电源交流接地基础知识PPT

1、2022-5-8xgy1通信电源通信电源通信设备的供电与接地交流通信设备的供电与接地交流二二一一年一月年一月2022-5-8xgy2通信电源在通信系统中的作用：通信电源在通信系统中的作用：是通信系统的是通信系统的“心脏心脏”。任何通信设备都需要连接电源和接地，任何通信设备都需要连接电源和接地，供电使各种通信设备才有能源和动力；供电使各种通信设备才有能源和动力；接地是确保通信设备可靠工作和安全。接地是确保通信设备可靠工作和安全。通信电源通信电源2022-5-8xgy3通信电源通信电源系统组成：系统组成： 交流供电系统交流供电系统直流供电系统直流供电系统UPSUPS供电系统供电系统接地系统接地系统

2、2022-5-8xgy4通信电源通信电源交流供电系统示意图交流供电系统示意图油机发电机组油机发电机组油机发电机组油机发电机组油机电源配电屏油机电源配电屏交流配电屏交流配电屏发电机室发电机室市市电电变变压压器器交流供电系统交流供电系统由由市电变压器、市电变压器、柴油发电机组、柴油发电机组、油机电源配电屏、油机电源配电屏、交流配电屏组成。交流配电屏组成。2022-5-8xgy5单相交流电的功率单相交流电的功率视在功率: 对电源来说,如果输出电压为U,输出电流为I,则S=U*I （单位为伏安。 有功功率: 电阻上消耗的功率。 *I*COS（单位为瓦） 为电压与电流的相位差，COS叫做功率因数 功率因

3、数cos有功功率/视在功率；(对于油机系统一般取0.8，开关电源系统一般取值0.95)无功功率:电抗上的功率。*I*SIN（单位无功伏安，简称乏ar)三者关系:S=(P2+Q2)1/2通信电源通信电源2022-5-8xgy6三相交流电源三相交流电源 a+Pb+Pc Q = Qa+Qb+Qc S=(P2+Q2)1/2注意三相开关实际相当于单相的开关比如的注意三相开关实际相当于单相的开关比如的开关实际是个开关开关实际是个开关llppllppllpppllpIUIUQPSIUIUQIUIUPUUII33sin3sin3cos3cos3)3,(22对称负载时：2022-5-8xgy7交流配电屏的配置与

4、计算交流配电屏的配置与计算 通信用交流配电屏容量计算 电力室交流配电屏的额定容量应满足：cos38031000PIeeI交流配电屏额定电流（A）交流配电屏保证的交流负荷远期最大值（kW）P 如一台交流屏的容量和负荷分路数不够，可以考虑近期配置一台、远期增装一台的方案2022-5-8xgy8通信电源通信电源交流线径的选择交流线径的选择交流电源导线应根据最大负荷和电力电缆的安全载流量交流电源导线应根据最大负荷和电力电缆的安全载流量（即导线最大容许持续负荷）（即导线最大容许持续负荷）选择截面。如下表所示：选择截面。如下表所示：额定电压0.6/1kV软电缆在室内空气中的载流量：标称标称截面截面mm2最

5、大载流量最大载流量 A标称标称截面截面 mm2最大载流量最大载流量 A一芯一芯二芯二芯三芯三芯四芯四芯五芯五芯一芯一芯二芯二芯三芯三芯四芯四芯五芯五芯1.52.546101625355030405062831131511882442533435971981331622072128365163881211451881826334657821131341701318244352751031221557095120150185240300400 5003043364174675456287449091065248275361427487522-234264323370412489-210238294

6、349385457-191217268314347411-2022-5-8xgy9通信电源通信电源系统组成：系统组成： 交流供电系统交流供电系统直流供电系统直流供电系统UPSUPS供电系统供电系统接地系统接地系统2022-5-8xgy10通信电源通信电源直流供电系统示意图直流供电系统示意图油机发电机组油机发电机组油机发电机组油机发电机组整流器整流器整流器整流器油机电源配电屏油机电源配电屏交流配电屏交流配电屏直流配电屏直流配电屏蓄电池组蓄电池组蓄电池组蓄电池组电池室电池室发电机室发电机室通通信信设设备备市市电电变变压压器器2022-5-8xgy11通信电源通信电源直流不间断供电系统示意图直流不间

