通信电源基础知识培训

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） 信电源基础知识讲座 2 通信电源关键词 电压 (+24482080 电流 (A)功率 /电压 (有功 / 60V(或 220V) 功率 (有功 W/无功 在 者为直角三角形关系 ,视在功率为斜边 ) 功率因数 (为有功和视在的夹角 ) 效率 (输出 /输入 ) 安时 (池容量 )：一般指 10小时放电率的容量， 10000小时 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 ( 开关和电缆的选型 勘查和设计需记录和注意的问题 信电源基础知识讲座 4 市电油机转换屏低压配电屏市电(a)不间断(b)可短时间中断(c)允许中断机楼供电系统组成变压器备用发电机组移动电站监控接地交流配电屏交流配电屏交流配电屏其他直流供电系统蓄电池蓄电池整流器 直流配电屏通信设备通信设备通信设备保证建筑负荷一般建筑负荷不间断电源设备通信用空调通信用空调整流器直流配电屏b)b)b)80V(b)80(b)80V(c)80V(b)80V(a)a)a)低压配电屏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 ： 市电类别 月停电次数 每次故障时间 供电回路数1 1 0 . 5 h 独立可靠两路2 3 . 5 6h 可靠一路3 4 . 5 8h 一路4 经常昼夜停电、供电无保证 一路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 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% 阀控式密封铅酸蓄电池的： 浮充电压 (即整流器工作电压 )： 再充电或均衡充电电压： 1小时放电终止电压： 1 10小时放电终止电压： 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 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 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 ) 信电源基础知识讲座 11 由低压室低压屏380V/400已有交流配电屏( 1 ) 已有开关电源架( 2 )工程1#交流屏内2个空余三相6300本期扩容整流机架交流引入；5直流屏内2个空余500本期交换机房华为直流高阻屏直流引入。1 0 0 4 )5 0 0 6 3 0 3 ) 已有低阻配电屏( 5 )5 0 0 5 0 0 A+4006 3 5 0 0 6 3 0 1 0 0 A + 2 6 3 A + 2 3 2 1 0 0 A + 2 6 3 A + 2 3 2 40402 0 0 A（关口局计费）2 2 0 0 8 )100A 100A+信电源基础知识讲座 12 油机电源市电电源50A 50A 32A 32A 20A 20路（空开）50A4路(空开） 一次下电输出端子路（熔丝）二次下电输出端子继电器继电器浪涌保护装置浪涌电流6 0 k 00池组（1 ） 电池组（2 ）0000路（空开）100A/3P 100A/300信电源基础知识讲座 13 至2 组蓄电池直流配电端子组合开关电源机架结构示意 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： 安全系数 电压读数 电流读数 /48，安全系数取 1.1 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 ( K：安全系数，取 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 )25(1 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=I 1小时放电： 2小时放电： 3小时放电： 4小时放电： 6小时放电： 8小时放电： 10小时以上放电： 14； 其中 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/I 1小时系数： 2小时系数： 3小时系数： 4小时系数： 6小时系数： 8小时系数： 10小时以上系数： 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 其中： 蓄电池容量 (10； W)/48 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 转换效率 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 信电源基础知识讲座 20 常用电源厂家设备简介 见附件 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 面 (前端交流引入为 250A)，二类市电 架 (内装 9台 100 面 (117个 16 面 (169个 169个 ) 2组 1500 已有设备耗电量读数为： 350A/ 本期新增设备耗电需求 15电端子需求 98个 16A 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： 350A 8V 390A 安全系数 390 15000/48 742A 2、算蓄电池容量 (按 2小时 )： 742 3619有电池总容量为30003000/742/ 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 整为 13台；已有 9台，本期扩容 4台模块和 1个整流机架， 3000小时率充电电流 (电池总容量 /10) 4、核算交流引入负荷： 13 100 48/71满配负荷 18 100 48/98满配负荷 98000/60 152A(380V)，前端开关满足要求，660 380 3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 信电源基础知识讲座 24 交流不间断电源系统 ( 常用的 配置 信电源基础知识讲座 25 定义： 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： 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 信电源基础知识讲座 26 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 36084V 信电源基础知识讲座 27 旁路开关柜： 大容量 120 电池开关柜： 不一定有，电池开关有可能装在电池柜内 根据配电需求配置，小容量 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 3060路小容量单相空开，输出开关分配注意三相平衡 信电源基础知识讲座 28 电池组1 电池组2双机并联功率均分系统图静态旁路维修旁路整流器 逆变器静态开关静态旁路整流器 逆变器维修旁路静态开关U P S 输入输出屏6 3 A / 3 P 开关电池开关箱注：电池开关箱内二组蓄电池间装一个转换开关，当市电停电而一台将两组蓄电池并联向一台证后备时间达到设计要求。