通信电源知识培训-比较详细.ppt

http 通信电源基础知识讲座 1 通信电源基础知识培训 通信设计六所郭新挺 http 通信电源基础知识讲座 2 通信电源关键词 电压 24VDC 48VDC 220VAC 380VAC 电流 A 功率 电压 DC 有功 cos 660V 或220V 功率 有功W 无功var 视在VA 三者为直角三角形关系 视在功率为斜边 功率因数 cos 为有功和视在的夹角 效率 输出 输入 安时 Ah 电池容量 一般指10小时放电率的容量 1000Ah指在100A放电电流下放电10小时 http 通信电源基础知识讲座 3 讲座内容 机楼供电系统组成及市电分类高频开关电源系统交流不间断电源系统 UPS 开关和电缆的选型勘查和设计需记录和注意的问题 http 通信电源基础知识讲座 4 http 通信电源基础知识讲座 5 机楼供电系统组成及市电分类 市电分类 http 通信电源基础知识讲座 6 高频开关电源系统 配置开关电源的基础数据高频开关电源系统的组成蓄电池容量计算及配置整流模块容量计算及配置交流负荷 交流引入 计算常用的开关电源厂家简介配置开关电源系统举例 http 通信电源基础知识讲座 7 配置开关电源的基础数据 通信局站用的基础电源电压为 48V 极接地 少数移动基站采用 24V 极接地 通信设备受电端子上电压变化范围 40 57V 即 20 18 75 阀控式密封铅酸蓄电池的 浮充电压 即整流器工作电压 2 23 2 27V 只再充电或均衡充电电压 2 30 2 35V 只0 5 1小时放电终止电压 1 75V 只1 10小时放电终止电压 1 80V 只 http 通信电源基础知识讲座 8 配置开关电源的基础数据 通信设备本期耗电量和用电端子需求根据机房面积和系统本身估算终期耗电量和用电端子需求如果是扩容局 查勘时需要详细记录原有电源系统型号 整流器和蓄电池容量 交直流屏已用及空余端子位置及数量 交流引入开关容量及电缆线径 系统原有设备耗电量 http 通信电源基础知识讲座 9 开关电源系统的组成 交流配电屏 挂墙或落地 主要给整流机架供交流电整流机架 内装整流模块 监控模块等 交流输入 直流输出直流配电屏 整流器输出通过直流屏内熔丝或开关输出到通信设备蓄电池 市电正常时由整流器进行浮充 停电时对通信设备供电小容量组合开关电源直流配电安装在整流机架内 http 通信电源基础知识讲座 10 开关电源系统的组成 直流电源的配电系统 它承接从整流器或蓄电池送来的直流电 分配和传送到通信机房的设备上去 完成对负载的分路 保护和监控 以及对整流器 蓄电池组和调压装置的控制与保护 1 低阻配电系统 基础电源通过汇流排直接馈送到通信机房的机架 由于汇流排等电阻很低 称为低阻配电系统 低电阻 大电流供电 2 高阻配电系统 是瞬态限流配电系统 又称辐射式馈电 即各通信设备机架电源负载线均用高电阻电缆从公共配电点引出 高电阻 小电流供电 http 通信电源基础知识讲座 11 http 通信电源基础知识讲座 12 http 通信电源基础知识讲座 13 组合开关电源机架结构示意 http 通信电源基础知识讲座 14 蓄电池容量计算及配置 根据厂家提供的资料统计出本期新增设备的耗电量和直流配电屏中新增端子的需求在查勘中获得在用系统的运行最大耗电量 及直流配电屏中空余端子的数目及位置本期扩容后设备的耗电量的计算 I扩容后 I运行 安全系数 I本期新增I运行 电压读数 电流读数 48 安全系数取1 1 http 通信电源基础知识讲座 15 蓄电池容量计算及配置 计算蓄电池容量前需确定近期耗电量和蓄电池放电小时数蓄电池组的总放电小时数一般按 基站按3小时配置 二类市电传输按3小时 其他按2小时 三类市电传输按8小时 其他按3小时 蓄电池总容量计算为 其中 Q 蓄电池容量 Ah K 安全系数 取1 25 I 负荷电流 A T 放电小时数 h 放电容量系数 根据设计规范取值 t 实际电池所在地的环境温度数值 广东按5 考虑 电池温度系数 1 当10 放电小时率 