通信电源基础培训学习教案

1、会计学1通信通信(tng xn)电源基础培训电源基础培训第一页，共60页。前言(qin yn)通信(tng xn)电源系统组成一基本概念目 录二三基站电源系统简介(jin ji)及配置四基站节能减排技术应用介绍五第1页/共60页第二页，共60页。前言(qin yn)（1 1）畏惧）畏惧 不要有畏惧心理，怕。电仅仅是生活中看得见、不要有畏惧心理，怕。电仅仅是生活中看得见、经常使用的一种经常使用的一种(y zhn)(y zhn)能源而已。能源而已。（2 2）胆大心细）胆大心细 在了解电源系统基本原理、特性的基础上，进在了解电源系统基本原理、特性的基础上，进行合理利用、分配。行合理利用、分配。（3

2、3）简单化）简单化 电源系统其实就是一种电源系统其实就是一种(y zhn)(y zhn)能源传输、能源传输、分配问题，和光、用户电缆、基站设置一样。分配问题，和光、用户电缆、基站设置一样。第2页/共60页第三页，共60页。前言(qin yn)通信系统对电源(dinyun)的要求通信(tng xn)电源通常称为通信(tng xn)设备的“心脏”。 通信通信设备对电源系统的一般设备对电源系统的一般要求：要求： （1）可靠可靠 （2）稳定稳定 （3）小型小型 （4）高效率）高效率 第3页/共60页第四页，共60页。前言(qin yn)通信(tng xn)电源系统组成一基本概念目 录二三基站电源(di

3、nyun)系统简介及配置四基站节能减排技术应用介绍五第4页/共60页第五页，共60页。基本概念（1）强电(qin din)与弱电第5页/共60页第六页，共60页。（2）交流电（AC）基本概念第6页/共60页第七页，共60页。（3）直流电（DC）基本概念第7页/共60页第八页，共60页。（1）额定功率，指用电器正常工作时的功率，指电源在稳定、持续工作下的最大负载，额定功率代表了一台电源真正的负载能力。（2）功率因素(yn s)（cos）：等于有功功率和视在功率的比（P/S），提高用电设备的功率因数就可以提高发电机总功率中的有功功率,意即电能的利用效率提高。（3）功率计算公式 直流设备功率 P=U

4、I (U=53.5) 交流设备功率 P220= cos UI (U=220) P380=3*U*I*cos (U=380)（4）功率(gngl)（KW）基本概念第8页/共60页第九页，共60页。（5）主要(zhyo)电力元器件基本概念第9页/共60页第十页，共60页。（4）主要(zhyo)电力元器件基本概念第10页/共60页第十一页，共60页。前言(qin yn)通信(tng xn)电源系统组成一基本概念目 录二三基站电源(dinyun)系统简介及配置四基站节能减排技术应用介绍五第11页/共60页第十二页，共60页。通信电源系统由高压配电、变压器、柴油通信电源系统由高压配电、变压器、柴油(ch

5、iyu)(chiyu)发电机组、整流器发电机组、整流器、交、直流配电屏、交、直流配电屏、UPSUPS电源、蓄电池组、变换器和通信设备配电屏组成电源、蓄电池组、变换器和通信设备配电屏组成。高压(goy)配电变压器低压配电屏柴油(chiyu)发电机交流配电屏整流器直流配电屏蓄电池DC/DCDC/AC通信设备UPS电源通信电源系统方框通信电源系统方框图图10KV10KV市电市电380V-48VAC 380/220V380VAC 380V监 控380V保证建筑负荷一般建筑负荷通信用空调AC 380/220VAC 380/220V-48VDC -48V(b)(b)(a)(a)(a)(a)(b)(c)AC

6、 380/220V(b)（a）不间断）不间断（b）可短时间中断）可短时间中断（c）允许中断）允许中断变电站变电站通信电源系统组成系统框图第12页/共60页第十三页，共60页。通信电源系统(xtng)组成简化框图监控监控(jin kn)系统系统第13页/共60页第十四页，共60页。1 1、变电站、变电站由市电引入由市电引入10KV10KV（6KV6KV）至高压配电柜（进线、测量、出线）至高压配电柜（进线、测量、出线）- -变压器（降压变压器（降压到到380V380V）-低压配电柜（进线、补偿、出线分配）。低压配电柜（进线、补偿、出线分配）。2 2、柴油发电机组、柴油发电机组做为市电的备用电源，输

