四、论述题
1 . ups 在轻载时输入谐波电流对交流电源系统的影响很小，甚至可以忽略。无源滤波器的设计一般主要考虑 UPS 满载时输入谐波电流抑制和改善输入功率因数的性能。因此，有些无源滤波器的 UPS 在空载和轻载时往往呈现特别低的超前功率因数，这种情况对 UPS 系统输出和负载没有什么影响，对市电变电站的变压器和配电系统也没有什么影响。但是，柴油发电机给超前功率因数的负载（电容性负载）供电时可能会由于输出电压过高或无励磁而关机 ，给供电系统造成严重故障。这是由于无源滤波器的存在导致了 UPS 和柴油发电机不兼容的新问题。请论述如何解决上述问题。
2 ．机房专用空调与民用空调的区别，请详细叙述。
3 ．两路高压市电供电的通信局（站），一路作为主用，另一路作为备用电源。请列举主、备用供电的切换方式。
4 ．某 ZV 单体蓄电池开路电压为 2 . 23V ，请试判断该蓄电池的性能如何？如果为好电池，请说明理由；如果为故障电池，请分析故障原因和处理方式。
5 ．请论述 UPS 系统发生故障后处理的原则及方法。
6 ．请论述 UPS 系统验收时通电开机检测应检查及测试的内容。
7 ．请论述风力一柴油混合型发电系统的工作原理。
8 ．请论述交流系统设计的原则。
9 ．请论述离网型风力发电的主要优缺点。
10 ．请论述太阳能光伏发电系统的主要缺点。
11 ．请论述太阳能光伏发电系统的主要优点。
12 ．请论述通信电源和环境集中监控管理系统的基本组成。
13 ．请论述制定 U PS 系统应急预案的原则。
14 ．清描述动力监控系统技术支持人员的主要职责要求。
15 ，请描述网络监控人员在发现实时监控台出现告警信息时的处理流程。
16 ．请详细描述直流供电系统安全正常运行的指标及相关要求。
17 ．请详细说明蓄电池组容量测试时如何设定各类重要测试参数。
18 ．请叙述蓄电池组容量测试必须遵循的基本原则。
19 ．请详细论述通信机房对空调的要求。
20 ．详细列举柴油发电机组开机前的检查项目。
21 ．详细列举柴油发电机组日常维护保养的项目。
习题答案
1 ．对 UPS 空载和轻载时的输入功率因数进行调节，可以采用下列几种方法： ( l ）备用柴油发电机启动运行后，将其他的感性负载（如空调设备）先于 UPS 设备加到发电机上； ( 2 ）在发电机上或发电机配电屏上加一个补偿电抗器，这个电抗器可以调节 UPS 空载和轻载时的功率因数，但也会影响大负载时 UPS 的功率因数；（3）在每个 UPS 设备上加一个补偿电抗器，仅补偿本 UPS 产生的超前功率因数，这个方法可以根据该 UPS 产生的电容性电流精确地确定电抗器的容量；（4）采用带接触器的 UPS 输入滤波器，当 UPS 轻载时通过接触器自动断开滤波器。
2 ．顾名思义，机房专用空调就是针对计算机机房、通信机房的特点及对环境的要求而设计的。那么，机房专用空调与民用空调（舒适性空调）的区别大吗？能相互替代吗？我们对此加以分析。舒适性空调根据国标 GB7725 一 1996 （房间空调器标准）设计，是针对人所需求的环境条件设计的，无法彻底实现通信机房所要求的保持温湿度恒定、空气洁净度 ( 0 . 5mm / L < 18000 ）、换气次数（ > 30 / h ）、机房正压（ > 10Pa ）、空调设备具备远程监控及来电自启动功能等。在机房内使用舒适性空调时可能出现如下问题： ( l ）舒适性空调无法保持机房温度恒定，可能会导致电子元气件的寿命大大降低。 ( 2 ）无法保持机房温度均匀，局部环境容易过热，从而导致机房电子设备突然关机。 ( 3 ）无法控制机房湿度，机房湿度过高，会导致产生冷凝水，可能造成微电路局部短路：机房湿度过低，会产生有破坏性的静电，导致设备运行失常。 ( 4 ）风量不足和过滤器效果差、机房洁净度不够，会产生灰尘的积聚而造成电子设备散热困难，容易过热和腐蚀。 ( 5 ）舒适性空调设计选材可靠性差，从而造成空调维护量大、寿命短。机房专用空调机组根据机房要求设计，可通过环境调节彻底解决以上问题，不留任何隐患。
