。配置工具是系统维护的

22、重要工具。4、数据管理软件数据管理软件一般安装在服务器中，对数据库中的数据进行管理，主程序名称为Dbbackup.exe。5、数据库部分数据库部分包括相应的数据库、表以及存储过程和触发器。6、复制服务器软件用于维护各个数据库服务器之间的数据一致性。如果监控系统采用二级结构，由于只有一个数据库，无需复制服务器软件。7、底端调测工具底端调测工具的名称为Tool99，它可以对采集器、智能设备和传输设备进行调试，是系统维护的另一重要工具。2.3 监控系统概述小结 监控系统按相关规范建立SC、SS、SU三级结构，具体实施时也可采用两级结构，两级结构可以平滑地向三级结构过渡；监控的基本组成环节包括端局采集

23、设备、传输网络和中心管理设备，在逻辑上可划分为数据采集子系统、传输子系统和软件子系统三部分；常用的采集器有IDA一体化采集器，具有信号采集、接口及协议转换、传输多种功能；常用的智能设备处理设备有OCI-6接口转换器、OCE智能协议处理器；根据端局内设备及其连接关系的不同，端局数据采集方案有前置机+采集器方案和采集器直连上报方案；传输与组网的设备有通信设备、接入设备、交换设备和辅助设备；监控系统采用基于Client/Server结构的Sybase数据库管理系统存储和管理监控数据；监控应用软件主要有监控主机软件、实时监控台软件、业务管理台软件、配置工具软件、数据库部分、数据管理软件、复制服务器软件、底端调测软件。