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电源专业委员会 通信电源系统设计技术 本课程内容 第一章基础知识 一 交流电 基础知识 其中 U线 3U相I线 3I相 A相 B相 C相 交流工作地 380V 380V 380V 220V 220V 220V 零线 黄 绿 红 紫 黑色 二 直流电 基础知识 三 欧姆定律 通过某导体的电流与加在该导体两端电压成正比与该导体的电阻成反比 其中 电流I单位为安培 A 电压U单位为伏特 V 电阻R单位为欧姆 基础知识 基础知识 四 功率功率 P W t瓦 特 W有功功率 交流电 P UIcos 瓦 特 W无功功率 交流电 Pq UIsin 乏var视在功率 交流电 Ps UI伏安VA功率 直流电 P UI瓦 特 W 基础知识 五 功率因数功率因数 PF 的基本定义 交流输入有功率P与视在功率Ps的比值 即PF P Ps cos 0 9 为合理值 用电设备功率因数降低之后 带来的影响是 1 使供电系统内的电源设备容量不能充分利用 2 增加了电力网中输电线路上的有功功率的损耗 3 使线路电压损失增大 影响到各用电设备的正常运行 基础知识 六 效率效率 是指设备的有用功率与总功率 有用功率与无用功率之和 的比值 P有 P有 P无 P损 为了节约电能必须提高电源设备的效率 在保证供电质量的前提下 要尽量降低设备的费用 基础知识 七 电路保护1 保险丝 为传统的铝锡合金体 一般为民用 目前逐步被淘汰 由断路器 空气开关 所取代 2 熔断器 保险 熔丝 熔体 当导体中通过过负荷电流或短路电流时 利用导体产生的热量使其本身熔断 从而将电流切断 熔断器由 金属熔体 支持熔体的触头和外壳组成 其安秒特性 1S 决定了熔断器的保护特性 常用于直流电源系统中 3 断路器 空气开关 通过电流超过该断路器额定电流值时自动跳闸 断电 0 5S 断路器既是开关电器 又是保护电器 常用于交流电源系统中 基础知识 八 整流通信电源中 通常将 380 220V交流电源通过高频开关或相位控制变换成一定电压值的直流电源 叫整流 20世纪70年代前用硒整流 相位控制 20世纪70 90年代用可控硅整流 相位控制 20世纪90年代至今用高频开关整流 多模块并联式工作 基础知识 九 市电由供电部门提供的专用高压电源或非专用高压电源或低压电源均称为市电 提供给电信部门的高压市电电压通常为10KV 也有6KV 一般为县及县级以上综合业务局所使用 提供给电信部门的低压市电电压通常为 380V 220V 一般为接入局所 模块局所和基站使用 基础知识 十 走线架 传统走线架 由扁钢制成 常用规格为单层宽300mm 400mm 已逐步淘汰不用 铝合金开放式走线架 由铝合金型材制成 常用宽为300 600mm 可设计成单层 双层两种 冷轧钢开放式走线架 由冷轧钢板冲压成型 强度比较大 常用宽为300 600mm 可设计成单层 双层 走线架架设方式有 吊挂式 支撑式 对墙加固式三种 基础知识 十一 线槽 含地沟 地沟 在地面以下开出的线槽沟 常用在室外或电力室室内 主要用于布放交流电力电缆和地线的引入 地沟在电力电缆布放后要用盖板将地沟盖上 水平线槽 常见于传输机房 一般比较宽 上面没有盖板 垂直线槽 常见于上楼电力线 信号线等各种线缆的布放 一般比较宽 有面板盖上 基础知识 十二 初充电 正常充电 浮充 放电 初充电 指新的蓄电池组安装好后 由整流设备单独对蓄电池组进行活化初始充电 初充电要按厂家提出的要求进行 充电常分2 3个阶段进行 时间比较长 正常充电 蓄电池组经过一段时间放电工作 交流电源恢复后 要及时对蓄电池组进行充电 一般按十小时率恒流充电 浮充 整流设备 蓄电池组和通信设备并联工作的方式称为浮充运行方式 放电 当市电或油机电中断期间 蓄电池组单独向通信设备提供电源的工作方式 称为放电运行方式 十三 通信电源是指专为通信设备和主要配套 辅助设备提供的各种工作电源 大楼的一般照明和空调 生活区用电等不属于通信电源范畴 但有时通信电源也为它们提供输出分路 基础知识 第二章通信电源系统总述 一 通信电源的基本分类1 基础电源 一次电源 通信局 站 的基础电源分为交流基础电源和直流基础电源两大类 1 市电 备用油机发电机组 通信逆变器 或UPS 提供的低压交流电源称为 通信局 站 的交流基础电源 2 为各类通信设备 通信逆变器和直流变换器提供直流电压的电源 称为直流基础电源 通信电源系统总述 通信电源系统总述 2 机架电源 二次电源 安装在通信设备机架上把 48V直流基础电源变为通信设备所需的3 3V 5V 或12V等电压的电源板 电源盘等称为机架电源 或称二次电源 二 通信电源的组成以下按四种通信电源的供电方式介绍系统组成 1 集中供电方式电源系统的组成该系统由交流供电系统 直流供电系统 接地系统组成 通信电源系统总述 系统组成详见以下框图 通信电源系统总述 交流配电及以上部分为交流供电系统 开关电源输出及以下部分为直流供电系统 交流工作地 联合接地等称为接地系统 另外防雷接地包括大楼防雷接地和高压输入防雷接地两部分 大楼防雷接地一般由土建完成 高压输入防雷接地一般由供电部门完成 