基站动力系统铁塔建维部电源材料

,2015年3月江西铁塔建维部电源材料,2015年3月,建维部,撰稿：张翼翔、郑俊、周国师、龙力,审核：饶武辉、袁钰主讲：刘魁,目录,工作原理,一,维护要求,二,蓄电池油机开关电源防雷设备变压器,基础知识,二,阀控密封电池的设计思想和基本原理,工作原理蓄电池,阀控密封蓄电池基本概念,（1）是一种能量的储存装置；作为备用的直流电源优势；（2）“免维护”概念的误导；（3）“密封”设计的概念；（4）基本原理和反应酸性二次可逆电池；氧化还原得失电子反应（在各自不同的区域里进行)（5）遵从现行通信行业标准；（6）蓄电池的结构及品质；（7）维护工作面临的主要问题：标准化的问题；(产品不统一，维护作业难以标准化)维护成本（直、间接）问题；（重建设轻维护）技术指标（可操作性）问题；（参数、规程、测试方法等不统一）容量基本配置原则；失水的问题(8)维护工作的根本出路。综合性维护（建设、运行维护、监控、代维、）预防性维护（通过监控、开关电源、定期检测判别、及时补充电）规范维护体系,工作原理蓄电池,工作原理蓄电池,优质蓄电池产品特点,采用双合金制作极板，蓄电池具有深放电及深循环能力好，耗水量低，耐蚀性能优异。（相应提高均衡性）高效化学反应活性物质配方；（提高充放效率）组合端子。（提高密封性能，降低泄露概率）极群自动焊接。(降低自放电速率)外壳本体材料热封焊。（根除胶层老化开裂问题）短路检测考核充放电效率及容量恢复能力。全容量放电至零伏，正负短接24小时后充满；5次循环后容量恢复不低于95；提供利用新电池开路电压的原始数据；提供充放电时电压、电流特定要求的说明；均充退出动作要可靠；（需开关电源配合）使用后期浮充电压正常时要有浮充电流；（需开关电源配合）,工作原理蓄电池,组成阀控密封电池的必要条件,（1)专门的正极板板栅铅合金，Pb-Sb和Pb-Ca双合金技术及其应用；（2)负极活性物质过量设计原则，为浮充状态下蓄电池使用寿命保证；（3)专门设计功能型单向安全排气阀是阀控电池的必备功能；（4)专门设计功能的超细玻璃纤维是保证蓄电池内部氧气复合的基本条件；（5)专门设计的充电方式是两阶段恒压安全连续充电保证,工作原理蓄电池,阀控铅酸蓄电池基本性能,（1）标称电压：2伏；实际电压：2.15伏左右。新电池的荷电状态可根据电池的开路电压测量来判断，新电池的开路电压应在充满电后常温下静置24小时以上测量获得。（此法不适用于旧电池）,工作原理蓄电池,（2）V开2.15V浮2.25V均2.35三者间0.1伏关系；说明充电电压与电池电压之间保持特定压差才能保证充电效果。（3）V开C新新电池容量与开路电压成正比。（4）V开d液电解液比重与开路电压成正比。（5）DOD（放电深度）循环次数成反比。放出电量越大，充放次数越少；国内较好指标：80DOD，循环次数约1000次。（6）充电量/放电量，应大于1.2倍。（7）d液电解液比重配置与温度成反比。,阀控铅酸蓄电池基本性能,工作原理蓄电池,阀控蓄电池基本性能,（8）虽无记忆效应，但不能亏电。Pb（负）PbO2（正）H2SO4PbSO4H2O以上反应中关键是由右至左的充电反应要得到保证，且越完全越好。即：理论上充电越完全，硫酸铅反应越彻底。可以认为：阀控密封铅酸蓄电池维护工作的重点，是如何保证蓄电池的充电效果和建立并完善蓄电池行之有效的充电方法。（9）单体电池充电电压2.40伏。2.40伏为阀控电池体系的水解电位。国产蓄电池单体充电电压不要超过2.38伏（即48伏系统充电电压不要超过57伏）。,工作原理蓄电池,阀控密封电池的失效模式,（1）板栅的腐蚀与极板的增长（2）电池内部不正常干涸失水（3）负极板表面硫酸盐化（4）热失控（5）早期容量损失,工作原理蓄电池,温度补偿对使用的影响,温度上升影响使用寿命。温度下降影响放电容量。温度补偿必须注意补偿范围：例：20以下2045以上,按3mv/cell5.5mv/cell设定;温补上限不能超过57伏高压告警值，即：单体电压不能超过2.38伏；温补下限不能低于52伏系统开路电压；即：单体电压不能低于2.15伏；问题：无法预先设定温补范围，谨慎使用。,工作原理蓄电池,安全性的问题,（1）大容量电池组（安全合理性、占地、承重、并联连接要求）；（2）设定退出均充（转浮充）的动作要可靠。（3）容量离线放电后，需先尽可能充满再并入。（4）电池外壳材料的阻燃、漏夜问题。（5）UPS系统蓄电池维护要求及其它（太阳能、边际网）（6）放电电流小于10小时率电流1/3以下时必须控制放出容量或控制放电时间。小电流：10/3;电流小于10三分之一以下，电压与时间的关系与标准曲线不对应。,工作原理蓄电池,维护工作中易忽略的问题,（1）交流电三相严重不平衡的影响；（2）使用后期浮充电压正常，无浮充电流的问题；（3）标称容量与实际容量严重不符的问题。