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通信电源培训教材 1 省网络部成都分公司 培训内容 交流电基本知识基站常用供电与接地结构不间断直流供电系统简介蓄电池简介开关电源通用知识简介基站防雷与接地系统简介基站油机简介基站空调简介安全用电 2 培训内容 交流电基本知识基站常用供电与接地结构不间断直流供电系统简介蓄电池简介开关电源通用知识简介基站防雷与接地系统简介基站油机简介安全用电 3 交流电基本知识 4 单相交流电 5 单相交流电压 相电压 是相线与零线 中性线 之间的电压 通常用有效值表达 三相交流电 6 三相交流电 续 线电压是相线与相线之间 火线之间 的电压 线电压的量值是相电压的倍 即U 220VUl 380V线电压超前相电压30 uab比ua 类推 三相电压彼此相差120 接线应相序正确 市电与油机发电机 UPS的逆变输出与旁路通道必须相序一致 7 培训内容 交流电基本知识基站常用供电与接地结构不间断直流供电系统简介蓄电池简介开关电源通用知识简介基站防雷与接地系统简介基站油机简介基站空调简介安全用电 8 基站常用供电与接地结构 TN系统 TN S系统 三相五线制 通信局站用TN C系统 三相四线制 TN C S系统 通信局站用TT系统 通信局站无专用变压器等情况下用IT系统 9 TN S系统 三相五线制 10 N为中性线即工作零线 简称零线 接了地的中性线称为零线 用于流过三相不平衡电流 N线不准重复接地 PE为为保护零线即保护地线 专门用于保护接地 设备机壳接地 布线时N线与PE线必须彼此绝缘 严格分开 不得混用 变压器中性点直接接地的接地电阻值 在变压器容量不超过100kVA时 不宜大于10 当变压器容量超过100kVA时 不宜大于4 TN S系统中电源线颜色的规定 相线 U相 A相 黄色 V相 B相 绿色 W相 C相 红色 零线 N 黑色 保护地线 PE 黄 绿双色 11 TN C系统 三相四线制 12 在整个交流配电系统中 工作零线N与保护地线PE合为一体构成PEN线 这时电气设备的金属外壳必须接到PEN线上 进行接零保护 为了防止因保护线断线而造成危害 在距离接地点超过50m时 PEN线可以重复接地 TN C S系统 13 整个低压交流配电系统的前部分为三相四线制 TN C系统 其零线 N 和保护地线 PE 是合一的PEN线 后部分则采用三相五线制 TN S系统 其零线 N 和保护地线 PE 分开 并且不允许再合并或者混用 当电力变压器在通信局 站 外且相距大于50m时 三相四线制的中性线 PEN线 在通信局房入口处应做重复接地 TT系统 14 TT系统是交流配电系统中电源的中性点直接接地 电气设备的金属外壳就近保护接地 两个接地装置无直接关联的系统 TT系统的保护性能 15 假如电气设备中某一相线碰到了设备的金属外壳 这时设备金属外壳的对地电压为由于接地电阻RA和RN在同一个数量级 因此机壳对地电压UE几乎不可能限制在安全范围内 一般情况下不宜采用TT系统 若确有困难 不得不采用TT系统 则必须装设剩余电流保护器或其他装置 将故障持续时间限制在允许范围之内 IT系统 16 IT系统是交流配电系统中电源的带电部分不接地或有一点经足够大的阻抗接地 电气设备的金属外壳就近保护接地的系统 通信局 站 的低压交流配电不采用IT系统 培训内容 交流电基本知识基站常用供电与接地结构不间断直流供电系统简介蓄电池简介开关电源通用知识简介基站防雷与接地系统简介基站油机简介基站空调简介安全用电 17 基站不间断直流电源供电系统 18 通信局 站 广泛使用的通信用高频开关电源设备 由交流配电部分 整流器 直流配电部分和控制器 监控模块 组成 它连同蓄电池组和接地装置 构成不间断直流电源供电系统 组合式开关电源设备 外观举例 19 断路器与熔断器 断路器 自动空气开关 既起开关作用 又起过流与短路保护作用 当负载电流过大或短路时 断路器自动跳闸 切断供电 故障排除后 需人工合闸 熔断器起过流与短路保护作用 当负载电流过大或短路时 熔芯熔断 切断供电 故障排除后 换上同规格的熔芯恢复供电 交流熔断器的额定电流值 应不大于最大负载电流的2倍 照明回路按实际负荷配置 熔断器的温升应低于80 20 交流检测单元 交流配电部分除了主电路外 还有交流检测单元 用于检测输入交流三相电压 线电流 防雷器状态等 并与控制器 监控模块 通信 21 交流导线的选择 交流导线的截面积按发热条件来选择 已知导线需要通过的最大电流 有效值 I 可按2A 4A mm2来选取多股铜芯绝缘导线的线芯截面积 线芯标称截面积 mm2 系列为 1 1 5 2 5 4 6 10 16 25 35 50 70 95 120 150 185 240等 机房内的交流导线应采用阻燃型电缆 零线应采用与相线相等截面的导线 通信电源用阻燃软电缆有ZA RV型和ZA RVV型 前者为铜芯阻燃聚氯乙烯绝缘软电缆 后者是铜芯阻燃聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套软电缆 22 交流电源线接入设备 电源线接入设备 必须采用铜鼻子连接牢固 导线及连接头的温度 不应超过70 若铝线与铜材料相连接 则必须使用铜铝过渡接头 以免铜 铝接触处由于电腐蚀作用产生较大的接触电阻 