交流供电系统还应对通信局 站 提供一般用和保证用的建筑负荷用电 保证负荷是指通信用空调 保证照明 消防电梯 消防水泵等 一般负荷是指一般空调 一般照明及其他负荷 备用发电机组不保证向一般负荷提供电源 通信局 站 宜用10KV高压市电引入 并采用专用降压变压器供电 2 分散供电方式电源系统的组成采用分散供电方式时 交流供电系统仍采用集中供电方式 直流供电系统按各通信系统分散设置 通信电源系统总述 安庆电信人民路局分散供电方式典型案例 通信电源系统总述 3 混合供电方式电源系统的组成光缆无人值守中继站和微波无人值守中继站 通常采用交流市电与太阳能电源 或风力发电机 组成的混合供电方式 安徽省内应用少见 混合供电方式常用于西部 边远地区 太阳能和风力丰富地区 4 一体化供电方式电源系统的组成通信设备和电源设备 包括一次和二次电源设备 装在同一机架 称为一体化供电方式 如 接入网的内置电源 与光接入网单元ONU 内置传输等同一机架 通信电源系统总述 接入网点光接入网单元ONU设备框图 每一个机架常配一块整流模块和一组蓄电池组 200AH及以下容量 两个机架电源并联工作 互为备份 通信电源系统总述 2 直流基础电源向各通信设备和二次变换电源设备或装置提供直流电压的电源为直流基础电源直流基础电源的额定电压 48V 或 24V 直流电压允许变动范围 40 57V 或 21 6 26 4V 新建局 站 应采用 48V直流基础电源 原有局 站 通信设备使用的 24V 60V直流基础电源仍可继续使用 不再扩容 直到这些通信设备停用为止 通信电源系统总述 通信电源系统总述 四 通信电源系统工程设计的有关规范1 通信局 站 电源系统总技术要求 YD T1051 2000 中华人民共和国信息产业部颁布通信行业标准 2 供配电系统设计规范 GB50052 95 中华人民共和国国家标准 3 通信电源设备安装设计规范 YD5040 97 中华人民共和国通信行业标准 4 通信局 站 接地设计暂行规定 YDJ26 89 中华人民共和国原邮电部颁布通信行业标准 5 通信电源和空调集中监控系统总技术要求 YDN023 1996 中华人民共和国原邮电部颁布通信行业标准 通信电源系统总述 6 通信电源集中监控系统工程设计暂行规定 YD5027 96 中华人民共和国通信行业标准 7 通信用高频开关组合电源 YD T1058 2000 中华人民共和国信息产业部颁布通信行业标准 8 微波无人值守电源技术要求 YD T501 2000 中华人民共和国信息产业部颁布通信行业标准 9 通信专用柴油发电机组技术要求 YD T502 2000 中华人民共和国信息产业部颁布通信行业标准 10 光缆通信工程无人值守电源设备安装设计暂行规范 YD5046 1997 中华人民共和国原邮电部颁布通信行业标准 通信电源系统总述 11 通信工程电源系统防雷技术规定 YD5078 1998 中华人民共和国原邮电部标准 12 通信用太阳能供电组合电源 YD T1073 2000 中华人民共和国信息产业部颁布通信行业标准 13 通信用交流稳压器 YD T1074 2000 中华人民共和国信息产业部颁布通信行业标准 14 通信用不间断电源 UPS YD T1095 2000 中华人民共和国信息产业部颁布通信行业标准 15 通信局 站 雷电过电压保护工程设计规范 YD T5098 2000 中华人民共和国信息产业部颁布通信行业标准 16 通信电源用阻燃耐火软电缆 YD T1173 2001 中华人民共和国信息产业部颁布通信行业标准 17 通信用高频开关整流器 YD T731 2002 中华人民共和国信息产业部颁布通信行业标准 18 通信用阀控式密封铅酸蓄电池 YD T799 2002 中华人民共和国信息产业部颁布通信行业标准 19 接入网电源技术要求 YD T1184 2002 中华人民共和国信息产业部颁布通信行业标准 20 通信局 站 低压配电系统用电涌保护器技术要求 YD T1235 2002 中华人民共和国信息产业部颁布通信行业标准 通信电源系统总述 第三章电力室电源设备 电力室电源设备设计 直流配电屏 高频开关电源 交流配电屏 380V 380V 48V 48V 380V 48V 电力室电源设备设计 通信电源是通信系统的重要组成部分 常被称为通信设备的 心脏 和通信系统的中枢 电力室又是通信电源系统的核心部分 电力室电源设备和设施组成主要有 交流配电屏 高频开关电源 直流配电屏 联合地线 走线架及地线槽组成 配套的还有集中监控系统 市电从低压配电室引入 油机电从油机房油机配电引入 一般电力室设有一台主市电 油机电转换交流屏 中大型电力室也可设市电 油机电自动控制屏 ATS屏 此屏也可设在油机房或低压配电室 电力室电源设备设计 380V 630A 380V 400A 380V 630A 380V 400A 48V 2000A 48V 2000A 交流配电屏1 交流配电屏2 开关电源1 开关电源2 直流配电屏1 直流配电屏2 电力室电源设备设计 一 交流配电屏 交流配电屏一般是为中 大容量高频开关电源系统配置和为各通信机房进行交流配电使用 交流配电屏一般有 380V 630A 600A 400A 200A几种 