（4）长期在线备而不用的蓄电池组的维护；（5)蓄电池组补水的注意事项和要求；(6）单体电池更换数量的影响；(7）新旧电池配合使用的基本原则；（8）在线使用电池容量低于80注意事项；（9）废旧电池的处理要求；（10）蓄电池内阻和剩余容量的讨论；（11）化学法和仪器法对容量恢复的探讨；,工作原理蓄电池,不同放电时率的容量等效关系,以1000Ah蓄电池为例：C10100A(0.1C)10hV终1.80伏C8120A(0.12C)8hV终1.80伏C5160A(0.16C)5hV终1.80伏C3250A(0.25C)3hV终1.80伏C1550A(0.55C)1hV终1.75伏,工作原理蓄电池,国产阀控密封铅酸蓄电池产品现状,现行标准产品检测均合格无法判别优劣现行标准检测内容中相当指标用户无法考核（如：寿命；自放电；均衡性等）产品生产制造很难规范和统一（技术来源；材料选用；生产现状；）产品设计本身有待于不断完善（失水；排气阀精度与寿命；外壳材料；连接可靠性；均衡性；）无精确分类（如：UPS系统,电力系统，太阳能系统；室外使用温度；）,工作原理蓄电池,部分指标的讨论,环境温度15452040阻燃性能必须阻燃。明火检测。电池重量500Ah，7Kg/100Ah；电池容量初容量100容量保存率电池组平均不低于96（28天）密封反应效率95；99排气阀压力范围压力值的稳定性（寿命）端电压均衡性2伏系列50mv；单体间连接压降10mv(1小时率)5mv;(1小时率电流)封口剂老化寿命不低于5年；内阻值无要求误差10；年容量允许下降幅度？,阀控密封铅酸蓄电池使用环境,物理参数：温度；湿度；大气压力；通风换气；温差波动；维护基本条件；维护间距、通道；安装结构与地面承重；供电条件：交流要有保证，三相要均衡；根据交流供电状况选配电池组数；使用条件：保证充满；充电方式（电流，电压）防止过放：(小电流过放难以恢复)使用均衡充电可缩短充电时间，但充电电压要安全退出必须可靠；充入电量要保证，不低于放出电量的120；后期正常浮充状态下，必须有浮充电流；,安装使用初期的维护工作重点,1、及时安装投入使用，避免长期贮存和人为故障；2、连接可靠，不得出现虚接，压降过大等问题，记录开路电压；3、开通需均充补充电，以弥补运输和贮存周期带来的容量损失；4、首次容量检查应认真做好，测出实际容量值，放电参数尽可能靠近10小时率，并保证结束后完全充满；5、容量检查时，同时检查端子压降、单体温度、排气阀是否可靠；6、设定好和蓄电池相关的开关电源参数，做好详细维护记录。,工作原理蓄电池,使用一段时间后（约一个月至三个月之间）的维护工作重点,1、检查连接是否可靠；2、检查浮充电压的一致性，检查落后电池；3、检查设定参数有无变化，是否稳定，特别是充电电压值和充电电流值必须稳定可靠；4、检查单体电池有无泄漏，反极；5、检查排气阀工作是否正常（常闭或常开）。,工作原理蓄电池,使用过程中及使用后期的维护工作重点,1、系统连接检查；2、做好安全隐患的排除；防屋漏、磕碰等；3、可能造成泄漏的部位，如端子、排气阀、壳盖间的密封检查；4、设置参数和实际参数的校对；5、浮充电压与浮充电流的检查及调整；6、定时换气通风，将酸雾及工业气体排出；7、做好定期容量检查，使用前三年，容量检查放出50即可。三年后每年做全容量检查。,工作原理蓄电池,电池使用过程中常见故障的现象、原因和解决方法,1、负极板表面硫酸化的问题；2、反极、实际容量不足的问题；3、压降、压差太大的问题；4、泄漏的问题；5、标称容量与实际容量相差较大的问题；6、小电流长时间放电后难以恢复的问题；7、大容量电池组结构上的设计安全性问题；8、容量检查的可操作性问题；9、确保电池充满的必要条件退出均充电流要尽可能小；（确保退出均充保护功能）,工作原理蓄电池,检测落后电池：对蓄电池组进行远程放电测试。系统在放电约30分钟后(按10小时放电率，若落后电池损伤不大需放电更长时间才显现），整组电池电压即下降到48V，系统判断电池组容量过低，且存在两个落后单体。,工作原理蓄电池,检测落后电池：对单体电池进行电导测试，发现第2,3号电池的电导明显低于其它电池，电导值在700-788s，和平均值2977s相比，仅为正常值的23-26%，偏离参考值70以上。,工作原理蓄电池,阀控密封铅酸蓄电池选购注意事项前提是满足现行检测标准(1)考核产品工艺水平稳定性（包括硬件、软件）(2)生产材料的选用和控制手段及检测指标；(3)总体设计的可靠性和可操作性评价a、开路电压在2.16伏左右，不能太高。b、能够检测到的指标均衡性要尽可能好。如：内阻，自放电，充电时间充电接受能力和充电效率等。C、零部件的使用寿命要和蓄电池整体寿命同步d、系统件（安装连接系统）的设计制作精度要合理可靠，便于操作。尽可能做到通用。,工作原理蓄电池,工作原理蓄电池,电池的时效和气体反应效率随着时效过程在胶体中形成裂隙，气体释出量以指数函数方式降低。反之气体反应效率以指数函数方式提高，如图3。未经时效的新的荷电态胶体电池直接进入浮充。用4天收集的气体量计算再化合效率为53，浮充约2个月再收集气体已经极少，再化合效率达95.5，在65天几乎收集不到气体，再化合效率已99。,0,e、要根据具体使用条件在招标时向厂家提出针对性供货要求（如局房、基站、UPS、电力、太阳能系统、室外使用等）f、安装工作及废旧电池回收尽可能交给厂家去完成。g、系统件（如排气阀）尽可能索取备品。H、品质好的产品标准。