通信電源培訓(xùn)

1、 播控中心播控中心20142014年年5 5月月4 4日日通信電源培訓(xùn)報(bào)告人：王友初MEDIA SUPERHIGHWAYP1 GDWL福建廣電網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)福建廣電網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)目錄第一章 通信電源概述第二章 通信設(shè)備對(duì)電源的基本要求第四章 交流供電系統(tǒng)第三章 通信電源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)第五章 開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)第六章 UPS電源系統(tǒng)第八章 熔斷器和斷路器(空氣開(kāi)關(guān))第七章 電力線纜第十章 對(duì)通信電源的總結(jié)第九章 接地系統(tǒng)MEDIA SUPERHIGHWAYP2 GDWL福建廣電網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)福建廣電網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)第一章 通信電源概述 在通信行業(yè)中，人們通常把電源比喻為通信系統(tǒng)的“心臟”。通信電源供電系統(tǒng)是通信工程中不可缺少的部分，

2、高可靠性、高穩(wěn)定性的通信系統(tǒng)需要依靠高可靠性和高穩(wěn)定性的通信電源做保障。MEDIA SUPERHIGHWAYP3 GDWL福建廣電網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)福建廣電網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)第二章 通信設(shè)備對(duì)電源的基本要求1、可靠性髙：一般的通信設(shè)備發(fā)生故障影響而較小，是局部性的。如果電源系統(tǒng)發(fā)生直流供電中斷故障，則影響幾乎是災(zāi)難性的，往往會(huì)造成整個(gè)電信局、通信樞紐的全部通信中斷。MEDIA SUPERHIGHWAYP4 GDWL福建廣電網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)福建廣電網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)第二章 通信設(shè)備對(duì)電源的基本要求2、穩(wěn)定性高：各種通信設(shè)備都有要求電源電壓穩(wěn)不允 許超過(guò)容許的變化范圍，尤其是計(jì)算機(jī)控制的通信設(shè)備， 數(shù)字電路工作速度高，頻帶寬，對(duì)電壓波

3、動(dòng)、雜音電壓、 瞬變電壓等非常敏感。所以，供電系統(tǒng)必須有很高的穩(wěn)定MEDIA SUPERHIGHWAYP5 GDWL福建廣電網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)福建廣電網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)第二章 通信設(shè)備對(duì)電源的基本要求3、效率高：能源是寶貴的，電信設(shè)備在耗費(fèi)巨資完成設(shè)備投資后，日常的費(fèi)用支出中，電費(fèi)是一筆比重很大的開(kāi)支。尤其隨著通信容量的增大，一個(gè)母局的各種設(shè)備用上百、上千安培直流的用電量已是司空見(jiàn)慣，這時(shí)效率問(wèn)題就特別突出。這就要求電源設(shè)備（主要指整流電源）應(yīng)有較高轉(zhuǎn)換效率，即要求電源設(shè)備的自耗要小。MEDIA SUPERHIGHWAYP6 GDWL福建廣電網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)福建廣電網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)第三章 通信電源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)MEDIA SUPERH

4、IGHWAYP7 GDWL福建廣電網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)福建廣電網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)第三章 通信電源系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 通信電源系統(tǒng)一般由交流供電系統(tǒng)、直流供電系統(tǒng)和接 地系統(tǒng)組成。1、交流供電系統(tǒng) 通信電源的交流供電系統(tǒng)由高壓配電所、降壓變壓器、 油機(jī)發(fā)電機(jī)、UPS和低壓配電屏組成。交流供電系統(tǒng)可以有 三種交流電源：變電站供給的市電、油機(jī)發(fā)電機(jī)供給的自備交流電、UPS供給的后備交流電。2、直流供電系統(tǒng) 通信設(shè)備的直流供電系統(tǒng)由開(kāi)關(guān)電源（AC/DC變換器）、蓄電池和直流配電屏等部分組成。確保通信設(shè)備與人身的安全，通信局站的交流和直流供電系統(tǒng)都必須有良好的接地裝置。MEDIA SUPERHIGHWAYP8 GDWL福建廣電網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)

5、福建廣電網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)第四章 交流供電系統(tǒng)1、交流電一般指大小和方向隨時(shí)間作周期性變化的電壓或電流。它的最基本的形式是正弦電流。我國(guó)交流電供電的標(biāo)準(zhǔn)頻率規(guī)定為50赫茲。單相交流電MEDIA SUPERHIGHWAYP9 GDWL福建廣電網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)福建廣電網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)第四章 交流供電系統(tǒng)2、三相電路：能產(chǎn)生幅值相等、頻率相等、相位互差120電勢(shì)的發(fā)電機(jī)稱為三相發(fā)電機(jī)；以三相發(fā)電機(jī)作為電源， 稱為三相電源；以三相電源供電的電路，稱為三相電路。多相交流電MEDIA SUPERHIGHWAYP10 GDWL福建廣電網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)福建廣電網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)第四章 交流供電系統(tǒng) 三相三線制是三相交流電源的一種連接方式，從3個(gè)線圈的端