1时 取 0 008 http 通信电源基础知识讲座 16 蓄电池容量计算经验系数 计算蓄电池总容量与要求放电时间有关 可按下式估算 Q K时间 I1小时放电 K时间 3 31 2小时放电 K时间 4 88 3小时放电 K时间 5 95 4小时放电 K时间 7 52 6小时放电 K时间 9 90 8小时放电 K时间 12 64 10小时以上放电 K时间 14 其中I为设备近期耗电量 http 通信电源基础知识讲座 17 蓄电池放电时间计算经验系数 已知蓄电池容量计算蓄电池放电时间 先估算大概时间 再按下式估算 T Q T时间 I1小时系数 T时间 3 31 2小时系数 T时间 2 44 3小时系数 T时间 1 98 4小时系数 T时间 1 88 6小时系数 T时间 1 65 8小时系数 T时间 1 58 10小时以上系数 T时间 1 40 http 通信电源基础知识讲座 18 开关电源容量计算及配置 根据原邮电部 通信电源设备安装设计规范 中的规定 整流器等换流设备的容量应按近期负荷配置 按N 1 10台整流器以上每10台增加1台 冗余方式配置容量I整流器 I直流设备耗电 I蓄电池充电 I备份其中 I蓄电池充电 蓄电池容量 Ah 10 I直流设备耗电 P直流设备功率 W 48 http 通信电源基础知识讲座 19 交流负荷 交流引入 计算 交流负荷的计算P交流 P直流 转换效率P直流 整流器台数 整流器容量 A 电压 48 24V 如果按整流机架满配计算交流负荷 可据此选择前端交流引入空开和电缆 http 通信电源基础知识讲座 20 常用电源厂家设备简介 见附件 http 通信电源基础知识讲座 21 配置开关电源系统举例 例 查勘东莞移动某交换局原有电源设备 珠江PRD 400AC交流屏1面 前端交流引入为250A 二类市电PRS5000整流机架2架 内装9台100A模块 PRD2500DCH M1直流屏1面 117个16A空开已用完 PRD2500DCH S直流屏1面 169个16A空开已用59个 2组1500Ah蓄电池已有设备耗电量读数为 350A 53 5V本期新增设备耗电需求15kW 用电端子需求98个16A http 通信电源基础知识讲座 22 配置开关电源系统举例 1 算扩容后耗电量 I运行 350A 53 5V 48V 390AI扩容后 I运行 安全系数 I本期新增 390 1 1 15000 48 742A2 算蓄电池容量 按2小时 742 4 88 3619Ah 已有电池总容量为3000Ah的放电时间 3000 742 2 44约为1 65小时 规范规定二类市电放电时间为1 2小时 已有电池满足要求3 算整流模块容量 n 1 742 300 100 1 12 42台 取整为13台 已有9台 本期扩容4台模块和1个整流机架 300A为电池10小时率充电电流 电池总容量 10 4 核算交流引入负荷 P本期负荷 13 100 48 0 89 71kWP满配负荷 18 100 48 0 89 98kWI满配负荷 98000 0 98 660 152A 380V 前端开关满足要求 660 380 http 通信电源基础知识讲座 23 配置开关电源系统举例 5 高阻直流屏输出端子空余110个 满足本期需求 不需扩容 http 通信电源基础知识讲座 24 交流不间断电源系统 UPS UPS概念UPS组成UPS原理图UPS的特点UPS容量配置常用的UPS厂家简介配置UPS举例 http 通信电源基础知识讲座 25 UPS概念 定义 UPS是连接在负载和市电之间一种电源设备 它的功能是保证向负载提供持续不间断高质量的交流电源原理 AC DC AC 输出的交流电更干净作用 无间断切换 电压变换 稳压 频率变换 稳频 滤波 提供一定后备时间按工作方式分 在线式和后备式并机方式一般为双机冗余功率均分热备份 http 通信电源基础知识讲座 26 UPS的组成 UPS输入屏 1路输入 若干路输出 不同电源厂家连接不同 1 2台主机旁路在内部并联 2 