1、总体设计（合理性、可靠性、）；2、均衡性（工艺稳定水平）；3、充放电效率（安全，高效、便捷、可靠、均衡）4、容忍性（可恢复性等）5、后期稳定性（容量保持、均衡性等）,工作原理蓄电池,胶体电池的浮充寿命和循环寿命（现5-8年）2V系列胶体电池用于浮充的预期寿命是1214年和良好的循环寿命是基于下述理由：管式极板的总厚度是9.6mm高压压铸成型的正板栅及管式正极板，其设计寿命为20年足够的酸量和较少的失水,工作原理蓄电池,500Ah同容量胶体电池和AGM电池在常温下分别以2.23V和2.25V浮充60周的累计失水量。胶体电池累计60克，AGM累计126克。图中陡峭的斜线是德国阳光胶体电池61高温加速失水试验，浮充态的第9周末已失水近600克。胶体电池在常温下浮充的失水规律是在第2个60周比第1个60周减少了10，即54克，呈递减。但不一定每年减10，正在试验中,工作原理蓄电池,电池由浮充状态转放电状态的电压曲线图5的实际情况是，正常浮充的电池由于电网事故立即脱离充电机进行5h率的放电的实测电压变化曲线。美国电信对该放电曲线中的拐点e的5h率放电时的标准电压是1.86V。,工作原理蓄电池,充电制度无论是AGM还是胶体电池都必须严格控制充电制度。要能够根据环境温度自动调节充电电压。充电电压高，增大的电流产生的气体将超过胶体（或隔膜）中允许穿过的通道的通过能力，使再化合效率降低。充电电压低，将使负极盐化，降低充电接收能力，容量衰减，可能出现落后电池。有效的充电方法是恒流充电至某一电压值后再用小电流恒流充。也可采用恒压限流充电。精确的充电制度是保证电池优秀性能和运行寿命的前提。,工作原理蓄电池,工作原理开关电源,1、老式整流器,2、新式开关电源：利用振荡开关技术，调节脉冲宽度，达到48伏直流输出。效率可达到95%以上。,380伏,60至48伏,开关电源相关参数设置表,工作原理开关电源,。,工作原理开关电源,35,工作原理防雷设备,对沿低压交流线路进入机房的雷电流防护，应优先采用电缆埋地引入机房的方式。对特殊原因电力电缆无法埋地或埋地长度不够，可视情况选用电源SPD。交流电源系统的雷电过电压保护应使用分级保护。,电源用第一级模块式SPD应具有劣化指示、损坏告警、热容保护、过流保护、遥信等功能，并可根据实际需要选择雷电计数功能。严禁将C级40kA的模块型SPD进行并联组合作为80kA或120kA的SPD使用。SPD电源引线与接地引线均不宜超过1m，应以最短、直路径接地。,36,变压器原理,N1/N2U1/U2,高压侧U1,低压侧U2,变压器结构变压器是一种通过改变电压而传输交流电能的静止感应电器。主要部件有：绕组和铁心，绕组是电路，铁心是绝缘套管/调压和保护装置等部件。磁路。除了电磁部分，还有油箱/冷却装置/,变压器的分类按相数可分为：单相、三相按调压方式可分为：有载调压和无载调压按冷却方式分为：干式、油浸式,工作原理变压器,37,工作原理变压器,变压器运行注意事项1、变压器运行中非持证专业人员严禁维护操作作业，高压侧维护作业时必须保留1米的安全防护距离。2、变压器运行中需注意查看接地是否牢固，冷却油油面是否在刻度线以上。3、变压器运行中通过听声音的平稳来初步判断变压器的运行状态。,工作原理变压器,交流电源的要求三相交流电源线连接基本原则：a.交流供电应采用三相五线制；b.零线禁止安装开关或熔断器；c.在零线上除电力变压器近端接地外，用电设备和机房近端不允许接地；d.交流用电设备采用三相四线制引入时，零线不许安装熔断器，在零线上除变压器近端接地外，用电设备和机房近端应重复接地。,39,工作原理油机,控制部分,发电机部分,发动机部分,冷却部分,发电机组结构图,40,工作原理油机,发动机的四冲程,进气冲程,压缩冲程,膨胀冲程,排气冲程,41,工作原理油机,42,工作原理油机,发动机的机体,汽缸盖,气门弹簧,喷油器,气门,43,工作原理油机,励磁机,整流器,转子,定子,AVR(自动电压调节器),风扇,飞轮连接盘,出线端子,无刷四极交流发电机结构图,44,工作原理油机,喷油器,油水分离器,手摇泵,高压油泵,滤清器,油箱,发动机的燃油系统,45,工作原理油机,发动机的润滑系统,46,工作原理油机,发动机的润滑系统,47,工作原理油机,膨胀水箱,机油冷却器,散热器,水泵,发动机的冷却系统,目录,工作原理,一,维护要求,二,基础知识,二,维护要求故障定义及上报流程,重大故障：地市公司同一区域内同时有20个及以上站址（含室外站和室分系统）发生通信故障超过180分钟。较大故障：地市公司同一区域内同时有10个及以上站址（含室外站和室分系统）发生通信故障超过180分钟。一般故障：除重大故障、较大故障外的其他故障。对于较大故障须在10分钟内以工单和电话形式通知地市公司分管领导，启动相应的应急预案；对于重大故障须在10分钟内上报总部建设维护部领导，并以工单和电话形式通知省公司分管领导，启动相应的应急预案。对于较大或重大故障，相关省、市公司领导应到现场指挥抢修。故障处理结束后，对于较大故障，地市公司应于24小时内向省公司提交故障处理报告；对于重大故障，省公司应于48小时内向总部提交故障处理报告。