6、頭引出3根導(dǎo)線，另將3個(gè)線圈尾端連在一起，又叫星形接線，常用符號(hào)“Y”表示，這種引出3根導(dǎo)線供電的方式叫三相三線制。若還從3個(gè)線圈尾端的連接點(diǎn)上再引出1根導(dǎo)線，這種引出4根導(dǎo)線的供電方式叫三相四線制方式。除此4根導(dǎo)線外還有1根導(dǎo)線專(zhuān)用于保護(hù)地線的供電方式叫做三相五線制供電。3、三相三線制供電、三相四線制供電、三相五線制供電MEDIA SUPERHIGHWAYP11 GDWL福建廣電網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)福建廣電網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)第四章 交流供電系統(tǒng)4、三相交流電和單相交流電相比有何優(yōu)點(diǎn)？ 三相交流電較單相交流電在發(fā)電、輸配電以及電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能等方面都有明顯的優(yōu)勢(shì)。例如，制造三相發(fā)電機(jī)、 變壓器都較制造單相的省材料，

7、而且構(gòu)造簡(jiǎn)單，性能良。同時(shí)，三相輸電較單相輸電電能損耗少等。MEDIA SUPERHIGHWAYP12 GDWL福建廣電網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)福建廣電網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)第四章 交流供電系統(tǒng)5、為什么在低壓電網(wǎng)中普遍釆用三相四線制？ 用星形連接的三相四線制，可以同時(shí)提供兩種電壓值，即線電壓和相電壓。既可提供三相動(dòng)力負(fù)載使用，又可提供單相照明使用。例如常用的低電壓380/220V，既可提供需要電源電壓380V的三相交流電動(dòng)機(jī)使用，又可同時(shí)提供單相220V的照明電源。MEDIA SUPERHIGHWAYP13 GDWL福建廣電網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)福建廣電網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)第四章 交流供電系統(tǒng)6.交流設(shè)備電流及輸入功率計(jì)算(1)單相電（220V)

8、已知設(shè)備額定電流I (A)，則其額定功率P=I220V，單位為瓦特(W)。(2)三相電（380V)已知設(shè)備額定電流I (A)，則其額定功率 P=I380V 1.732功率因數(shù)，單位為瓦特(W)。 上述算得的功率是設(shè)備“凈”耗用的功率，尚未考慮配電效率。如果加上配電設(shè)備、電纜上“浪費(fèi)”的功率，計(jì)算配電箱功率時(shí)，則需要放大一些，在這種簡(jiǎn)單的配電線路中，一般用P/0.95即可。MEDIA SUPERHIGHWAYP14 GDWL福建廣電網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)福建廣電網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)第四章 交流供電系統(tǒng)7、交流配電屏(箱）配置計(jì)算某小區(qū)新建1座基站，前端交流引入開(kāi)關(guān)如何配置？1、計(jì)算基站總負(fù)荷(1)開(kāi)關(guān)電源，假設(shè)新建1套-

9、48V/300A組合式開(kāi)關(guān)電源，按總?cè)萘坑?jì)算前端需要交流電， I=W/(3801.732效率功率因數(shù))=48300/(3801.7320.950.8)=28.8A(2) 空調(diào)，假設(shè)配置2臺(tái)3匹， I=23735/(3801.7320.950.8)=8.8A(3)照明及插座， I=(500+1000)/(3801.7320.950.8)=3A2、I總=28.8+8.8+3=40.6A，考慮一定的冗余，可選擇大于50A的三相交流開(kāi)關(guān)，一般選擇63A接入。MEDIA SUPERHIGHWAYP15 GDWL福建廣電網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)福建廣電網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)第五章 開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)1、穩(wěn)壓電源可分為三種：線性穩(wěn)壓電源、相控

