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1、,北京中网华通设计咨询有限公司第四设计院 2013年1月27日,通信电源设计基础,介绍提纲,一、通信电源发展回顾二、通信电源系统组成三、电源系统设计基础四、通信电源工艺设计五、电源专业推荐资料六、结束语,一、通信电源发展回顾,通信电源系统组成通信电源一般由高低压配电设备、开关 电源、直流配电设备、蓄电池、备用发电机组、交流不间断电源(UPS)等组成。,开关电源开关电源的发展经历了从线性电源、相控电源到开关电源的发展历程 向着高频小型化、高效率、高可靠性的方向发展,一、通信电源发展回顾,蓄电池通信用蓄电池经历了防爆铅酸蓄电池阀控式密封铅酸蓄电池等历程，目前的趋势是采用阀控式密封铅酸胶体蓄电池。今
2、后的研究方向：锂电池，但锂电池缺点较多，成本高、大电流放电时电压下降过快的问题目前尚无法解决。,一、通信电源发展回顾,备用发电机组主要采用柴油发电机组。目前开始试用了新型的航空燃气轮机发电机组。这种不需要水冷系统的新型机组比同功率柴油发电机组具有可靠性高、重量轻、维护工作简便、大修方便和使用寿命长等显著优点。这种机组还可以装在汽车上组成车载移动电站，作为一个局房的备用电站。,一、通信电源发展回顾,什么是通信电源为通信设备及保证通信建筑负荷供电的各种电源设备组成的系统，称之为通信电源系统。通信电源最大特点是：为通信设备提供交流或直流不间断电源。,二、通信电源系统组成,通信电源系统示意图,二、通信
3、电源系统组成,开关电源开关电源是把交流电源转换成通信设备所需48V或24V直流电源，是通信电源设备的核心设备。目前国内主要厂家：上海中达、爱默生、武汉洲际、中讯通讯、北京动力源、广州珠江、北京意科等。,二、通信电源系统组成,二、通信电源系统组成,蓄电池蓄电池是一种储能设备，它能将充电得到的电能转变为化学能储蓄并保存起来，需要电能时，又能及时把化学能转变成电能释放出来，供用电设备使用。目前国内主要电池厂家：深圳华达、江苏双登、哈尔滨光宇、杭州南都等。国外主要电池厂家：美国GNB、德国阳光、意大利非凡等。,二、通信电源系统组成,二、通信电源系统组成,柴油发电机组柴油发电机组在通信系统为备用交流电源
4、，当市电发生异常情况而不能供电时，由柴油发电机组供电，确保交流电源的可靠的供应。目前通信网中使用的柴油发电机组多数为进口机组，主要品牌如下：康明斯、MTU、卡特彼勒、道依茨、劳斯莱斯等品牌。,二、通信电源系统组成,二、通信电源系统组成,UPSUPS设备主要用在不允许交流电源有任何中断及交流电源供电质量要求教高的通信设备及通信系统中，如通信网的网管、计费、监控等设备目前通信网中使用的UPS主要品牌如下：爱克赛、APC、爱默生、力博特、台达等品牌。,二、通信电源系统组成,高低压配电设备该部分设备为电源配套设备，主要为电源主设备及机房空调、机房照明等受电及馈电、分配等用途。,二、通信电源系统组成,二
5、、通信电源系统组成,二、通信电源系统组成,二、通信电源系统组成,电源设备配置原则1、开关电源与蓄电池开关电源的整流模块按N+1方式配置(N10时，每10只备用1只)。开关电源机架容量和直流配电屏按一个系统的远期配置。蓄电池按一个系统的远期配置，一般不小于两组，蓄电池放电小时按下列考虑：一类市电：0.5-1小时；二类市电：1-2小时。在设计中，一般一类市电按1小时放电时间配置，二类市电按2小时放电时间配置，不同的运营商往往有不同的要求，但在设计中蓄电池放电时间不能小于最低值。,三、电源系统设计基础,三、电源系统设计基础,2、不间断电源（UPS）UPS设备应按近期配置，并预留一定的发展容量。目前U