,维护要求故障修复及时率、时长,1实施7*24小时的基站动力环境监控，实时获取各类告警、故障信息，实时响应并及时恢复、解决；2根据客户需求，省、地市公司应对所辖范围内客户租用设备的运行情况进行分析和总结，并定期提供报告；3应分区域、分级别考核各区域基站发电及时率，考察基站不具备发电条件基站的单站未满足续航保障能力次数、平均月站址断电退服时长；4基站温度应保持在035之间，-48V供电通信设备受电端子上电压变动范围应保持在-40-57V之间，+24V供电通信设备受电端子上电压变动范围应保持在+19+29V之间。（以设备使用要求和蓄电池使用要求为准）,维护要求主要指标分析,原移动维护标准：1、随工完成率98%；2、巡检完成率98%；3、故障处理及时率99%；4、发电及时率95%；5、资源数据完整性95%；6、资源数据准确度98%；原三家运营商主要指标对比：1、移动：小区退服率15小时区段网格内小区退服时长/（网格内G网小区总数15小时）10000，15小时计时时间为每天8：0023：00，万分之6(合每月基站平均断站时长8.64分钟）；8：0023：00T/G/LTE小区中断率=中断小区次数/小区总数，千分之5(合每月基站平均断站时长72分钟）2、电信：AB类基站断站时长(分钟)、10，CD类基站断站时长(分钟)、303、联通：A类断站时长、20，B类断站时长、35，c类断站时长、72,维护要求配置标准,五大能力：监测、分析、管理、控制、运营四个目标：精确监控、智能管理、动态控制、高效运营,1.1基站的电源系统对移动通信网络的正常可靠运行发挥着至关重要的作用,以满足基站设备724小时不间断供电为原则，为合理控制建设成本，保证系统易维护、易扩展，特制定本原则。1.2本原则适用于中国铁塔股份有限公司新建基站，对于改造及搬迁基站可参照执行。1.3各分公司应遵照执行本原则。对于有特殊要求的基站，可在本原则基础上进行合理调整。1.4本原则未涉及的内容，应执行工业和信息化部、中国铁塔股份有限公司的相关标准和规范。1.5本原则由中国铁塔股份有限公司负责解释。,维护要求配置标准,2.1新建基站均配置交直流供电系统，分别由交流配电箱（屏）、开关电源（含交流配电单元、整流模块、监控模块、直流配电单元等）和蓄电池组（或蓄电池组+固定发电机组）组成。2.2交流配电箱（屏）容量应按基站远期规划容量配置。2.3开关电源机架容量按基站远期规划容量配置，整流模块容量按近期负荷配置。2.4蓄电池组容量应按近期规划通信负荷配置。,维护要求配置标准,3.1优选从公共电网引入一路380V/220V的交流电源；如无法引入，则在满足供电质量前提下，按以下两种方案引入：从基站所在或附近的建筑物就近引入一路380V/220V的交流电源；自建变压器，引入一路高压市电。3.2自建变压器优选油浸式产品，变压器容量按照基站远期规划容量配置。3.3市电引入容量根据站远期规划容量配置分别按2、4、6基站系统数，2.5、5、7.5通信负载，69、1218、2128交流引入，1015、1525、2535变压器容量。注：1、通信设备总功率为电信运营商通信设备平均功率之和2、各站市电引入容量根据所配蓄电池组容量等因素而不同，建设时需根据实际情况进行计算3、市电引入采用自建变压器方案情况时考虑,维护要求配置标准,4.1新建基站交流配电箱（屏）需配置市电/发电机组切换开关和移动发电机组应急接口。4.2新建基站交流配电箱（屏）输出开关配置微型断路器，用于开关电源、空调、机房墙面插座、照明等设备的接入。4.3交流配电箱（屏）输入总开关前端应配置浪涌保护器（SPD）模块及相应的保护开关，浪涌保护器（SPD）模块最大通流容量指标（8/20s波形）的选取80120ka浪涌保护器。,维护要求配置标准,5.1对于新建基站开关电源的整流模块容量按本期负荷配置，整流模块数按n方式配置。其中：n=基站设备直流负荷+蓄电池充电电流（按基站蓄电池组总容量/10进行计算）/本期配置单个整流模块容量，进位取整数。5.2开关电源宜采用50A的整流模块。5.3开关电源具备发电机组供电模式，能顺序启动整流模块并按需限制输出功率。5.4采用固定发电机组保障的基站，应配置市电/发电机组自动切换装置。5.5典型场景分别按2、4、6系统数配置50A模块3至6个。,维护要求配置标准,6.1.1城区、郊县区域基站采用蓄电池组+移动发电机组保障方式。6.1.2农村区域基站原则上选择蓄电池组（1h）+固定发电机组保障方式6.2.1新建基站蓄电池组的后备时间应结合基站重要性、市电可靠性、运维能力、机房条件等因素确定固定发电机组适用于对噪音要求不高的地面基站；受交通、气候、人为阻挠等影响，导致不能及时发电保障的基站，可适当增加蓄电池组容量。6.2.2农网、离网型市电的基站，可适当增加蓄电池组容量或储油箱容量,维护要求配置标准,6.3.1原则上按照基站电池容量总需求配置一组蓄电池组。可根据实际情况(结合占地面积、承重、安全性等因素)，按总需求容量，将电池拆分为两组进行安装。6.3.2蓄电池组配置容量推荐选用150Ah、200Ah、300Ah、500Ah、800Ah、1000Ah六种容量规格，200Ah及以下蓄电池组可使用12V电池单体组成的蓄电池组。6.3.3优先选用铅酸电池，在机房空间和承重不足或环境恶劣的基站，可选用磷酸铁锂电池，农村地区基站不宜配置磷酸铁锂电池。固定发电机组6.4.1固定发电机组选用柴油型。6.4.2发电机组机房应单独设置，并满足通风、抗震、噪音、消防等要求。