10、穩(wěn)壓電源、開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源。(1)相控電源體積大、效率低、功率因數(shù)低，嚴(yán)重污染電網(wǎng)，已逐漸被淘汰。(2)線性穩(wěn)壓電源的線路簡(jiǎn)單、干擾小，對(duì)輸入電壓和負(fù)載變化的響應(yīng)非常快，穩(wěn)壓性能非常好。 但是，線性穩(wěn)壓電源效率較低，只有20%40%，發(fā)熱損耗嚴(yán)重，所需的散熱器體積大，重量重，另外線性電源對(duì)電網(wǎng)電壓大范圍變化的適應(yīng)性較差，因此線性電源主要用在小功率、對(duì)穩(wěn)壓精度要求很高的場(chǎng)合。(3)開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源和線性穩(wěn)壓電源相比，功率轉(zhuǎn)換效率高，可達(dá)65%90%，發(fā)熱少，體積小、重量輕，對(duì)電網(wǎng)電壓大范圍變化具有很強(qiáng)的適應(yīng)性，電壓、負(fù)載穩(wěn)定度高，但是線路復(fù)雜，電磁干擾和射頻干擾大。MEDIA SUPERHIGHWAYP

11、16 GDWL福建廣電網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)福建廣電網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)第五章 開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)(4)線性電源和開(kāi)關(guān)電源比較MEDIA SUPERHIGHWAYP17 GDWL福建廣電網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)福建廣電網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)第五章 開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)2、開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)的組成(1)交流配電屏(掛墻或落地)，主要給整流機(jī)架供交流電；(2)整流機(jī)架(內(nèi)裝整流模塊、監(jiān)控模塊等)，交流輸入/直流輸出；(3)直流配電屏，整流器輸出通過(guò)直流屏內(nèi)熔絲或開(kāi)關(guān)輸出到通信設(shè)備；(4)蓄電池，市電正常時(shí)由整流器進(jìn)行浮充，停電時(shí)對(duì)通信設(shè)備供電。3、開(kāi)關(guān)電源的分類(lèi)：組合型開(kāi)關(guān)電源、分立式開(kāi)關(guān)電源MEDIA SUPERHIGHWAYP18 GDWL福建廣電網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)福建廣電網(wǎng)絡(luò)

12、集團(tuán)第五章 開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)4、一次下電和二次下電為確?；緜鬏斚到y(tǒng)在基站停電的情況下能維持較 長(zhǎng)時(shí)間正常工作，在基站的開(kāi)關(guān)電源中設(shè)置了兩級(jí)低壓保護(hù)裝置，在基站停電的情況下，由蓄電池供電給基站的BTS及傳輸設(shè)備，當(dāng)電池電壓低于第一級(jí)保護(hù)關(guān)斷電壓時(shí)，假設(shè)為-47V，切斷基站重負(fù)載BTS設(shè)備的供電，電池只給傳輸設(shè)備供電；當(dāng)電池電壓低于第二級(jí)保護(hù)關(guān)斷電壓時(shí)，假設(shè)為-45V，切斷基站傳輸設(shè)備的供電(即切斷棊站全部負(fù)載)，保護(hù)蓄電池，不致電池過(guò)放電。MEDIA SUPERHIGHWAYP19 GDWL福建廣電網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)福建廣電網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)第五章 開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)5、蓄電池(1)蓄電池容量單位：Ah(安時(shí)）(2)蓄電池

13、容量計(jì)算方法：計(jì)算蓄電池容量前需確定近期耗電量和蓄電池放電小時(shí)數(shù)蓄電池總?cè)萘坑?jì)算公式為：其中：Q:蓄電池容量(Ah)； K:安全系數(shù)，取1.25； I:負(fù)荷電流(A)； T:放電小時(shí)數(shù)(h)； t:實(shí)際電池所在地的環(huán)境溫度數(shù)值； :放電容量系數(shù)(根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范取值)； :電池溫度系數(shù)(1/C),當(dāng)10放電小時(shí)率務(wù)1時(shí),取=0.008。MEDIA SUPERHIGHWAYP20 GDWL福建廣電網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)福建廣電網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)第五章 開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)6、開(kāi)關(guān)電源容量計(jì)算和配置根據(jù)原郵電部通信電源設(shè)備安裝設(shè)計(jì)規(guī)范中的規(guī)定，整流器等換流設(shè)備的容量應(yīng)按近期負(fù)荷配置。按N+1(10臺(tái)整流器以上每10臺(tái)增加1臺(tái)）冗余方

14、式配置容量 N=（I直流設(shè)備耗電+I蓄電池充電)/I整流器+N備份 其中：I蓄電池充電=蓄電池容量(Ah)/10； I直流設(shè)備耗電=P直流設(shè)備功率（W)/48MEDIA SUPERHIGHWAYP21 GDWL福建廣電網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)福建廣電網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)第五章 開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)配置開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)舉例：某地二干中繼機(jī)房勘察記錄如下(1)開(kāi)關(guān)電源型號(hào)為：PS48300/25，共4個(gè)整流模塊，空閑8個(gè)模塊位置，整流模塊型號(hào)為HD4825，每個(gè)模塊容量為25A;(2)開(kāi)關(guān)電源電壓讀數(shù)：53.8V，電流讀數(shù)：25A;(3)開(kāi)關(guān)電源沒(méi)有空閑的直流電源端子，列頭柜有11個(gè)空閑16A 空氣開(kāi)關(guān)；(4)2組500Ah蓄電池；本期

