通信电源勘察设计基础知识 PPT课件

1 通信电源基础知识 通信设备中的电流 人体血管中流动的血液 2 目录 一 通信电源在通信系统中的作用及要求二 通信局 楼 交流供电系统三 通信局 楼 直流供电系统四 通信电力电缆五 接地与防雷六 工程勘察注意事项 3 一 通信电源在通信系统中的作用及要求 1 作用自十九世纪末出现第一台电报机以标志着电信时代的开始 直到今天信息高速公路的飞速发展 都离不开通信电源 通信电源的安全 可靠是保证通信系统正常运行的重要条件 现代通信设备 必须要求不能有瞬间的电源中断 否则整个通信系统有可能造成瘫痪 通信电源在通信局 站 中具有不可比拟的重要地位 把通信电源比喻为人体中的心脏 把流向各种通信设备的电流比喻成人体血管中流动的血液 是非常形象的 通信电源和传输设备 交换设备统称为通信系统三大举足轻重的设备 三者缺一不可 4 一 通信电源在通信系统中的作用及要求 2 要求 1 可靠性高 一般通信设备发生故障影响较小 是局部的 而电源系统发生故障可能是局部的 也可能是全局的 还有可能影响到国家干线的通信 2 稳定性高 各种通信设备都要求电源电压稳定 不允许超过其工作电压范围 3 效率高 能源是宝贵的 日常维护费用的支出 电费是重要的开支 要求整流器有较高的把交流变为直流的转换效率 4 小型化 现在通信设备日益集成化 小型化 通信电源如果不改进 还是庞然大物 就显得极不相称 再则可节约机房面积 5 维护要求高 设备先进了 自动化性能高 设备中运用到集成化电子电路 微机控制等现代电子技术 要求维护人员知识面要宽 5 二 通信局 楼 交流供电系统 1 市电 市电类别 一类市电供电方式 二类市电供电方式 三类市电供电方式 四类市电供电方式 市电变压器 KVA 10KV 0 4KV 空载线电源 实际工作电压0 38KV 6 二 通信局 楼 交流供电系统 2 交流电电源在导体中流动的方向和大小随时间交替变化 其变化规律是随时间按正弦函数变化的叫正弦交流电 交流电 中国频率f 50Hz 220V 美国f 60Hz 240V 110V 日本f 60Hz 110V 三相交流电是由三个幅值相等 频率相同 时序上相差120 相位差的单相正弦交流电组成 7 二 通信局 楼 交流供电系统 3 电功率单位时间内做的功 有功功率 P 电流流经纯电阻性负载产生的功率 单位 瓦 W 千瓦 KW 无功功率 Q 交流电路中 除有功功率P外 还因电流流经储能元件 C L 产生电能 磁能互相交换 而不实际作功 这种交换功率就是无功功率 单位是乏 Var 千乏 KVar 视在功率 S 有功功率和无功功率的几何和 单位是伏安 VA 千伏安 KVA S p2 Q2 功率因数COS P S 8 二 通信局 楼 交流供电系统 1 4 交流功率计算 1 单相电路 2 三相电路P UICOS W KW P 3U线I线COS W KW Q UISin Kvar Q 3U线I线Sin S UI KVA S 3U线I线U 220VU线 380V 9 二 通信局 楼 交流供电系统 5 发电机的作用 为了保证给设备供电及楼内其他用电 电信局内一般都配有自动油机发电机组 当市电中断后 油机发电机通过ATS柜自启动供电或人工起动供电 10 二 通信局 楼 交流供电系统 6 市电 发电机组切换原理图 11 二 通信局 楼 交流供电系统 7 电信局内通常都设有降压变电室 装有降压变压器和多台高 低压柜 配电屏 通过这些设备 把高压电源 一般为10kV 变为低压电源 三相380V 单相220V 供给整流设备和空调照明等设备 12 二 通信局 楼 