电源配置计算

通信电源设备配置原则及计算方法1、蓄电池（1）、配置原则一般局站设二组相同容量的蓄电池组。一体化模块局原配一组100AH蓄电池，容量不足时可新设一组200AH电池，也可由两组同容量、同厂家的两组100AH旧电池并联使用。当电池组中仅有少数2V电池老化时，在使用时间较短（三年左右）并且其余电池的质量较好时可单块更换，不然则应全部更换。单组电池容量在200AH及以下时，采用12V单体电池，大于200AH时，采用2V单体电池。（2）、容量计算蓄电池组（一组或两组）总容量，按通信电源设备安装设计规范（YD5040-2005）计算： 其中：Q蓄电池总容量（AH）； K安全系数，取1.25，表示电池寿命终了时容量为标称容量的1/1.25，即80%； I负荷电流（A），包括直流负荷忙时电流I1和交流停电时逆变器输入电流I2。事故照明电流很小，可不计。“忙时”主要针对交换机而言，程控交换机忙时与平时电流相差很小，所以可读取直流配电屏中输出电流作为直流负荷电流（但应考虑平时供电电压较高，停电一段时间后电压降低，电流会变大）；停电时逆变器输入电流可采用临时停电读取直流配电屏中输出电流增量（也应考虑上述因素）或按以下方法计算：I2= ，其中P为逆变器输出交流功率（W），43.2表示电池放电至最低电压，0.8为逆变器效率。在考核现有蓄电池是否增容时即可按上述原则取值，在已确定更换电池时，新电池组容量应按以上取值增加发展余量（可取30%）。 T蓄电池的总备用放电时间（h），与通信站的外供交流电源类别和备用发电机台数有关。放电时间取值原则为：中心局或通信枢纽，设有一台发电机，两路市电时取3小时，一路市电时取5小时（依据总部网运20068号文件）；城市内其他局点，一路市电，取6小时；乡镇局点取10小时。 与放电时间有关的容量系数，见下表； 蓄电池温度系数。在放电时间为110小时时，=0.008。 t电池室最低温度，有采暖设备时取15，无采暖设备时取5。考虑到许多局点电池与其他设备装在同一机房，另外，交流停电大部分发生在热天，所以一般取t=15。按以上计算方法和取值原则，可得下表： T（h）23468100.610.750.790.880.941Q（Ah）4.45 I5.43 I6.88 I9.26 I11.56 I13.59 I2、整流及配电设备（1）、配置原则较大通信局站一般分设交流配电屏、直流配电屏和开关整流器，甚至设两套设备，分散供电；较小局站则设一套组合电源架。（2）、整流模块容量计算按上述规范，整流模块数应按n+1冗余方式确定，当主用模块数n10时备1块，n10时备2块。主用模块数量由所须总输出电流确定，该电流等于前述负荷电流（不包括停电时逆变器输入电流）与蓄电池充电电流之和。充电电流按10小时率计算，即Q/10。3、发电机（1）、配置原则一、二类通信枢纽应配置满足通信负载（含通信机房空调用电）容量要求的发电机。同一市区至少应有一台能满足最大负荷的局站使用的发电机。已开局的边远县应配能满足最大负荷局站的发电机。10kVA及以下发电机应采用汽油发电机，以便搬运，更大功率则采用拖车式或固定安装式柴油发电机。5kW及以下采用单相发电机，更大功率采用三相发电机。发电机应具有消噪音装置，以保证在使用中符合国家关于噪音的环保要求。（2）、容量计算通常，发电机的视在功率和有功功率应分别大于负荷总视在功率和总有功功率。但由于开关电源的功率因数大于发电机的功率因数，所以只需要求发电机的有功功率大于负荷总有功功率。在发电机仅作为备用电源时，其输出功率一般为额定功率的1.1倍。而由于油机在不同环境条件下输出功率不同，所以额定功率要加以修正,对于省内使用环境条件，修正系数一般为1/1.1。所以只需计算发电机的额定有功功率。按规范，发电机功率P应满足通信设备负荷功率P1、蓄电池充电功率P2、机房保证空调Pk、保证照明功率Pz和UPS功率Ps。因此，可按下式计算发电机的额定有功功率： +Pk+Pz+Ps)（kw）其中：I为负荷电流和充电电流之和，54为电池均充电压，0.9为开关整流器效率，Pk为空调功率，Pz为保证照明功率（可按68W/m2估算，每局站12kW），Ps为UPS功率。其中Ps按规范要求取其容量的1.52倍，其原因是因为UPS是非线性负载，会向发电机反射大量高次谐波，而高次谐波是无功的，致使其输入功率因数降低，因而需要增大发电机的配置容量 ；谐波还使发电机的发热量增加，也应适当增加发电机容量。对于流动发电机，根据调查的各分公司油机口接法，都未包括空调和照明用电，这可以减小油机功率从而大大减小发电机的重量。一般地：市区较大端局取25kW，县级端局取12kW，2000线模块局取8.6kW，1000线模块局取5kW，综合通信站所设固定发电机则应单独计算。（3）、移动油机电缆由工程配备，长度按以下原则选取：指定局站使用的大功率油机按实需长度，流动使用的大功率油机100米，小功率油机（12kW及以下）50米；截面按下文配线部分选取。