导致通电时连接处发热 甚至产生火灾 23 整流器 整流器把交流电变成所需直流电 现在一般都采用高频开关整流器 高频开关整流器为模块化结构 整流模块并联输出 输出电压自动稳定 各整流模块通过均流电路实现输出电流自动均衡 在开关电源系统中 整流模块的输出电压由控制器 监控模块 控制 24 直流导线截面积的选择 直流馈电线的截面积 一般按允许电压降来选择 S 导体截面积 mm2 I 流过导线的最大电流 A L 导线长度 m U 导线上的允许压降 V 导体的电导率 m mm2 铜为57 铝为34 是电阻率的倒数 直流电源母线的颜色 应正极为红色 负极为蓝色 25 直流压降允许值 直流放电回路 即从蓄电池组两端到通信设备受电两端 的全程压降 48V电源应 3 2V 一般取 3V 24V电源应 2 6V 新建宽电压范围供电系统 直流配电屏内放电回路 即开关电源系统内从连接蓄电池组的两端到各直流输出分路两端 电压降应 500mV 应先将允许全程压降减去0 5V 再适当分配蓄电池组至开关电源的导线允许压降 以不超过0 5V为宜 和开关电源输出端至通信设备受电端的导线允许压降 然后计算确定相应直流导线的截面积 26 27 各段电源 线路压降分配经验值 X一般在1 1 5V左右 蓄电池组 蓄电池是化学电源 充电时把电能变成化学能储存起来 放电时把化学能变成电能供给负载 为使直流电源不间断 蓄电池组必不可少 现在一般采用阀控式密封铅酸蓄电池 在 48V电源系统中 通常采用24只2V蓄电池串联构成一个蓄电池组 在 24V或 24V电源系统中 通常采用12只2V蓄电池串联构成一个蓄电池组 每两只蓄电池之间的连接电压降应 10mV 1小时率电流放电时在极柱根部测量 蓄电池组中应每只电池的规格型号和容量都相同 当采用两组蓄电池并联时 应两组电池性能一致 28 接地 通信电源接地按照功能 可分为工作接地 直流电源的正极或负极接地称为直流工作接地 交流电源中性线接地称为交流工作接地 保护接地和防雷接地 48V或 24V电源系统 电源正端必须可靠接地 24V电源系统 电源负端必须可靠接地 此即直流工作接地 电源设备的金属外壳必须可靠地保护接地 接地电阻应不大于规定值 基站 10 29 交流基础电源技术指标 据YD T1051 2000 由市电或备用发电机组 含移动电站 提供的低压交流电源 称为通信局 站 的交流基础电源 低压交流电的额定电压为220V 380V 三相五线制 即相电压220V 线电压380V 额定频率为50Hz 通信设备用交流电供电时 在通信设备的电源输入端子处测量 电压允许变动范围为 额定电压值的 5 10 即相电压231V 198V 线电压399V 342V 通信电源设备及重要建筑用电设备用交流电供电时 在设备的电源输入端子处测量 电压允许变动范围为 额定电压值的 10 15 即相电压242V 187V 线电压418V 323V 交流电的频率允许变动范围为额定值的 4 即48Hz 52Hz 30 31 直流基础电源电压标准及技术指标 注1 新建 24V或 24V宽电压范围供电系统 通信设备受电端子上电压允许变动范围为19V 29V 绝对值 注2 杂音电压指标是在直流配电屏输出端子处的测量值 进网开关电源要求峰 峰值杂音电压 200mV 注3 进网开关电源要求宽频杂音电压 50mV 3 4kHz 150kHz 20mV 150kHz 30MHz 电源系统的可靠性指标 通信电源系统的可靠性用 不可用度 指标来衡量 故障时间电源系统不可用度 故障时间 正常供电时间 32 培训内容 交流电基本知识基站常用供电与接地结构不间断直流供电系统简介蓄电池简介开关电源通用知识简介基站防雷与接地系统简介基站油机简介基站空调简介安全用电 33 阀控式密封铅酸蓄电池的型号命名 34 例1 GFM 1000为额定电压2V 额定容量1000Ah的固定型 G 阀控式 F 密封 M 蓄电池 例2 6 FM 65为内有6只单体电池 额定电压12V 额定容量65Ah的阀控式 F 密封 M 蓄电池 阀控式密封铅酸蓄电池 VRLAB 的结构 阀控式密封铅酸蓄电池由电池槽 正负极板组 电解液 隔板 安全阀 引出端子等部分组成 正负极板组 正极板上的活性物质是二氧化铅 PbO2 负极板上的活性物质是绒状铅 Pb 电解液为稀硫酸 H2SO4 按其形态不同分为贫液式电池和胶体电池 正常工作时无氢氧气体逸出 因此不需要补充水 蓄电池可以密封 35 阀控式密封铅酸蓄电池的工作原理 蓄电池的电动势E等于蓄电池的开路电压 单体铅酸蓄电池E的标称值为2V 出厂时单体电池开路电压一般为2 11V 2 14V 电势与电解液密度有关 密度大电势会有所升高 一组电池内 各电池间的开路电压 最高与最低差值应不大于20mV 2V电池 电化学反应方程 放电PbO2 2H2SO4 PbPbSO4 2H2O PbSO4充电正极活性物电解液负极活性物正极活性物水负极活性物 36 全浮充工作方式 电路工作原理浮充电压均充电压恒压限流充电对蓄电池组中电池电压均匀性的要求 37 全浮充的电路工作原理 38 全浮充工作方式 即整流器与蓄电池组并联向负载 通信设备等 供电 正常情况下蓄电池组始终同整流器和负载并联 充电时也不脱离负载 蓄电池的运行有充放电 半浮充和全浮充三种工作方式 通信局 站 现在都采用全浮充工作方式 图为 24V全浮充系统 