7、出做为市电的备用电源，输出(shch)380V(shch)380V交流电源至低压配电柜通过切换开交流电源至低压配电柜通过切换开关和市电进行切换。关和市电进行切换。3 3、交流配电屏、交流配电屏把把380V380V交流电进行分配。交流电进行分配。4 4、整流器、整流器把把380V380V交流电进行整流，变换成交流电进行整流，变换成-48V-48V直流电。直流电。5 5、直流配电屏、直流配电屏把把-48V-48V直流电进行分配，分到各个通信机房设备直流配电屏。直流电进行分配，分到各个通信机房设备直流配电屏。通信(tng xn)电源系统组成功能第14页/共60页第十五页，共60页。6 6、通信、通信

8、(tng xn)(tng xn)设备配电屏设备配电屏通过电缆连接到通信通过电缆连接到通信(tng xn)(tng xn)设备。分交、直流配电屏两种。设备。分交、直流配电屏两种。7 7、UPSUPS电源电源提供不间断交流电源。输出提供不间断交流电源。输出220V/380V220V/380V交流电源。交流电源。8 8、蓄电池、蓄电池提供交、直流备用电源，为整流器提供提供交、直流备用电源，为整流器提供-48V-48V电源；为电源；为UPSUPS提供提供380V380V电源电源。9 9、直流变换器、直流变换器把把-48V-48V电源变换成设备所需要的不同电压等级的直流电源，例如：电源变换成设备所需要的

9、不同电压等级的直流电源，例如：-12V-12V、-24V-24V、+60+60、-60V-60V、110V110V等等。等等。通信电源(dinyun)系统组成及配置功能第15页/共60页第十六页，共60页。中大容量系列中大容量系列(xli)小容量小容量(rngling)系列系列大容量系列大容量系列(xli)通信电源系统组成直流系统第16页/共60页第十七页，共60页。通信电源系统组成(z chn)原理框图第17页/共60页第十八页，共60页。作用：储存电能、滤波发展历程：开口电池、防酸隔爆电池、铅酸阀控密封电池、铁锂电池、高温电池等。分类：碱性、酸性，碱性主要用在小功率电路中，通信电源一般使用

10、酸性电池。主要技术指标：寿命、密封性、反应效率、均衡性常用(chn yn)容量系列：100、150、200、300、500、1000、1500、2000、3000AH 常用(chn yn)单体电压：2、6、12V。通信电源(dinyun)系统组成蓄电池第18页/共60页第十九页，共60页。作用：配电、测量、过流防护分立配电屏用于中大型局站常见容量(rngling)系列：630、1600、2000、2500一般由开关电源厂家配套提供配电单元：设置在组合开关电源内通常具有二次下电功能通信电源系统(xtng)组成配电屏第19页/共60页第二十页，共60页。电源设备无线设备总配线架传输设备交换设备水平

11、接地分汇集线水平接地分汇集线垂直接地总汇集线接地体(地网)接地引入线建筑钢筋避雷针天线通信(tng xn)电源系统组成接地第20页/共60页第二十一页，共60页。通信供电系统的三种形式：通信供电系统的三种形式：集中供电、分散集中供电、分散(fnsn)供电、混供电、混合供电合供电通信(tng xn)电源系统组成供电方式第21页/共60页第二十二页，共60页。不同(b tn)方式电源系统优缺点 集中供电方式优点是电源设备比较集中，维护比较方便。适用于规模较小的通信局站。 分散供电方式由于供电设备距离通信设备近，配电损耗相对小，系统效率高；配电电缆及安装(nzhung)费用也小。而且可靠性较高，一部

12、分的故障不会影响到全局故障。 混合供电方式为新型能源，非常符合我国目前大力提倡的节能减排的大原则，值得大力推广。但只有在阳光充足或风力充足的特殊情况下才适用，而且，收到场地等诸多因素的限制，适用范围较小。通信电源系统(xtng)组成供电方式第22页/共60页第二十三页，共60页。前言(qin yn)通信电源(dinyun)系统组成一基本概念目 录二三基站电源系统简介(jin ji)及配置四基站节能减排技术应用介绍五第23页/共60页第二十四页，共60页。一、直流供配电系统(xtng)组成 基站直流供电一般采用组合式开关电源系统，开关电源的作用是把交流(jioli)电进行整流滤波，输出纯净的-4