7、断供电系统示意图整流器整流器整流器整流器直流配电屏直流配电屏蓄电池组蓄电池组蓄电池组蓄电池组通通信信设设备备电池室电池室交流输入交流输入目前广泛应用目前广泛应用的直流供电方的直流供电方式为式为并联浮充并联浮充供电供电方式方式2022-5-8xgy12直流电源的配电系统：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，分它承接从整流器或蓄电池送来的直流电，分分配和传送到电信机房的设备上去，完成对负载的分配和传送到电信机房的设备上去，完成对负载的分路、保护和监控，以及对对整流器、蓄电池组分路、保护和监控，以及对对整流器、蓄电池组和调压装置的控制与保护。和调压装置的控制与保护。低阻配电系统

8、低阻配电系统：基础电源通过汇流排直接馈送到：基础电源通过汇流排直接馈送到电信机房的机架，由于汇流排等电阻很低，称为电信机房的机架，由于汇流排等电阻很低，称为低阻配电系统；低阻配电系统；高阻配电系统高阻配电系统：是瞬态限流配电系统、又称辐射：是瞬态限流配电系统、又称辐射式馈电，即各电信设备机架电源负载线均用高阻式馈电，即各电信设备机架电源负载线均用高阻电电缆从公共配电点引出。电电缆从公共配电点引出。2022-5-8xgy13开关电源容量计算及配置开关电源容量计算及配置 根据原邮电部根据原邮电部通信电源设备安装设计规范通信电源设备安装设计规范中的规中的规定，整流定，整流 器等换流设备的容量应按近期

9、负荷配置。按器等换流设备的容量应按近期负荷配置。按N+1(10N+1(10台整流器以上每台整流器以上每1010台增加台增加1 1台台) )冗余方式配置容冗余方式配置容量量 I I整流器整流器I I直流设备耗电直流设备耗电+I+I蓄电池充电蓄电池充电+I+I备份备份 其中：其中： I I蓄电池充电蓄电池充电蓄电池容量蓄电池容量(Ah)/10(Ah)/10； I I直流设备耗电直流设备耗电P P直流设备功率直流设备功率(W)/48(W)/482022-5-8xgy14交流负荷（交流引入）的计算交流负荷（交流引入）的计算 P P交流交流P P直流直流/ /转换效率转换效率 P P直流直流整流器台数整

10、流器台数整流器容量整流器容量(A)(A)电压电压(48/24V)(48/24V) 如果按整流机架满配计算交流负荷，可据此选择前端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。交流引入空开和电缆。2022-5-8xgy15蓄电池容量计算及配置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：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：基站按蓄电池组的总放电小时数一般按：基站按3 3小时配置；二类市电传输按小时配置；二类市电传输按3 3小时，其小时，其他按他按2 2小时；三类市电传输按小时；三类市电传输按8 8小时

11、，其他按小时，其他按3 3小时小时 。蓄电池总容量计算为：。蓄电池总容量计算为： 其中：其中：Q Q：蓄电池容量：蓄电池容量(Ah)(Ah)； K K：安全系数，取：安全系数，取1.251.25； I I：负荷电流：负荷电流(A)(A)； T T：放电小时数：放电小时数(h)(h)； ：放电容量系数：放电容量系数( (根据设计规范取值根据设计规范取值) )； t t：实际电池所在地的环境温度数值：实际电池所在地的环境温度数值( (广东广东 按按55考虑考虑) )； :电池温度系数电池温度系数(1/)(1/)，当，当1010放电小时率放电小时率11时，取时，取0.0080.008。)25(1 t

12、KITQ2022-5-8xgy16蓄电池容量计算及配置蓄电池容量计算及配置蓄电池容量计算公式中电流的计算蓄电池容量计算公式中电流的计算 本期扩容后设备的耗电量的计算： I扩容后I运行安全系数I本期新增 I运行电压读数电流读数/48，安全系数取1.12022-5-8xgy17蓄电池容量计算经验系数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，可按下计算蓄电池总容量与要求放电时间有关，可按下式估算：式估算： Q=KQ=K时间时间* *I I1 1小时放电：小时放电： K K时间时间3.313.31； 2 2小时放电：小时放电： K K时间时间4.884.88；3 3小时放电：小时放电：

13、 K K时间时间5.955.95； 4 4小时放电：小时放电： K K时间时间7.527.52；6 6小时放电：小时放电： K K时间时间9.909.90； 8 8小时放电：小时放电： K K时间时间12.6412.64；1010小时以上放电：小时以上放电： K K时间时间1414； 其中其中I I为设备近期耗电量为设备近期耗电量2022-5-8xgy18直流放电回路全程压降分配直流放电回路全程压降分配电电池池直直流流屏屏电电池池电电池池直直流流屏屏直直流流屏屏电电源源分分配配柜柜列列电电源源柜柜列列电电源源柜柜列列电电源源柜柜用用电电设设备备用用电电设设备备用用电电设设备备48V48V电源全