浮充电压 浮充电压是指为补充自放电 使蓄电池保持完全充电状态的连续小电流充电的电压 浮充供电的整流器 应在自动稳压状态工作 现在高频开关整流器的稳压精度均应达到 0 6 阀控式密封铅酸蓄电池必须严格按照蓄电池厂家的规定来确定浮充电压值 温度变化时 阀控式密封铅酸蓄电池单体浮充电压应按温度补偿系数 3 3 6 mV 进行修正 补偿 39 浮充电压不当的危害 浮充电压偏低 蓄电池充电不足 放电容量减少 并容易导致极板硫酸盐化 会缩短蓄电池寿命 浮充电压偏高 蓄电池过充电 将加剧正极板的腐蚀 并可能使蓄电池排气频繁 失水 温度高 甚至造成蓄电池热失控 也会缩短蓄电池寿命 40 热失控是电池的浮充电流与电池温度发生积累性相互增强而使电池温度急剧升高的现象 轻则使电池槽变形鼓胀 重则导致电池失效 浮充电压举例 例如某品牌阀控式密封铅酸蓄电池 规定单体浮充电压为2 23 0 02V 25 温度补偿系数为 3mV 48V开关电源在25 条件下 输出的浮充电压应为 53 5V 当电池的温度变化时 浮充电压的绝对值应按 72mV 进行修正 若温度为30 则应为 53 1V 若温度为10 则应为 54 6V 24V开关电源在25 条件下 输出的浮充电压应为 26 8V 当电池的温度变化时 浮充电压值应按 36mV 进行修正 若温度为30 则应为 26 6V 若温度为10 则应为 27 3V 这样可使电池性能达到最佳 浮充电压及温度补偿电压值 均在开关电源的控制器 监控模块 上设置 41 均衡充电 均充 为使蓄电池组中所有单体电池的电压等达到均匀一致的充电 称为均衡充电 简称均充 蓄电池组遇有下列情况之一时 应以恒压限流方式进行均衡充电 充电电流不得大于0 2C10 2I10 一般取充电限流值为0 1C10 C10是蓄电池的额定容量 浮充电压有两只以上低于2 18V 只 搁置不用时间超过3个月 全浮充运行达6个月 或3个月 放电深度超过额定容量的20 均充单体电压为2 30 2 35V 25 按厂家要求执行 并进行温度补偿 均充6 12小时 时间不宜太长 42 恒压限流充电过程 43 转换电流 值可设置为每安时10mA 即0 01C10 A 保持时间 通常可在1 180分钟范围内设置 例如设为10分钟 对蓄电池组中电池电压均匀性的要求 YD T799 2002 通信用阀控式密封铅酸蓄电池 中规定 开路电压 各电池最高与最低差值应不大于20mV 2V电池 50mV 6V电池 和100mV 12V电池 浮充电压 进入浮充状态24小时后 各蓄电池之间的端电压差应不大于90mV 2V电池 240mV 6V电池 和480mV 12V电池 44 蓄电池的放电终止电压 放电终止电压是蓄电池以一定的放电率在25 环境温度下 放电至能再反复充放电正常使用的最低电压 固定型阀控式密封铅酸蓄电池 2V电池 当放电电流为0 1C10 A 0 3C10 A 时 放电终止电压为1 8V 放电电流为0 55C10 A 时 放电终止电压为1 75V 放电电流为0 9C10 A 时 放电终止电压为1 70V 放电电流较小时 放电终止电压较高 放电电流为0 05C10 A 时 放电终止电压为1 85V 若放电电流更小 则放电终止电压在1 9V以上 应避免过放电 放电后应及时充电 45 蓄电池的容量 充足电后的蓄电池放电到规定终止电压所能供应的电量 电流与时间的乘积 称为蓄电池的容量 用C表示 单位为Ah 即安培 小时 固定型铅酸蓄电池的额定容量 是指环境温度为25 电池以10小时放电率 10Hr 的恒定电流放电到终止电压1 8V所能放出的电量 用C10表示 10小时率电流为 A 46 蓄电池容量与放电率的关系 47 影响蓄电池使用寿命的因素 使用维护中的下列因素都会使蓄电池的使用寿命降低 应注意预防 纠正 环境温度高 浮充电压值或均充电压值偏高 均充时充电限流值过大或充电未限流 均充时间过长等 导致蓄电池过充电 浮充电压或均充电压 充电限流值偏低 电池连接处接触不良等 使蓄电池长期充电不足 蓄电池过放电 或者放电终止后没有及时充电 维护工作不到位 48 挂接蓄电池组的方法 关键 防接错 防打火 连接牢靠 先将蓄电池组应接地的一端 接入开关电源系统中的直流工作接地铜排 开关电源开机 在将其输出浮充电压调到与蓄电池组实测端电压一致时 将蓄电池组的非地端与开关电源的对应母排连通 需要连接的两处电位相等 连接时就不会打火 挂接好蓄电池后 将开关电源的浮充电压设置为正常值 如系新装电池 应以恒压限流方式进行补充充电 49 培训内容 交流电基本知识基站常用供电与接地结构不间断直流供电系统简介蓄电池简介开关电源通用知识简介基站防雷与接地系统简介基站油机简介基站空调简介安全用电 50 高频开关电源电路概述 高频开关电源 简称开关电源 是指功率晶体管工作在高频开关状态的直流稳压电源 其开关频率在20kHz以上 按控制方式分类 可分为脉宽调制 PWM 脉频调制 PFM 和混合调制 即脉宽和脉频同时改变 通信用开关电源一般采用脉宽调制 按功率开关电路的结构形式分类 可分为非隔离型 主电路中无高频变压器 隔离型 主电路中有高频变压器 以及具有软开关特性的谐振型等类型 51 开关电源系统配置 计算所需开关电源总输出电流IOUT方法一 IOUT Ifz 0 2C10式中Ifz为所需最大负载电流 A C10为蓄电池额定容量 Ah 