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1、电源专业基础讲座,无线院二00五年三月,一、通信电源系统概述二、通信电源系统的设计三、移动通信基站电源设计四、电源查勘注意事项,一、通信电源系统概述,通信电源系统是通信网中必不可少的重要组成部分，其供电质量的好坏，直接关系到整个通信网是否能够正常工作。通信电源是整个通信网的“心脏”、动力之源。,对通信电源系统的要求：1.供电可靠性：电源系统安全可靠的运行是确保通信系统正常运行的首要条件。通信电源系统内部 交流电源供电：不间断电源（UPS)直流电源供电：整流器电池并联浮充2.供电质量：交流电源质量：电压和频率是标志电能质量的两个重要指标。输入端子处的电压允许变动范围为额定值（380v）的105
2、频率允许变动范围为（50Hz）44 电压波形畸变率应小于5 直流电源质量：电压和杂音是标志电能质量的两个重要指 标。输入端子处的电压的额定值为48V,通信设备允许的工作范围为-57V-40V。电话衡重杂音应小于2mV。,一、通信电源系统概述,对通信电源系统的要求：3.供电经济性：满足通信局（站）电源系统的可靠性和电能质量要求的前提下，基建投资尽可能地少，年运行费用尽可能地低。主要是指低配系统。4.供电的灵活性 为适应通信系统发展的需要，通信电源系统应具有发展和扩容的灵活性。,一、通信电源系统概述,通信电源的系统有两方面组成,一、是通信电源局（站）供电方式二、是通信电源局（站）的设备和电器,一、
3、通信电源系统概述,一、通信电源系统概述,目前通信电源站采用的供电方式 1.集中供电：交流供电系统、直流供电系统、接地系统和集中监控系统。2.分散供电：半分散和全分散供电方式 半分散：一个机房有一个独立的电源系统，向本机房全部通信设备供电。全分散：每个机架都装设小型电源系统，包括整流模块，交、直流配电和蓄电池。,一、通信电源系统概述,一、通信电源系统概述,通信电源系统的发展趋势,通信电源发展随着通信技术的发展、通信设备的更新不断的发展，从供电体制上来讲，目前从原有的集中供电制逐步向半集中、半分散供电体制发展，逐步实现完全分散制供电。,一、通信电源系统概述,集中供电优缺点：供电设备与通信设备分离，
4、相互干扰小，供电容量大。可靠性差，一旦出现局部故障，则会影响全局。投资费用大，需要在楼层底层专门建立电池室和电力室，而且对地面强度有要求。长距离供电传输成本高，线路压降大，造成巨大的能源损耗。分散供电优缺点：可靠性高，多个电源同时出现故障的概率小 投资费用低，占地面积小，材料损耗少。半分散式供电为降低楼板对蓄电池荷重要求，容量和放电时间在选择上偏小，因此不能充分发挥蓄电池后备支持作用。全分散供电对设备水平、电磁兼容和维护技术均有较高要求，会造成设备费用增大。,一、通信电源系统概述,通信电源设备及电器的分类 虽然组成通信电源的供电系统不同，但构成不同供电系统的通信电源站的设备及电器综合起来，主要
5、如下：一、通信电源局（站）设备 高压开关柜、电力变压器、交直流配电屏，电容补偿柜、高频开关整流器、直流直流变换器、蓄电池组、柴油发电机组、通信逆变器、UPS、交流自动稳压器、太阳电池方阵、通信电源集中监控系统等。二、通信电源局（站）电器 电磁电器：电流互感器、电压互感器、继电器 低压电器：低压断路器、熔断器、刀开关、接触器 高压电器：高压断路器、高压熔断器、高压隔离开关、高压负荷开关 避雷器：阀式避雷器、排气式避雷器、金属氧化锌避雷器,一、通信电源系统概述,通信电源系统主要设备简介 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。它的基本原理如
6、下：(以PWM开关电源为例),一、通信电源系统概述,90年代以来，我国已普遍使用开关电源，与传统的相控可控硅整流器相比，它具有体积小、重量轻、无噪声、效率与功率因数高、动态性能好、易扩容等优点。目前国内主要开关电源厂家：上海中达、艾默生、武汉洲际、北京动力源、北京意科、杭州施威特克等。蓄电池 蓄电池是一种储能设备，它通过充电将电能转变为化学能储蓄并保存起来；当需要电能时，又能及时把化学能转变成电能释放出来，供用电设备使用。这样的转换能循环多次，保证通信设备供电的不间断。其化学反应方程式如下：PbO2(+)+2H2SO4+Pb(-)放电 Pb SO4(+)+2H2O+Pb SO4(-)充电,一、