设备尺寸一般为800 600 2000和600 600 2000两种 交流配电屏还分自动切换和手动切换 指两路交流输入电源的切换 两种 出线方式分有上出线和下出线两种 交流配电屏的分路一般有 250A 160A 100A 80A 63A 32A 16A等 交流分路常使用断路器或称空气开关 交流配电屏都为 380 220V50Hz交流电输入和输出 根据需要输出分路可三相或单相 但在设计单相使用时应尽量考虑三相负荷的平衡 交流配电屏内都设有交流工作地线排 也称交流零线接地 新型交流配电屏内还设有保护地线排 利用于小系统的3相5线制使用 二 直流配电屏 直流配电屏是为中 大容量高频开关电源系统直流输出配电配置 是直流供电系统的枢纽 各通信机房进行直流配电也常设有直流配电屏 程控交换机房的电源柜 传输机房的列头柜也属于此类 由于通信基础电源目前只有 48V一种 24V电源已不多用了 所以常见直流配电屏有 48V一种 规格有 48V 1000A 48V 2000A 48V 2500A几种 设备尺寸一般为800 600 2000 通信机房用直流电源柜一般为 48V 400A 48V 1000A 48V 2000A几种 尺寸一般为600 600 2000和800 600 2000 电力室电源设备设计 直流配电屏的输出分路一般有 500A 400A 250A 160A 100A 63A 50 40A 32A等 直流分路一般为保险熔丝 现在有些小分路也用空气开关 但不提倡使用 直流电源系统一般配有两组蓄电池组 直流配电屏输出到蓄电池组都设有电池组分路保险 48V 1000A屏为两路1000A 48V 2000A 48V 2500A屏为两路两个1000A并联 直流配电屏内都设有直流工作地气排 48V电源为正接地 从电力室联合地线排引入直流工作地气排的电力线至少两根150mm以上 电力室电源设备设计 电力室电源设备设计 三 高频开关电源 一般是指1000A及以上的中 大容量 1000A 10000A 直流系统 小容量600A以下称高频开关组合电源 高频开关电源包含有监控模块 整流模块和开关电源架 整流模块容量有100A和200A两种 目前200A整流模块为淘汰产品 已不多用 一套高频开关电源系统由一块监控模块和多块整流模块组成 其系统容量最大可到9900A 每个高频开关电源架可放一个监控模块 九个整流模块或十个整流模块组合 高频开关电源架最多可十架并列工作 我们常见的为二 三架并列工作 即 1000 3000A系统 电力室电源设备设计 电力室电源设备设计 1 环境条件 温度 相对湿度 大气压力 冲击与振动 2 交流输入电压 单相 220V 单相三线制 小容量系统用 三相 380V 三相五线制 中 大容量系统用 额定频率范围 50Hz 2Hz电压波动范围 应为其额定值的85 110 单相范围为187 242VAC三相范围为323 418VAC3 使用特性 1 直流输出电压可调节范围为 43 2 57 6V 连续可调 电力室电源设备设计 2 直流输出电压工作方式 整流器在稳压工作的基础上 应能与蓄电池组并联以浮充 均充及蓄电池放电测试等多种工作方式 向通信设备供电 3 遥测 遥信 遥控性能 高频开关电源应具有RS 232 RS 422 485三种接口的一种或几种或其他形式的接口电路与监控电路连接 在监控电路控制下应符合以下要求 遥测 输出电压 输出电流 遥信 开 关机状态 工作状态 均充 浮充 测试 限流 故障 正常状态 遥控 开 关机状态转换 均充 浮充 测试工作状态转换 电力室电源设备设计 4 均分负载 并机工作 性能 整流模块应能采用多台同型号整流模块并机工作 5 过 欠电压保护性能 交流输入过 欠电压及缺相保护直流输出过 欠电压保护 6 直流输出电流的限流性能 整流器应具有直流输出电流的限流性能 限制电流范围应在其额定值的105 110 7 熔断器 或断路器 保护性能 整流器为限制某些故障的进一步扩大 主电路应设有熔断器 或断路器 保护性能 8 告警性能 整流器在各种保护性能动作的同时 应能自动发出相应的可见 声 光 告警信号 电力室电源设备设计 4 技术指标 1 电网电压波动的适应性 2 效率与功率因数 整流器在单机输出功率不小于1500W 即 30 负荷 时 效率应不小于90 功率因数应不小于0 92 整流器在单机输出功率小于1500W 即 30 负荷 时 效率应不小于85 功率因数应不小于0 95 5 可靠性指标 平均失效间隔时间MTBF 1 105h6 绝缘电阻和绝缘强度 试验电压为直流500V时 整流器主回路的交流部分和直流部分对地以及交流部分对直流部分的绝缘电阻均不低于2M 电力室电源设备设计 四 整流模块 将交流 220伏电源进行高频整流输出直流 48伏 正接地 电源的一个单元 整流模块多块并联工作 负荷均摊 额定容量一般有20A 25A 30A 50A 100A 200A五种 其中20A 30A和200A已不多用 电力室1000A及以上系统常用100A模块 综合电源 组合电源 600A及以下系统常用25A 50A模块 五 监控模块 对高频整流系统各整流模块和系统工作状态的集中监控 保证各整流模块的工作平稳和负荷均摊 电力室电源设备设计 