01基站电源系统组成和设备介绍.ppt

基站电源查勘设计培训教材（第一部分）,中国移动通信集团设计院有限公司2008年04月14日,内部资料注意保密,主要内容,一、基站供电系统的介绍二、基站室内地线系统的介绍三、基站电源设备的介绍四、基站电源专业查勘内容五、基站电源专业设计内容,主要内容,一、基站供电系统的介绍二、基站室内地线系统的介绍三、基站电源设备的介绍四、基站电源专业查勘内容五、基站电源专业设计内容,一、基站供电系统,（一）基站电源系统类型,（一）基站电源系统类型,基站内通信设备用电类型常见48VDC、24VDC、220VAC。故基站供电系统相应配置：48V直流供电系统、24V直流供电系统、小容量UPS供电系统。本文主要介绍基站48V直流供电系统。,一、基站供电系统,（二）基站供电系统（48V）设备组成,（二）基站供电系统(48V)组成,交流配电单元,通信负荷分路,直流配电单元,蓄电池保护,整流模块,整流模块,整流模块,监控模块,48VDC通信设备,蓄电池,蓄电池,交流配电箱,浪涌保护器,市电引入,移动油机,空调,照明,高频开关组合电源,交流供电系统,直流供电系统,（二）基站供电系统(48V)组成,交流供电系统：由一路市电电源、一路移动油机电源、浪涌保护器、交流配电箱（具备市电油机转换功能）组成。直流供电系统：由高频开关组合电源（含交流配电单元、监控模块、整流模块、直流配电单元）、两组（或一组）蓄电池组组成。,一、基站供电系统,（三）基站供电系统（48V）运行方式,（三）基站供电系统(48V)运行方式,交流供电系统运行方式,（三）基站供电系统(48V)运行方式交流供电系统,交流配电单元,通信负荷分路,直流配电单元,蓄电池保护,整流模块,整流模块,整流模块,监控模块,48VDC通信设备,蓄电池,蓄电池,交流配电箱,浪涌保护器,市电引入,移动油机,空调,照明,高频开关组合电源,交流供电系统,直流供电系统,市电正常，市电供电,（三）基站供电系统(48V)运行方式交流供电系统,交流配电单元,通信负荷分路,直流配电单元,蓄电池保护,整流模块,整流模块,整流模块,监控模块,48VDC通信设备,蓄电池,蓄电池,交流配电箱,浪涌保护器,市电引入,移动油机,空调,照明,高频开关组合电源,交流供电系统,直流供电系统,市电停电，且移动油机未到站，蓄电池放电,（三）基站供电系统(48V)运行方式交流供电系统,交流配电单元,通信负荷分路,直流配电单元,蓄电池保护,整流模块,整流模块,整流模块,监控模块,48VDC通信设备,蓄电池,蓄电池,交流配电箱,浪涌保护器,市电引入,移动油机,空调,照明,高频开关组合电源,交流供电系统,直流供电系统,市电停电，移动油机到站启动，油机供电,（三）基站供电系统(48V)运行方式交流供电系统,交流配电单元,通信负荷分路,直流配电单元,蓄电池保护,整流模块,整流模块,整流模块,监控模块,48VDC通信设备,蓄电池,蓄电池,交流配电箱,浪涌保护器,市电引入,移动油机,空调,照明,高频开关组合电源,交流供电系统,直流供电系统,市电恢复正常，市电供电,（三）基站供电系统(48V)运行方式交流供电系统,交流供电系统运行方式：（1）市电正常时，由市电供电；（2）市电停电后，移动油机未到站时，站内通信设备由蓄电池放电供电；（3）移动油机到站，待油机启动后，由油机供电；（4）市电恢复后，由市电供电。,（三）基站供电系统(48V)运行方式,直流供电系统运行方式,（三）基站供电系统(48V)运行方式直流供电系统,交流配电单元,通信负荷分路,直流配电单元,蓄电池保护,整流模块,整流模块,整流模块,监控模块,48VDC通信设备,蓄电池,蓄电池,交流配电箱,浪涌保护器,市电引入,移动油机,空调,照明,高频开关组合电源,交流供电系统,直流供电系统,交流电源正常，整流器和电池并联浮充供电,（三）基站供电系统(48V)运行方式直流供电系统,交流配电单元,通信负荷分路,直流配电单元,蓄电池保护,整流模块,整流模块,整流模块