每台主机主输入和旁路在内部并联 3 每台主机需要主 旁2路输入主机 2台或2台以上电池柜 架 电池单体12V 根据不同厂家逆变器电压范围不同 每组电池数量不同 一般30或32只单体串连 电压为360V或384V http 通信电源基础知识讲座 27 UPS的组成 旁路开关柜 大容量UPS配置 120kVA以上 电池开关柜 不一定有 电池开关有可能装在电池柜内UPS输出屏 根据配电需求配置 小容量UPS可以和UPS输入屏合成1个屏交流列柜 与通信设备放一列 一般双路输入 根据配电需求配置30 60路小容量单相空开 输出开关分配注意三相平衡 http 通信电源基础知识讲座 28 UPS原理图 http 通信电源基础知识讲座 29 UPS的特点 最大输出功率为二倍单机容量 一般情况下 只允许使用单机容量 正常情况下两台UPS各分担50 负荷缺点 当负载功率超出备份系统允许范围即单机容量时 系统不限制 不报警 让负载在没有备份的系统中继续运行优点 两台机均可以直接与市电取得同步 可确保转换旁路同步转换 对瞬间过载适应能力强 最大输出容量可达二倍单机容量 此时无备用容量 http 通信电源基础知识讲座 30 UPS容量配置 UPS容量 按近期负荷配置 在用负荷一般不超过额定容量的80 UPS输入开关容量 考虑过载 容量大于额定电流的1 25倍 UPS三相平衡 主输入用3芯电缆 旁路用4芯电缆电池容量 按电池直流放电功率计算 不同放电时间放电功率不同 一般为15 30 60分钟 设计时由UPS厂家按放电时间要求配置 我们核算 http 通信电源基础知识讲座 31 常用UPS厂家 法国梅兰日兰意大利波利美国力博特 现在艾默生在国内生产美国APC 一路输入旁路柜 旁路柜兼输入柜以色列伽玛创力 正在推出第六代电源产品模块式UPS电源系统 取代1 1并机系统 http 通信电源基础知识讲座 32 配置UPS举例 例 东莞新建智能网交流用电设备耗电需求 本期负荷23kVA 近期负荷45kVA 本期用电端子需求16路16A和16路32A 电池后备时间按30分钟计算 http 通信电源基础知识讲座 33 配置UPS举例 配置主机容量 45 0 8 57kVA 可选用2台60kVA的UPS双机系统配置输入屏 主机输入开关容量 60000 0 9 660 1 25 127A 380V 选用160A 2台主机旁路一路输入选大一级开关200A 则输入屏总输入开关选用250A配置输出屏 2路输入开关选160A 考虑交流列柜需双路输入 输出开关可配置4路100A和4路63A配置交流列柜 主备2路100A输入 输出按通信设备用电端子需求并考虑一定扩容需求 配置30路16A和30路32A单相空开 考虑三相平衡 ABC三相各10个16A和10路32A http 通信电源基础知识讲座 34 配置UPS举例 采用汤浅蓄电池的计算 1 60kVAUPS所需直流功率考虑一般计算机负载的功率因数在0 6 0 7 取0 8 则其所需直流功率为 PDC Pn cos 逆变效率 60000 0 8 0 95 50 526W2 电池截止电压的计算当选择NP65 12 65Ah 12V 32只12V电池时 放电的终止电压为 330V 32 10 31V 取10 5V 即1 75V cell3 每只NP65 12 65Ah 12V 电池30分钟的直流放电功率 每只65Ah电池可提供的直流放电功率为 查表 10 5V 1 75V 单体 放电电流为1 1C 即1 1 65A 71 5 取蓄电池平均放电电压11 5V 则放电功率为 71 5A 11 5V 822 25W http 通信电源基础知识讲座 35 配置UPS举例 4 32只65Ah电池30分钟后备时间所能做的直流功率822 25 32 26 152W2组32只65Ah的电池可提供 822 25 32 2 52 304W PDC 50 526W5 选择电池型号所以2组32只NP65 12 65Ah 12V 的电池组已能满足60kVAUPS满负载30分钟后备时间的需求 http 