13、8V直流电，一部分给基站主设备供电，另一部分通过监控模块设置给后备蓄电池组充电。基站开关电源由四部分组组：交流(jioli)配电单元、整流模块、监控模块和直流配电单元。电源容量分分架容量和配置容量：分架容量是是大配置容量（满配容量），也就是是多可插入整流模块数*单个整流模块额定容量；配置容量是当前电源配置模块数*单个整流模块额定容量，也就是常说的电源容量。基站电源系统(xtng)简介及配置第24页/共60页第二十五页，共60页。二、直流供配电系统(xtng)-框图基站电源系统(xtng)简介及配置第25页/共60页第二十六页，共60页。二、直流供配电系统(xtng) 基站开关电源直流配电单元负

14、责给通信设备提供直流电源的分配，基站主设备接入一次下电配电单元，传输设备和监控设备接入二次下电配电单元。当市电停电电池放电到一次下电电压设定值时，系统自动断开一次下电负载，剩余电能(dinnng)全部供给二次下电负载，放电电压下降到电池电压保护值时（43.2V），系统自动脱开全部负载，以保护蓄电池不过度放电导致损坏。直流供配电系统(xtng)第26页/共60页第二十七页，共60页。后备(hubi)蓄电池组三、后备(hubi)蓄电池组蓄电池的作用为后备电源，在交流停电(tn din)情况下，因蓄电池与整流器并联，由蓄电池向用电设备供电。蓄电池均、浮充电压，255摄氏度情况，每节蓄电池的浮充电压应

15、为2.23-2.27V，均充电压应为2.30-2.35V。目前，基站配备的蓄电池一般为两组，每组24节，每组容量为300Ah、500Ah，浮充电压一般设定为-54V。第27页/共60页第二十八页，共60页。直流远供四、直流远供用用站的-48V电源作为(zuwi)远程供电系统局端设备的电源输入，将48V电压变换组215410V的高压直流，通过复合光缆将高压直流电源输送给远端设备，远端设备再将高压直流转换组-48V电源供给BBU设备。若BBU为交流供电，则不需要远端设备，直接将高压直流电源供给设备。解决48V直流电源传输距离近，拉远设备引电困难。 局端设备采用(ciyng)n+1模块化配置，是大容

16、量一般在5KW以上，远端设备的容量在600W左右，一般可接入2个RRU。电源传输距离在4KM以上，一般按不超过6KM考虑。第28页/共60页第二十九页，共60页。防雷接地系统五、防雷接地系统通信(tng xn)基站安装SPD浪涌保护器来防止感应雷的破坏。 在交流配电箱安装第一级浪涌保护器（60-120KA），在开关电源交流接入处安装第二级浪涌保护器（40KA），在开关电源直流输出处安装第三级浪涌保护器(15KA)。根据当地年雷暴日天数和通信(tng xn)局站防雷与接地工程设计规范，来计算配置基站每一级浪涌保护器容量。（一）防雷系统(xtng)第29页/共60页第三十页，共60页。防雷接地系统

17、通信电源中的接地(jid)系统按用途可分为：工作接地(jid)、保护接地(jid)、防雷接地(jid)。通信局站各类电信设备的工作接地(jid)、保护接地(jid)以及建筑防雷接地(jid)共同合用一组接地(jid)体的接地(jid)方式称为联合接地(jid)方式。接地(jid)电阻主要由以下三部分组组：接地(jid)线和接地(jid)体本身的电阻；接地(jid)体与周围土壤间的接触电阻；接地(jid)体的散流电阻。一般交换局分房接地(jid)电阻应小于1欧, 基站分房接地(jid)电阻应小于10欧。（二）接地系统第30页/共60页第三十一页，共60页。空调(kn dio)系统六、空调(kn