6、PS设备一般按N+1并机冗余工作，在目前的通信电源设计中，按0.5-1小时考虑。,3、柴油发电机组一类市电供电方式下，仅考虑主用机组，台数根据总容量大小和其他条件配置一台或多台；二到四类市电供电方式下，两台机组互为备用。一类或二类市供电方式下，发电机组的容量应能同时满足通信负荷功率、蓄电池组的充电功率、机房保证空调功率以及其它保证负荷功率；三类市电供电方式应包括部分生活用电；四类市电供电方式应包括全部生活用电。,三、电源系统设计基础,电源设备的计算与整定1、蓄电池容量的计算蓄电池的容量计算公式如下：KIT Q=1+(t-25)其中：Q：蓄电池容量（Ah）K：安全系数，取1.25I：负荷电流(A
7、)T：放电小时数(h)：放电容量系数，见下表t：最低环境温度数值，无采暖，按5考虑；有采暖，按15考虑：电池温度系数(1/)，T10取0.006,三、电源系统设计基础,阀控式蓄电池放电容量系数（）表,三、电源系统设计基础,例：有一通信机房需新增一套直流系统，其通信用负荷近期为200A，远期为400A，二类市电，无采暖，请整定蓄电池容量，并配置蓄电池组。计算：K：安全系数，取1.25I：负荷电流(A)，按远期取400AT：放电小时数(h)，取2小时：放电容量系数，查上表，取0.61t：最低环境温度数值，无采暖，按5考虑：电池温度系数(1/)，取0.008经计算，蓄电池总容量须1952Ah，配置1
8、000Ah蓄电池两组。,三、电源系统设计基础,2、整流设备容量的计算II蓄I负，按N1配置I蓄为蓄电池充电电流，I负为通信用负荷电流。I蓄Q/TQ为蓄电池容量，T为充电时间，一般取10小时。,三、电源系统设计基础,例：有一通信机房需新增一套直流系统，其通信用负荷近期为200A，远期为400A，已配置蓄电池1000Ah两组，请整定100A整流模块数量。计算：I蓄Q/T(21000)/10200AII蓄I负200+200400A直流负荷合计为400A，需4个100A整流模块，另备用1个100A整流模块，共需5个100A整流模块。,三、电源系统设计基础,3、交流视在功率的计算计算通信设备浮充功率：P
9、浮2.2024I负P浮为浮充功率I负为通信用直流负荷2.20为单节电池浮充电压。计算蓄电池充电功率：P充2.3524I蓄P充为充电功率I蓄为蓄电池充电电流2.35为单节电池均充电压,三、电源系统设计基础,计算有功功率：P(P浮P充)/P为有功功率为效率，一般取0.92。计算视在功率：SP/CosS为视在功率P为有功功率Cos为功率因数，一般直流系统的交流功率因数为0.95。,三、电源系统设计基础,例：有一通信机房需新增一套直流系统，其通信用负荷近期为200A，远期为400A，已配置蓄电池1000Ah两组，请计算视在功率。P浮2.2024I负2.202420010560W=10.560kWP充2
10、.3524I蓄2.352423813423W=13.423kWP(P浮P充)/(10560+13423)/0.92=25245W=25.245kWSP/Cos=25245/0.95=28050VA=28.050kVA,三、电源系统设计基础,4、交流电源线选择一般按允许载流量来选择导线的截面。机房内的交流导线应采用耐压1kv阻燃电力软电缆(如：RVVZ1kV)。通信用交流中性线应采用与相线等截面的导线。,三、电源系统设计基础,5、直流电源线选择机房内的直流导线应采用耐压1kv阻燃电力软电缆(如：RVVZ1kV)。直流电源线选择：直流电源馈线应按远期负荷确定，除满足载流量外，还需满足该段导线所分配
11、的压降的要求来计算所需导线的截面。,三、电源系统设计基础,直流电源线压降计算公式：U（IL2）/（57S）其中：U：压降，直流放电回路全程极限电压降要求小于3.2VI：设计电流L：导线长度S：导线截面积，单位mm2直流放电回路全程极限电压降要求小于3.2V，蓄电池至通信设备各段的压降一般分配如下：电池至直流屏压降要求不大于1V；直流屏自压降要求不大于0.5V；直流屏至各专业头柜压降要求不大于1.2V；各专业头柜至通信设备压降要求不大于0.5V；,三、电源系统设计基础,例：有一通信机房，新增一面直流头柜，直流头柜两路输入，一主一备，设计电流为300A，直流配电屏至直流头柜的导线长度约为45米，请
