海洋信息网供电系统

海洋信息网包括海洋通信网、海洋导航定位与授时网、海洋警戒网和海洋观测网等。为这类海洋信息网供电的设施，统称为海洋信息网供电系统。
本书介绍了海洋信息网供电系统的组成、供电要求和发展趋势，以及岸基低压配电设备、油机发电机组、整流与开关电源、蓄电池、UPS、接地与防雷、电气安全、岸基低压通信电源系统简易设计、海底光电缆、岸基远程供电技术和水下供电系统的相关知识。书中内容充实，案例丰富，数据可靠，每章末附有思考题，以便学习者及时巩固提高。
本书可作为海洋信息工程专业和通信电源专业技术人员的培训教材，也可供数据中心、通信、电子、雷达和信息工程及其他相关领域的工程技术人员参考。

作者从事海洋信息专业的教学、科研和工程十余年，发表论文30多篇，其中SCI收录7篇，EI收录12篇，获得国家发明专利5项，主编了国军标2项，参与编写国军标3项。目前从事海洋信息网的整体设计、传输和供电设计等科研和工程工作。

适读人群 ：海洋信息工程专业和通信电源专业技术人员
涉及岸基通信电源、数据中心、海底光缆通信网络、海底预警探测网络、海洋观测网络和海洋导航定位网络等海洋信息网络行业科研、工程设计、施工和维护等。

前言


海洋信息网是发展海洋经济、维护国家海洋权益的基础，海底光缆网是其中重要的组成部分，在海洋资源开发、海洋防灾减灾、海洋生态环境保护、海洋科学研究、国家安全等诸多领域有着广泛的应用。国务院印发的《“十三五”国家信息化规划》在重点工程“陆海空天一体化信息网络工程”中明确要求推进海基网络设施建设，提出推动海洋综合观测网络由水面向水下和海底延伸。在政策、技术、市场等多重因素的推动下，当前我国海底科学观测、导航定位、通信等各类海洋信息网已经开展建设。
海洋信息网是陆地信息网在海洋领域的延伸，海洋信息网供电系统也是陆地信息网供电技术在海洋领域的应用。因此，海洋信息网供电系统是依托现有通信网络的各类通信电源系统，辅以部分海洋供电设备构成的供电网络。
在我国信息通信事业飞速发展的同时，包括通信电源技术在内的海洋信息网供电技术也得到了快速发展，供电装备水平不断提高。如海洋风能、太阳能等绿色能源系统的建设使通信电源系统从传统的集中供电方式逐步转向分散供电方式，目前进一步转向混合供电方式，从总体上提高了供电可靠性，并减少了电能损耗；新能源动力电池的大规模生产带动了锂电池价格的下降，锂电池也逐步在通信网络供电系统中得到推广；由于我国数据中心的大规模建设，不间断电源技术比以往更加重要；采用动力与环境计算机集中监控，使通信电源设备逐步实现了少人或无人值守，大幅度提高了工作效率；有中继海底光缆通信网和我国海底科学观测网的建设需求，催生了岸基远程供电技术、海底恒流恒压变换技术的进一步发展。海洋信息网供电设备的科技含量越来越高，一些技术指标也越来越严格，这就对通信、海洋、数据中心领域操作维护人员的专业技能提出了更高的要求。
由于编者水平有限，实际装备的使用经验积累不多，书中难免存在疏漏和错误，恳请广大读者批评指正。