3 . ( l ）备用电源采取自投、主用电源自复的方式（兼有手动操作功能）。即当主用电源停电时，备用电源自动投入运行；当主用电源恢复正常时，则自动切除备用电源转为主用电源供电。 ( 2 ）两路电源互为主备用的方式。当主用电源停电时，备用电源采用手动或自动方式合闸：当备用电源停电时，主用电源手动或自动投入运行。 ( 3 ）主用电源停电后，备用电源自动投入运行；主用电源恢复正常后，需手动切除备用电源，恢复主用电源的运行。
4 . ( 1 ) ZV 单体的蓄电池开路电压通常在 2 . 10 一 2 . 18V 区间。该电池呈现为开路电压过高故障。 ( 2 ）故障原因分析：电池内电解液密度较高，或者由于过充次数多、过充时间长，造成失水，使电解液密度升高，从而使蓄电池在开路状态下呈现开路电压过高的现象。 ( 3 ）解决方式：补充纯洁水，用小电流 2 ~ 3 次充放电进行活化处理。
5 . ( l ）首先要对重要负载进行恢复供电； ( 2 ）根据 UPS 供电系统图和 UPS 设备电路图，由故障现象入手，判断故障点； ( 3 ）分析故障原因，排除故障； ( 4 ）检查故障点相邻部件； ( 5 ）空载试机，正常后方可投入使用。
6 . ( l ）测试项目：交流输入电压，交流输出电压、电流，稳压精度，输入过压、欠压保护值，输出过压、过流保护值，并联工作试验、旁路试验、过载能力、频率同步范围、输入谐波电流。若 UPS 采用并机工作方式，应测试空载时的环流以及带 30 ％、 50 ％负载时的环流；应测试并记录整流部分的输出波形，作为今后日常维护的基础数据（此数据可判断电容、电池的工作情况）。 ( 2 ）检查各种告警功能：市电故障，交流输入过压、欠压故障，缺相，输出过压、欠压、过流故障，逆变器故障：直流输入电压过高、过低，输出过压、欠压、过流、短路等；保护动作是否可靠、告警电路工作是否正常。
7 . 工作原理：在风力资源状况比较良好的时候，由风力发电机组单独发电并对所有用户负荷进行供电，同时对蓄电池组进行充电储能：当风力资源状况不好，处于低风期或无风期时，风力发电机组发电的电能不足以向所有用户负荷供电或者停机不工作，这时由蓄电池组对所有用户负荷进行供电。柴油发电机组被用作后备，只有在系统的检测系统显示电池组的电压低于一定值时才启动柴油发电机组，由柴油发电机组对系统直接供电，同时对蓄电池组充电储能，当蓄电池组充满或风速变到足够大时，柴油发电机组停止，交由风力发电机组和蓄电池组继续承担所有用户负荷的供给，从而满足用户 24h 的用电要求。
8 . ( l ）保证低压设备的供电质量和供电可靠性； ( 2 ）低压配电系统的设计应根据工程的建设规模、负荷总容量、设备的用电性质及馈电分路要求综合考虑确定； ( 3 ）系统接线应简单、灵活、操作安全、维护方便； ( 4 ）系统及机房的设计应兼顾远期发展。
9 . 1 ．优点： ( l ）无需燃料费用； ( 2 ）初期投资低、发电成本低： ( 3 ）耐用： ( 4 ）扩容灵活： ( 5 ) 安全： ( 6 ）自主供电； ( 7 ）非集中电网。 2 ．缺点： ( l ）需要储能装置： ( 2 ）需要定期维护、检修： ( 3 ）系统效率较低； ( 4 ）需要技术培训。