6.4.3发电机组容量仅考虑通信负载功率需求。6.4.4发电机组满载连续运行能力不少于12小时。移动发电机组6.5.1应根据各地市公司的基站数量及实际供电质量情况配置移动发电机组,维护要求变压器、发电机,变压器1、周围3米内无杂草、树木和易燃物，位置不易积水2、安全警示牌正常3、三相负载率均小于904、油位正常、无漏油，干燥剂颜色正常5、检验高压拉杆及防护器具柴油发电机组1、无漏油、漏水、漏气、漏电现象2、“紧急停机”按钮位置正确3、电池电压及电解液正常，极柱无腐蚀，充电器正常4、空气过滤器、传动皮带张力、风扇叶片正常5、排烟管道及固定支架完好，机组、油箱、仓库、机房四周无杂物，机组进排风通畅6、润滑油、燃油箱油量、冷却水充足7、空载试机510min（期间发过电的可不做）8、更换机油、三滤和油机其他保养,1、防雷、接地按要求（地阻10欧以下）2、预留油机发电开关或插座3、开关电源配合电池二次下电设定4、交、直流配电屏及运营商界限5、地板承重需根据电池要求(2.0kn/m2)6、交流监控接线端要接到外线端判断停发电7、大站预留油机遥控自启动（油机动环）,需建设配合,工作配合要求蓄电池,控制机房内温湿度：在夏季室外温度最高值连续高于40时，室内温度最高值小于31，温度日平均小于28；湿度最高值小于85%RH，湿度日平均小于80%RH。设备安装完成后，可处于永久待机状态。,结构组成：新风冷气机由风机/湿帘/进水和储水装置/温湿度和监控单元/进出风道等组成。主要工作原理：当机房外的干热空气通过进风道被吸入到湿帘表面时，湿帘表面的水分蒸发吸热，从而使空气温度降低，同时空气中的浮尘也被湿帘吸附并最终排出；控制监控单元对进风、出风及进排水装置实行精确控制，从而达到调解室内温湿度的目的。,实现功能,出风口,一体化主机,新风冷气机系统介绍原理,基站节能-新风系统,2020/6/5,62,基站节能-新风系统,目录,工作原理,一,维护要求,二,基础知识,二,安全用电常识直流供电系统应急供电基站空调防雷接地动力环境监控配电电缆电源仪表基站铁塔,64,1、安全用电常识,1.1配电基础知识,1.1.1输配电系统组成,火力发电厂,110kV220kV330kV500kV,一次降压变电站,35kV,二次降压变电站,10kV,10kV,工厂,变压器台,220V,380V/220V,住宅,为什么输配电系统采用高电压进行电能传输？,65,1、安全用电常识,1.1配电基础知识,1.1.3三相电及测量,10KV由三相三线输入至变压器，每相相差120；在变压器低压侧中性点接地后产生零线，与保护地线共同组成三相五线。,三相五线电压测量对应表,66,1、安全用电常识,1.2安全用电,1.2.1安全电压范围,人体感知电流：成年男性平均为1.1mA成年女性平均为0.7mA人体摆脱电流：成年男性平均为16mA成年女性平均为10.5mA,1.2.2触电及自我保护,不同电流下人体生理现象,安全电压：50V以下。高压：1kV及以上的电压称为高压，1、3、6、10、35、110、330、500kV等。低压：1kV以下的电压称为低压，有220、380V。,67,1、安全用电常识,1.2安全用电,单相触电人体站在大体，一手触及相线，人体承受相电压，触电电流经人体、大地和变压器中性点接地形成回路，触电电流大小与人体电阻有关。两相触电人体触及两根相线，电流由一根相线经人体流至另一根相线，人体承受线电压，危害比单相触电更大。相线中性线触电人体触及相线及中性线，电流由相线流至中性线，人体承受相电压。,1.2.2触电及触电保护：触电,直接接触触电,间接接触触电,跨步电压产生的触电因设备绝缘损坏等漏电形成以故障电流入地点为圆心的20米同心圆，人体在圆内行走，形成跨步电压。距故障电流入地点越近，跨步电压越大。接触电压产生的触电因设备绝缘损坏，人体触及带电设备外壳，手足间形成接触电压，产生触电。,1、安全用电常识,直接接触触电防范措施,（1）接地、接零保护采用接地、接零保护措施后，当电气设备发生故障时，线路上的保护装置会迅速动作而切除故障，从而防止间接触电事故的发生。（2）双重绝缘：为了防止电气设备或线路因基本绝缘损坏或失效使人体易接受部分出现危险的对地电压而引起触电事故，可采用除基本绝缘层之外另加一层独立的附加绝缘（如在橡胶软线外面再加绝缘套管）。（3）自动断开电源：当电气设备发生故障或载流体的绝缘老化、受潮与损坏时，如果电气设备的外露金属部件上等出现危险的接触电压，则须根据低压电网的小运行方式，采用适当的自动元件和连接方法，一般通过熔断器、低路断路器的过滤脱扣器、热继电器以及漏电保护装置，当发生故障时能在规定的时间内自动地断开电源，防止接触电压的危险。,68,1.2安全用电,1.2.2触电及触电保护：触电保护,（1）绝缘：绝缘是用绝缘材料把带电体封闭起来，供以隔离带电体或不同电位的导全，使电流能按一定的路径流通。常用的绝缘材料有瓷、玻璃、云母、橡胶、木材、胶木、布、纸、矿物油等。（2）屏护：当配电线路和电气设备的带电部分不便于包以绝缘或绝缘不足以保证安全时，就应采用屏护装置，常用的屏护装置有遮拦、护罩、护盖、箱盒等，可将带电体与外界隔绝，以防止人体触及或接近带电体而引起触电、电弧短路或电弧伤人。