,监控模块,48VDC通信设备,蓄电池,蓄电池,交流配电箱,浪涌保护器,市电引入,移动油机,空调,照明,高频开关组合电源,交流供电系统,直流供电系统,交流电源中断，蓄电池单独供电,（三）基站供电系统(48V)运行方式直流供电系统,交流配电单元,通信负荷分路,直流配电单元,蓄电池保护,整流模块,整流模块,整流模块,监控模块,48VDC通信设备,蓄电池,蓄电池,交流配电箱,浪涌保护器,市电引入,移动油机,空调,照明,高频开关组合电源,交流供电系统,直流供电系统,交流电源恢复，整流器供电，并对电池充电,（三）基站供电系统(48V)运行方式直流供电系统,直流供电系统的运行方式：在线恒压充电的全浮充供电方式。（1）当交流电源正常时，由整流器和蓄电池并联浮充供电（整流器一方面给通信设备，一方面又给蓄电池充电，以补充蓄电池因自放电而失去的电量）；（2）当交流电源中断后，由蓄电池单独向通信设备供电；（3）当交流电源恢复供电时，开关电源的监控模块自动启动整流器向通信负荷供电，并对蓄电池进行充电。蓄电池组既为备用电源，又可以吸收高频纹波电流。,主要内容,一、基站供电系统的介绍二、基站室内地线系统的介绍三、基站电源设备的介绍四、基站电源专业查勘内容五、基站电源专业设计内容,二、基站室内地线系统,室外地网,室内地线排,浪涌保护器,交流配电箱,开关电源,抗震铁架,工作地,保护地,二、基站室内地线系统,基站室内地线系统由室内地线排、电源设备的外壳接地、直流系统的工作接地、浪涌保护器的防雷接地组成。室内地线排通过电缆与室外地网相连。地线系统起到保证设备正常工作、保护人身安全等作用。,主要内容,一、基站供电系统的介绍二、基站室内地线系统的介绍三、基站电源设备的介绍四、基站电源专业查勘内容五、基站电源专业设计内容,三、基站电源设备,机房整体布局（例1）,三、基站电源设备机房整体（例1）,南,交流配电箱,室内地线排,浪涌保护器,东,三、基站电源设备机房整体（例1）,南,西,三、基站电源设备机房整体（例1）,西,东,北,高频开关组合电源,蓄电池组,三、基站电源设备机房整体（例1）,北,东,蓄电池组,三、基站电源设备机房整体（例1）,东,南,蓄电池组,三、基站电源设备,机房整体布局（例2）,三、基站电源设备机房整体（例2）,西,交流配电箱,室内地线排,浪涌保护器,南,三、基站电源设备机房整体（例2）,北,蓄电池组,高频开关组合电源,西,蓄电池组,三、基站电源设备机房整体（例2）,东,北,三、基站电源设备机房整体（例2）,南,东,三、基站电源设备机房整体（例2）,西,南,三、基站电源设备,（一）浪涌保护器,（一）浪涌保护器功能介绍,浪涌保护器（SurgeProtectiveDevices，SPD）：通过抑制瞬态过电压及旁路浪涌电流来保护设备的装置。,最大通流容量Imax：SPD不发生实质性破坏，每线（或单模块）能通过规定次数、规定波形模拟雷电流的最大电流峰值。,（一）浪涌保护器（例1）,浪涌保护器,计数器,（一）浪涌保护器（例2）,浪涌保护器,指示灯,计数器,（一）浪涌保护器（例3）,浪涌保护器,断路器保护,（一）浪涌保护器（例3）,浪涌保护器,断路器保护,（一）浪涌保护器配置原则,（1）通信基站的交流电源系统的雷电过电压保护应使用分级保护。（2）交流电源第一级SPD的最大通流容量，应根据局（站）性质、地理环境和当地雷暴日大小来确定。当存在以下不利因素时，应提高交流电源第一级SPD的最大通流容量：局（站）设在高层建筑、山顶、水边、矿区和空旷高地；局（站）设有铁塔或塔楼；无专用变压器；地处少雷区或者中雷区，根据历年统计，时有雷击发生；交流供电线路无法按要求埋地引入；大地电阻率较高致使站内接地电阻偏大。,（一）浪涌保护器配置原则（续）,表移动基站电源浪涌保护器的最大通流容量,说明：1、城市指市区一般公共建筑物、专用机房；2、郊区指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、山区指包括丘陵、公路旁、农民房、水田旁的易遭受雷击的机房。