10 . ( l ）占用面积大。太阳光照射到地球的能量能流密度低，最大只有 1kw / m2 ，太阳能光伏发电要占用巨大面积。 ( 2 ）不稳定。日照强度受各种因素（季节、地点、气候等）的影响，不能维持常量，系统获得的能源同四季、昼夜及阴晴等气象条件有关。 ( 3 ）初期投资高。由于太阳能电池生产成本高，光伏发电系统的初期投资大大增加，而独立运行的光伏系统使用蓄电池储能，进一步增加了系统建设费用和运行成本。因此，在设计时必须对光伏系统进行经济性评估和多种方案比较。 ( 4 ）需要储能装置。为了保证夜间或某一时间用电，光伏发电系统需使用蓄电池储能。蓄电池组增加了系统成本、规模和维护工作量。 ( 5 ）系统效率较低。目前，太阳能电池的能量转换效率较低，蓄电池充放电时有能量损失，加之系统传输损耗等，使光伏发电系统的总体效率不高。
11 . (1 ）可靠。在恶劣的环境和气候条件下，光伏发电系统很少产生故障，因此光伏系统经常用在要求供电可靠性很高的场合。 ( 2 ）耐用。目前，绝大多数太阳能电池组件的生产技术都足以保证太阳能电池的性能至少 10 年不下降，太阳能电池组件可以发电 25 年或更长的时间。 ( 3 ）维护费用低。在远离城镇的边远地区，为了维护或修理常规发电设备，需要将材料和人员运送到很远的地方，其费用很高。光伏系统只需要周期性进行检查以及很少的维护工作，维护费用比常规发电系统少得多。 ( 4 ）无需燃料费用。太阳能既是一次能源，又是可再生能源。它资源丰富，既可免费使用，又无需运输，对环境无任何污染。理论计算太阳尚可维持数十亿年之久。光伏系统不需要燃料，从而免去了购买、运输和储存燃料的费用。 ( 5 ）无噪声污染。光伏系统运动部件很少，基本没有噪声。 ( 6 ）安装组件积木化。光伏系统便于用户根据自己的需要选择和调整发电系统的容量大小，安装灵活、方便。 ( 7 ）安全。光伏系统不使用易燃的燃料，只要设计合理和安装适当，系统具有很高的安全性。 ( 8 ）自主供电。离网运行的光伏发电系统具有供电的自主性和灵活性。有些用户采用光伏发电的原因就是欣赏该系统独立于公用电网的自主性。 ( 9 ）非集中电网。小型分散的光伏发电站可减少由于公用电网故障给用户带来的不良影响及危害。 ( 10 ）高海拔性能。在高海拔地区，随着日照的增强光伏系统的输出功率将增加，使用光伏发电非常有利。相反，由于空气稀薄，在高海拔地区使用柴油发电机时工作效率降低，机组的实际输出功率减少很多。
12 ．监控系统的组成可分为以下 3 个部分： ( l ）底端采集部分：底端采集部分是整个监控系统的基础，主要是运用各种各样的传感器和变送器，利用电磁感应、热电转换、光电效应、红外、微波等技术，将底端运行设备的参数从现场采集下来，转换成可识别的电信号，再通过传输网络传送至控制部分进行处理。 ( 2 ）传输部分：传输部分是监控系统的保障，主要通过各种网络介质将底端采集部分的电信号传送至控制部分进行处理。 ( 3 ）控制部分：控制部分是监控系统的核心，维护人员通过控制部分提供的丰富的人机界面，对由底端采集部分传送来的数据进行综合管理。这 3 部分相辅相成，缺一不可，底端采集部分确保数据采集准确，传输部分保证信号传输稳定，控制部分真正使工作效率得到提升，它们共同实现了动力环境的集中监控。
13 . ( l ）应急预案应明确分工，设定总负责人、负载供电恢复组、设备抢修组、故障分析组等，各组之间要注意协调工作。发生重大故障后，故障分析组应首先分析故障点，并反馈给总负责人以及负载供电恢复组，以确定负载供电恢复方案。 ( 2 ）应初步判断 UPS 系统故障点，确认故障恢复时间，根据不同情况采用不同的应急预案。 ( 3 ）应根据 UPS 系统的负载情况制定应急预案。( 4 ）应对 UPS 负载进行分类统计，分别制定相应的应急预案。 ( 5 ）应急预案应首先考虑 UPs 系统故障发生后如何保证对负载供电。 ( 6 ）应急预案要考虑对重要负载临时供电的可靠性。