（3）间距：为了防止人体触及或接近带电体，防止车辆或其他物体碰撞或过分接近带电体，以及防止火灾、过电压放电和各种短路事故发生，在带电体与地面之间，带电体与带电体之间、带电体与其他设备之间均应保持一定的间隔和距离。间距的大小决定于电压高低、设备类型以及安装方式等因素。（4）用漏电保护装置作补充防护为了防止人体触及带电体而造成伤亡事故，有必要在分支线路中采用高灵敏度（额定漏电动电流不超过30mA）快速（最在分断时间不大于0.25s）型漏电保护装置。它在正常运行中可作为其他触电防护措施失效或使用者疏忽时直接的补充防护，但不能作为唯一直接接触防护。,间接接触触电防范措施,发现人体触电时严禁直接用手拉，应迅速关闭电源，采取有效的绝缘措施进行救援。,69,2、直流供电系统,2.1电源配套设备种类,70,基站电源系统结构,交流配电,整流模块,整流模块,整流模块,直流配电,监控模块,市电输入,-48VDC,RS485串口总线,电池组1,电池组2,近端后台监控,远端监控中心,RS232,RS232,AC备用输出,2、直流供电系统,2.2直流供电系统组成,2、直流供电系统,集中供电方式,优点：电源设备集中，便于维护；缺点：（1）供电系统可靠性差。（2）长距离供电问题多。（3）各种通信设备混装于同一直流电源系统中，影响了使用性能。（4）集中供电系统需按终期负荷进行设计。（5）需要达到技术要求的专用电力室和电池室。（6）需要24小时专人值班维护，维护成本很高。,分散供电方式,优缺点：分散供电可靠性高。承受故障能力强。分散供电有明显的经济效益，能合理配置电源设备。分散供电存在的问题：由于蓄电池与通信设备放在同一机房，故要求电池密封程度很高，同时考虑到楼板的承受力，电池容量配备受限制，对交流供电可靠性要求高。,71,2.3直流供电方式,72,整流机柜,直流配电单元,监控单元,整流模块,预留空间,（可根据配置需要，加入嵌入式逆变器、UPS及其他19英寸机架式产品。）,整流机柜门,直流防雷器,交流配电（整流器空开及交流变送器等）,交流配电（输入总空开及C/D防雷器等）,预留空间（可根据需要改造为蓄电池仓等）,资料夹,2、直流供电系统,2.4组合式开关电源,2.4.1开关电源组成,组合开关电源直流配电,73,2、直流供电系统,2.4组合式开关电源,2.4.1开关电源组成,一次下电接触器,二次下电接触器,分流器,负载电流越大，放电终止电压设置应该是越低？越高？,2、直流供电系统,I负载/（电池总容量0.1)0.3时45V；0.3I负载/（电池总容量0.1)0.7时44.5V；0.7I负载/（电池总容量0.1)1时44V；1I负载/（电池总容量0.1)2时43.5V；,目前我们暂时沿用一次44.5v二次43.5v,2.4组合式开关电源,2.4.2下电参数设置,开关电源模块配置、参数设置,应急处理原则：先抢通后故障处理,一、模块配置1、电源系统中模块配置要求：（模块容量模块数）（I负载I充（电池容量组数0.1)）2、模块备份要求：基站且满足N1备份；机房满足N3备份。二、模块更换（热插拔）1、分断模块交流电源，拔出故障模块；2、插入新模块，开启模块交流电源，并观察运行状态。三、应急处理的原则：先抢通、后做善后处理,某基站负载23A,二组GFM-300AH电池，开关电源ZXDU300(30A)整流模块配置多少？,2、直流供电系统,2.4组合式开关电源,2.4.3模块配置与更换,76,2、直流供电系统,2.4组合式开关电源,2.4.4维护要求及标准,2、直流供电系统,2.5蓄电池,阀控式铅酸蓄电池的命名规则阀控式铅酸蓄电池的型号识别举例如下：GFM500型,额定容量为：500AH,密封型,阀控式,固定型,78,2、直流供电系统,2.5蓄电池,2.5.1蓄电池原理,VRLA电池的组成电池槽、盖端极柱汇流排正负极群隔膜安全阀,（1）标称电压：2伏；实际电压：2.15伏左右。新电池的荷电状态可根据电池的开路电压测量来判断，新电池的开路电压应在充满电后常温下静置24小时以上测量获得。（此法不适用于旧电池）,79,2、直流供电系统,2.5蓄电池,2.5.2蓄电池维护,蓄电池的充电特性,焊接处断裂,落后电池：故障点正在形成（焊接处蓬松、发泡）,充电量/放电量，应大于1.2倍,80,2、直流供电系统,2.5蓄电池,2.5.2蓄电池维护,3、放电：蓄电池的放电电流不宜太大，一般情况选用10H放电率来对蓄电池进行放电，尽量避免大电流放电（小于1H放电率）。电池放电到终止电压时必须采取保护措施，不得继续放电。,高温环境对蓄电池寿命的影响,高温环境对蓄电池寿命的影响,影响蓄电池寿命的主要因素,1、环境温度2、充电电流3、放电深度4、电池容量的合理配置5、定期维护,81,蓄电池放电终止电压与放电电流之间的关系,2、直流供电系统,蓄电池的放电特性,2.5蓄电池,2.5.2蓄电池维护,82,开关电源的蓄电池管理功能-温度补偿,2、直流供电系统,2.5蓄电池,2.5.2蓄电池维护,83,2、直流供电系统,依据我国标准，阀控式密封铅蓄电池放电时，若温度不是标准温度（25），则需将实测电量换算成标准温度的实际电量Ce，即CrCe1k(t-25)式中：Cr非标准温度下电池放电量；t放电的环境温度；k温度系数，10小时率容量试验时，k=0.006/；3小时率容量试验时，k=0.008/；1小时率容量试验时，k=0.01/。