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通信电源工程培训 工程设计中应考虑的问题系统容量蓄电池容量交流供电直流配电设备安装环境 系统容量的设计从三个方面考虑 通信设备所需功率 蓄电池充电电流和冗余量 蓄电池的主要作用 整流器停止工作后直接给通信设备供电 以保证通信不中断 整流器恢复工作后要尽快给蓄电池充电 以保证蓄电池的电能储存为最佳状态 蓄电池充电电流一般取蓄电池额定容量安时数的0 25倍 充电电流过大会引起蓄电池过充 对蓄电池的使用寿命不利 系统中若有几组蓄电池 取充电电流为各组充电数之和 考虑冗余量的原因是保证系统工作的可靠性 通信电源最大的特点就是系统高可靠 因此需要对电源设备加以备份 一般按以下规律进行备份 当N 10时 按N 1进行备份 否则按N 2进行备份 另外 通信设备工作在海拔高度超过2000m的地域 电源要降容使用 模块数相对要多一些 系统容量计算为 通信设备的耗电功率加上蓄电池充电电流之和 然后计算出电源模块数 再加上冗余数 即得出系统的电源模块总数 在大多数情况下考虑蓄电池容量的选择就是考虑蓄电池供电的保证时间和负载电流的大小 根据所需负载电流值和蓄电池供电时间查找相关蓄电池厂家的产品手册 从而确定蓄电池的容量和组数 交流供电考虑根据通信设备安装地区的交流供电情况 决定单相 三相和一路 二路交流电输入 同时根据用电情况和通信设备的重要性决定柴油发电机组的选择与否 对于供电质量恶劣或对电网有较大污染的用电设备等情况 可以考虑安装交流电辅助装置 如交流稳压器 电容校正装置 功率因数补偿器及隔离变压器等 交流进线电缆截面积选择的原则是 输入电流按电源设备输入电压允许工作的最低值和输出功率最大的情况来考虑 一般按经济电流密度来计算交流电缆线径 Im 最大负载电流Ji 经济电流密度 一般取2 25 直流配电考虑直流电缆线直流电缆线的截面积按下列公式计算 U I R I L S IL S式中 U 导线上的允许压降 V I 流过导线的电流 A R 导线的直流电阻 导体的电阻率 mm2 m L 导线长度 m S 导体截面面积 mm2 导体的电导率 m mm2 U 回路压降 48V系列组合电源回路全程允许压降为3 2V 24V系列组合电源回路全程允许压降为1 8V 原有窄范围供电系统 或2 6V 新建宽范围供电系统 导线的导电系数 铜 57 铝 34 钢 7 设备的安装电源设备安装的环境要求温度 湿度 洁净度电力机房 电池室温度范围应为18 28 相对湿度正常范围为20 80 电力机房内灰尘粒子的浓度限制为 直径大于0 5 m的灰尘浓度小于1800粒 升 直径大于5 m的灰尘浓度小于300粒 升 机房内灰尘粒子应不导电 非铁磁性和非腐蚀性 机房的防潮与散热机房的防潮措施可采用抬高地面来实现 有电缆沟槽的机房则应使外部排水沟比电缆槽低 同时 对于采用地沟布放电缆线的用户 地沟可用沥青玻璃布做防潮层 机房内应无水源 同时 机房上层 左 右都不宜布置下水道 洗手台等 在机房的散热上 要求机房内通风道应畅通 空气应充足 使用时应保证机房最高温度不超过摄氏40度 有条件的地方 尽可能安装空调 静电机房内设备 墙体和人对地静电电压绝对值小于200V 电力电池机房最好铺设防静电活动地板或防静电磁砖 静电防护接地电阻应不大于10 设备与电路板的开箱 装运与操作等必须考虑静电防护要求 照明和空间尺寸电力室要求照明度为100 150LUX 机房的照明系统一般有三种 常用照明 