18、dio)系统目前基站里面普遍采用的是舒适型空调，一般为2匹挂分或3匹柜分。1匹空调的制冷量为2.5KW,耗电量约为900W。空调制冷量需求估算=【（房间面积*150W/m2）+设备功耗】*1.1。一般基站空调按两台主备配置，启动温度(wnd)设置为26-28 。第31页/共60页第三十二页，共60页。基站电源(dinyun)系统配置-外电引入一、外电(wi din)引入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10kV高压市电。2、自建

19、变压器优选油浸式产品，变压器容量按照基站远期规划(guhu)容量配置。3、不管采用何种引入方式，建议各基站要求至少引入一路三类或优于三类（平均月市电故障4.5次，平均每次故障持续时间8h）的市电作为主用交流电源。4、无法引入市电的基站，光资源丰富地区可采用纯光供电方案或光油供电方案。5、市电引入容量根据站远期规划(guhu)容量配置，典型基站容量需求见下表所示：典型基站系统数量（套）246通信设备总功率（kW）注12.5 57.5市电容量需求（kW）注261012202128自建变压器容量（kVA）注3101515252535第32页/共60页第三十三页，共60页。通信(tng xn)电源系统

20、配置-蓄电池1、新建基站建议按照电池容量总需求配置二组蓄电池组；2、蓄电池组配置容量建议选用100Ah、200AH、300Ah、500Ah、600Ah等容量规格，一般优选选用300、500Ah 。3、单体电池电压优先选择2V/只，200Ah及以下蓄电池组可根据实际情况使用12V/只。4、优先选用阀控密封铅酸蓄电池，在分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。不建议在农村地区使用磷酸铁锂电池。5、单组磷酸铁锂电池组容量不应超过200Ah。6、处于夏热冬暖和夏热冬冷温度带的地区宜使用高温电池。7、优先采用蓄电池地埋方式，如无条件地埋，可考虑采用蓄电池柜安装方式。8、不同(b tn)容

21、量、不同(b tn)厂家、不同(b tn)型号、不同(b tn)使用时间的电池，不能并联使用。二、蓄电池组第33页/共60页第三十四页，共60页。蓄电池后备时间： 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、分房条件等因素(yn s)确定，基站蓄电池组后备时间原则上按照下表要求配置，特殊场景下可根据平均断电时长、应急保障到位时间等因素(yn s)进行调整。区域区域蓄电池组蓄电池组后备时间要后备时间要求（求（h）城区3郊县5农村基站具备固定发电分组安装条件1基站不具备固定发电分组安装条件7通信(tng xn)电源系统配置-蓄电池第34页/共60页第三十五页，共60页。蓄电池

22、容量计算： 基站蓄电池容量按照后备时间要求(yoqi)，通过公式Q=1.25KI计算，其中Q为蓄电池容量（AH）,K为放电系数，I为负荷电流，1.25为衰老系数。 负荷电流I=76A，区域按城区考虑，取3小时放电系数4.55，则蓄电池容量等于 76A*4.55H*1.25=432.25AH 选用2组300AH蓄电池组。第35页/共60页第三十六页，共60页。通信(tng xn)电源系统配置-开关电源二、开关电源1、对于新建基站开关电源系统按组合式配置；2、容量计算： 首先是现有用电设备用电量的数据收集；其次是用电需求统计；远期用电需求预估；蓄电池充电电流统计； 以BBU设备为例：现有用电量为1

23、9.6A，新增2台BBU设备，每台7A（功率/53.5V），远期预计新增6台BBU设备。则开关电源容量计算有下面公式： 19.6+2*7+6*7+蓄电池容量/10开关电源容量在计算好蓄电池容量后，方能计算。 76+600/10=136A。 按照(nzho)30A/模块计算需要5块，因模块配置原则规定需采用N+1配置，故开关电源模块容量应为180A，系统容量（分柜总可安装模块数量）按照(nzho)远期考虑，选用300A或者600A系统分柜第36页/共60页第三十七页，共60页。通信(tng xn)电源系统配置-空调五、空调(kn dio)1、室内站原则上应配置舒适性空调、智能通风设备或新风节能一