通信电源基础知识讲座 36 开关和电缆的选择 开关 设计过程中开关使用最多的是梅兰日兰塑壳开关 低压配电保护 和小型断路器 低压终端配电保护 塑壳开关型号 NS 80 1250 N H L N为标准型 H为高性能型 L为极高性能型塑壳开关根据安装方式分为插拔式和固定式塑壳开关4种外形尺寸 80A 100 250A 400 630A 800 1250A塑壳开关额定电流等级 80 100 160 250 400 630 800 1000 1250A塑壳开关 100 630A 可增加电子脱扣器或电磁脱扣器附件调整整定值满足保护要求 电子脱扣器整定范围更宽 http 通信电源基础知识讲座 37 开关和电缆的选择 开关 C45N H小型断路器已不生产 现在一般使用C65N H型小型断路器型号 C65N HC D 1 63 H型可用于直流 C型用于常规负载 D型用于冲击性负载小型断路器分为 1P 2P 3P 4P 尺寸18 36 54 72mm 小型断路器额定电流等级 1 2 4 6 10 16 20 25 32 40 50 63A小型断路器瞬时脱扣范围C型曲线为5 10倍额定电流 D型曲线为10 14倍额定电流小型断路器端子接线面积 1 32A可接25mm2以下 40 63A可接35mm2以下 http 通信电源基础知识讲座 38 开关和电缆的选择 开关 比较常用还有NC100H NC125HNC100H NC125H型号 NC100H NC125HC D 63 125 C型用于常规负载 D型用于冲击性负载NC100H NC125H分为 1P 2P 3P 4P 尺寸27 54 81 108mm NC100H NC125H额定电流等级 63 80 100 125ANC100H NC125H瞬时脱扣范围C型曲线为7 10倍额定电流 D型曲线为10 14倍额定电流NC100H NC125H端子接线面积 可接50mm2以下 http 通信电源基础知识讲座 39 开关和电缆的选择 开关 开关选择原则 1 开关额定电流必须大于负载电流2 前一级开关额定电流必须大于或等于后一级开关额定电流3 禁止使用漏电开关 http 通信电源基础知识讲座 40 开关和电缆的选择 电缆 通信设备电缆选择原则 1 必须采用阻燃铜芯电缆2 载流量必须大于上一级开关的额定电流3 交流中性线选用与相线截面相等4 交流进线按远期负荷计算 出线按被供负荷计算 按允许载流量并兼顾机械强度选型5 蓄电池放电回路的直流电缆按允许压降并兼顾允许载流量选型 整个回路的压降不能大于3 2V 48V 或2 6V 24V 6 地线电缆选用35 95mm2电缆 机房总地线引入选用95mm2 长度超过100m布放2根 http 通信电源基础知识讲座 41 开关和电缆的选择 电缆 常用电缆载流量表 http 通信电源基础知识讲座 42 开关和电缆的选择 电缆 导线压降计算公式 电流矩 导线截面 57 57为铜的电导率电源全程压降分配原则 配电设备按标准固定分配 其他应灵活分配 距离短 缆线数量少应尽可能少分配压降 距离长 缆线数量多应尽可能多分配压降 http 通信电源基础知识讲座 43 开关和电缆的选择 电缆 按规范直流屏允许压降为0 5V 直流列柜为0 2V 但如果直流屏负荷电流不超过1000A压降取0 2V如果是扩容电源 最好查勘已有电池电缆线径及长度 通过计算确定此段压降 一般电池离电源不远的话 可按小于1V http 通信电源基础知识讲座 44 勘查和设计中需要记录和注意的问题 1 高频开关电源查勘记录及照片 直流电源系统 电力机房中开关电源系统的交流屏 需要记录 交流屏的型号 交流耗电量 低压端的引入端子的容量 一路or两路 及引入电缆的线径 并记录屏内正反面交流端子的使用情况 最好有外观及内部构造的照片 电力机房中开关电源系统的整流器机架 需记录 机架的型号及数量 现有整流器数量 目前系统的功耗 A V 位于机架的监控单元上 最好有正面的照片 电力机房中直流配电屏 需记录 型号及数量 屏内正反面直流端子的使用情况