监控模块还为通信电源系统集中监控提供标准接口和监控信息 一套高频开关电源系统只用一块监控模块 其输入工作电压为 48VDC 范围可达 18 72V 监控模块提供的通信输出接口有 串口 RS485 4221路 RS2321路 外接MODEN1路 电话口 内置MODEN1路 干路接电信号输出 8路 监控模块提供的告警功能有 可实现声 光告警 可储存100条历史告警信息 监控模块的控制功能有 开 关整流模块 整流器和蓄电池充电电流限制 整流器输出电压调整 自动电池管理 负载LVD和电池LVD 电力室电源设备设计 六 保证照明 一般由直流配电系统提供直流电源的照明 以便交流停电时由蓄电池组提供的直流照明 电力室 油机室 监控室和有人值守的通信机房均需保证照明 七 熔断器和断路器的配置原则 熔断器 保险熔丝 和断路器 空气开关 大小的选择要满足中期负载工作电流的要求 熔体大小的选择还必需考虑到电源设备的起动电流 各级熔体应相互配合 后一级要比前一级要小 保险 空开 的选择方法如下 电力室电源设备设计 1 照明 空调 一般电器用电 保险 空开 额定电流 安 所有电器的总额定电流之和 2 动力用电 保险 空开 额定电流 安 1 5 2 5 所带负荷总额定电流之和 各相线均应安装在熔断器或断路器上 三相四线回路的中性线上严禁装熔断器或断路器 第四章电池室电源设备 电池室电源设备设计 一 铅酸蓄电池组的作用 蓄电池组的作用是当交流电源断电 停电 时由蓄电池组向通信设备放电提供电源 保证通信设备不间断工作 直到提供交流电源 高频开关整流系统工作 向蓄电池组浮充供电时为止 二 铅酸蓄电池组的种类 铅酸蓄电池组有阀控式 防酸隔爆式 开口式 车载式等等 目前通信电源系统多用阀控式密封铅酸蓄电池组 直流基础电源的 48V蓄电池组由24只2V电池组成 电池室电源设备设计 阀控式密封铅酸蓄电池组型号命名 电池室电源设备设计 三 阀控式密封铅酸蓄电池组的主要指标 1 容量系列 10小时率 单位 AH 30 50 60 80 100 150 200 300 400 500 600 800 1000 1200 1500 2000 2500 3000 2 放电率蓄电池组容量是以10小时率放电容量C10为100 作为额定容量 10小时率容量第一次循环放出容量 95 C10 第三次循环放出容量 100 C10 3h和1h率容量应分别在第四次和第五次以前达到 放电终止电压符合下表规定 电池室电源设备设计 3 充电性能新蓄电池组在使用前一般应进行初充电 在25 5 时单体蓄电池以2 35V进行充电 蓄电池浮充电单体电压为2 23V 2 27V 蓄电池均衡充电单体电压为2 30V 2 35V 蓄电池最大充电流 2 5I10 A 各项指标均应正常 四 阀控式密封铅酸蓄电池组的主要特点 1 电信级长寿命 根据通信应用特点要求进行专用设计 通信行业标准设计寿命为 2V系列的蓄电池的折合浮充寿命不低于10年 厂商企业标准为15年以上 6V及以上系列的蓄电池的折合浮充寿命不低于6年 电池室电源设备设计 2 容量保存率 蓄电池静置28天后其容量保存率不低于96 3 防爆性能 高可靠的密封结构 极柱密封稳定可靠 内部不引燃 不引爆 4 良好的深放电恢复性能 蓄电池采用短接测试 以30I10 A 5次循环保持初始容量的95 以上 5 防酸雾性能 电池在正常浮充工作过程中应无酸雾逸出 6 安全阀要求 安全阀应具有自动开启和自动关闭的功能 其开阀压应是10 35kPa 闭阀压应是3 15kPa 电池室电源设备设计 五 铅酸蓄电池组容量计算 铅酸蓄电池应采用阀控式密封蓄电池组 其放电终止电压宜取1 85V以上 铅酸蓄电池宜按两组并联配置 也可单组配置 设计总容量Q应按下式计算 K I TQ 1 t 25 电池室电源设备设计 式中 Q 蓄电池总容量K 安全系数 取1 25I 负荷电流 A T 放电小时数 h 按上叙要求定 放电容量系数 按放电小时率 10 取 1t 实际电解液的最低温度 安装蓄电池的屋内用采暖设备时 按15 考虑 未用采暖设备时 按5 考虑 电池温度系数 1 按放电小时率 10 取 0 006现在县及县以上综合业务局其市电均稳定 柴油发电机组也逐步实现自动化 蓄电池组的容量设计 放电小时率要求 趋向于减小 二类市电局按3 4小时放电率 一类市电局按1 2小时放电率 电池室电源设备设计 六 铅酸蓄电池组与直流配电屏的连线 常用电力软线或铜制汇流排做为连接母线 铜制汇流排常用型号有 60 6 80 8 100 10 120 10 电力软线一般用型号有 RVVZ 240 RVVZ 150 RVVZ 120 RVVZ 95 RVVZ 70等 每500AH一般用一根RVVZ 240 其安全载流量为609A 并联使用 汇流排按横截面积安全载流量设计选用铜制汇流排型号 接入网点 模块局等电池线按线缆安全载流量满足3小时放电率放电电流要求设计 可不考虑回路压降 电池室电源设备设计 七 阀控式密封铅酸蓄电池组的安装 1 设计要考虑电池组的安装方式 总重量 占用空间 维护方便等因素 2 低形电池有六个型号 GFM 200II GFM 300II GFM 400II GFM 500II GFM 600II GFM 800II 