,（一）浪涌保护器配置原则（续）,（一）浪涌保护器配置原则（续）,（3）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之间退耦距离（电缆长度）应不小于5m。（4）在SPD的引接线上，应串接保护空开，防止SPD故障时引起系统供电中断。保护空开的标称电流不应大于前级供电线路空开的1/1.6倍。,（一）浪涌保护器接线方式,31一端口混合型浪涌保护器,中性线对地,相线对中性线,ABCN,（一）浪涌保护器导线选择,表电源SPD连接线和接地线选择表,说明：（1）使用模块式SPD时，引接线长度应小于1m，SPD接地线的长度应小于1.5m。（2）使用箱式SPD时，引接线和接地线长度均应小于1.5m。,三、基站电源设备,（二）交流配电箱,（二）交流配电箱功能介绍,交流配电箱具备两路电源转换（一路市电、一路移动油机），并为开关电源、空调、照明等交流用电设备提供交流供电回路的功能。一般为380V/100A（63A）交流电源总输入。当所需市电引入容量小于5KVA时，可以引入单相220V交流电源。,（二）交流配电箱转换功能,双投刀闸,ATS开关,断路器互锁（推荐）,（二）交流配电箱配电功能（例1）,总输入开关380V/100A,插座,照明,高频开关组合电源1,插座,空调1,空调2,高频开关组合电源2,（二）交流配电箱配电功能（例2）,总输入开关380V/100A,（二）交流配电箱配电功能（例2）,总输入开关380V/100A,插座,照明,高频开关组合电源1,空调1,空调2,高频开关组合电源2,N排,（二）交流配电箱（断路器）,设备容量、功率、电压、电流之间的关系：,三相系统：S=UIP=UICos其中：U=380V,单相系统：S=UI；P=UICos其中：U=220V,断路器容量=计算电流可靠系数（取1.251.5）,S：容量（kVA）P：功率（kW）U：电压（V）I：电流（A）Cos：功率因数，取0.8（开关电源取0.95，空调设备取0.85）,三、基站电源设备,（三）高频开关组合电源,（三）高频开关组合电源功能介绍,高频开关组合电源：将交流电源整流成直流电源，通过内部直流汇集排及直流配电分路为通信设备供电，并对电池进行充电管理。,（三）高频开关组合电源,高频开关组合电源由交流配电单元、直流配电单元、整流模块、监控模块组成。,交流配电单元,通信负荷分路,直流配电单元,蓄电池保护,整流模块,整流模块,整流模块,监控模块,48VDC通信设备,蓄电池,蓄电池,交流电源,高频组合开关电源,（三）高频开关组合电源各单元功能介绍,交流配电单元：输入市电或油机电源，将交流电能分配给开关电源整流模块使用；含有浪涌保护器，作为基站电源系统的第二级防雷保护。,直流配电单元：通过直流汇流母排，将开关电源整流模块输出的直流电能提供给通信设备用电，并对电池进行充电。,整流模块：从交流配电取得交流电能，将交流电整流成直流电，输出到直流母排。,监控模块：实时监测和控制电源系统各部分工作，对电池进行自动管理，具有标准的RS232或RS485通信口，作为后台监控的接口。,高频开关组合电源,（三）高频开关组合电源各单元功能介绍,直流配电单元应具备二次下电功能，确保传输、监控等重要设备的用电。二次下电：电池放电情况下，当电池电压下降到一定值时（比终止电压高），切断部分次要负载，保留对主要负载供电；当电池电压下降到终止电压时，切断所有负载，实现对蓄电池的保护。