由市电供电的照明系统 保证照明 由备用电源 油机发电机 或逆变器供电的照明系统 事故照明 在常用的电源中断而备用电源尚未供电时 暂时由电池供电继续工作的照明系统 对于大型供电设备的用户 机房照明方式可分为一般照明和局部照明 一般照明即是在整个房间的照明 局部照明是安装在机架上或工作台上的一种照明方式 电力机房最好能设计上述两种照明方式 空间位置电源设备机柜正面与机房的墙体之间的距离不小于1 5m 机柜背面与机房墙体间走道 应不小于0 8m 机柜侧面与机房墙体之间走道应不小于0 8m 设备背面与另一设备正面之间走道应不小于1 5m 设备背面与另一设备背面之间走道应不小于1 2m 设备之间应设立维护走道 走道宽不应小于2m 电池组排放与墙体之间距离不小于0 2m 电池组之间距离不小于0 8m 承重与防震对于多地震地区 电源系统安装时 应有防震措施 一般处理方法时对设备进行防震加固 因电源系统相对较重 故要求安装地面能承重1000Kg m2以上 对大容量系统 配置的电池容量也较大 故电力电池机房最好设在通信楼底层 消防要求由于电力设备不同于一般的物料 机房内布置的消防器材应符合电力配电消防的规定 如挂置干粉灭火器或自动爆炸消防球等 供电要求一般原则通信用交流供电宜用市电作为主用电源 通信局站供电根据所在地的供电条件 线路引入方式及运行状态分为四类供电 应根据供电类型不同配置直流供电后备电池和油机设备 市电和自备油机组成的交流供电系统宜采用集中供电方式供电 低压交流供电系统采用三相五线制或单相三线制 自备油机建议使用自动油机 在负荷功率因数低于0 7时 应安装无功功率补偿装置 使功率因数达到0 8以上 交流电力线宜采用铜芯线 电力线截面积应与负荷相适应 在布线距离小于30米时 用经济电流密度计算用线截面积 经济电流密度取2 5A mm2 安全防护要求1 防雷及浪涌保护要求通信大楼应有可靠的避雷措施 避雷装置的地线与设备 电源的地线按共用接地的原则设计 电源系统内部设置有防雷器 为确保系统正常工作 在把交流市电引入电源系统前最好装置一级防雷器 我们称之为B级防雷器 B级防雷器由用户自行购买安装 推荐适用中兴公司的ZXDU LPU专用防雷单元 如果条件允许 建议B级防雷器安装在配电柜输入端前大于12m或更前的地方 从B级防雷器安装地点到交流配电之间的电缆要求为室内电缆 以确保这段电缆不会遭受直接雷击 用户在安装B级防雷器时 应注意连接到防雷器上的电缆线径和长度 导线线径应不小于16mm2 导线长度以越短越好为原则 防雷器的接地线更应如此 组合电源系统配电部分的防雷装置我们称之为C级防雷装置 该装置采用德国著名公司的防雷器件 并由监控单元对防雷单元进行监控 防雷器有显示窗口 窗口采用机械标贴板 标贴板绿色时表示防雷器工作正常 红色时表示故障 当防雷器发生故障时 监控单元会及时告警以提示维护人员及时更换 更换防雷器件无须停电 直接插拔即可 非常方便 需提醒用户的是 在每年雷雨季来临之前 维护人员都应仔细检查防雷器件是否完好 防雷和接地安装示意图如下图所示 2 接地要求通信机房的接地方式通常按共用接地原则设计 即工作接地 防雷接地和保护接地共同合用一组接地体 其接地电阻应符合下表规定 共用接地的基本方式是将电源系统的接地汇流铜排 直流工作地都与用户地线排短接 对不单独提供用户地线排的基站 也可将电源系统直流工作地引入点 正母排或负母排 视作用户地线排 电源系统的防雷地和保护地应就近接至电源系统的接地汇流铜排 如上图所示 交流零线复接地可以接入用户地线排 