编者
海军工程大学

目录
前言
第1章海洋信息网供电系统概述1
1.1海洋信息网1
1.2远程供电系统结构2
1.3海洋信息网通信设备对供电
系统的要求4
1.3.1总体要求4
1.3.2对岸基交流电源的要求4
1.3.3对岸基直流电源的要求5
1.3.4对水下供电设备的要求5
1.3.5发展趋势6
1.3.6供电系统的供电分级7
1.4岸基通信电源系统的基本组成和
供电方式7
1.4.1集中供电方式通信电源
系统的组成10
1.4.2分散供电方式通信电源
系统的组成11
1.4.3混合供电方式通信电源
系统的组成12
1.4.4一体化供电方式通信电源
系统的组成13
小结14
思考题14
第2章岸基低压配电设备15
2.1岸基通信系统市电引入的基本原则15
2.2低压供电系统的组成和结构16
2.2.1低压配电屏16
2.2.2双电源自动切换装置16
2.2.3常用的低压电器16
2.3低压电气设备的巡视、检查与操作20
2.3.1低压电气设备的巡查与使用21
2.3.2低压电气设备的维护保养22
2.4功率因数与电容补偿23
2.4.1功率因数23
2.4.2电容补偿24
小结24
思考题25
第3章油机发电机组26
3.1油机发电机组的组成与作用26
3.2燃油机26
3.2.1燃油机的总体构造27
3.2.2燃油机的工作原理39
3.2.3燃油机的使用与维护47
3.2.4燃油机的常见故障及排除方法54
3.3同步发电机72
3.3.1同步发电机的运行特性72
3.3.2同步发电机的励磁系统75
3.3.3同步发电机的使用与维护77
小结79
思考题81
第4章整流与开关电源82
4.1概述82
4.2高频开关整流器的基本组成和
工作原理83
4.3HD系列高频开关整流器的基本
电路结构框图84
4.4高频开关电源的使用与维护85
4.4.1安装85
4.4.2基本操作步骤85
4.4.3维护与管理87
4.4.4整流模块数量的配置88
4.5直流配电89
小结90
思考题91
第5章蓄电池92
5.1蓄电池的作用和分类92
5.1.1蓄电池在通信电源
系统中的作用92
5.1.2蓄电池的分类及型号含义93
5.2铅酸蓄电池的结构和工作原理94
5.2.1铅酸蓄电池的结构94
5.2.2铅酸蓄电池的工作原理97
5.3铅酸蓄电池的技术特性98
5.3.1电动势与端电压98
5.3.2充电特性曲线99
5.3.3放电特性曲线99
5.3.4铅酸蓄电池的充、放电率100
5.3.5铅酸蓄电池的容量及
影响因素100
5.3.6自放电101
5.3.7铅酸蓄电池的效率和寿命101
5.4铅酸蓄电池的使用与维护102
5.4.1蓄电池的全浮充工作方式102
5.4.2阀控式铅酸蓄电池的
技术指标104
5.4.3阀控式铅酸蓄电池的性能105
5.4.4阀控式铅酸蓄电池的运行环境及
安装注意事项105
5.4.5阀控式铅酸蓄电池的
维护和管理106
5.5磷酸铁锂蓄电池107
5.5.1磷酸铁锂电池的结构与
工作原理108
5.5.2磷酸铁锂电池的特点110
5.5.3产品规格及通信应用110
小结112
思考题113
第6章UPS114
6.1概述114
6.1.1UPS的基本组成115
6.1.2UPS的分类115
6.1.3发展趋势117
6.2在线式UPS118
6.2.1在线式UPS的工作原理118
6.2.2在线式UPS部分电路原理119
6.2.3在线式正弦波输出UPS的
主要特点125
6.3UPS的选用、使用与维护125
6.3.1UPS的选用125
6.3.2UPS的使用与维护126
小结130
思考题130
第7章接地与防雷131
7.1接地系统概要131
7.1.1接地系统的组成131
7.1.2接地电阻的组成及影响因素131
7.1.3接地中的电压概念136
7.1.4接地系统的分类及作用137
7.2联合接地系统140
7.2.1联合接地系统的优点140
7.2.2联合接地系统的组成141
7.3通信电源系统的防雷保护142
7.3.1雷电的分类及危害142
7.3.2常见的防雷元器件144
7.3.3 通信电源系统的防雷
保护措施148
小结150
思考题150
第8章电气安全151
8.1电气安全与专用工具151
8.1.1安全方针与安全措施151
8.1.2电气安全基本知识152
8.1.3电气安全用具155
8.2电气安全工作制度162
8.2.1电气值班制度162
8.2.2电气安全作业制度163
8.2.3安全检查与用具保管制度163
8.3电气防火与防爆166
8.3.1电气火灾与防爆166
8.3.2电气设备防火防爆措施167
8.3.3火灾扑救与消防用具167
8.4触电急救与外伤救治177
8.4.1典型触电事故示例177
8.4.2触电紧急救护方法182
8.4.3常见外伤的急救处理183
小结183
思考题184
第9章岸基低压通信电源系统
简易设计185
9.1勘察阶段185
9.1.1勘察的一般原则185
9.1.2机房负荷勘察举例187
9.2设计阶段188
9.2.1交流配电柜设计
（380V/××A）189
9.2.2UPS设计189
9.2.3直流配电柜设计
（48V/××A）190
9.2.4高频开关电源设计192
9.2.5蓄电池组/柜设计192
9.2.6电源线设计193
9.2.7基站应急发电机组设计原则194
9.2.8接地系统194
小结196
思考题196
第10章海底光电缆197
10.1有中继海底光缆197
10.1.1概述197
10.1.2基本结构和参数197
10.1.3关键技术200
10.2海底光电复合电缆201
10.2.1概述201
10.2.2主要类型202
10.2.3基本结构204
10.2.4性能参数206
10.3双极性海底光缆207