方法二 IOUT Ifz 0 1C10 0 7 0 8 式中0 7 0 8是考虑系统安全运行的裕量系数 52 开关电源系统配置 续 选择整流器规格 计算所需整流模块数量NN IOUT IZ式中IZ为整流模块的额定输出电流 A N取整数 按N 1原则配置整流模块数量当求得的N 10时 配置整流模块数为N 1 当求得的N 10时 每10个模块加配1个 53 二次下电 在交流停电时间较长的地方 为了既防止蓄电池过放电而受到损害 又使重要负载获得较长的蓄电池供电时间 可以把直流负载按其重要性分成重要和相对次要两类 在直流配电输出回路中分别用两个直流接触器的主触点来控制其通断 在蓄电池组放电过程中 当其端电压下降到第一次下电的电压值时 第一次下电的直流接触器主触点断开 切断相对次要的负载 如BTS等 从这时起 蓄电池组只对重要负载 如传输设备等 供电 放电电流减小 故放电时间可以延长 当蓄电池组端电压下降到放电终止电压时 第二次下电的直流接触器主触点断开 重要负载也被切断 54 具有二次下电功能的直流配电原理图 55 一 二次下电及回差电压参考值 56 培训内容 交流电基本知识基站常用供电与接地结构不间断直流供电系统简介蓄电池简介开关电源通用知识简介基站防雷与接地系统简介基站油机简介基站空调简介安全用电 57 联合接地方式与接地系统的组成 大地有导电性 并具有无限大的容电量 可以用来作为良好的参考电位 联合接地方式 就是按均压 等电位原理 使局 站 内各建筑物的基础接地体和其他专设接地体相互连通形成一个共用地网 并将电气电子设备的工作接地 保护接地 逻辑接地 屏蔽体接地 防静电接地以及建筑物防雷接地等共用一组接地系统的接地方式 联合接地系统由接地网 接地引入线 接地汇集线及接地汇流排和接地线组成 58 接地网的定义 为达到与地连接的目的 一根或一组与土壤 大地 密切接触并提供与土壤 大地 之间的电气连接的导体 称为接地体 接地网由一组或多组接地体在地下相互连通构成 为电气设备或金属结构提供基准电位和对地泄放电流的通道 59 移动通信基站的接地网 60 移动通信基站的接地网是由机房地网 铁塔地网和变压器地网相互连通组成的一个共用地网 当电力变压器设置在机房内时 其地网可合用机房地网 当铁塔建于机房屋顶时 铁塔地网与机房地网合为一个地网 地网宜在不同方向上至少设2个测试点 以便于测量接地电阻 并有明显的测试点标志 移动基站机房地网的组成 由机房建筑基础接地体 含地桩 和外围环形接地体 包括水平接地体和垂直接地体 组成 环形接地体应沿机房建筑物散水点外敷设 距离建筑物地基1m以上 并与机房建筑物基础横竖梁内两根以上主钢筋焊接连通 环形接地体每边长一般为10 20m 在土壤电阻率较高的地区 宜敷设多根辐射形接地体 辐射形接地体为水平接地体 长度宜20 30m 在辐射形接地体终端附加垂直接地体 61 铁塔地网的组成 角钢塔 铁塔地网应采用40mm 4mm的热镀锌扁钢 将铁塔四个塔脚地基内的金属构件焊接连通 铁塔地网的网格尺寸不应大于3m 3m 通信管塔 或杆塔 其地网应围绕管塔3m远范围设置封闭环形 矩形 接地体 并与通信管塔地基钢板四角焊接连通 铁塔位于机房旁边时 应采用40mm 4mm的热镀锌扁钢 在地下将铁塔地网与机房外环形接地体焊接连通 铁塔地网与机房地网之间可每隔3m 5m相互焊接连通一次 且连接点不应少于两点 机房被包围在铁塔四脚内时 铁塔地网与机房的基础地网应联为一体 外设环形接地体应在铁塔地网外敷设 并与铁塔地网多点焊接连通 62 变压器地网 专用电力变压器设置在机房外 且距机房地网边缘30m以内时 变压器地网与机房地网或铁塔地网之间 应每隔3 5m相互焊接连通一次 至少有两处连通 以相互组成一个周边封闭的地网 当电力变压器距机房地网边缘大于30m时 宜设独立地网 可以不与机房地网连通 63 地网的接地电阻达不到要求时怎么办 接地电阻宜控制在10 以内 若达不到 当土壤电阻率低于700 m时 可适当扩大地网的面积 即在地网外围增设1圈或2圈环形接地装置 环形接地装置与地网之间以及环形接地装置之间应每隔3 5m相互焊接连通一次 也可在铁塔四角设置辐射形接地体 其长度宜限制在10 30m以内 当移动通信基站的土壤电阻率大于700 m时 可不对基站的工频接地电阻予以限制 此时地网的等效半径应 20m 并在地网四角敷设20m 30m的辐射形水平接地体 64 对接地体的要求 接地体埋深宜不小于0 7m 垂直接地体通常采用长度为2 5m的不小于50mm 50mm 5mm热镀锌角钢 或直径不小于50mm 壁厚不小于3 5mm的热镀锌钢管 垂直接地体间距为垂直接地体长度的1 2倍 水平接地体 应采用热镀锌扁钢 或铜材 扁钢规格不小于40mm 4mm 接地体之间的所有连接 必须使用焊接 65 接地引入线 接地网与接地总汇集线 或总汇流排 之间相连的导电体称为接地引入线 其长度不宜超过30m 移动通信基站接地引入线的材料为40mm 4mm的热镀锌扁钢 或截面积为95mm2的多股铜缆 应从机房地网环形接地体引到机房环形接地汇集线或总接地汇流排 接地引入线与地网的连接点 宜避开避雷针 避雷带的雷电流引下线与地网的连接点及铁塔塔脚 其间距应 5m 条件允许时宜取10 15m 接地引入线在地下应作三层防腐处理 先涂沥青 然后绕一层麻布 再涂一层沥青 出土部位应有防机械损伤和绝缘防腐的措施 