7、通信电源系统概述,目前国内主要蓄电池厂家：深圳华达、江苏华达、江苏双登、哈尔滨光宇、杭州南都等。柴油发电机组 柴油发电机组在通信系统为备用交流电源，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。根据冷却方式分为水冷机组和风冷机组，它主要由柴油发动机、发电机、控制系统三部分组成及辅助油箱、切换屏等组成。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、三菱、道依茨、威尔逊等品牌。,一、通信电源系统概述,交流不间断电源(UPS)UPS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较高的通信设备及通信系统中，如通信网的网
8、管、计费、监控等设备，它的基本工作原理如下：,一、通信电源系统概述,高、低压配电设备和交、直流配电设备 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。,一、通信电源系统概述,二、通信电源系统的设计,1、确定工程设计要求 与客户做好沟通，大概了解本次工程的服务内容，主要指本工程需满足各专业所需的供电类别、各专业所需的功耗等内容。2、工程现场勘查、确定初步方案 进行机房现场查勘，主要内容为机房平面、机房工艺及槽道等、机房上下洞孔路由、机房接地情况、市电的供应情况、建设单位的要求等内容。根据查勘情况，形成一个简单的设计方案，如设备的配置、机房平面的布置、地线
9、的设置等内容，与建设单位及时沟通，同时形成查勘报告。,二、通信电源系统的设计,3、设备配置和容量计算 3.1交流电源系统的设计 市电根据引入路数、月停电次数和每次停电实际可分为一、二、三、四类供电类别，具体如下：,二、通信电源系统的设计,交流供电系统一般采用集中供电方式，市电为主用电源，油机为备用电源。,对于一般通信局站根据局站交流负荷的估算，确定相应交流变配电设备的配置：高压配电设备应按远期容量配置，低压配电设备进线按远期配置，配电屏可按近、中期容量配置，变压器按近期容量并考虑一定余量。该部分设备的配置一般情况下由建设单位委托供电部门设计。油机一般按远期容量配置，要求配置的油机为自动化机组，
10、具有三遥、自投入、自切换等功能。此部分由通信电源专业配置。油机容量应大于必须保证供电设备的功率。保证供电设备为：各种直流电源浮充功率、电池充电功率、交流供电设备的功率、机房空调、机房保证照明等。,二、通信电源系统的设计,二、通信电源系统的设计,3.2直流电源系统的设计 直流供电系统由开关电源、直流配电屏和蓄电池组成，在通信系统一般采用集中或分散供电的方式对通信设备供电；供电系统采用全浮充方式运行。开关电源容量配置:开关电源的总容量：应按负荷电流与电池充电电流之和确定，电池充电电流按10小时率充电电流即蓄电池总容量xxxAH/10小时即可；开关电源的模块数应按,二、通信电源系统的设计,N1冗余方
11、式配置,N小于10，1只模块备用，当N大于10时，每10只备用1只。蓄电池容量计算及配置:,二、通信电源系统的设计,二、通信电源系统的设计,蓄电池容量简化计算公式：C10KI/NC 为蓄电池容量 I为设计电流 K为安全系数取1.25 N=It/I10,直流配电屏容量配置：按照机房近期负荷容量和分路需要并考虑一定的预留确定配置。,3.3接地系统 通信局站要求采用联合接地系统，联合接地系统接地电阻一般要求不大于1欧姆。具体实施要求可参考相关联合接地的规范要求。3.4交、直流电源线设计 交流电源线其线径的载流量应大于其负载电流，其电源线的耐压等级一般选择1000v(低压部分)。单相和三相星型接法相电