,浮充电压温度补偿由于阀控电池对温度的敏感性，需用温度补偿的方法来抑止电池漏电流的增长，即在温度(25基准温度)升高（/降低）时降低（/升高）浮充电压的办法来平衡漏电流的增加（/减少）。环境温度过高，蓄电池中的化学反应加剧，在充电过程中蓄电池的减压阀会频繁开启加速了失水速度，从而降低了蓄电池寿命。25时，蓄电池的容量为100%；在25以上时，每升高10蓄电池的容量会减少一半。,2.5蓄电池,2.5.2蓄电池维护,84,开关电源的蓄电池管理功能,2、直流供电系统,2.5蓄电池,2.5.2蓄电池维护,电池管理：温度补偿、充电智能限流、自动均充功能、周期均充、欠压保护告警功能。,85,2、直流供电系统,2.5蓄电池,2.5.2蓄电池维护,蓄电池容量的配置如果电池容量偏小则不能满足通信设备在停电时间较长的情况下的正常供电，影响正常通信，电池也易造成大电流过放电；而电池容量太大则不仅是一种浪费，同时也易造成小电流深放电，会影响蓄电池的寿命，所以要合理选择蓄电池的容量。蓄电池容量的选择主要是根据负载总电流、蓄电池的效率、停电时间长短和频繁程度以及扩容情况来决定。,影响蓄电池使用寿命的因素是多方面的。如果蓄电池出现问题，应从多方面对其分析。如：工作的环境温度、蓄电池本身设计制造缺陷、停电频繁程度、放电深度、充电电压（均充和浮充电压）、充电率和放电率、欠压保护情况、安装规范情况、蓄电池的日常维护情况等等，以及时正确的解决问题。,86,蓄电池的维护周期表,2、直流供电系统,2.5蓄电池,2.5.2蓄电池维护,87,2、直流供电系统,2.6通信用后备式铁锂电池系统,1U(19英寸）,4U,充放电循环次数约2000次（相当于目前使用的阀控式铅酸蓄电池500次的4倍）。温度范围宽，可使用于-20+70环境中，高温对其寿命的影响很小（应用于基站的话，可提升空调温度或关闭空调，节能效果显著）。体积和重量相当于同容量阀控式铅酸蓄电池的1/3左右。可快充、快放，充电效率高，大电流放电容量折损小（节能）。绿色环保，废旧电池可完全回收，对环境无污染。配置灵活：多个模块并联可以延长系统的后备时间；电池正极采用磷酸亚铁锂（LiFePO4）材料制作，安全性能好、循环寿命长电池系统采用高性能的BMS电池管理模块，该BMS具备过放、过充、过流、温度等保护功能，并使电池系统与主机良好通讯。,以集成化、小型化、轻型化、智能型集中监控、电池维护和管理、无人值守、使用方便的标准化机柜安装方式、节能环保等特点被广泛应用,磷酸铁锂电池的特点（有待实验验证）,88,2、直流供电系统,2.6通信用后备式铁锂电池系统,89,2、直流供电系统,2.6通信用后备式铁锂电池系统：温度特性,磷酸铁锂电池在不同温度下放电容量特性磷酸铁锂电池在高温环境具有稳定的放电特性，在+40和+60时放出容量与实际容量基本一致。磷酸铁锂电池在低温-20或0的环境放电，能够放出实际容量的一部分,在20时放出实际容量的60%左右；在0时放出实际容量的85以上；在低温-30环境，铁锂电池在没有采取任何保温措施情况下，采用0.1C(A)放电电流进行放电时已不能正常工作。,90,2、直流供电系统,2.7铁锂电池与阀控式铅酸电池性能比较,91,2.8.1直流不间断供电方案,2.8.1.1尽量采用近端处48V电源进行直供电,1、22.5mm2铜线理论最大供电距离可达90米，如加大线径距离可达更远，但超过150米后线缆成本快速上升不建议使用。2、为方便施工，可考虑采用复合光缆（光缆中含电源线）。3、户外使用时需在电缆两端加装直流防雷器。适用场景：楼宇分布。,目的：满足不同场景、不同网络设备供电需求,供电需求：接入层设备用电性质：交流220V直流48V,供电方案：交流不间断供电直流不间断供电,2.8接入网供电系统,2、直流供电系统,92,2.8.1直流不间断供电方案,2.8.1.2DC/DC变换器升压远供方案,1、DC/DC升压变换器输入电压范围为4060V，输出电压5062V可调，输入电压变化不影响输出电压。2、22.5mm2铜线理论最大供电距离可达590米，但超过500米不建议使用。为方便施工，可考虑采用复合光缆（光缆中含电源线）。3、户外使用时需在电缆两端加装直流防雷器。4、适用场景：一般应用于较近距离内的远端负载设备的供电方式如楼宇、小区分布。,2、直流供电系统,93,2.8.1直流不间断供电方案,2.8.1.3DC/DC变换器升压-降压方案,1、DC/DC升压变换器输入电压范围为4060V，输出电压280V，输入电压变化不影响输出电压，RRU处降压至54V（48V)。2、高压直流供电，线路损耗小。22.5mm2铜线理论最大供电距离可达4000米。为方便施工，可考虑采用复合光缆（光缆中含电源线）。3、为确保安全，DC/DC变换器必须提供远端漏电、短路、过载自动关闭输出及防雷等保护功能。4、变换器本身必须有冗余备份，如输出多路时各路之间必须隔离。5、适用场景：小区、高校、铁路公路沿线覆盖。,2、直流供电系统,94,2.8.1直流不间断供电方案,2.8.1.4小型开关电源方案,1、在RRU处直接安装小型开关电源，配置12V小容量蓄电池，为1个或多个RRU供电。