24、体分；2、空调设备应有备份，一般室内站配置2台2P挂分或1台3P挂分。3、有汇聚设备和BBU池的分房必须配置空调；无汇聚设备和BBU池，且自然条件较好的高山室内站和山区室内站，可以考虑配置地埋式通风管道和智能通风设备。4、室外一体化基站设备仓原则上只配热交换器，不在分柜内配置空调，电池仓应配置空调；对室外分柜中配置超过2台BBU（含）的，可为设备仓配置不超过1KW的小型空调。5、空调制冷量计算(j sun)（KW） （设备功率+环境发热量）*1.21.8 环境发热量=分房面积*0.15 1.21.8为热系数，根据分房周边环境酌情选定。城区内选用1.3，郊区及农村选用1.2。6、匹与制冷量换算：

25、 1匹约等于2.5Kw第37页/共60页第三十八页，共60页。通信(tng xn)电源系统配置-电力电缆六、电力电缆（1）基站交流引入线径按照交流市电引入容量计算。（2）交流配电箱（屏）至高频开关组合电源电缆线径按开关电源分架的满架容量（300A、600A）计算。（3）交流配电箱（屏）至空调分的电缆线径按照空调的容量选择。（4）高频开关组合电源至蓄电池组电缆线径按照远期负荷容量，并满足放电回路(hul)电压降的设计要求选择。（5）高频开关组合电源至无线分架电缆线径按照分架满配置的是大用电负荷及供电回路(hul)的电压降要求选择。（6）各种设备的接地线按照通信局（站）防雷与接地工程设计规范（YD

26、5098-2005）中的相关要求选择。 相线截面(mm2)PE线截面(mm2)S16S1635S/2第38页/共60页第三十九页，共60页。RVVZ型1000V多芯软电缆在室内空气中敷设时的载流量标称7090105125截面mm2单芯二芯三芯四芯五芯单芯二芯三芯四芯五芯单芯二芯三芯四芯五芯单芯二芯三芯四芯五芯1072615348448371635752917868625699837467611697837668621139888827512110697877913311510496842513211610596871511331211131031651461321211101791591431

27、321213516213912511410418816214513412220517615814413022219317115614150204175159144131244207188170155257224210184166280245218200182702532141931791633042482342101913152762452232013452982572432199527223921620418633627526423821735130427224922439234130427024212035631228425623041736132329426846240035931428

28、351742240035131615041035631828926046742737034931451947441036733058049045941036918546439335632028354548741238534760454145742738465755251145040520050938935031659345142137964150046842170355549344324055242238034262848946741169154250745777360753448125059845741237168052949544674358754949583765757952127061

29、771275385230063574478686740076790910861095500896106511001249通信(tng xn)电源系统配置-电力电缆第39页/共60页第四十页，共60页。RVVZ22型1000V多芯软电缆在室内空气中敷设时的载流量标称7090105125截面mm2二芯三芯四芯五芯二芯三芯四芯五芯二芯三芯四芯五芯二芯三芯四芯五芯1065565147766761558372666088797164168881726610494877911310393841231111029225124112102921421291201081561411291171691521411

30、273514813312110917315514312918816815313820618216615050188169153138221200181163239214196177261232213192702282081911722642432242022942612382153182852592339525523021719529328125422932429028523936332428826012033230327324638534431328242838333530245042637433715037933930837845539437233550543739135252248943

31、7394185419379341307518439410369576487455413588545480432200417375338483451406536501451600528476240454409368527492443584546491654576528250491442398569531478531689531706622588通信(tng xn)电源系统配置-电力电缆第40页/共60页第四十一页，共60页。电缆用电缆用途途电缆截面积选择电缆截面积选择颜色选择颜色选择备注备注市电交流引入电缆416mm2 （市电引入容量（市电引入容量15kW）外护套为黑色，内绝缘层分别为A相黄色、

32、B相绿色、C相红色、中性线黑色:若采用五芯电缆引入，要求：外护套为黑色，内绝缘层分别为A相黄色、B相绿色、C相红色、中性线兰色，地线为黄绿线相间色当市电引入距离200m时，应相应增大电缆线径，室外采用铠装电缆425mm2 （市电引入容量（市电引入容量20kW）435mm2 （市电引入容量2530kW）高频开关组合电源交流引入电缆416mm2（满架容量（满架容量300A/48V）425mm2 （满架容量（满架容量600A/48V）电缆截面的选择可根据建设(jinsh)单位要求适当取大。通信(tng xn)电源系统配置-电力电缆第41页/共60页第四十二页，共60页。电缆截面的选择(xunz)可根