12、流计算如下：P表示设备功率 KW Cos为设备功率因数,二、通信电源系统的设计,通信用交流导线要求相线和零线采用相同截面积导线。直流电源线线径：第一应满足该段电源线的压降要求，第二其载流量应大于其负载电流，其耐压等级一般选择600v；电压降的计算方法:U=IL/(57S)全程电压降可按下面所示安排，设计人员可根据机房实际作适当调整，但要求总压降小于等于3.2V。在通信网中，交、直流电源线均要求采用阻燃电缆。,二、通信电源系统的设计,电池,直流屏,电源分配柜,列电源柜,用电设备,48V电源全程压降为3.2V(有电源分配柜）,0.5V,0.5V,1.1V,0.2V,0.35V,0.35V,0.2V
13、,电池,直流屏,列电源柜,用电设备,48V电源全程压降为3.2V(无电源分配柜）,0.5V,0.5V,1.3V,0.2V,0.7V,二、通信电源系统的设计,二、通信电源系统的设计,3.5 通信机房平面和走线设计 通信机房内设备的布置和走线路由设计，主要需注意以下几点：机房楼板承载能力 抗震要求 设备平面布置的合理性和日常维护可操作性 电源走线交、直流导线的分层布放 直流导线布放应尽量短 通信机房电源设计流程具体可参见附表通信电源设计工作流程图。,二、通信电源系统的设计,三、移动通信基站电源设计,1、移动基站电源系统组成 移动基站电源由基站外市电引入、基站交流配电箱、基站电源浪涌保护器、基站组合
14、开关电源、蓄电池组、基站接地系统几部分组成。2、电源设备配置原则 市电引入应按满足远期容量考虑，容量在1520KVA左右。组合式开关电源的机架容量应按远期容量考虑，其整流模块应按近期负荷容量配置。阀控式密封电池的容量应根据各基站的不同情况配置容量。,三、移动通信基站电源设计,3、具体设备配置 交流部分：1只交流配电箱，1只电度表箱，1只浪涌抑制器，1只市电油机电源转换箱。上述设备可相互独立配置，也可组合成一只配电箱。直流部分：1套48v组合开关电源，机架容量要求大于300A，模块数量3-4个50A整流模块。2组300AH或500AH蓄电池（对传输中继站和偏远的郊区基站按810小时的放电时间考虑
15、蓄电池组的总容量，对市区的基站按24小时的放电时间考虑蓄电池组的总容量）。其它设备配置：油机、交流稳压器根据各基站情况配置。,三、移动通信基站电源设计,4、移动基站接地系统设计 移动基站的接地系统必须采用联合接地系统，即通信设备的工作接地、保护接地、建筑物的防雷接地共用一个接地的联合接地方式。新建移动基站按要求设计联合接地系统，租用的基站按要求改造成联合接地系统。接地电阻的要求：移动基站联合接地系统接地电阻5欧姆，但可根据具体情况不同区别对待。移动基站的防雷、接地等细节内容可参考KM系统电源专业的移动基站防雷接地。,三、移动通信基站电源设计,四、通信电源查勘注意事项,查勘准备：纸、笔、卷尺、数
16、码相机、钳形表、机房图纸。1、交换局电源查勘 新建交换局：注意市电引入情况、交流供电情况、机房接地系统、机房工艺情况（上线管道、洞口等）、机房承载能力、机房平面。另外考虑局方有关意见。扩容交换局：现市电引入和负荷情况、现低压配电系统负荷和分路使用情况、柴油发电机组配置情况、电力室电力设备负荷和分配情况（交流配电屏、开关电源、直流配电屏、蓄电池和UPS等设备）、机房内交直流配电屏的负荷和使用情况、机房工艺和走线路由等。,四、通信电源查勘注意事项,四、通信电源查勘注意事项,2、基站电源查勘 新建基站：注意市电引入情况、交流供电情况、机房接地系统、机房承载能力。扩容基站：现市电引入和负荷情况、组合开关电源负荷和输出分路情况（注意一次和二次下电分路）、机房走线布置、蓄电池配置、浪涌抑制器配置和接地系统等。,四、通信电源查勘注意事项,四、通信电源查勘注意事项,3、工艺对土建要求表,四、通信电源查勘注意事项,注：1、未说明的机房要求按新技术发展用房考虑。2、传输机房楼层地面标准荷载，如果机架背靠背排列：板13 KN/m2 次梁11 KN/m2 主梁7 KN/m2。3、若电力室和电池室不在一层，可考虑将要求调整为：板10 KN/m2 次梁8 KN/m2 主梁7 KN/m2。,谢 谢！,