3 高形电池有三个型号 五种规格 GFM 800II GFM 1000II GFM 1500II 2000AH电池组为2GFM 1000II 两个GFM 1000II电池组并联装入一个电池框组成 3000AH电池组为2GFM 1500II或3GFM 1000II 两组GFM 1500II 或三组GFM 1000II 电池组并联装入一组电池框组成 4 电池安装类型 分为立式安装和卧式安装两大类 低形电池为立式铁架安装 高形电池为卧式铁架安装 电池室电源设备设计 7 电池安装层次 指电池安装的纵向上下层数 立式架安装为1 3层 卧式架安装为1 4层 同一组电池可分为单列或双列安装 满足用户不同的安装空间要求 8 蓄电池组放在一层 无地下室 无楼板 机房1000AH及以上容量电池组可放2 4层 800AH及以下容量电池组可3 4层 9 蓄电池组放在二层及以上有楼板机房 1000AH及以上电池组设计宜为单层双列设计 800AH及以下电池组可单层双列或双层双列设计 另外 对机房楼板的载荷要进行调查和核算 必要时要进行载荷均分技术处理 10 有防震要求的重要机房需安装防震加固电池架 第五章高低压配电室电源设备 高低压配电室电源设备设计 一 市电的分类和可靠性指标 1 一类市电供电方式一类市电供电方式为从两个稳定可靠的独立电源引入两路供电线 两路供电线不应有同时检修停电的供电方式 其市电的年不可用度应次 0 068 2 二类市电供电方式二类市电供电方式为满足以下两个条件之一者 1 从两个以上独立电源构成的稳定可靠的环形网上引入一路供电线的供电方式 2 从一个稳定可靠的电源或从稳定可靠的输电线路上引入一路供电线的供电方式 二类市电供电方式其市电的年不可用度应 3 高低压配电室电源设备设计 3 三类市电供电方式三类市电供电方式为从一个电源引入一路供电线的供电方式 市电的年不可用度5 2 有季节性长时间停电或无市电可用 5 市电的可靠性指标市电的可靠性指标以市电不可用度作表征 不可用时间市电不可用度 不可用时间 可用时间 高低压配电室电源设备设计 二 高低压供电系统的组成 高低压供电系统一般由高压输入 高压配电 电力变压器 低压配电 交流工作地线等部分组成 一般交流负载 高低压配电室电源设备设计 三 高压配电 中 大型通信电源系统需要二类及以上市电输入 要相应配备高压配电系统 高压配电是其主要组成部分 高压市电一般有6千伏 10千伏 20千伏 35千伏等 通信电源常用10千伏高压 专线引入 高压市电输入和高压配电部分常由供电部门负责设计和实施 四 电力变压器 将高压市电变换为低压市电的主要设备 通常将10千伏或6千伏高压市电降压变压为三相380伏低压市电 400KVA及以下电力变压器多为架空安装在室外杆路上 400KVA以上电力变压器多安装在变压器室内的机墩上 电力变压器容量的容量系列 等级按R10 1 26为倍数确定100KVA 125KVA 160KVA 200KVA 250KVA 315KVA 400KVA 500KVA 630KVA 800KVA 1000KVA 1250KVA 高低压配电室电源设备设计 变压器室的高度一般为3 5 4 8米 变压器室应符合防火 防汛 防小动物 防雨雪及通风充分的要求 有两台变压器时应单独设两个变压器室 电力变压器可并机工作 并机工作的条件是 1 变压器的联接组别必须相同 2 一次侧电压相同 电压比相同等 允许误差 5 3 阻抗电压相等 允许误差 10 4 容量比最好不超过1 3 电力变压器部分常由供电部门负责设计和实施 高低压配电室电源设备设计 五 低压配电 电力变压器低压输出需进行低压配电后送到电力室和其它用电设备 低压配电设备是其主要组成部分 通信电源常用低压配电设备有 按形式有低压组合抽出式开关柜 GGD型交流低压配电柜等 按功能分有输入总柜 进线柜 联络柜 电容功率补偿柜 功率计量柜 低压配电柜等 高低压配电室电源设备设计 GGD 2 GGD 2 GGD 2 GGD 1 GGD 1 进线柜 计量柜 电力补偿柜 低压配电柜 低压配电柜 联络柜 低压配电设备立面布置图 高低压配电室电源设备设计 GGD型交流低压配电柜有 GGD1 400 1000A GGD2 600 1600A GGD3 2000 3150A 三个型号几十种配置 1 型号及其含义 电器元件固定安装接线 交流低压配电柜 高低压配电室电源设备设计 2 主要技术参数 辅助电路的设计分供用电方案和发电厂方案两部分 3 GGJ补偿柜的技术数据 略 4 结构特点GGJ补偿柜结构尺寸与GGD型低压柜完全相同 GGD型交流低压配电柜的柜体采用通用柜的形式 GGD柜设计时充分考虑到柜体运行中散热问题 GGD柜按照现代工业产品造型设计的要求 美观大方 柜门用转轴式活动铰链与构架相连 安装 拆卸方便 六 汇流母排 电力变压器输出到低压配电柜常用汇流母排 铜排或铝排 连接 现多用母线槽即 汇流母排外层设有绝缘材料保护的线槽 高低压配电室电源设备设计 第六章油机室电源设备 油机室电源设备设计 油机室电源设备的系统组成如下 油机室电源设备设计 一 柴油发电机组1 发电机组功率规格有 水冷式 16KW 20KVA 1760KW 2200KVA 风冷式 12KW 15KVA 