海洋信息網(wǎng)包括海洋通信網(wǎng)、海洋導航定位與授時網(wǎng)、海洋警戒網(wǎng)和海洋觀測網(wǎng)等。為這類海洋信息網(wǎng)供電的設(shè)施,統(tǒng)稱為海洋信息網(wǎng)供電系統(tǒng)。
本書介紹了海洋信息網(wǎng)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(shè)備、油機發(fā)電機組、整流與開關(guān)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(shè)計、海底光電纜、岸基遠程供電技術(shù)和水下供電系統(tǒng)的相關(guān)知識。書中內(nèi)容充實,案例豐富,數(shù)據(jù)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(shù)人員的培訓教材,也可供數(shù)據(jù)中心、通信、電子、雷達和信息工程及其他相關(guān)領(lǐng)域的工程技術(shù)人員參考。
涉及岸基通信電源、數(shù)據(jù)中心、海底光纜通信網(wǎng)絡(luò)、海底預警探測網(wǎng)絡(luò)、海洋觀測網(wǎng)絡(luò)和海洋導航定位網(wǎng)絡(luò)等海洋信息網(wǎng)絡(luò)行業(yè)科研、工程設(shè)計、施工和維護等。
前言
海洋信息網(wǎng)是發(fā)展海洋經(jīng)濟、維護國家海洋權(quán)益的基礎(chǔ),海底光纜網(wǎng)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(lǐng)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(wǎng)絡(luò)工程中明確要求推進海基網(wǎng)絡(luò)設(shè)施建設(shè),提出推動海洋綜合觀測網(wǎng)絡(luò)由水面向水下和海底延伸。在政策、技術(shù)、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(wǎng)已經(jīng)開展建設(shè)。
海洋信息網(wǎng)是陸地信息網(wǎng)在海洋領(lǐng)域的延伸,海洋信息網(wǎng)供電系統(tǒng)也是陸地信息網(wǎng)供電技術(shù)在海洋領(lǐng)域的應用。因此,海洋信息網(wǎng)供電系統(tǒng)是依托現(xiàn)有通信網(wǎng)絡(luò)的各類通信電源系統(tǒng),輔以部分海洋供電設(shè)備構(gòu)成的供電網(wǎng)絡(luò)。
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(shù)在內(nèi)的海洋信息網(wǎng)供電技術(shù)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(shè)使通信電源系統(tǒng)從傳統(tǒng)的集中供電方式逐步轉(zhuǎn)向分散供電方式,目前進一步轉(zhuǎn)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(chǎn)帶動了鋰電池價格的下降,鋰電池也逐步在通信網(wǎng)絡(luò)供電系統(tǒng)中得到推廣;由于我國數(shù)據(jù)中心的大規(guī)模建設(shè),不間斷電源技術(shù)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(shè)備逐步實現(xiàn)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(wǎng)和我國海底科學觀測網(wǎng)的建設(shè)需求,催生了岸基遠程供電技術(shù)、海底恒流恒壓變換技術(shù)的進一步發(fā)展。海洋信息網(wǎng)供電設(shè)備的科技含量越來越高,一些技術(shù)指標也越來越嚴格,這就對通信、海洋、數(shù)據(jù)中心領(lǐng)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(jīng)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(wǎng)的整體設(shè)計、傳輸和供電設(shè)計等科研和工程工作。
目錄
前言
第1章海洋信息網(wǎng)供電系統(tǒng)概述1
11海洋信息網(wǎng)1
12遠程供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)2
13海洋信息網(wǎng)通信設(shè)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(shè)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(jié)14
思考題14
第2章岸基低壓配電設(shè)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(jié)構(gòu)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(shè)備的巡視、檢查與操作20
231低壓電氣設(shè)備的巡查與使用21
232低壓電氣設(shè)備的維護保養(yǎng)22
24功率因數(shù)與電容補償23
241功率因數(shù)23
242電容補償24
小結(jié)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(gòu)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(jié)79
思考題81
第4章整流與開關(guān)電源82
41概述82
42高頻開關(guān)整流器的基本組成和
工作原理83
43HD系列高頻開關(guān)整流器的基本
電路結(jié)構(gòu)框圖84
44高頻開關(guān)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(shù)量的配置88
45直流配電89
小結(jié)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(jié)構(gòu)和工作原理94
521鉛酸蓄電池的結(jié)構(gòu)94
522鉛酸蓄電池的工作原理97
53鉛酸蓄電池的技術(shù)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(shù)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(jié)構(gòu)與
工作原理108
552磷酸鐵鋰電池的特點110
553產(chǎn)品規(guī)格及通信應用110
小結(jié)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(jié)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(lián)合接地系統(tǒng)140
721聯(lián)合接地系統(tǒng)的優(yōu)點140
722聯(lián)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(jié)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(shè)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(jié)183
思考題184
第9章岸基低壓通信電源系統(tǒng)
簡易設(shè)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(shè)計階段188
921交流配電柜設(shè)計
(380V/A)189
922UPS設(shè)計189
923直流配電柜設(shè)計
(48V/A)190
924高頻開關(guān)電源設(shè)計192
925蓄電池組/柜設(shè)計192
926電源線設(shè)計193
927基站應急發(fā)電機組設(shè)計原則194
928接地系統(tǒng)194
小結(jié)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(jié)構(gòu)和參數(shù)197
1013關(guān)鍵技術(shù)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(jié)構(gòu)204
1024性能參數(shù)206
103雙極性海底光纜207