U P S 输入输出屏6 3 A / 3 P 开关U P S 输入输出屏6 3 A / 3 P 开关U P S 输入输出屏6 3 A / 3 P 开关信电源基础知识讲座 29 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 0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） 信电源基础知识讲座 30 近期负荷配置，在用负荷一般不超过额定容量的 80% 虑过载，容量大于额定电流的 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 们核算 信电源基础知识讲座 31 常用 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 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 代 1 1并机系统 信电源基础知识讲座 32 配置 例：东莞新建智能网交流用电设备耗电需求： 本期负荷 23期负荷 45期用电端子需求 16路 166路 32A，电池后备时间按 30分钟计算 信电源基础知识讲座 33 配置 配置主机容量： 45/57选用 2台 60 配置输入屏：主机输入开关容量 (60000/60) 27A(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 100路 63A 配置交流列柜：主备 2路 100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 160路 32虑三相平衡， 0个 160路 32A 信电源基础知识讲座 34 配置 采用汤浅蓄电池的计算： 1、 60考虑一般计算机负载的功率因数在 取 则其所需直流功率为： P n 逆变效率 =60000 0,526W 2、 电池截止电压的计算 当选择 52V)， 32只 12 放电的终止电压为： 330V/32=取 即 、 每只 52V)电池 30分钟的直流放电功率： 每只 65 查表： 体 ） ， 放电电流为 即 65A=取蓄电池平均放电电压 则放电功率为： 信电源基础知识讲座 35 配置 4、 32只 650分钟后备时间所能做的直流功率 32=26,152W 2组 32只 65 32 2=52,304W 0,526W 5、 选择电池型号 所以 2组 32只 652V） 的电池组已能满足 600分钟后备时间的需求 。 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： 80 1250)N/H/L， 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 信电源基础知识讲座 37 开关和电缆的选择开关 小型断路器已不生产，现在一般使用 型 小型断路器型号： C/D(1 63)， 型用于常规负载， 小型断路器分为： 1P/2P/3P/4P (尺寸 18/36/54/72 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 10倍额定电流， 0 14倍额定电流 小型断路器端子接线面积： 1 32540635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 (63 125)， 1P/2P/3P/4P (尺寸27/54/81/108 63、 80、 100、 125A 型曲线为 7 10倍额定电流， 0 14倍额定电流 接 50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 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 48V)或 24V) 6、地线电缆选用 35 95房总地线引入选用95度超过 100根 信电源基础知识讲座 41 开关和电缆的选择电缆 铜芯聚氯乙稀绝缘电力电缆在空气中敷设的载流量( A / 3 5 摄氏度) ：电缆面积( m m 2 ) 1 6 10 16 25 35 50 70 95 120 150 185 2403/4芯 25 33 44 60 81 102 128 159 195 224 260 2981芯 16 20 27 36 47 64 90 119 147 185 229 281 324 371 423 常用电缆载流量表： 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。 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 流列柜为 如果直流屏负荷电流不超过 1000 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 直流屏48放电回路总压降（V ）电压（V ）配电屏压降（V ）电流矩（A - m ）电池（A h ）导线截面（m 段压降（V ）电流矩（A - m ）导线截面（m 段压降（V ）电流（A ）电流（A ）专业电源架（V ）专业压降（V ）3 0 04204 2 0 2 2 42 0 1 6 02 1 0 0 0 0 2 2 81 1 2 0 02 2 4 0 蓄电池放电回路压降分配图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 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（