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2020年4月7日 1 2020年4月7日 1 UPS电源系统设计 交流供电 2020年4月7日 2 2 目录 一 UPS电源系统组成二 交流供电系统配电方式三 交流负荷统计四 UPS电源系统配置五 设备选型 2020年4月7日 3 2020年4月7日 3 第一部分 UPS电源系统组成 1 常规通信电源系统组成通信电源系统由七个部分组成 即五个主要系统和二个辅助系统 俗称5 2系统 五个主要系统分别是 1 高压变 配电系统 变电所 2 低压配电及油机交流供电系统 3 UPS交流不间断电源系统 4 直流供电系统 5 太阳能电池 风能等新能源供电系统 2020年4月7日 4 2020年4月7日 4 二个辅助系统分别是 1 防雷与接地系统 2 电源集中监控系统 通信电源系统的组成如下图所示 2020年4月7日 5 2 UPS电源系统组成UPS供电系统主要用于数据设备 网管设备 计费系统等对电源特性要求高交流设备供电 一般地 UPS系统根据局站大小 有2种常见的组成 中 大型局站UPS供电系统组成 2020年4月7日 6 小型局站UPS供电系统组成 2020年4月7日 7 UPS输入屏 接受市电和油机系统输出电能的装置 将电能分配给UPS系统 可以接入多套UPS系统 UPS 含整流和逆变功能模块 将交流电源整流为直流电 一边给蓄电池充电 一边通过逆变器将直流电源转化为交流电源 输出电源单项 三相可选 UPS输出屏 接受UPS输出电能 分配给交流通信设备 电池组 作为后备电源 在市电故障时 将其储存电能通过逆变器转化交流电源 为设备供电 单体电压一般选12V 2020年4月7日 8 第二部分 交流供电系统配线方式 交流供电系统的配线方式有三大类 1 TN系统 中性点重复接地系统 TN S三相五线制 通信局站广泛使用 T 电源端有一点直接接地 N 电气装置的外露可导电部分与电源端接地点有直接电气连接 S 中性导体和保护导体是分开的 2020年4月7日 9 TN C三相四线制 T 电源端有一点直接接地 N 电气装置的外露可导电部分与电源端接地点有直接电气连接 C 中性导体和保护导体是合 2020年4月7日 10 TN C S三相四线后五线制 各个字母含义附录 2020年4月7日 11 2 TT系统 中性点直接接地系统 3 IT系统 中性点不接地系统 2020年4月7日 12 第三部分 交流负荷统计1 交流负荷统计 1 交流负荷的种类交流负荷的种类有 动力 包括通信设备 照明 空调和电热等 另一分法 通信设备负荷和建筑负荷 2 交流负荷的性质交流负荷的性质有保证 重要 非保证 一般 负荷之分 2020年4月7日 13 保证 重要 负荷 通信设备负荷 机房照明 机房空调 消防 电梯 水泵 风机等 非保证 一般 负荷 普通照明 节日 道路 办公空调 生活用电等 3 交流负荷的计算 交流设备负荷单相P 220 xI xcos 三相P 1 732x380 xI xcos 其中 I 负荷相电流 cos 功率因数 0 85 2020年4月7日 14 第四部分 UPS电源系统配置 1 UPS容量UPS的容量应根据必须保证的交流负荷总容量确定 并考虑一定的冗余 高原地区还应考虑相应的高原降容系数 UPS视在功率 KVA P 式中 P 交流负荷 KW UPS功率因数0 85 保险系数0 8 高原系数 在海拔低于1000米时 取1 2020年4月7日 15 2 UPS电池容量先UPS容量计算出蓄电池的最大放电电流 再计算出蓄电池的容量 I S Cos U N 式中 S UPS额定容量 VA I 蓄电池最大放电电流 A Cos 负载功率因素 一般取0 85 U UPS蓄电池组放电终了电压 V 单体电池电压10 8V 逆变器的效率 一般也取0 85 N 蓄电池只数 2020年4月7日 16 Q KCIK 保险系数 取值范围1 2 1 67 一般取1 25 I 电池放电电流 C 蓄电池放电容量系数 见下表 市电类别与蓄电池放电时间表 2020年4月7日 17 3 输入 输出屏或交流配电容量配置I 所带远期负荷电流 冗余系数 一般取1 1 2特别地 具体输入 输出路数和电流等级需要根据具体的设备功耗情况确定 4 交流导线截面积计算 2020年4月7日 18 按经济电流密度选择导线截面计算公式 S Im IjS 导线的经济截面积 mm2 Im 最大负荷电流 A Ij 经济电流密度 A mm2 对通信电源的交流线Ij取2A mm2 多芯铜导线 附 电力电缆一般有4 6 10 16 25 35 50 70 95 120 150 185 240 300mm2等种类 按发热情况选择导线截面满足式子 KI IjIj 最大计算负荷电流 A 应为局站的终期容量 I 考虑标准敷设条件 空气温度为25 土壤温度为15 及导线连续发热的容许温升而制定的导线持续容许电流 A 查导线表获取 见表1 其中 导线最大载流量分65 情况下和125 情况下 设计时选择65 情况下最大载流量 K 考虑不同敷设条件的修正系数 2020年4月7日 19 不同敷设条件的修正要考虑的因素很多 主要因素由下式表示 K Kt K1 K2式中 Kt 温度校正系数 见表2 K1 电缆直埋地敷设多根并列校正系数 见表3K2 电缆穿管多根并列在空气中敷设校正系数 见表4 2020年4月7日 20 2020年4月7日 21 表二电缆载流量环境修正系数表 2020年4月7日 22 表三电缆直埋地敷设多根并列校正系数 2020年4月7日 23 表四电缆穿管及桥架修正系数 2020年4月7日 24 按电压损失选择导线截面若供电距离较远时 除按以上两种方法选择外 还应满足电压损失 U 5 的校验 严格情况下 U 2 S 所需导线截面积 mm2 K 使用不同电缆截面积的常数 与设计使用年数有关I 设计负荷电流 A M 配线距离 m V 允许电压降 V 交流导线类型的选择 考虑到受力因素 室外交流电缆一般采用铠装电缆VV22型 考虑到安全因素 室内交流电缆一般采用阻燃软电缆ZR RVV 由于三相负荷的不平衡 以及谐波电流干扰的影响 往往中性线电流较大 使得电力电缆发热严重 为安全考虑 要求选择电力电缆的截面时 三根相线与中性线的截面同粗 包括配电屏上的母线排也一样 2020年4月7日 25 防雷保护地线防雷保护地线采用不小于35平方毫米铜导线 交流保护地线 注 为了安全可靠 接地线应不小于16平方毫米 5 接地 2020年4月7日 26 第五部分 设备选型1 UPS 常规容量 1KVA 2KVA 3KVA 6KVA 10KVA 15KVA 20KVA 30KVA 40KVA 60KVA 80KVA 100KVA 120KVA 140KVA 160KVA 200KVA 300KVA 400KVA 500KVA 600KVA 800KVA等 进出线方式 小于10KVAUPS可以选择 单进单出 和 三进三出 方式 大于等于10KVAUPS选择 三进三出 方式 2020年4月7日 27 2 蓄电池 常规容量 为节省安装空间 一般考虑12V单体 同时为保证安全可靠性 每台UPS应配置不少于2组的蓄电池组 常规单体容量有25AH 50AH 65AH 80AH 100AH 200AH 300AH