66 接地汇集线及接地汇流排 接地汇集线是指作为接地导体的条状铜排 或热镀锌扁钢等 是通信局 站 内接地系统的主干 即接地母线 可以敷设成环形或线形 接地汇流排是与接地母线相连 并作为各类接地线连接端子的矩形铜排 它是过渡母排 可按需设置 67 移动通信基站的接地汇集线 当机房内的等电位连接采用网状接地结构时 应在机房内沿走线架或墙壁设置环形接地汇集线 采用材料为铜材 截面积不应小于40mm 4mm 环形接地汇集线应多点就近与地网连通 站内设备由环形接地汇集线就近接地 68 移动通信基站的接地汇集线 续1 69 基站环形接地汇集线与设备及地网连接示意图 移动通信基站的接地汇集线 续2 当机房内的等电位连接采用星形接地结构时 设置总接地汇流排 应采用不小于400mm 100mm 5mm的铜排 并预留相应的螺孔以便连接 基站的总接地汇流排应设在配电箱和第一级电源SPD 浪涌保护器 附近 如设备机架与总汇流排相距较远 可以采用两级汇流排 二级接地汇流排宜采用截面积不小于100mm 5mm的铜排 并应采用截面积不小于70mm2的多股铜缆与总接地汇流排直接连接 70 移动通信基站的接地汇集线 续3 71 基站星形接地时汇流排与设备及地网连接示意图 接地线 各类设备的接地端与接地汇集线或接地汇流排之间的连接导线 称为接地线 接地线应采用多股铜芯绝缘导线布放 不准使用裸导线布放 线芯的截面积 应根据最大故障电流和机械强度选择 72 对移动通信基站接地线的要求 1 各设备的保护地线 应单独从接地汇集线或接地汇流排上引入 严禁复接 线芯的截面积一般应不小于16mm2 2 开关电源系统的直流工作地线 应采用不小于70mm2的多股铜导线 单独从接地汇集线或接地汇流排上引入 3 严禁在接地线中加装开关或熔断器 4 接地线应短 直 多余的线缆应切断 严禁盘绕 73 对移动通信基站接地线的要求 续 5 多股接地线与汇流排连接时 必须加装接线端子 铜鼻 接线端子尺寸应与线径相吻合 压 焊 接牢固 6 一般接地线宜采用外护套为黄绿相间的电缆 大截面积电缆应保证接地线与汇流排 汇集线 的连接处有清晰的标识牌 7 走线架 金属槽道两端应与接地汇集线作可靠连接 接地线缆宜采用35mm2 95mm2的铜导线 走线架 金属槽道连接处两端宜用16mm2 35mm2铜导线做可靠连接 连接线宜短直 连接处要去除绝缘层 74 联合接地系统 星形接地方式 示意图 75 室内等电位连接的基本知识 将不同的电气装置 导电物体等 用接地导体或浪涌保护器以某种方式连接起来 以减小雷电流在它们之间产生的电位差 称为等电位连接 通信局 站 室内接地系统的等电位连接 有网状 星形和网状 星形混合型接地三种结构 76 移动通信基站的接地电阻要求 YD5098 2005中将移动通信基站地网的工频接地电阻要求 由原来的5 放宽到10 对少数大地电阻率很高 大于700 m 的基站不限制工频接地电阻值 而要求地网的等效半径达到雷电最大有效冲击半径 20m 并在地网四角敷设20m 30m的辐射形水平接地体 同时提高电源第一级过电压保护和设备端口的保护水平 77 接地电阻的定义 通常接地电阻是指工频接地电阻 工频接地电阻的定义 工频电流流过接地装置时 接地体与远方大地之间的电阻 称为工频接地电阻 其数值 Ro 等于接地装置相对远方大地 零电位点 的电压 Uo 与通过接地体流入地中电流 Id 的比值 用公式表示为 78 接地电阻的三极测量法 79 在测量时要埋设两个辅助接地极棒 一个用来测量被测接地体或接地网 G 与零电位间的电压 称为电压接地极棒 P 另一个用来构成流过被测接地体的电流回路 称为电流接地极棒 C 维护工作上对测接地电阻的要求 每年定期 干季 雷雨季各一次 对基站工频接地电阻值进行测试 对测试时的天气情况 使用仪表和有关测试状况应作详细的记录 当接地电阻值与往年相比出现大幅度变化时 应查找原因 测试着重于考察接地电阻值的变化情况 接地电阻不宜在雨天或雨后测量 以免测量结果不准确 80 雷电危害的来源 直击雷是指大气中带电的 雷云 直接对电气装置 建筑物或大地放电 直接击在建筑物或防雷装置上的闪电 感应雷是雷云放电时对电气线路或设备产生静电感应或电磁感应所引起的感应雷电流与过电压 雷电过电压侵入因特定的雷电放电 在系统中一定位置上出现的瞬态过电压 称为雷电过电压 81 浪涌保护器 SPD 简介 SPD分类开关型限压型混合型SPD的参数标称导通电压U1mA标称放电电流In最大通流容量ImaxSPD残压Ures最大持续运行电压Uc 82 SPD的使用要求 通信电源系统应采取适当 有效的雷电过电压分级保护措施 在使用分级保护时 各级浪涌保护器之间应保持必要的退耦距离或增设退耦器件 以确保各级浪涌保护器协调工作 氧化锌SPD与氧化锌SPD之间的退耦距离 电缆长度 应不小于5m 在TN S供电系统的基站内 相线及零线应分别对地安装SPD 即采用 4 0 保护模式 也可以采用 3 1 保护模式 即三相分别对零线用限压型器件保护 零线对地用放电管保护 在TT供电系统的基站内 应采用 3 1 保护模式 83 SPD的使用要求 续 电源用第一级 指B级 模块式SPD应具有劣化指示 损坏告警 热熔保护 过流保护 遥信等功能 并可根据实际需要选择雷电记数功能 模块式限压型SPD正常时显示窗为绿色 若显示窗变为红色 