14、程电源全程压降为压降为3.23.2V V( (有电源分配柜）有电源分配柜）48V48V电源全程电源全程压降为压降为3.23.2V V24V24V电源全程电源全程压降为压降为1.81.8V V0.35V0.35V0.5V0.2V0.4V0.5V0.5V0.5V0.5V1.1V1.6V0.2V0.2V0.4V0.35V0.35V0.2V( (无电源分配柜）无电源分配柜）2022-5-8xgy19电源全程压降分配原则：电源全程压降分配原则： 配电设备按标准固定分配，其他应配电设备按标准固定分配，其他应灵活分配；灵活分配； 距离短、缆线数量少应尽可能少分距离短、缆线数量少应尽可能少分配压降；配压降；

15、距离长、缆线数量多应尽可能多分距离长、缆线数量多应尽可能多分配压降。配压降。2022-5-8xgy20通信电源通信电源直流电源导线应根据允许压降选择适当的截面，其计直流电源导线应根据允许压降选择适当的截面，其计算公式如下：算公式如下： I I 按电信设备受电端子电压变化范围的下限电压计按电信设备受电端子电压变化范围的下限电压计算导线中通过的最大电流，算导线中通过的最大电流，A A； I IP P（W W）/40V/40VP P 所连接负荷的最大功耗，所连接负荷的最大功耗，W W； 铜的导电系数，铜的导电系数，57 m/57 m/mmmm2 2L L 馈电回路导线总长度，馈电回路导线总长度，m

16、m；VV 导线上允许的电压降，导线上允许的电压降，V V。)(2mmVLIS直流线径的选择直流线径的选择2022-5-8xgy21难点：难点： 如何确定允许压降如何确定允许压降(v)(v)？1 1、新建局站：、新建局站：2 2、在现用局站、原有设备的基础上扩容：、在现用局站、原有设备的基础上扩容：应注意点：应注意点： 如何计算设备的耗电电流如何计算设备的耗电电流(I)(I)？2022-5-8xgy22通信电源通信电源系统组成：系统组成： 交流供电系统交流供电系统直流供电系统直流供电系统UPSUPS供电系统供电系统接地系统接地系统2022-5-8xgy23通信电源通信电源交流不间断供电系统：交流

17、不间断供电系统：应采用应采用UPSUPS供电系统或逆变器供电系统或逆变器( (直流变交流直流变交流) )供电系统供电。供电系统供电。无论有无市电时，无论有无市电时，所有输出能量都经过电子变换。所有输出能量都经过电子变换。静态旁路维修旁路至UPS输出屏630A开关2梅兰日兰 双机冗余并联功率均分UPS系统图静态旁路维修旁路UPS输入屏630A开关1UPS输入屏630A开关2UPS输入屏630A开关3电池组1电池组1电池组2电池组2至UPS输出屏630A开关12022-5-8xgy24通信电源通信电源UPSUPS容量的配置：容量的配置：UPSUPS在通信设备及监控系统中不少应用在通信设备及监控系统

18、中不少应用，应根据应根据不同应同场合配置不同应同场合配置UPSUPS的容量和蓄电池的容量；的容量和蓄电池的容量；在数据通信系统和电源监控系统中，在数据通信系统和电源监控系统中，UPSUPS应采应采用并联方式供电，两台用并联方式供电，两台UPSUPS要求各配一组蓄电要求各配一组蓄电池。池。在其他通信设备的监系统中，可采用通信用单在其他通信设备的监系统中，可采用通信用单项逆变电源或采用项逆变电源或采用UPSUPS，一般配置一台，一般配置一台UPSUPS和一和一组蓄电池。组蓄电池。UPSUPS的功率应根据连接负荷的总耗电功率确定，的功率应根据连接负荷的总耗电功率确定，并留有并留有20%20%的富余量

19、。的富余量。2022-5-8xgy25通信电源通信电源UPSUPS容量的配置容量的配置（续）（续） ：蓄电池的容量蓄电池的容量Q Q可按放电时间不小于半小时按可按放电时间不小于半小时按下式计算。下式计算。p p 满负荷总功耗，满负荷总功耗，VAVA；v v 蓄电池标称电压，蓄电池标称电压，V V； 变换效率，取变换效率，取0.90.9；h h 放电时间，取放电时间，取0.50.5小时。小时。)(AHhVPQ2022-5-8xgy26通信电源通信电源系统组成：系统组成： 交流供电系统交流供电系统直流供电系统直流供电系统UPSUPS供电系统供电系统接地系统接地系统2022-5-8xgy27 接地系