12、整定直流电缆的截面与根数。计算：设计电流为300A，长度为45m，最大压降取1.2VS（IL2）/（57U）（300452）/（571.2）395mm2每路直流电缆选取RVVZ1KV 1240 mm2一正一负，一主一备，共需5根RVVZ1KV 1240 mm2电缆。,三、电源系统设计基础,6、交流或直流头柜的设计要点（1）目前基本采用一主一备供电方式（2）交流或直流头柜输入总空开（或熔丝）：按计算电流的1.051.5倍计算（3）交流或直流头柜输出空开（或熔丝）：按计算电流的1.52倍计算（4）为减少交流电源三相不平衡状态，交流PDF单相空开数量应为3的N倍,三、电源系统设计基础,例：交流头柜系
13、统图输入：主备1160A/3P输出：主备232A/3P332A/1P1820A/1P,三、电源系统设计基础,例：直流头柜系统图输入：主备1400A输出：主备463A840A432A425A416A,三、电源系统设计基础,1、电源工艺对土建要求,四、通信电源工艺设计,2、油机工艺设计,基础的长度与宽度油机基础长度L：至少比油机底坐长度长0.3米。油机基础宽度W：至少比油机底坐宽度宽0.3米。,四、通信电源工艺设计,基础的深度油机基础深度H（米）：KM H=LWD 其中：K：与发动机有关的常数，取1.3至1.5，对于容易出现振动的机型，选此值的上限。当油机采用减振器时，K取下限值。M：发动机的运行
14、重量（公斤）；L：油机基础长度（米）；W：油机基础宽度（米）；D：混凝土密度，2403(kg/m3)注：对一些小容量油机，当H0.15米时，可不做基础。,四、通信电源工艺设计,进风洞孔面积：P1P2P3S1=K VS1：进风洞孔面积（米2）；P1：油机排风量（米3/秒）；P2：油机排烟量（米3/秒）；P3：油机燃气量（米3/秒）；V：进排风洞孔有效截面空气流速，一般取5米/秒；K：面积系数，只安装进排风百叶窗时取1.25，考虑降噪时K取1.5。,四、通信电源工艺设计,导风罩洞孔面积 P1 S2=VS2：导风罩洞孔面积（米2）；P1：油机排风量（米3/秒）；V：进排风洞孔有效截面空气流速，取5米
15、/秒。,四、通信电源工艺设计,排风洞孔面积：P1S3=K VS3：排风洞孔面积（米2）；P1：油机排风量（米3/秒）；V：进排风洞孔有效截面空气流速，取5米/秒；K：面积系数，只安装进排风百叶窗时取1.25，考虑降噪时K取1.5。,四、通信电源工艺设计,油箱容量V 油箱的容量要保证满负荷时工作十个小时的耗油量，一般可查油机耗油量参数，当无法确认耗油量时，根据经验，每KW油耗按0.3L/h计取。日用油箱 当V小于1000L时，日用油箱V室外油库 当V超过1000L时，必须增加室外油库,四、通信电源工艺设计,四、通信电源工艺设计,油机基础工艺要求图,油机房工艺平面图,四、通信电源工艺设计,联合接地
16、系统电信机房的接地方式按照单点接地的原理进行设计，即通信设备的工作接地、保护接地(包括屏蔽接地、重复接零接地和建筑防雷接地、铁塔防雷接地等)均接入同一接地系统的联合接地方式。交换机房联合接地系统的接地电阻要求1欧姆。联合接地系统由环形接地网(包括垂直接地体)、均压网、接地总汇集环、接地引上线、基础钢筋网及梁内、柱内主钢筋等组成。,3、接地工艺设计,四、通信电源工艺设计,各类通信局站联合接地装置接地电阻要求,四、通信电源工艺设计,备注：移动通信基站的接地电阻值要求可根据基站所处地理条件，可放宽到20欧姆以内，最关键在与均压、等电位连接和规范接地方式。,局房联合接地示意图,四、通信电源工艺设计,基站联合接地示意图,四、通信电源工艺设计,推荐规范及学习资料：,五、电源专业推荐资料,1、通信电源不只是电源专业的事，与每个专业都息息相关2、通信专业设计人员应了解该专业通信设备的耗电量需求、用电性质（交流还是直流）、分路要求，并及时将资料提供电源设计人员作为基础设计资料。3、电源专业与其它专业的分界点一般是交、直流电源头柜（PDF）的输入端，其它专业设计人员应学会设计PDF。,六、结束语,