但对相控设备或电机设备使用较多的供电系统 或三相严重不平衡的系统 交流复接地最好单独埋设接地体 或从直流接地线以外的地方接入地网 以减小交流对直流的污染 三相五线制和单相三线制中的保护接地线可以直接引入电源系统的接地汇流排或交流配电屏的保护地连接端 工作地线与保护地线工作地线与保护地线的选择遵循如下原则 工作地线 选用最大负载线线径保护地线 当交流相线线径S35mm2 选用相线线径的一半作为保护地线的线径 注意 保护地和工作地应该分别接到地网铜排 不能在机架上汇合再接入大地 电源系统配套工程施工电池的安装电池一般由电池厂家负责安装 电源系统的工程接口是将电池接入电源系统 在系统选用电池容量较大时 电池应分层安装 电池组安装工具要经过绝缘处理 安装过程中不要碰伤电池塑料外壳和输出头 多层安装电池最好先分层连接 再做层间连接 充放电电缆暂时不要连接 小容量电池一般安装在电池架上 电力电缆线的布放在做工程设计时 交流电缆线和直流电缆线应分开安排 防止三相交流电对直流输出产生电磁干扰 根据负载支路与极性的不同 电池线和负载线每根电缆应备有线号和正负极标记 标记隔一定距离粘贴在电缆上 对于电池线 直流配电电缆的正极连接电缆应使用红色或黑色 负载电缆应使用兰色 接地电缆应采用黄绿色 交流电缆线A相 B相 C相及零线N分别与红 绿 黄 及浅兰色对应 当电缆线均采用统一颜色时 应选用黑色 但必须做好线缆标识 避免混淆 机架安装机架安装要求根据现场具体情况 选定机架安放位置 安放位置所依据原则是考虑设备进出线合理 设备的操作维护方便 安装高度应便于观察监控显示 同时考虑通风散热及操作维护方便性 机架应水平安装 机柜与垂直倾斜度不得超过5 机架的安装方式推荐用螺栓固定于机座或地板上和固定在支架上的安装方式进行安装 若局方要求不使用膨胀螺栓进行固定 也可以在机架底部安装支脚的方式放置机架 这种方式的安装可以通过调整机架底部支脚高度的方法确保机架无倾斜 机架安装步骤1 确定机架安装的地面位置根据 空间位置要求 的规定 结合电源系统的进出线合理 需安装设备的外型尺寸 设备的操作维护方便 机房的大小具体环境条件等因素确定机架的地面安装位置 根据固定孔尺寸确定机架的安装孔位置 机架安装位置要求见下图所示 确定机架的安装方式确定是否需要安装支架 用户机房铺设有防静电地板时 应在机架的下方安装支架 支架的制作需要根据地板和地面的高度 机架外形尺寸和底座的固定孔位置 支架承重等因素定制 用户机房没有防静电地板时一般采用在地面直接安装螺栓固定机架的方式进行安装 用户明确要求用地脚方式放置的除外 确定安装孔位 安装膨胀螺栓在机房确定机架的安放地面位置后 按机架放置方位和机架固定孔位置 确立安装孔位置 并标示出安装孔的中心点 如果是支架安装方式 孔位根据支架与地面固定面的安装孔位尺寸来确定 安装孔位确定以后 用冲击钻开安装孔 冲孔时要防止电钻震动造成偏心 另外 孔位尽量保持与地面垂直 安装膨胀螺栓 将螺杆加上垫片和螺帽 插入孔中用扳手顺时针旋转螺帽 使膨胀螺栓在孔中固定 然后取下螺帽和垫片 4 机架就位膨胀螺栓固定好后 露出地面部分应为30mm左右 机架不能水平就位 通常由多人把机架抬离地面 对准孔位后落地 有条件的地方可使用滑轮吊架 利用机架上方的吊装环 吊装到位 支架安装方式的方法也类似 把支架在膨胀螺栓上固定好 把机架抬到或吊装到支架上 5 机架固定机柜就位后要做适当的水平与垂直调整 一般使用铁片加塞在机柜着地点较低的边上或角上 使机架的垂直倾角小于5度 