则说明已失效 应及时更换 电源用第一级 指B级 箱式SPD应具有劣化指示 损坏告警 热熔保护 过流保护 保险跳闸告警 遥信等功能 并可根据实际需要选择雷电记数功能 严禁将C级40kA模块型SPD进行并联组合作为80kA或120kA的SPD使用 84 移动通信基站的防雷保护措施 通信局 站 的防雷装置包括外部防雷装置和内部防雷装置 外部防雷装置由接闪器 包括避雷针 避雷带 避雷网以及用作接闪的金属屋面和金属构件等 引下线和接地装置组成 主要用于直击雷的防护 内部防雷装置由等电位连接系统 接地系统 屏蔽系统 浪涌保护器等组成 主要用于减小和防止雷电流产生的电磁危害 移动通信基站必须采取系统的综合防雷措施 包括 直击雷防护 联合接地 站内等电位连接 馈线接地分流 雷电过电压保护等 防雷措施应符合YD5098 2005中的要求 85 低压供电系统的雷电防护 移动通信基站低压供电系统的第一级防雷为B级防雷 其SPD设置在机房三相交流电源输入端 设在总配电屏或总配电箱处 用以泄放雷电的绝大部分能量 第二级防雷为C级防雷 其SPD设置在开关电源系统交流配电部分的输入端 用以泄放雷电的剩余能量 第三级防雷为D级防雷 其SPD设置在开关整流器以及UPS的输入端 用以泄放雷电剩余的微小能量 第四级防雷为E级防雷 用以吸收能量很小的浪涌 通常为直流保护 其SPD设置在开关电源系统直流配电部分的输出侧或通信设备的直流电源输入端 86 总配电箱与B级防雷箱 右 举例 87 C级防雷SPD及其保护空开举例 3 1 保护模式实物照片 88 移动基站电源SPD最大通流容量的选取 89 1 城区 市区内一般公共建筑物 专用机房 2 郊区 包括城市中高层孤立建筑物的楼顶机房 城郊 居民房 水塘旁以及无专用配电变压器供电的基站 3 山区 包括丘陵 公路旁 农民房 水田旁的易遭受雷击的机房 培训内容 交流电基本知识基站常用供电与接地结构不间断直流供电系统简介蓄电池简介开关电源通用知识简介基站防雷与接地系统简介基站油机简介基站空调简介安全用电 90 便携式 小型 油机发电机组 便携式 小型 油机发电系统由发动机 油机 发电机和控制设备等主要部分组成 如图所示 发动机 油机 多为汽油机或柴油机 这里主要介绍容量在10千瓦以下的小型风冷汽油发电机组 转速为3000 4000转 分 用于通信方面主要作为工程 移动基站 模块局 站 等小型动力设备的备用电源 91 汽油发电机组基本结构外形图 燃油系统点火系统润滑系统冷却系统进气系统排气系统连杆曲轴机体 92 四冲程汽油机工作原理 四行程汽油机经过进气 压缩 作功和排气行程完成一个工作循环 1 进气行程 活塞从上止点向下止点运动 排气门关闭 进气门打开 可燃混合气通过进气门被吸入气缸 直至活塞向下运动到下止点 2 压缩行程 活塞从下止点向上止点运动 这时进气门和排气门都关闭 气缸内成为封闭容积 可燃混合气受到压缩 压力和温度不断升高 当活塞到达上止点时压缩行程结束 3 作功行程 进气门和排气门仍然保持关闭 当活塞位于压缩行程接近上止点位置时 火花塞点火 可燃混合气燃烧并推动活塞从上止点向下止点运动 通过连杆使曲轴旋转并输出机械功 当活塞运动到下止点时 作功行程结束 4 排气行程 作功接近终了 排气门开启 进气门仍然关闭 废气靠压力进行自由排气 活塞接近上止点 排气门关闭 排气行程结束 93 四冲程汽油机工作原理 四冲程柴油机的工作循环是在曲轴旋转两周 720 即活塞往复运动四个冲程中 完成了进气 压缩 工作 排气这四个过程 94 柴油发动机和汽油发动机的比较 汽油发动机的进气是空气和燃油混合气 而柴油发动机在进气冲程只吸入空气因为汽油发动机的压缩比较低 所以压缩压力较小 压缩温度也较低 汽油发动机的燃烧是由火花塞引发的 而柴油发动机是压燃的 汽油发动机的功压力大约为460PSI 而柴油发动机的做功压力接近1200PSI 汽油发动机的排气温度要远远高于柴油机柴油发动机的效率比汽油发动机大约高10 原因是柴油发动机的压缩比更高 并且柴油的热能值也高于汽油 95 交流发电机工作原理 油机带动的交流发电机一般都是同步发电机 所谓同步发电机就是它的旋转速度n和电网频率f及发电机本身的磁极对数 之间保持着严格的恒定关系 即 f n 60或n 60f 96 发电机组工作原理 交流发电机的工作原理发电机的转子由油机带动旋转后 磁极绕组中流有电流 磁极便产生磁性 就在定子和转子之间的空隙里产生一个磁极旋转磁场 旋转磁场切割定子槽中电枢绕组的线圈便产生交变的电流 接通外电路后 此交变电流也在空气隙中形成一个电枢旋转磁场 电枢旋转磁场的转速与发电机的转速始终保持相等的关系 两者保持同步 所以称为同步发电机 当磁极对数一定后 要获得恒定的频率 必须严格要求发电机的转速稳定不变 也就是要求带动它的油机的转速稳定不变 97 98 旋转 磁场产生电压 99 连接负载使电流流动 100 交流发电机工作原理 101 启动机构 启动方法 1 人力启动2 电动机启动电动机启动 广泛用于各种柴油机 用铅酸蓄电池作电源 由直流电动机拖动发动机的曲轴旋转 将发动机发动起来 为保证启动可靠 延长电池的寿命 每次启动通电时间不得超过15s 连续启动不得超过3次 电磁线圈及保持线圈通电 铁心移动带动驱动杆摆动 使启动机的齿轮与飞轮齿圈啮合 铁心继续移动接通直流电动机电路开始运转工作 