交流供电系统 低压柜大型通信局楼一般都设有专门的低压配电室 整个局楼的交流用电主干电缆从安装在低压室的低压柜引出 低压柜有几台到数十台 13 二 通信局 楼 交流供电系统 14 二 通信局 楼 交流供电系统 交流配电屏 交流挂箱从低压室低压柜引出主干电缆 另一端进入各楼层的交流配电屏或交流挂箱进行配电 供给电力室的整流设备和其他设备及全部空调照明等设备 电力室的交流配电屏容量一般为400A 630A 可以有多台 交流配电屏可以设两路电源进线 两路进线电源可以切换 以提高供电可靠性 15 二 通信局 楼 交流供电系统 小型空气开关交流配电屏 交流挂箱内配电用 0 5 125A 单极 4极 常用容量 4 6 10 16 25 32 40 63 80 100 125 16 二 通信局 楼 交流供电系统 塑壳断路器 微型断路器容量选择 一般是设备理论用电电流 1 25 1 5倍 最大不大于最大负荷电流的2倍 例 设备理论耗电量为16A 需要配置断路器16A 1 25 20A 断路器容量选25A 17 二 通信局 楼 交流供电系统 8 UPS 不间断电源 UPS的作用为了保证给重要设备提供不间断高质量电能 必须配置UPS 平时由UPS整流 逆变供电 当市电中断后 发电机起动供电之前 整流交流中断 由UPS用所带的电池逆变不间断供电 电池后备时间根据需要0 5h 1h 18 二 通信局 楼 交流供电系统 UPS用所带的电池 19 二 通信局 楼 交流供电系统 UPS分类分为后备式与在线式 后备式 平时不供电 处于待机状态 市电由旁路输出 仅在市电不正常时 由电池逆变输出 输出电能质量差 容量小 在线式 无论市电是否正常 UPS始终处于工作状态 整流 逆变输出 供电质量好 20 二 通信局 楼 交流供电系统 UPS集中供电 N 1并机冗余方案全部交流负载集中供电 由各台UPS平均分担各台UPS的旁路和输出分别并接在一起某台UPS故障时 由其余UPS全部负担该方案目前广泛使用 21 二 通信局 楼 交流供电系统 4 交流不间断电源UPS容量选择 UPS容量 负载总容量 0 8 即负载总容量应为UPS额定容量的80 以下 选择80 主要是考虑到负载起动时的冲击电流以及最佳运行效率 例 UPS的负载如下 PC机50台 P 150W 台 PF 0 68 则S1 220VAx50台 11KVA 服务器5台 P 200W 台 PF 0 75 则S2 264VAx5台 1 32KVA 网络打印机2台 P 1000W 台 PF 0 7 则S3 1430VAx2台 2 86KVA 22 二 通信局 楼 交流供电系统 110V变压器1台 P 8KW 台 PF 0 8 则S4 10KVA 应急照明10个 P 200W 个 PF 0 9 则S5 220VAx10个 2 2KVA 总负载量 S 27 4KVAUPS容量Sn 27 4 0 8 34 25KVA所以选取40KVAUPS 23 9 逆变器 DC AC 的作用 将直流电能变换成交流电能的过程称为逆变 把实现逆变过程的装置称为逆变器 为了保证给重要小容量设备不间断供电 可配置逆变器 逆变器设备工作正常时 48V直流逆变工作 二 通信局 楼 交流供电系统 24 二 通信局 楼 交流供电系统 10 通信交流电源系统的组成 与黑色电缆相关部分 25 1 直流电电荷在导体中流动的方向不变称为直流电 为各类通信设备 通信逆变器和直流变换器提供直流电压的电源 称为直流电源 新建局原则上只提供 48V电源 该直流电源的电池组通常由24只铅酸蓄电池组成 三 通信局 楼 直流供电系统 26 三 通信局 