33、据建设单位要求适当取大。电缆用途电缆用途电缆截面积选电缆截面积选择择颜色选择颜色选择备注备注蓄电池组直流电缆170mm2正极电源线采用红色，负极电源线采用兰色电池至开关电源超过15米时，电缆截面需取大一级无线设备分架直流电缆一般由无线设备厂家提供地线引入电缆195mm2黄绿色高频开关组合电源工作地线170mm2兰色交流配电箱保护地线116mm2黄绿色高频开关组合电源保护地线116mm2无线设备分架保护地线116mm2一般由无线设备厂家提供走线架的接地线116mm2电池铁架的接地线116mm2通信(tng xn)电源系统配置-电力电缆第42页/共60页第四十三页，共60页。交直流电缆(dinln

34、)选择：小于35mm2，每截面承载电流1.5A，小于120mm2，每截面承载电流1A,大于120mm2，每截面承载电流0.8A。通信(tng xn)电源系统配置-电力电缆保险、开关容量选择：直流保险容量配置：电流2倍，向上取整。交流(jioli)开关容量配置：电流1.5倍，向上去整。第43页/共60页第四十四页，共60页。用电流矩法计算用电流矩法计算(j sun) (j sun) 采用电流矩法计算采用电流矩法计算(j sun)(j sun)导体截面，是按容许压降来选择导线的方法。根据欧姆定导体截面，是按容许压降来选择导线的方法。根据欧姆定律该段导线上由于直流电阻造成的压降可按下式计算律该段导线

35、上由于直流电阻造成的压降可按下式计算(j sun)(j sun)：U=IR=IL/S=IL/s U=IR=IL/S=IL/s 所以所以 S=IL/ S=IL/U U U -U -导线上的电压降（导线上的电压降（V V）=1.4V I-=1.4V I-流过导线上的电流（流过导线上的电流（A A） R -R -导体的直流电阻导体的直流电阻() -() -导体的电阻率（导体的电阻率（* *mm2/m ) L mm2/m ) L -导体长度导体长度(m) S -(m) S -导体的截面积（导体的截面积（mm2mm2） - -导体的电导率导体的电导率(m/(m/* *mm2) mm2) 铜铜=57 =5

36、7 铜铜=34=34主设备(shbi)与电源设备(shbi)距离超过30米，则需计算：通信(tng xn)电源系统配置-电力电缆第44页/共60页第四十五页，共60页。通信(tng xn)电源系统配置案列例：某市区新建机房主设备新装20架，单机柜功率2.675KW，电力室距离45米，机房面积130平方米，试计算电源系统的容量、空调配置容量。1、蓄电池容量计算： 蓄电池输出电流(dinli)= 20*2.675/53.5=1000A 蓄电池容量=1.25*4.55*1000=5687.5AH。则蓄电池选用3组3000AH蓄电池组。2、开关电源系统容量计算 开关电源输出电流(dinli)=1000

37、+6000/10=1600A 开关电源模块数量=1600/100+16/10（上取整）=18 开关电源系统容量1800A。第45页/共60页第四十六页，共60页。通信(tng xn)电源系统配置案列3、空调容量计算： 机房发热量= 20*2.675+130*0.15=73KW 空调制冷量=1.3*73=94.9KW。 则空调配置情况=94.9/2.5=37.96匹，按5P每台考虑，则需配置8台。4、机柜保险计算： 单机柜所需电流=2.675/53.5=50A，则直流保险配置100A保险。5、电缆截面计算： 因距离(jl)超过30米，需计算电缆截面： S=50*45*2/57/1.4=56.39mm。选用RVVZ 1*75mm电力电缆。第46页/共60页第四十七页，共60页。前言(qin yn)通信电源系统(xtng)组成一基本概念目 录二三基站电源系统简介(jin ji)及配置四基站节能减排技术应用介绍五第47页/共60页第四十八页，共60页。一、基站智能新风(xn fn)系统 基站节能型智能通风系统充分用基站室内(sh ni)外的温差而形组热交换，依靠大量的空气流通，