直至柴油机启动 102 启动注意事项 如果不能启动 每次启动时间不超过5 7秒 每次启动间隔不小于10秒 如此3次任不能着车运行 请勿再启动 按有关要求查找原因 103 额定油耗 104 工厂建议使用的柴油规格 十六烷值 最小50粘度 2 5 4 5厘斯40度含硫量 最大0 2 馏程 85 在350度时密度 0 835 0 855公斤 升以上要求对应我国国情选择优级0号柴油 到正规加油站购买 国内柴油分三个级别 优级品 一级品 合格 机组的燃油消耗率 g kW h 机组额定功率PP 10为320 10 P 24 310汽油机单相机组500g kW h 机油消耗率为 0 6g kW h 三相机组460g kW h 排烟 105 1 柴油发电机组 柴油燃烧后产生尾气 含有炭黑 二氧化硫 氮氧化物等 2 尽可能降低排烟系统的背压值 过高的背压会影响柴油的燃烧效率 增加排气温度 导致发动机功率拆损 缩短机组的工作寿命 3 排烟系统设计和安装时 注意尽量使用烟管路最短且弯头最少 采用弯头时 尽量使用大半径的弯头 减少阻力 4 将烟气引至高空 或不会对人构成干拢的地方 烟口跟地面 不可低于2 5米 5 在机房内和人易接触的地方 应用隔热材料包裹烟管 烟管的安装 综述 106 1 烟管布置尽量直 减少弯头 烟管90 弯头不超过3个为适 以降低背压 2 烟管与机组之间应安装软联接 3 一次消声器尽量靠近机组 在支撑消声器时 应采用隔振措施 选用减振吊架 4 排烟终端应安装防雨帽 防雨雪进入 进风要求 107 一 自然进风1 须计算冷却时所需的风量2 必要的进排风口面积 3 应尽量避免进排风口位于同一立面 如同一立面 间距应在10米以上 同时 排风口尽量避开人行通道 二 强制进风通过加装低噪声轴流风扇强制抽入新鲜空气并经散热器排到户外 1 所选风机需与冷却所需的风量匹配2 考虑进排风系统的背压3 必要的进排风口面积 4 风机控制需与发电机组联动 噪声控制系统 108 发电机组的噪声源主要有 1 机械噪声2 排烟噪声3 机组振动噪声针对这些声源 采取相对的方法处置 发电机组的噪声一般为95db 7米 在室内机组的噪声为103 110db 1米 噪声的标准 109 根据国标GB T14623 城市5类环境噪声标准0类标准 疗养院 高级别墅区 高级住宅区 党政军 办公区等特别需要安静的区域 1类标准 居住 文教机关为主2类标准 居住 商业 工业混合区3类标准 用于工业区4类标准 道路干道 铁路穿越区 水套加热器 BlockHeater 110 低温条件下 燃料粘度增加而不利于燃油的雾化与燃烧 润滑油流动性变差使各运动零部件阻力增大 再加上蓄电池工作能力降低等因素影响 极易导致发动机启动困难 机件磨损 功率降低 燃料消耗增大和动力性能下降 为保证发动机在寒冷条件下能够安全投入使用 最好安装低温辅助启动系统 电预热法 将加热器直接插入冷却系统内 靠冷热水物理交换的作用来循环加热发动机冷却液 此法热效率高 使用也比较方便 电加热器的原理 111 工作原理 加热器的工作原理是通过加热发动机组低温部分的冷却液形成温差热环流系统 加热过的冷却液上升并且置换发动机出口处未加热的冷却液 由此产生热循环 油水分离器 分离水和沉淀高效率延长滤器和燃油系统的寿命设计考虑由于吸头限制必须加压油机带负载较大时输出电压及频率下降原因1 油机无法满功率输出 负载较大时 导致转速下降 2 负载谐波大 3 油路 气路不畅导致输出功率下降4 由于油水分离器导致供油不畅 需拆除油水分离器 112 交流发电机组容量和基站模块的关系 超负荷应用方法 若到站机组容量不能满足基站最大保证负荷需求时 可适当关闭载频设备 亦可使蓄电池组离线 或采用两台以上单相油机分供等方式 保证机组正常供电 避免基站通信中断 113 通信用便携直流发电机组配置 技术 发电技术面向通信用直流开关电源供电系统标准 YD731 延伸 特点 1 同等直流输出 重量约为传统交流发电机组的1 32 同等直流输出 与传统交流发电机组相比节油30 3 同等直流输出 与传统交流发电机组带开关电源工作模式能效比提高25 4 具有轻巧便携的特点 系统并接简单 迅速 主要系统配置 24V 48V 24 48 V切换 容量 50A 100A 150A 200A 114 发电机组的相关要求 115 哪些油机可以拿来做为固定油机要能电启动的发电机 为了能适应高寒地区 高山基站的环境 发电机组还必须添加低温启动装置 为了满足机房长时间发电的要求 发电机组可以考虑加外接油箱 如果在高寒地区使用 发电机还必须配备低温预热系统 控制系统的监控接口 116 发电机智能控制系统必须配备监控接口以便运维人员能及时了解到无人值守的发电机的情况为了和机房环境监控系统相配合 所以发电机智能控制器需要配备RS232或RS485接口 监控协议应满足YD T1363 1 2005和YD T1363 3 2005的要求为了满足一些重要信息的传递 控制器还必须配备GSM短信监控的能力 确保在出现传输故障时作出途径备份 需要监控的数据 117 控制器应具有以下模拟量的遥测 市电和发电机单 三相输出电压 单 三相输出电流 发电机输出功率 输出频率 转速 水温 水冷机组 缸温 风冷机组 润滑油油压 启动电池电压 充电器电压 液 油 位 计时 温度 湿度 可选 需要监控的数据 118 