最后在膨胀螺栓上加装垫片 弹垫和螺帽 机架固定完毕 机柜在支架上安装 用长度适宜的M10螺栓把支架和机架固定在一起 同样需要调整机架的垂直倾角 使其垂直倾角小于5度 从不同的角度摇动机架 以感觉不到明显的松动和摇晃为合格 整机组装整机组装 指将分开包装的监控模块和整流模块装配到机架上 监控模块安装固定 将监控模块插入机柜监控模块的安装位置 拧紧两边的固定螺钉 在一般情况监控模块是随机架一同运输的 在发给用户时 监控模块已经安装到机架上 并已经完成电气连接 整流模块的安装固定 拆开整流器包装箱 将整流器取出 仔细检查有无破损 若有破损则通知我公司当地用服处 若无 则可上架安装 安装时要一手握紧把手 一手托起整流模块 缓慢推入整流模块槽位 使整流模块上的多用插头与机架上的相应插座正确可靠的连接 拧紧面板上边的固定螺钉 按三相平衡及有利于散热原则确定整流器位置分配 通常整流器模块尽量由机柜的下方往上方排 电气连线组合电源系统内部连线出厂前已经接好 现场安装的电气连接包括 机架内部各部分之间的线缆连接 交流输入线安装 直流输出负载线的安装 蓄电池连线安装 地线连接 当系统为上走线时应采用架空布线 下走线则走暗沟槽 电气连接的要点是安全可靠 交流输入线的连接交流配电部分的连线包括交流输入线的连接 交流备用输出的连接 应急照明线的连接 系统交流输入线采用三相五线制输入 输入线的相线引入端为机架背面左下方的交流输入接线排的端子U1 V1 W1 零线引入端为N端子 地线引入端为PE端子 若用户使用两路市电输入或一路市电一路油机 则把市电的相线接到输入接线排的U1 V1 W1端子 把油机或另一路市电的相线接到U2 V2 W2端子上 零线均接到N端子 地线均接到PE端子 引入线的线径应根据实际负载和蓄电池的情况选择 一般可采用截面积16mm2 35mm2的铜芯软电缆 输入线与机架的连接端上锡后插入输入接线排的相应端子拧紧 地线若无接线端则接到机架下方的接地螺栓上 连接时要在线头压接或焊接上大小合适的铜接线端子 若用户只有单相交流电源 需将输入三相相线接线端子U V W短接 零线接线位置不变 此时交流输入线应相应加粗 交流输入线进入设备前应有开关或熔断器保护装置 中线应确保连通 任何情况下不能断路 在经常发生雷击的地区 市电进线处和机房建筑物应设置良好的多级防雷系统 推荐使用中兴通讯的ZXDU LPU专用防雷单元 以确保设备安全运行 交流备用输出的连线相线接在备用输出的空开上 零线接在零线铜排上 其中相线的端头需上锡后拧接在空开上 零线端头压接或焊接上大小合适的铜接线端子后拧接在零线汇接排上 应急照明的输出空开在直流配电部分的后面 应急照明的连线分别接在应急照明空开和工作地铜排上 注意 1 交流引入线为高压工作线路 操作过程一定要确保交流输入断电 操作过程中对不许动用的开关要加上临时禁止标识牌 2 交流线路端子 接点及其它不必要的裸露之处 要充分的绝缘 直流负载线的连接直流输出根据负载电流的大小 采用相应截面积导线或汇流排 连接处熔丝和汇流排采用相应大小的接线铜鼻进行连接 空开采用连接线头上锡拧紧的方法进行连接 直流输出的负极接到对应的负载输入分路上 正极接到机架后上方的正汇流排 工作地 上 直流负载线的安装流程 1 负载线的选用与走线按工程设计要求 作好负载线的连接端子 连接到熔断器的电缆连接采用接线端子 连接到断路器的电缆头应上锡 每一路负载线都应作好相应的标记 2 断开对应的负载熔断器或断路器 3 连接负载工作地线于电源工作地母排 4 连接负载线于熔