176KW 220KVA 2 柴油发电机组类型有 普通型 自动化型 多机并网型 低噪声型 无人值守 远程集中监控型 装有RS485 232接口 等 3 柴油机 内燃机 通信电源系统常用水冷式四冲程 转速为1500r min柴油机 四冲程为 进气 压缩 燃烧膨胀 排气4个过程 根据功率的大小缸体个数一般有16缸 12缸 8缸 6缸 4缸等 柴油机应采用电启动方式 4 发电机 通信电源常用同步发电机 按结构可分为 旋转电枢式和旋转磁极式两种 同步发电机都由定子 转子 机壳和端盖等部分组成 发电机的额定参数主要有 额定功率PN 额定电压UN 额定电流IN 功率因数cos N 额定频率fN 额定转速nN 相数m等 三相交流同步发电机额定电压 额定电流和额定功率之间的关系 PN 3UNINcos N5 冷却系统 柴油机冷却系统包括扩散热水箱 风扇 恒温器 交流发电机设有独立的风扇来冷却它的部件 冷却气流是先经过交流发电机 然后经过发动机 最后才通过散热水箱排出 油机室电源设备设计 油机室电源设备设计 6 机组自动化的技术要求 自动化机组应满足普通机组的技术要求 自动化机组应能维持准备运行状态 自动化机组应能自动起动和自动加载 自动化机组的自动卸载停机 机组的自动保护 包括机油压力低 过电压 超速 过载 短路 缺相等项保护 机组的自动补给 包括燃油 机油 冷却水等 机组工作与不工作时均应能保持起动蓄电池处于满容量状态 单机组的平均失效间隔时间 MTBF 油机室电源设备设计 1级自动化机组应 500h2级自动化机组应 800h3级自动化机组应 1000h 7 减震器 机组减震器用于减少机组在运行时的震动传到基础 这些减震器安装在柴油机 发电机和底架之间 该减震系统由厂家在机组设计和组装时完成 机组底架与地基基础之间的减震器设计须要设计人员根据厂家要求进行设计 8 消音器及排气系统排气消音器系统能降低噪音并能直接把废气排到室外 消音器一般由厂家提供 油机室电源设备设计 二 油机控制屏油机控制屏安装在交流发电机上 分手动型和自动型 控制屏用于控制机组操作 在自动控制屏机箱内还装有一个电池充电器 用于对起动电池进行充电 控制系统主要有两部分组成 油机控制器和自动转换开关控制器 功能有 显示 控制 保护 机组运行状态检测编程 自动遥控等功能 具有手动 应急自动控制系统 并机控制系统 远端遥控机组 油机室电源设备设计 三 油机电转换屏用于两台柴油发电机组之间手动转换油机电输出控制屏 主路输出 一般没有配电功能 需要配电时应另设配电屏 县及以下中小油机组系统用油机电倒换屏 内设有配电功能 四 自动倒换控制屏 ATS屏 用于两台柴油发电机组之间或市电 油机电之间自动转换交流电输出控制屏 主路输出 没有配电功能 该屏输出后一般都配有交流配电系统 该屏的应用有利于提高通信电源系统的自动化程度 是无人值守的基本条件 油机室电源设备设计 1 控制部分 油机组自动启动 停机 市电电压检测 油机电电压检测 油机电频率检测 切换延迟时间0 30分钟可调 负载在市电 负载在油机电 市电供电正常 切换失败报警 水温过高报警 机油压力过低报警等 2 倒换部分 按设计要求满足额定工作电流 实现自动倒换 应急情况下可手动倒换 3 通信接口 提供RS485接口实现本地集中监控 提供RS232接口实现远程集中监控 实现集中监控 集中维护与管理 无人值守 4 运行环境 运行温度 15 50 油机室电源设备设计 第七章接入网点 模块局电源设备 接入网点 模块局电源设备设计 接入网点及模块局电源配套一般有两种形式 一体化型设备 前面已讲 和独立型设备 组合电源柜或称综合电源柜 独立型设备 综合电源柜或组合电源柜 系统组成如下 交流电源 综合电源柜 通信设备 蓄电池组 交流负载 380V 220V 市电输入 380V 220V 48V 48V 380V 220V 接入网点 模块局电源设备设计 一 组合电源柜 综合电源 通信用高频开关组合电源一般指在一个机架中 由交流配电单元 高频开关整流模块 监控模块和直流配电单元四部分组成的独立电源 1 高频开关组合电源直流输出电流额定值一般不大于600A 2 环境要求工作温度 0 40 储存温度 40 70 相对湿度 90 40 2 3 对交流输入电压的要求频率 50Hz 5 电压标称值 单相或三相输入均可 单相三线制220V 允许变动范围为187 242V三相五线制380V 允许变动范围为323 418V4 使用性能 1 直流输出电压可调节 2 监控性能 3 过 欠电压保护性能 4 直流输出电流的限制性能 5 整流模块并机工作性能 6 低电压时蓄电池保护功能 7 具有交 直流输出分路 接入网点 模块局电源设备设计 接入网点 模块局电源设备设计 交流输入 交流配电 直流配电 监控模块 整流模块 20A 25A 30A 50A 一般为仅一个架子的小容量 100A 600A 系统 每个整流模块容量大小有20A 25A 30A和50A 柜高一般有1500mm 1800mm和2000mm 接入网点 模块局电源设备设计 二 一体化型设备 略叙 交流输入 接入网点光接入网单元ONU设备框图 接入网点 模块局电源设备设计 三 总体要求 1 接入网电源设备应具有较完善的监控管理接口 