如考虑温度影响，可配置胶体或铁锂电池。2、如为户外使用时，必须考虑设备的“三防”，同时考虑防雷保护。3、适用场景：市电引入方便，小型开关电源安装或挂装方便。4、缺点：需考虑小型开关电源动环监控，同时需考虑设备的维护。环境较差时设备特别是蓄电池寿命较短。,2、直流供电系统,95,2.8.2.1在近端处加装DC/DC变换器升压（DC280V）后进行远端供电,1、DC/DC升压变换器输入电压范围为4060V，输出电压280V，输入电压变化不影响输出电压，目前大部分220V供电的RRU可直接由此电源供电。2、高压直流供电，线路损耗小。22.5mm2铜线理论最大供电距离可达4000米。为方便施工，可考虑采用复合光缆（光缆中含电源线）。3、为确保安全，DC/DC变换器必须提供远端漏电、短路、过载自动关闭输出及防雷等保护功能。4、变换器本身必须有冗余备份，如输出多路时各路之间必须隔离。5、适用场景：小区、高校、铁路公路沿线覆盖。,2.8.2交流不间断供电方案,2、直流供电系统,96,2.8.2交流不间断供电方案,2、直流供电系统,2.8.2.2在BBU处加装DC/AC逆变器（AC230V）后进行远端供电,1、DC/AC逆变器输入电压范围为4060V，输出电压AC230V，输入电压变化不影响输出电压。2、高压交流供电，线路损耗小。22.5mm2铜线理论最大供电距离可达4000米。为方便施工，可考虑采用复合光缆（光缆中含电源线）。3、户外使用时两端必须安装防雷单元。4、逆变器本身建议有冗余备份，如输出多路时各路之间必须隔离5、适用场景：小区、高校、铁路公路沿线覆盖。6、缺点：目前通用DC/AC逆变器无法提供远端漏电、短路、过载自动关闭输出、多路输出间相互隔离等保护功能。,97,2.8.2交流不间断供电方案,2.8.2.3特殊场景可在远端处安装小型UPS直接供电,1、其它方法无法解决时，可在RRU处直接安装小型UPS，短延时蓄电池，为1个或多个RRU供电。如考虑温度影响，可配置胶体或铁锂电池。2、如为户外使用时，必须考虑设备的“三防”，同时考虑防雷保护。3、适用场景：市电引入方便，小型UPS安装或挂装方便。4、缺点：需考虑小型UPS动环监控，同时需考虑设备的维护。小型UPS故障率较高，环境较差时设备，特别是蓄电池寿命较短。,2、直流供电系统,98,3、应急供电,3.1常用应急发电机类型,柴油发电机组自燃温度低；压燃式点火，压缩空气和柴油混合物自燃；压缩比较高，一般都在14以上；要求零件具有较高的结构强度和刚度，比较笨重，体积较大；柴油机的喷油泵与喷嘴制造精度要求高，成本较高；动力强劲，振动噪声大；柴油机功率大，经济性能好,汽油发电机组沸点低、容易气化；点燃式点火，燃料在汽缸内靠电火花塞点燃；压缩比较低，通常在10以下；体积小，重量轻；汽油机震动小；转速高；汽油机功率相对较低,99,3、应急供电,3.1常用应急发电机类型,100,3、应急供电,3.2发电机容量计算,例：某中心机房的开关电源有六个整流模块，整流输出电压为48V，每个整流模块的输出电流为100A；中心机房配置有三相15匹空调一台及不间断UPS一套，容量为30KW，该中心机房所需柴油发电机组容量应该选多大？开关电源功率（估算）输出电流：100（A）x5=500（）开关电源功率：500*54=27kw空调功率：0.75x15/0.8=14.1（kVA）不间断UPS视在功率：30 x2=60(KVA)中心机房负载总功率：30KVA14.1KVA2730287（kW）发电机组最佳工作系数，柴油发电机组的计算容量P=87/0.8108KVA。因此该中心机房发电机组的容量应选110kVA的机组较合适。,容量计算公式柴油发电机组需求功率:P=P1/K1P1=负载容量K1=工作最佳系数（目前一般取0.70.8）,101,3、应急供电,3.2数码直流发电机,数码直流48V发电机是针对基站不间断供电要求及蓄电池维护特点而开发的DCG系列。，“通信基站数码直流发电机”具有体积小、重量请能耗低、充电迅速、可靠性高、使用范围光等性能，一种通信基站用高效、节能、环保的数码直流发电机。3000瓦直流发电机重量仅50公斤，可以提供60A、52.5的直流电，油耗仅395克/千瓦时，持续时间长达18小时。直流发电机组输出的直流直接并接入开关电源正、负母排（或电池组的正、负极），直接对供电，在保证负荷供电的同时对蓄电池组充电。高效、节能、环保的直流发电机会成为通信基站后备发电机电源的首选,普通交流发电机供电系统,交流发电机组体积大、重量重、户外携带需3-4人搬运，需投入的人力、设备大。需专业人员现场指导接线、安装、调试时间长，电器接点多、故障率上升。正常使用时，电能经多次分配、变换后，损耗大。基站需要按照最大用电负荷选择交流发电机组作为备用电源，在正常运行时，实际的功率仅为20%-30%的发电率。,数码直流发电机组,体积小、重量轻、工具型，易携带，1-2人即可搬运。接线迅速，方便的并机功能，大大提高设备的机动性，智能充电管理，灵活设置，可针对不同容量电池、负载进行智能充电管理，有效保障电池使用寿命。高效节能，与传统交流交流发电机带开关电源供电相比，