14 ．主要职责包括：了解系统运行情况和故障处理情况：制定监控系统维护作业计划；负责组织并实施监控系统的调试、测试、配置等工作；负责监控系统的巡检、抽检；解决监控系统故障及疑难问题：提出系统升级、扩容需求并进行可行性研究；参与制定监控系统扩容、建设计划和方案，并跟踪方案的实施。
1 5 . ( l ）发现告警信息，第一时间应在监控系统中确认己经看到该告警； ( 2 ）按照当地维护管理制度和流程填派工单给相关维护部门； ( 3 ）督促和配合网络维护部门进行故障处理，直到告警消除； ( 4 ）在维护部门回单后进行工单销单和归档，告警处理完毕。
16 . ( l ）直流输出电压。 ① 浮充电压： 2 . 23 ~2 . 27V/cell ; ② 均充电压： 2 . 30 ~ 2 . 35V /cell ; ( 2 ）静态稳压精度。输出稳压精度应优于 l ％。 ( 3 ）浮充工作时的温度补偿。温度补偿率为-3mV/ ℃ （单体电池），或-72mV/ ℃ （-48V 蓄电池组）。 ( 4 ）整流器输出限流和蓄电池组充电限流。一般充电电流大小在 0 . 1 C10、 0 . 25 ℃ 之间。 ( 5 ）整流器输出杂音电压。衡重杂音电压通常采用电话衡重电压、峰一峰杂音电压、宽频杂音电压和离散杂音电压来表示。 ( 6 ）功率限制／恒功率输出特性。 ( 7 ）动态响应。 ( 8 ）电磁兼容要求。 ( 9 ）输出电压和输入电流的软启动。一般开关整流器软启动的时间为 3 ~8s 或更长时间。 ( 10 ）并联运行。其偏差值不超过士 5 ％。 ( 11 ）效率。日前整流器的效率普遍达到 92 % ，典型的能达到 95 ％。 ( 12 ）功率因数。
17 . ( l ）放电电流 I 放，大小的设定 ① 在线式容量测试中，放电电流 I 放，为实际负载电流。 ② 低压离线式容量测试中，放电电流宜选取 I放= O . IC10 A ( 10 小时放电率电流值） , 条件不具备的，可以选取 I放小于等于 0 . 25C10 A ( 3 小时放电率电流值）。 ③ 高压离线式容量测试中，放电电流I放可按照以下两种方法选取：测试目的为测量蓄电池组容量大小的，可参照厂家技术说明书，采用 3 小时放电率放电电流I放，通常I放= 0.25C10 A 。测试目的为检测蓄电池组实际带满载能力的，可参照如下方法选定放电电流I放： I 放＝ ( 0 . 8 XQ ) / （n×U浮×n）放电时间 T 的确定无论是容量试验还是核对性放电试验，放电时间 T 均可按照以下公式计一算得出：
（额定容量＝ (IT)／ ( l + K （1－ 25 ℃ ） ) ) ( 3 ）充电电压 U浮大小的设定蓄电池组的充电宜采用先恒流、后恒压方式进行充电。允电电压为均充电压，通常 U 充= 56. 5V ，即 2 . 35v/每单体（蓄电池组技术说明有指定均充电压的，应参照厂家技术说明书上数值）。 ( 4 ）充电电流 I充大小的设定在线式容量测试中： I 充＝实际负载电流值 I 实＋蓄电池组补充充电电流值I补，其中，补充充电电流值宜选取 I 补小于等于0 . 25C10（ 3 小时率电流）。离线式容量测试中，根据被测蓄电池组标称容量，选充电电流 I 充小于等于0 . 25C10（ 3 小时率电流）为宜。