2 电源系统应采用模块化结构 便于维护和检修 系统的不可用度应小于3 10 6 3 蓄电池组应选用通信用阀控型密封铅酸蓄电池组 4 电源设备的传导骚扰和辐射骚扰 独立型应符合YD T983 1998的A级要求 一体化型应符合YD T983 1998的B级要求 5 直流输出标称电压 48V 变化范围 40 57V 接入网点 模块局电源设备设计 四 设备配置原则 1 高频开关电源整流模块 高频开关电源整流模块数宜采用N 1沉余配置 高频开关电源整流模块数量按下式计算 N IF IC IN式中 N 主用整流模块的数量 取整数 IF 额定负荷电流 IC 蓄电池充电电流 一般不小于蓄电池组的10小时率电流 IN 整流模块的额定输出电流 2 蓄电池组的容量设计 蓄电池应采用阻燃材料的外壳 可一组或两组并联工作 对于交流电条件好 交通便利的站点 蓄电池总容量应考虑放电时间 一般按12小时放电容量设计 对于其它类型的站点 蓄电池组总容量应考虑放电时间不小于T T可到24 36小时 T应考虑下列因素 1 维护人员接到市电停电信号后的准备时间 2 从维护中心到站点的行程时间 按汽车正常行驶速度计时 3 夜间不派技术人员检修的等待时间 4 平均故障排除时间 接入网点 模块局电源设备设计 第八章电力电缆和电力线 电力电缆和电力线设计 一 电力电缆和电力线的区分电力电缆一般由多根电力线在一起行成的线缆 多用于交流电源 电力电缆一般指截面积比较大的线缆 单芯在120以上可称为电力电缆 多芯在3 10以下小型号可称为电力线 电力电缆和电力线不按交 直流分类 只按耐压分类 单护套耐压600伏和双护套耐压1000伏 二 电力导线的种类 聚氯乙稀绝缘聚氯乙稀护套铜芯阻燃电力电缆 如VV 1KV ZR 3 35 1 16 电力电缆和电力线设计 聚氯乙稀绝缘钢带铠装聚氯乙稀护套铜芯阻燃电力电缆 如VV22 1KV ZR 3 120 1 70 铜芯橡皮线 BX 10 铜芯塑料线 BV 35BV ZR 35 铜芯塑料护套线 BVV 3 6BVV ZR 3 6 铜芯塑料阻燃软线 RVZ 150或ZA RV 150 铜芯塑料双护套阻燃软线 RVVZ 240或ZA RVV 240 铜母汇流排 40 4 60 6 80 8 100 10 铝母汇流排 80 8 100 10 120 10 电力电缆和电力线设计 三 通信电源用阻燃 耐火软电缆 以上铜芯塑料阻燃软线和铜芯塑料双护套阻燃软线属于此类 1 型式 通信电源用阻燃耐火软电缆 YD T1173 2001 的通信行业标准中电缆型式由系列代号 绝缘 护套材料代号 外护层和性能特征代号5个部分组成 其构成如下 电力电缆和电力线设计 外护层代号 护套材料代号 绝缘材料代号 系列代号 分隔号 性能特征代 a 性能特征代ZA 阻燃A类NA 耐火A类WD 无卤低烟 电力电缆和电力线设计 b 系列代号R 软电缆系列 c 绝缘材料代号V 聚氯乙稀Y 聚稀烃 d 护套材料代号V 聚氯乙稀Y 聚稀烃 e 外护层代号22 钢带铠装聚氯乙稀外套23 钢带铠装聚稀烃外套 电力电缆和电力线设计 2 电缆的基本型式 产品名称和适用范围 电力电缆和电力线设计 我们常见的电缆厂家企业标准电缆型式也是由系列代号 绝缘 护套材料代号 外护层和性能特征代号5个部分组成 但行式上有所不同 其构成如下 外护层代号 性能特征代Z阻燃 护套材料代号 绝缘材料代号 系列代号 电力电缆和电力线设计 规格代号 额定电压 型式代号 电缆型号的构成 4 规格型号 电力电缆和电力线设计 电力电缆和电力线设计 5 使用特性 1 电缆额定工作电压 450 750V 600 1000V 2 电缆导体的长期工作温度 70 3 电缆敷设时的环境温度不低于0 4 最小弯曲半径 非铠装电缆 阻燃型为电缆外径的6倍 耐火型为电缆外径的12倍铠装型电缆 为电缆外径的20倍 电力电缆和电力线设计 四 安全载流量 1 聚氯乙稀绝缘线安全载流量 2 长方形截面的金属排安全载流量 电力电缆和电力线设计 电力电缆和电力线设计 3 导体的安全载流量与保护该导线的熔断器的熔体额定电流之间的关系 一般规定为 1 照明空调线路 导线安全载流量大于熔体额定电流 2 电力线路 导线安全载流量 1 5 1 8 大于熔体额定电流 3 有爆炸危险场所内的线路 导线安全载流量 0 8大于熔体额定电流 4 安全载流量指标是设计电力电缆和电力线的重要指标 设计时应按长期可能的最大负荷考虑 电力电缆和电力线设计 五 采用线芯的导体直流电阻R 导线电压降 2 导线长度 米 电流 安 导体直流电阻 欧姆 千米 1000 电力电缆和电力线设计 六 全程压降的计算 全程压降是指直流电源系统从整流电源输出到各通信设备电源输入全程电压降之和 通信电源设计规范直流回路全程电压降要求小于3 2伏 全程压降 各电源设备内电压降之和 电源线全程电压降 电力电缆和电力线设计 七 电力电缆和电力线的设计原则 1 线缆安全载流量应满足设计的最大电流要求 2 设计的最大电流时应满足全程压降的要求 3 通信电源线缆应满足耐压和阻燃的要求 4 线缆应满足设备厂家的特别要求 5 户外地下电力电缆应使用铠装电力电缆 6 直流负载线建议用双护套阻燃电力软线 八 