20、统接地系统新建局（站）应采用新建局（站）应采用联合接地联合接地( (各类通信设各类通信设备的交流工作接地、直流工作接地、保备的交流工作接地、直流工作接地、保护接地及防雷接地共用一组接地体的接护接地及防雷接地共用一组接地体的接地方式地方式) )。接地系统接地系统由接地体、接地体汇接线、接地由接地体、接地体汇接线、接地引入线、接地汇接排四部分组成。引入线、接地汇接排四部分组成。接地引入线接地引入线接地汇接排接地汇接排接地体接地体接地体汇接线接地体汇接线2022-5-8xgy28通信电源通信电源保护与接地：保护与接地：1 1、通信设施中一般采用的接地措施：、通信设施中一般采用的接地措施： a a、

21、防直接雷接地防直接雷接地 b b 、防感应雷接地、防感应雷接地 c c、 保护接地保护接地 d d 、工作接地、工作接地 e e、 局内电缆布线的接地要求局内电缆布线的接地要求 2022-5-8xgy29通信电源通信电源a a、防直接雷接地：、防直接雷接地：由于直接雷的能量非常高，不仅电压非常由于直接雷的能量非常高，不仅电压非常高、而且电流也非常大，因此防直接雷高、而且电流也非常大，因此防直接雷接地，地线设置应考虑能迅速排流，其接地，地线设置应考虑能迅速排流，其接地电阻应根据不同应用场合和土壤电接地电阻应根据不同应用场合和土壤电阻率提出不同的要求，排流接地体不仅阻率提出不同的要求，排流接地体不

22、仅要保证一定的有效截面，而且还要注意要保证一定的有效截面，而且还要注意排流接地体之间有一定的隔距。通常在排流接地体之间有一定的隔距。通常在微波通信工程中应注意高山站的防直接微波通信工程中应注意高山站的防直接雷的地线设计，一般可采用以下图所示雷的地线设计，一般可采用以下图所示的办法的办法。2022-5-8xgy30通信电源通信电源微波站防直接雷接地示意图微波站防直接雷接地示意图：机房平面机房平面采用幅射状的排流接地体采用幅射状的排流接地体30米米15米米排流接地体排流接地体2022-5-8xgy31通信电源通信电源b b、防感应雷接地：、防感应雷接地：这种接地多用于处理室外线缆引入的防雷这种接地

23、多用于处理室外线缆引入的防雷接地，感应雷电一般感应电位较高，为接地，感应雷电一般感应电位较高，为防止高电位冲击、损坏设备，要求室外防止高电位冲击、损坏设备，要求室外缆线引入通信机房之后，需作防雷缆线引入通信机房之后，需作防雷悬浮悬浮接地接地（即机架接地装置必须与机架绝缘）（即机架接地装置必须与机架绝缘）处理，用单独的大截面绝缘导线将机架处理，用单独的大截面绝缘导线将机架接地装置直接连到联合接地线的接线排接地装置直接连到联合接地线的接线排上。如下图所示：上。如下图所示：2022-5-8xgy32警示！警示！20022002年年5 5月月2424日我省湛江分公司赤坎传输机日我省湛江分公司赤坎传输机

24、房广海光缆房广海光缆ODFODF架遭遇强雷击，导至光缆架遭遇强雷击，导至光缆和和ODFODF架起火，虽经及时朴灭，但造成广架起火，虽经及时朴灭，但造成广海光缆海光缆PDHPDH系统中断、湛江系统中断、湛江雷州、徐闻雷州、徐闻的的PDHPDH通道、以及湛江至廉江、吴川的部通道、以及湛江至廉江、吴川的部分电路中断。分电路中断。引起事故的原因是引起事故的原因是ODFODF及光及光缆金属加强芯和金属护套接地不规范。缆金属加强芯和金属护套接地不规范。 通信电源通信电源2022-5-8xgy33通信电源通信电源防雷接地连接示意图：防雷接地连接示意图：一楼电力室一楼电力室二楼二楼三楼三楼四楼四楼光缆光缆光缆加强芯及光缆加强芯及金属屏蔽层金属屏蔽层ODFODFODF悬浮悬浮接地装置接地装置联合接地线的汇接排联合接地线的汇接排2022-5-8xgy34通信电源通信电源c c、保护接地：、保护接地：保护接地目的是为了防止工业用电低压漏保护接地目的是为了防止工业用电低压漏电，造成设备、仪表和人员伤害。要求电，造成设备、仪表和人员伤害。要求通信设备的机架（机壳）、仪