楼 直流供电系统 2 直流供电系统直流供电系统由整流器 蓄电池 直流变换器 DC DC 和直流配电屏等部分组成 整流器的交流电源由交流配电屏引入 整流器的输出端通过直流配电屏与蓄电池和负载连接 整流器与蓄电池并联后对通信设备供电 27 三 通信局 楼 直流供电系统 高频开关电源 整流器 将交流电能变换成直流电能的设备 把实现整流过程的装置称为整流设备或整流器 28 三 通信局 楼 直流供电系统 开关电源系统容量计算根据原邮电部 通信电源设备安装设计规范 YD5040 2005中的规定 整流设备容量按近期负载配置 按N 1 10块整流模块以上每10块备用1块 的备份方式配置 I0 I1 I2 I3I0 开关电源的总容量I1 近期负载 IfzI2 蓄电池的充电电流 Q 10 AI3 备用容量 10块整流模块以下备用1块 10块整流模块以上每10块备用1块 29 三 通信局 楼 直流供电系统 例 假设工程查勘直流实际负荷350A 电池总容量2000AH 则电池充电电流200A 同时进行电池充电时一共550A 已配置8个100A整流模块 本期工程需增加直流负荷80A 同时进行电池充电时一共630A 630A 80 7 9个 需8个100A整流模块 加备用1个模块 总计9个模块 原配置不够 需增加1个整流模块 30 三 通信局 楼 直流供电系统 直流配电屏 进行直流配电 屏内大多安装RT16 NT 型低压高分断能力 熔断器 是参照国外先进技术资料自行设计的一种新型熔断器 具有体积小 重量轻 功耗小 分断能力高等特点 广泛用于电气设备的过载保护和短路保护 31 三 通信局 楼 直流供电系统 通信专业机房列头柜接入主备用电源的 任何一路容量应能承担本柜全部负载 交流列头柜相同 直流配电屏熔断器额定电流值应不大于最大负载电流2倍 各专业机房熔断器额定电流值应不大于最大负载电流1 5倍 负载侧熔断器额定电流值应比电源端小 32 三 通信局 楼 直流供电系统 蓄电池的作用直流通信设备供电是从交流配电屏引入交流进入整流器进行整流 整流器的输出端直流通过直流配电屏与蓄电池和负载连接 整流器输出与蓄电池并联后对通信设备供电 如果没配蓄电池 交流电中断时 整流器无直流输出 直流通信设备供电中断 33 三 通信局 楼 直流供电系统 阀控式铅酸蓄电池可安装在通信机房内 可立放 卧放 叠放 少维护 要考虑机房地面承重能力 安装时特别要注意机房地面荷载能力 34 三 通信局 楼 直流供电系统 蓄电池容量的取定 Qdc KxIxT 1 t 25 K 安全系数取1 25I 负载电流AT 放电小时数h 放电容量系数 见表二 35 三 通信局 楼 直流供电系统 电池温度系数取值 10 T 1时为0 008 1 T时为0 01t 电池所在地的最低环境温度值 有采暖设备时 为15 无采暖设备时 为5 工程中可采用简化公式 计算每组电池容量Q Q CIC 电池容量计算系数 见下表 36 三 通信局 楼 直流供电系统 例 福建移动某交换机房需新增一套直流用电设备 远期的设备用电电流为513A 需要保证4小时放电 问需要配置多少容量的蓄电池 根据 Q CI 7 54 513 3868 02AH需要配置两组2000AH的蓄电池 37 三 通信局 楼 直流供电系统 直流变换器 DC DC 为减小电力机房面积 减少直流电压品种 将所需的小容量的其它等级的直流由标准的 48V进行变换 38 三 通信局 楼 直流供电系统 通信直流电源系统的组成 与红色电缆相关部分 39 四 通信电力电缆 1 通信电源用电缆种类 主要有交流电缆 直流电缆 接地电缆 少量信号线 