海洋信息網包括海洋通信網、海洋導航定位與授時網、海洋警戒網和海洋觀測網等。為這類海洋信息網供電的設施,統(tǒng)稱為海洋信息網供電系統(tǒng)。
本書介紹了海洋信息網供電系統(tǒng)的組成、供電要求和發(fā)展趨勢,以及岸基低壓配電設備、油機發(fā)電機組、整流與開關電源、蓄電池、UPS、接地與防雷、電氣安全、岸基低壓通信電源系統(tǒng)簡易設計、海底光電纜、岸基遠程供電技術和水下供電系統(tǒng)的相關知識。書中內容充實,案例豐富,數據可靠,每章末附有思考題,以便學習者及時鞏固提高。
本書可作為海洋信息工程專業(yè)和通信電源專業(yè)技術人員的培訓教材,也可供數據中心、通信、電子、雷達和信息工程及其他相關領域的工程技術人員參考。
涉及岸基通信電源、數據中心、海底光纜通信網絡、海底預警探測網絡、海洋觀測網絡和海洋導航定位網絡等海洋信息網絡行業(yè)科研、工程設計、施工和維護等。
前言
海洋信息網是發(fā)展海洋經濟、維護國家海洋權益的基礎,海底光纜網是其中重要的組成部分,在海洋資源開發(fā)、海洋防災減災、海洋生態(tài)環(huán)境保護、海洋科學研究、國家安全等諸多領域有著廣泛的應用。國務院印發(fā)的《十三五國家信息化規(guī)劃》在重點工程陸?仗煲惑w化信息網絡工程中明確要求推進;W絡設施建設,提出推動海洋綜合觀測網絡由水面向水下和海底延伸。在政策、技術、市場等多重因素的推動下,當前我國海底科學觀測、導航定位、通信等各類海洋信息網已經開展建設。
海洋信息網是陸地信息網在海洋領域的延伸,海洋信息網供電系統(tǒng)也是陸地信息網供電技術在海洋領域的應用。因此,海洋信息網供電系統(tǒng)是依托現有通信網絡的各類通信電源系統(tǒng),輔以部分海洋供電設備構成的供電網絡。
在我國信息通信事業(yè)飛速發(fā)展的同時,包括通信電源技術在內的海洋信息網供電技術也得到了快速發(fā)展,供電裝備水平不斷提高。如海洋風能、太陽能等綠色能源系統(tǒng)的建設使通信電源系統(tǒng)從傳統(tǒng)的集中供電方式逐步轉向分散供電方式,目前進一步轉向混合供電方式,從總體上提高了供電可靠性,并減少了電能損耗;新能源動力電池的大規(guī)模生產帶動了鋰電池價格的下降,鋰電池也逐步在通信網絡供電系統(tǒng)中得到推廣;由于我國數據中心的大規(guī)模建設,不間斷電源技術比以往更加重要;采用動力與環(huán)境計算機集中監(jiān)控,使通信電源設備逐步實現了少人或無人值守,大幅度提高了工作效率;有中繼海底光纜通信網和我國海底科學觀測網的建設需求,催生了岸基遠程供電技術、海底恒流恒壓變換技術的進一步發(fā)展。海洋信息網供電設備的科技含量越來越高,一些技術指標也越來越嚴格,這就對通信、海洋、數據中心領域操作維護人員的專業(yè)技能提出了更高的要求。
由于編者水平有限,實際裝備的使用經驗積累不多,書中難免存在疏漏和錯誤,懇請廣大讀者批評指正。
編者
海軍工程大學
作者從事海洋信息專業(yè)的教學、科研和工程十余年,發(fā)表論文30多篇,其中SCI收錄7篇,EI收錄12篇,獲得國家發(fā)明專利5項,主編了國軍標2項,參與編寫國軍標3項。目前從事海洋信息網的整體設計、傳輸和供電設計等科研和工程工作。
目錄
前言
第1章海洋信息網供電系統(tǒng)概述1
11海洋信息網1
12遠程供電系統(tǒng)結構2
13海洋信息網通信設備對供電
系統(tǒng)的要求4
131總體要求4
132對岸基交流電源的要求4
133對岸基直流電源的要求5
134對水下供電設備的要求5
135發(fā)展趨勢6
136供電系統(tǒng)的供電分級7
14岸基通信電源系統(tǒng)的基本組成和
供電方式7
141集中供電方式通信電源
系統(tǒng)的組成10
142分散供電方式通信電源
系統(tǒng)的組成11
143混合供電方式通信電源
系統(tǒng)的組成12
144一體化供電方式通信電源
系統(tǒng)的組成13
小結14
思考題14
第2章岸基低壓配電設備15
21岸基通信系統(tǒng)市電引入的基本原則15
22低壓供電系統(tǒng)的組成和結構16
221低壓配電屏16
222雙電源自動切換裝置16
223常用的低壓電器16
23低壓電氣設備的巡視、檢查與操作20
231低壓電氣設備的巡查與使用21
232低壓電氣設備的維護保養(yǎng)22
24功率因數與電容補償23
241功率因數23