,（三）高频开关组合电源（例1）,直流配电单元,交流配电单元,整流模块（满架8个、实用3个）,监控模块（1个）,机架规格型号,整流模块规格型号,监控模块规格型号,（三）高频开关组合电源（例2）,直流配电单元,交流配电单元,整流模块（满架10个、实用6个）,监控模块（1个）,机架规格型号,整流模块规格型号,监控模块规格型号,（三）高频开关组合电源面板读数,直流浮充电压2.23V/只24只53.52V,负载电流,（三）高频开关组合电源面板读数,直流浮充电压2.23V/只24只53.52V,每个整流模块的输出电流求和,（三）高频开关组合电源交流配电单元,浪涌保护器（第二级）需要配断路器保护,开关电源交流总输入（可选两路输入，电气和机械连锁，自动或手动转换）,交流输出分路（给整流模块及其他负荷供电）,（三）高频开关组合电源直流配电单元,直流配电回路需有一次下电、二次下电之分，基站设备接在一次下电回路，传输设备、监控设备接在二次下电回路。,电压继电器（一次下电）,电压继电器（二次下电）,（三）高频开关组合电源直流配电单元,一次下电分路,二次下电分路,电压继电器在板背面，已经标识出负载分路特性,（三）高频开关组合电源直流配电单元,断路器容量=计算电流可靠系数（取1.251.5）熔断器容量=计算电流可靠系数（取1.52）,熔断器（蓄电池保护）,熔断器（负荷分路）63A及以上便于接线,断路器（负荷分路）32A及以下,（三）高频开关组合电源内部直流铜排,熔断器（蓄电池保护）,熔断器（负荷分路）,断路器（负荷分路）,直流母排（整流模块输出）,（三）高频开关组合电源整流模块输出,直流母排（整流模块输出）,（三）高频开关组合电源架内信号线连接,（三）高频开关组合电源,高频开关组合电源2007年集采品牌：艾默生、安耐特、中兴、动力源、杭州依顿、通力环、武汉普天、易达、中达电通、广东珠江,三、基站电源设备,（四）蓄电池组,（四）蓄电池组功能介绍,蓄电池是储存电能的一种设备。它能将充电时得到的电能转变为化学能保存起来，需要电能时又能及时将化学能变为电能释放出来，供用电设备使用；这种转换可以反复循环多次。,（四）蓄电池组内部结构,电池槽、盖：超强阻燃塑料；提手：便于搬运；正负极群：板栅采用铅钙合金；微细玻璃纤维隔板；汇流排：耐大电流冲击；端子：内嵌铜芯，电阻最小化，极柱密封技术；安全阀：进口阀帽，具有耐酸和良好的弹性恢复能力。内含电解液,（四）蓄电池组影响寿命的因素,密封阀控铅酸蓄电池的浮充寿命为10年左右，充放电次数为10001200次。除了电池本身的设计、工艺水平和充放电循环周期以外，影响蓄电池使用寿命的因素还包括：（1）放电深度：电池的过放电会严重的缩短电池的使用寿命，因此要严禁电池的过放电。（2）充电电流：充电电流过大会使电池内盈余气体增多，升高电池内压，而且滞留在正极周围的氧会窜入PbO2内层，引起极板氧化腐蚀。（3）环境温度：环境温度越高，电池的寿命越短。（4）电池的不均衡性：多节串联的电池在运行过程中有时会发生容量、端压不一致的情况，通常采用均充的方法来解决。,（四）蓄电池组电池单体间连接,48V蓄电池组由24只2V电池单体正负正负串联组成,2组48V蓄电池组并联工作,（四）蓄电池组安装方式（单层立放）,槽钢加固,抗震铁架,（四）蓄电池组安装方式（双层立放）,槽钢加固,多层安装时需要注意机房地面承重能力。,抗震铁架,（四）蓄电池组安装方式（双层卧放）,多层安装时需要注意机房地面承重能力。,抗震铁架,（四）蓄电池组安装方式（四层卧放）,多层安装时需要注意机房地面承重能力。,抗震铁架,（四）蓄电池组铭牌标志,生产厂家,容量,电压,规格型号,（四）蓄电池组,（2V）蓄电池组2007年集采品牌：威海文隆、华日、丰日、双登、湖北普天、卧龙灯塔、南都、华达、理士奥、GNB（诚讯达）、光宇、吉天利、圣阳、沈阳东北、银泰、德克（陆海仪）,三、基站电源设备,（五）室内地线排,（五）室内地线排,室外地线引入,开关电源直流工作地,设备外壳保护地,浪涌保护器接地,走线架铁件保护地,（五）室内地线排地线引入,地网接地引入,地网接地引入,三、基站电源设备,（六）移动油机用快速插头,（六）移动油机用快速插头（例1）,电缆快速插口,（六）移动油机用快速插头（例2）,电缆快速插口,电缆快速插口,三、基站电源设备,（七）基站用小容量UPS,（七）基站用小容量UPS功能介绍,UPS（即交流不间断电源），是一种含有蓄电池储能装置，以逆变器为主要组成部分的恒压