18 . ( l ）确保通信网络安全的原则，测试操作必须以确保通信网络安全为第一要素，任何可能直接影响通信网络安全的安排、操作，必须无条件终止。 ( 2 ）低业务风险的原则测试时间安排应该避让业务高峰，重要局（站）用蓄电池组的测试应安排在夜间进行；测试日期的安排应该避让重大通信保障任务时期及其他专业安排进行的网络优化和升版、灾害性天气等特殊时间；不使通信设备用电受到直接影响的准备工作，可以安排在非测试时段进行，如布放测试线、布放放电电缆和充电电缆等，但必须注意安全。 ( 3 ）先培训后操作的原则参加测试的人员必须通过相应技能的培训，熟悉直流供电系统的配电方法，熟悉仪器仪表操作，熟悉相关技术要求的操作步骤，熟记应急方案。 ( 4 ）装、拆蓄「日也组连接电缆的原则安装蓄电池组电缆的时候，必须遵循先连接正极电缆、后连接负极电缆的原则（下称先正后负） ; 拆卸蓄电池组电缆的时候，必须遵循先拆卸负极电缆、后拆卸正极电缆的原则（下称先负后正）。
19 . ( l ）大风量、小烩差。通信机房热湿负荷的特点，既要求空调机制冷能力较强，以便在单位时间内消除机房余热，又要求空调机的蒸发温度相对较高，以免降温的 1 司时进行不必要的除湿，因此，空调机必须具备冷风比相对较小的特性。也就是说，在制冷量一定的情况下，要求空调机循环风量大，进出口空气温差小。而且较大的循环风量有利于稳定机房的温、湿度指标。另外，大风量同时能保证机房温湿度的均衡，达到大面积机房气流分布合理的效果，避免机房局部的热量聚积。 ( 2 ）湿度控制。通信设备对环境的相对湿度同样有较高的要求。湿度过低，易使不同点位元件之间放静电，造成误差甚至击穿；湿度过高，易使设备表面结露而出现冷凝水，发生漏电或者元器件触点发霉，无法正常工作。因此，通信机房要求空调机具备加湿和除湿功能，并能将相对湿度控制在允许范围内。 ( 3 ）全年制冷运行。山于散热量大，儿乎所有的通信设备都要求空调机全年制冷运行。而冬季的制冷运行要解决稳定冷凝压力和其他相关的问题，因此要求空调机在室外气温降至一巧 ℃ 时仍能制冷运行。 ( 4 ）空气过滤性好。通信机房对洁净度有一定的要求。由于机房内的灰尘会影响设备的正常工作，灰尘积在电子元件上易引起金属材料被化学腐蚀、电子元件性能参数的改变、绝缘性能下降、散热能力差等，因此要求空调机空气过滤器的除尘效率必须高于 90 ％。 ( 5 ）可靠性高。基于环境对通信畅通的保障作用，要求机房空调的运行必须可靠稳定。因此，空调机完善而精密的控制系统必不可少。控制系统不仅能自动对机组运行状态进行诊断、控制，还能及时对己经出现或将要出现的故障发出警报，并能自动用后备机组或后备控制单元切换故障机组或故障单元等。 ( 6 ）便于实现集中监控。为了不断提高空调维护的专业性、集中性和科学性，空调的集中监控势在必行，因此，通信机房空调必须具备完善的远程监控功能及兼容性。
20 . ( l ）检查燃油箱内的燃油是否充足，供油、回油开关是否打开，燃油管路有无漏油现象。 ( 2 ）检查发动机内的润滑油是否充足。 ( 3 ）检查发动机的冷却液是否充足。 ( 4 ）检查启动电池的电压是否正常。 ( 5 ）检查启动电池充电机是否关闭。 ( 6 ）检查柴油发电机组的各部分连接是否牢固。 ( 7 ）检查机组周围以及开机操作范围内是否有妨碍开机的物品。 ( 8 ）检查油机房的进／出风口是否己经打开。
21 . ( l ）检视燃油箱内的存油量并加满燃油，检查燃油喷射系统各机件及油管接头是否良好。 ( 2 ）检查油底壳内机油液面的高度。 ( 3 ）清洁柴油机、水泵、发电机及其他附属设备表面油污和灰尘及环境卫生，并检查各连接部分螺栓等有无松动，消除漏水、漏油、漏气等现象。 ( 4 ）旋松燃油滤清器底部放油螺塞，放出污油杂质。 ( 5 ）检查冷却水箱存水情况及水位。 ( 6 ）检查喷油泵及调速器内的机油油面高度。