熔断器和断路器的配置原则通信电源的熔断器 保险熔丝 和断路器 空气开关 的配置应按以下原则设计 1 设计最大电流的1 5 2倍 并选用标称熔丝和空开 2 扩容工程中可选用满足本期工程使用 但要加以说明 电力电缆和电力线设计 第九章通信电源接地系统 通信电源接地系统设计 接地是以 广阔的大地 为参考零点电位来建立电气关系的一种方法 通信局 站 各类设备均应有效接地 通信设备的工作接地 保护接地以及建筑防雷接地共同合用一组接地体的接地方式称为联合接地 接地系统由接地体 接地引入线 接地汇集线 联合地线排 以及接地线4部分组成 通信电源接地系统设计 通信电源接地系统设计 1 接地体 又称接地电极或地网 接地体是使通信局 站 各地线电流汇入大地扩散和均衡电位而设置的与土壤物理结合形成电气接的金属部件 2 接地引入线接地体一接地总汇集线之间相连的连接地称为接地引入线 接地引入线应作防腐处理 以提高使用寿命 3 接地汇集线 联合接地排 接地汇集线是指通信局 站 建筑体内分部设置可与各通信机房接地线相连的一组接地干线的总称 通信电源接地系统设计 4 接地线通信局 站 内各类需要接地的设备与水平接地分汇集线之间的连线 其截面积应根据可能通过的最大电流的负荷电流确定 5 地线组的敷设地线组由6 8根接地体 棒 2 2 5米50 50 5角钢制成 户外接地引入母线 40 4镀锌扁钢 引入大楼和户内接地母线 95平方毫米以上铜制电力线 引入电力室组成 地线敷设为挖地沟0 8米 隔2 5 3米挖1 2米深坑 将接地棒打入地下 上端与户外接地母线 40 4镀锌扁钢 电焊牢固后用沥青涂敷防腐处理 通信电源接地系统设计 6 交流工作接地主要用于交流电源的零线接地 一般与低压配电和油机电源配电配套实施 高压供电系统中不设零线和接地系统 仅设有防雷接地 7 直流工作接地主要用于直流电源的零线接地 一般与电力室直流供电系统配电配套实施 8 保护接地指通信设备和设施进行保护的接地系统 同时也对人身安全进行保护 9 防雷接地指通信大楼的防雷保护接地系统 在大楼建设时与土建工程一同进行 出 入局 站 交流电力线路应选用具有金属铠装层的电力电缆 且埋设与地下入局 其金属护套两端应就近接地 缆内两端的芯线应加装避雷器 通信电源接地系统设计 10 接地电阻值 第十章通信电源集中监控系统设计 通信电源集中监控系统设计 一 监控中心的分类及系统功能1 监控中心有城市 市或县 监控中心 区域监控中心 局站监控中心三个级别 2 监控中心的分类原则 1 城市监控中心的控制系统应作为城市通信管理网的子系统纳入城市通信管理网 其通信网络应满足本级别监控信息传输要求 2 区域监控中心应对该区域下属各局站电源设备进行实时监控 迅速判断故障并制定维修措施 3 局站监控中心应对其管辖的电源设备进行实时监控 一般综合电信楼 市话局及各种通信局站设一个局站监控中心 枢纽局可设一个或多个局站监控中心 通信电源集中监控系统设计 3 系统的网络形式有两种 1 城市监控中心监控若干个区域监控中心 区域监控中心监控若干个局站监控中心 2 区域监控中心监控若干个局站监控中心 二 对系统设备的要求1 城市监控中心和区域监控中心的设备配置 1 城市监控中心及区域监控中心应选择高可靠性计算机和其它标准化的配套设备 计算机容量除满足本期外还要能满足3 5年业务发展需要 服务器的接口应能够根据需要随时扩容 2 城市监控中心及区域监控中心可利用分组交换网及DDN网等传输手段 3 局站监控中心及区域监控中心如与电话网连接时 调制解调器速率选择不宜低于9600bps 2 局站监控中心设备要求 1 局站监控中心宜选择高可靠性计算机 计算机选择要考虑3 5年业务发展的需要 2 局站监控中心与电话网连接时 调制解调器速率选择不宜低于9600bps 与分组交换网连接时 宜选用高 中速专用调制解调器 通信电源集中监控系统设计 3 规模较小的城市监控中心 县局监控中心 设备配置 1 县局监控中心下设局站监控中心时 应选择高可靠性计算机 容量选择应考虑3 5年业务发展 2 调制解调器速率可选择不宜低于9600bps 4 操作系统应采用实时多任务系统 监控系统宜采用实时多任务系统 三 监控中心的站址选择1 监控中心不单独建立局站 应与其他通信设备合建在一局站内 通信电源集中监控系统设计 2 应选择本系统监控范围内供电条件好以及被监控点较集中的局站设置监控中心 3 省会城市监控中心应设置在通信枢纽楼内 其他城市监控中心应设置在综合电信楼内 4 区域监控中心应设置在通信枢纽楼 综合电信楼以及业务量较集中的市话局内 5 局站监控中心可以根据被监控设备位置设置在通信枢纽楼 综合电信楼 市话局以及各种内通信局站内 6 县局监控中心应设置在电信局通信楼内 通信电源集中监控系统设计 通信电源集中监控系统设计 四 系统的网络连接1 设备监控单元与局站监控中心之间的连接 1 设备监控单元与局站监控中心一般采用RS422A RS423A RS485接口连接 2 采用RS422A RS423A RS485接口连接时 传输线采用屏蔽双绞线 3 设备监控单元与局站监控中心之间距离超过RS422A RS423A RS485接口在允许范围内 可以采用RS232C接口通过调制解调器连接 4 设