GSM短信应具有的短信功能 短信息还应具备以下功能 可设置至少3个短信通知号码 每个号码可以收到同样的短信 报警短信中必须包含该基站的真实地理地址 为了方便管理 短信是否发送设置 避免一些冗余的短信 对双电源切换的要求 119 具备手动 自动功能避免启动切换失效的情况下 可以手动控制 切换部分应采用ATSE 三相四极或单相两极切换 禁止采用交流接触器 交流接触器安全性能差 当市电电压不稳时 交流接触器将发生抖动 严重时将损坏交流接触器 当交流接触器带感性负载时 触点有可能烧融粘住等各种严重事故 对双电源切换的要求 120 双电源的切换规则 双电源的切换可采用单切换和双切换两种 双切换是指用一个切换开关带空调负载 另一个切换开关带机房开关电源负载 空调及开关电源之间可以相互切换 避免同时启动开关电源和空调如遇开关电源和空调都需要供电时 须先给保证开关电源的供电如开关电源的充电电流小及机房温度高后须给空调供电可以设置夜间油机运行或禁止启动时间 在指定时间段 如深夜 但电池达到保护电压优先 关闭发电机 保证发电机在功率不足的情况下 同时满足开关电源及空调的供电 功能要求 121 自动控制发电机智能控制器可对发电机组的启动和停机等实现全自动控制 机组启动成功到额定工况时间少于3分钟可设置发电机的启动次数自动控制切换开关的切换市电恢复10秒 30秒内 负载将自动转换到市电供电 发电机将仍然空载运行3 5分钟 怠速运行 然后自动停机 功能要求 122 等待发电时间和机房基础蓄电池组启动电压可设置市电异常后多少时间后开始启动发电机或设置市电异常后机房蓄电池电压降到多少V 0 0V 60 0V连续可调 的时候启动发电机等待发电时间是指在检测到停电后等待多少时间才启动发电机 机房基础蓄电池组电压在降到设置的启动电压的时候就启动发电机 双切换系统在机房温度高时立即启动发电机并给空调供电 这样在机房市电故障后 可以先用机房基础蓄电池组给机房设备供电 无需启动发电机 节约了能源的消耗 功能要求 123 发电机循环运行时间发电机在运行的时候 开关电源同时在给机房的基础蓄电池组充电 当单次运行满所设置的时间后 就应停止发电机运行 让机房的基础蓄电池组给机房设备供电 当蓄电池电压降到启动电压值后又会启动发电机 保护发电机 提高发电机的使用寿命 最大限度的节约能源 功能要求 124 可设置发电机的启动次数可以设置发电机最多点火次数 在高山基站 气温很低的情况下尤为重要 自动补给功能智能控制系统应有自动补给功能 包括燃油及充电 发电机蓄电池在发电机长期未运行的情况下电能会泄放 这样应在发电机未运行的时候 控制器也应对电池进行充电 功能要求 125 具有市电三相 单相电电压 频率的门限设置不同的地方对市电的质量有不同的要求 我们可以分别设置三相电的电压及频率的上 下门限值进行设置 市电低电压门限可设置到180V 80V 连续可调 高电压门限可设置到240V 300V 连续可调 市电欠频门限可设置到40 0HZ 50 0HZ 连续可调 过频门限可设置到50 0HZ 60 0HZ 连续可调 电压设置值须和开关电源结合起来 比如开关电源的市电范围在100 270V之间 控制器须同意的设置 功能要求 126 可以检测市电三相 单相电电压 频率当检测到三相 单相交流电电压 低于低电压门限或高于高电压门限应能启动发电机ATS并能切换到发电机 当市电高于低电压门限5 20V 可设置 时 系统必须能自动切换回市电 必须要求切换开关能在交流电压在80 300V之间都能切换 市电异常判断三相电的每一相是否都要在正常值范围如市电缺相的情况下 如果开关电源能正常工作 还是要认为市电正常 当市电异常 并且机房基础电池组电压低于设定值应立即启动发电机 不同的开关电源在市电缺相时有不同的动作 发电机控制系统应和开关电源紧密结合在一起 缺相 缺哪相是否发电可以在控制器上设置 功能要求 127 机房温度检测 门限设置控制器应具备机房温度检测检测功能 并能设置门限下限值 门限可设置到0 0 60 0 连续可调 当温度高于设置值 并且市电异常且发电机未启动时要立即启动油机并切换到空调负载 发电机温度检测发电机温度过低时应立即启动发电机 功能要求 128 浪涌保护系统交流市电输入端应提供可靠的雷击浪涌保护装置 在下列模拟雷电波发生时 保护装置应起保护作用 设备不应损坏 电流脉冲8 20us 20kA 产品须通过国家或信息产业部指定的权威检测机构的检验 该雷击浪涌保护装置与电源B级SPD之间应能达到退耦要求 接口部位应具备浪涌保护设备按防雷要求安装 发电机 智能控制器 切换柜均接地 防雷在高山基站尤为重要 功能要求 129 须对燃油油量检测并报警 可设置油量报警门限值 当燃油油量低于门限值时 通过监控网络或GSM短信向运维人员报警油量传感器和控制器必须兼容转速检测告警可设置欠速和超速的告警值和停机值当达到告警门限后即报警如果进一步达到停机门限后立即停机 功能要求 130 控制油机房的通风系统降低油机房的油气浓度 保证油机房的安全降低油机房的温度对历史记录进行备份控制器应对历史记录进行备份 备份记录不小于200条 方便维护人员的查询备份记录可以通过监控系统查询油机发动机正常运行后 由于发电机电压不足或故障不发电时 应避免监控器反复输出启动信号给发动机的情况 造成马达损坏 培训内容 交流电基本知识基站常用供电与接地结构不间断直流供电系