4、逆变器或UPS两者都属交流不间断电源，只是前者利用通信站既有基础电池（48V），后者另配电池。在用于通信站时，一般小功率（规范为小于10kVA）时用逆变器，大功率时用UPS。交流不间断电源的配置容量，一般应按近期负荷，远期负荷增大时可以并机扩容或另设一套。有文章给出了UPS的负载率和效率的关系，在负载率达到25%时，效率可达到90%，而负载率为15%时，效率仅为55%。低效率引起很多问题，一是浪费电能，例如对15kVA负载供电，UPS选用100kVA比选用30kVA每年多支出电费7万多元；二是增加建设投资，UPS价格基本与容量成正比；三是降低使用寿命，因为效率低意味着本身损耗大，即发热多，加快了元器件的老化。所以初装容量不要大于近期负荷的4倍。UPS所配电池的容量关系到工程费用和占地面积。新规范根据功率换算原理给出了以下计算公式： 式中：I为蓄电池放电电流（A） S为UPS额定容量（kVA），由近期负荷确定； 为逆变器效率，容量越大，效率越高，10100kVA国家标准为85%； U为所配电池放电终了时的电压（V），定为2V单体电池放电终了电压为1.85V。UPS容量越大，所配电池电压越高，一般3kVA及以下配48V（即U=44.4V），520kVA配192V（即U=177.6V），更大容量配384V（即U=355.2V）。由上式求出I后再根据所要求的备用放电时间求出电池容量。备用放电时间由负荷的重要性、市电类别和备用发电机设置情况确定，不宜太长。5、配线（1）、一般规定按97年通信电源设备安装设计规范规定，“机房内的交流导线应采用阻燃型电缆”。而05年规范则要求“机房内的导线应采用非延燃电缆”，即全部导线。一般应采用铜质配线，但和铝质架空电力线相接的引入线必须采用铝芯电力电缆，以防在杆上连接处不同金属产生电化腐蚀。在同一路径内，交流与直流电源线应间隔100mm以上。为便于备料，用量很少且线径相近的线缆类型可以向大线径合并。（2）、交流电源线导线截面按安全载流量选取。用于室内的聚氯乙烯绝缘电力电缆在空气中敷设时的安全载流量如下表（假定为四芯电缆，导线温度65，环境温度30）：截面积(mm2)10162535507095导体材质铜铜铜铜铜铜铝铜铝载流量（A）486787111139172131211162摘自1991年电信工程设计手册通信电源用于移动油机的铜芯橡皮绝缘电缆按下表选取（假定导线温度65，环境温度35）：发电机功率（kW）502516128.65(单相)2(单相)线电流（A）763824181322.79.1电缆芯线截面（mm2）251042.52.52.52.5安全载流量（A）四芯99542922二芯25（3）、直流电源线按蓄电池放电回路全程压降确定。按规范，全程压降标准为3.2V，即电池放电最低电压为1.8*24=43.2V，用电设备受电端子上电低电压为40V。全程压降包括配线压降和配电设备压降，后者按规定不大于0.5V，并应按实际电流和配电设备最大容量之比进行换算，对于小局站，配线较短，可直接取0.5V，对于大通信站，可能还装有列头柜（其最大压降为0.2V），但都不致滿容，所以配电设备压降也可直接取0.5V。配线压降可用计算，对于铜线，取57。从实际电流分布和最小用铜角度，蓄电池出线应取最大截面，配电屏至列头柜次之。（4）、地线按有关规定：接地体引入线，不小于50mm2；总地排至直流配电屏正极，95mm2；总配线架防雷接地：大型局站50mm2，接入网站35mm2；电源避雷器接地：不小于16mm2铜线。交流保护接地，按相线截面确定：相线小于16mm2时，保护地线同相线截面（但从机械强度要求，无机械性保护时，不应小于4mm2，有机械性保护时，不应小于2.5mm2）；相线1635mm2时，保护地线用16mm2；相线大于35mm2时，保护地线取相线截面的一半；机架直流保护地线，按下表选取：最大故障电流(或保险丝容量)（A）2535506080125160225260350350以上保护地线铜线截面（mm2）2.546101625355070956、电源系统防雷与接地（1）、现行通信电源设备安装设计规范规定，新建局（站）应采用联合接地，并未要求将原有局（站）的分设接地也改成联合接地。2001年通信局（站）雷电过电压保护工程设计规范规定，通信局（站）雷电过电压保护工程应建立在联合接地、均压等电位分区保护的基础上。对于带电体，等电位连接的方式是安装电涌保护器（SPD），将过电压限制在安全范围。近年来生产的交流配电屏和开关电源中工厂已装设了SPD，这是依据通信工程电源系统防雷技术规定设置的C、D级，但在一些通信站，在最重要的电源引入处却没有装设B级SPD。另外，在分设接地的情况下，电力线雷电流入地会引起不同接地系统的电位差，这也是不安全因素。（2）、在分设接地时，交流电源设备机壳应接保护地线，于是装在其内的SPD也应接保护地线，从而限制电力线对机壳的过电