242電容補償24
小結24
思考題25
第3章油機發(fā)電機組26
31油機發(fā)電機組的組成與作用26
32燃油機26
321燃油機的總體構造27
322燃油機的工作原理39
323燃油機的使用與維護47
324燃油機的常見故障及排除方法54
33同步發(fā)電機72
331同步發(fā)電機的運行特性72
332同步發(fā)電機的勵磁系統(tǒng)75
333同步發(fā)電機的使用與維護77
小結79
思考題81
第4章整流與開關電源82
41概述82
42高頻開關整流器的基本組成和
工作原理83
43HD系列高頻開關整流器的基本
電路結構框圖84
44高頻開關電源的使用與維護85
441安裝85
442基本操作步驟85
443維護與管理87
444整流模塊數量的配置88
45直流配電89
小結90
思考題91
第5章蓄電池92
51蓄電池的作用和分類92
511蓄電池在通信電源
系統(tǒng)中的作用92
512蓄電池的分類及型號含義93
52鉛酸蓄電池的結構和工作原理94
521鉛酸蓄電池的結構94
522鉛酸蓄電池的工作原理97
53鉛酸蓄電池的技術特性98
531電動勢與端電壓98
532充電特性曲線99
533放電特性曲線99
534鉛酸蓄電池的充、放電率100
535鉛酸蓄電池的容量及
影響因素100
536自放電101
537鉛酸蓄電池的效率和壽命101
54鉛酸蓄電池的使用與維護102
541蓄電池的全浮充工作方式102
542閥控式鉛酸蓄電池的
技術指標104
543閥控式鉛酸蓄電池的性能105
544閥控式鉛酸蓄電池的運行環(huán)境及
安裝注意事項105
545閥控式鉛酸蓄電池的
維護和管理106
55磷酸鐵鋰蓄電池107
551磷酸鐵鋰電池的結構與
工作原理108
552磷酸鐵鋰電池的特點110
553產品規(guī)格及通信應用110
小結112
思考題113
第6章UPS114
61概述114
611UPS的基本組成115
612UPS的分類115
613發(fā)展趨勢117
62在線式UPS118
621在線式UPS的工作原理118
622在線式UPS部分電路原理119
623在線式正弦波輸出UPS的
主要特點125
63UPS的選用、使用與維護125
631UPS的選用125
632UPS的使用與維護126
小結130
思考題130
第7章接地與防雷131
71接地系統(tǒng)概要131
711接地系統(tǒng)的組成131
712接地電阻的組成及影響因素131
713接地中的電壓概念136
714接地系統(tǒng)的分類及作用137
72聯合接地系統(tǒng)140
721聯合接地系統(tǒng)的優(yōu)點140
722聯合接地系統(tǒng)的組成141
73通信電源系統(tǒng)的防雷保護142
731雷電的分類及危害142
732常見的防雷元器件144
733 通信電源系統(tǒng)的防雷
保護措施148
小結150
思考題150
第8章電氣安全151
81電氣安全與專用工具151
811安全方針與安全措施151
812電氣安全基本知識152
813電氣安全用具155
82電氣安全工作制度162
821電氣值班制度162
822電氣安全作業(yè)制度163
823安全檢查與用具保管制度163
83電氣防火與防爆166
831電氣火災與防爆166
832電氣設備防火防爆措施167
833火災撲救與消防用具167
84觸電急救與外傷救治177
841典型觸電事故示例177
842觸電緊急救護方法182
843常見外傷的急救處理183
小結183
思考題184
第9章岸基低壓通信電源系統(tǒng)
簡易設計185
91勘察階段185
911勘察的一般原則185
912機房負荷勘察舉例187
92設計階段188
921交流配電柜設計
(380V/A)189
922UPS設計189
923直流配電柜設計
(48V/A)190
924高頻開關電源設計192
925蓄電池組/柜設計192
926電源線設計193
927基站應急發(fā)電機組設計原則194
928接地系統(tǒng)194
小結196
思考題196
第10章海底光電纜197
101有中繼海底光纜197
1011概述197
1012基本結構和參數197
1013關鍵技術200
102海底光電復合電纜201
1021概述201
1022主要類型202
1023基本結構204
1024性能參數206
103雙極性海底光纜207