电缆护套颜色 交流 红色 黄色 绿色 中性线 黑色 浅蓝色 通信电源用阻燃耐火软电缆 YD T1173 2001规定 直流 红色 蓝色 接地线 黄绿相间 40 四 通信电力电缆 2 通信电源用电缆型号 ZA RV 450 750 YD T1173 2001国家通信行标规定电缆代号 目前还习惯用旧代号RVZ 600 铜芯阻燃聚氯乙烯绝缘软电缆 ZA RVV 0 6 1kV 习惯于RVVZ 1000 铜芯阻燃聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套软 应采用阻燃型电缆 41 四 通信电力电缆 3 交流电缆选择与布放 通信用交流线应按远期负荷确定 按长期容许电流选择导线截面 应按电缆敷设地点最热月每天最高温度的月平均值 敷设状态等等因素修正资料给出的电缆载流量 交流电缆应与其他电缆分开布放 42 四 通信电力电缆 4 直流电缆选择 直流电缆选择 按远期负荷确定 按允许电压降选择导线截面 压降计算法 U1 I1 L1 57S1 43 四 通信电力电缆 式中 U1 本段线路压降 V I1 流过导线的远期电流 A L1 导线回路长度 m S 导体截面积 mm2 44 四 通信电力电缆 放电回路总压降 U 从蓄电池 通信设备电源进线端子压降图 U U1 U2 U3 U 3 2V 电缆还应满足载流量要求 45 四 通信电力电缆 5 接地电缆采用外护套为黄绿相间的多股铜芯电缆 46 五 接地与防雷 1 接地 接地的定义将导体连接到 地 使之具有近似大地的电位 可以使地电流流入或流出大地 接地的作用抗外界电磁干扰 提高通信质量 确保人身和设备安全 47 五 接地与防雷 联合接地系统 48 五 接地与防雷 接地的种类 交流接地 交流中性线接地 保护接地 机架外壳等接地 直流接地 48V电源正极接地 防雷接地 铁塔 避雷针等接地 49 五 接地与防雷 接地线要求 通信机房一般设备接地线 16mm2多股铜芯绝缘线 数据服务器 数据采集器 环境监控系统等小型设备的接地线 采用 4mm2铜芯线接到本机架接地排 然后用16mm2铜芯绝缘线接到机房接地排 各层机房分接地排到本层总接地排用16mm2 短距离 应 35mm2 较长距离 铜芯绝缘线连接 50 五 接地与防雷 1 防雷随着通信系统电子设备集成化越来越高 但与以前设备相比 耐受过电压能力低了许多 更容易遭受破坏 雷电流幅值可达上百KA 防雷的定义对建筑物及内部电子信息系统 进行直击雷保护 联合接地 等电位连接 电磁屏蔽和雷电过电压保护 51 五 接地与防雷 0 防雷要求直击雷 感应雷 建筑物设避雷针 避雷带接地 屋面工程应考虑 设备安装浪涌保护器SPD 释放电涌电流入地 限制过电压到下级设备绝缘耐受电压值以下 电源及通信工程应考虑 52 五 接地与防雷 8 综合通信大楼电源雷电过电压保护应参照以下要求 综合通信大楼供电系统的第一级SPD B级 可根据实际情况选择在变压器低压侧或低压配电室电源入口处安装 交流次级保护SPD C级 可选择在后级配电室 机房交流配电屏 楼层配电箱或开关电源入口处安装 交流精细保护SPD D级 可选择在数据 网络等机架配电箱内安装 直流配电屏安装65 90VSPD 直流或UPS集中供电的通信综合楼 在远端机房配电箱内需安装SPD 53 五 接地与防雷 通信综合大楼浪涌保护器SPD最大通流容量要求表 54 五 接地与防雷 9 电源浪涌保护器SPD接线法 在SPD电源侧引接线上 串接保护空开 C特性 或保险丝 标称电流 前级供电线路空开或保险丝的1 1 6倍 一般用16 63A 通