15、新增設(shè)備耗電按12.2A計(jì)。如何配置整流模塊呢?MEDIA SUPERHIGHWAYP22 GDWL福建廣電網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)福建廣電網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)第五章 開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)計(jì)算如下：(1)計(jì)算設(shè)備擴(kuò)容后機(jī)房的耗電量：53.8V25A/48V+12.2A=40.2A(2)蓄電池放電小時(shí)數(shù)計(jì)算：按照蓄電池放電10小時(shí)以上取系數(shù)T= (2500Ah)/(l.440.2A)=17.7h蓄電池放電時(shí)間滿足機(jī)房要求，不需要擴(kuò)容。(3)整流模塊計(jì)算40.2A+(2500Ah)/10h/25A=5.6，約為6個(gè) 按照N+1冗余方式配置得出擴(kuò)容后需要7個(gè)整流模塊，因此本期需要新增3個(gè)HD4825整流模塊。MEDIA SUPERHI

16、GHWAYP23 GDWL福建廣電網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)福建廣電網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)第六章 UPS電源系統(tǒng)1、概念： UPS電源也叫不間斷電源，它是能夠?qū)崿F(xiàn)兩路電源之間不間斷地相互切換的電氣裝置。它的功能是保證向負(fù)載提供持續(xù)不間斷高質(zhì)量的交流電源。MEDIA SUPERHIGHWAYP24 GDWL福建廣電網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)福建廣電網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)第六章 UPS電源系統(tǒng)2、UPS電源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖MEDIA SUPERHIGHWAYP25 GDWL福建廣電網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)福建廣電網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)第六章 UPS電源系統(tǒng)(4)UPS輸出屏：根據(jù)配電需求配置，小容量UPS可以和UPS輸入屏合成1個(gè)屏；(5)交流列柜：為通信設(shè)備進(jìn)行末端配電，一般雙路輸入 有些UP

17、S系統(tǒng)還有旁路開(kāi)關(guān)柜，電池開(kāi)關(guān)柜等。3、UPS系統(tǒng)組成(1)UPS輸入屏(2)主機(jī)：2臺(tái)或2臺(tái)以上；(3)電池組：每組電池一般由30或32只12V單體串聯(lián)，總電壓為360V或384V;MEDIA SUPERHIGHWAYP26 GDWL福建廣電網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)福建廣電網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)第六章 UPS電源系統(tǒng)4、工作方式：(1)后備式：后備式UPS電源在市電正常供電時(shí)，市電通過(guò)交流旁路通道直接向負(fù)載供電，此時(shí)主機(jī)上的逆變器不工作，只是在市電停電時(shí)，才由蓄電池供電，經(jīng)逆變器驅(qū)動(dòng)負(fù)載。因此它對(duì)市電品質(zhì)基本沒(méi)有改變。(2)在線式：在市電正常時(shí)，它首先將交流變成直流電，然后進(jìn)行脈寬調(diào)制、濾波，再將直流電重新變成交流電源

18、向負(fù)載供電；一旦市電中斷，立即改為蓄電池逆變器對(duì)負(fù)載供電；因此,在線式UPS電源輸出的是與市電網(wǎng)完全隔離的純凈的正弦波電源，大大改善了供電的品質(zhì)，保護(hù)了負(fù)載安全、有效的工作。MEDIA SUPERHIGHWAYP27 GDWL福建廣電網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)福建廣電網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)第六章 UPS電源系統(tǒng)5、UPS電源容量配置：首先計(jì)算前端的負(fù)載功率，為確保UPS的系統(tǒng)高效率和盡可能 地延長(zhǎng)UPS的使用壽命，一般負(fù)載功率應(yīng)滿足UPS額定功率的60%。例如我們?cè)谀硻C(jī)房前端，需要不間斷供電的設(shè)備有服務(wù)器、監(jiān)控設(shè)備、磁盤(pán)陣列及網(wǎng)絡(luò)交換等，統(tǒng)計(jì)總功率為 30KVA，因此我們選擇30/(60%)=50KVA，所以就選擇了50KV

19、A的在線式主機(jī)。MEDIA SUPERHIGHWAYP28 GDWL福建廣電網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)福建廣電網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)第六章 UPS電源系統(tǒng)6、蓄電池放電時(shí)間： 滿載時(shí)蓄電池工作時(shí)間=蓄電池組容量電壓/主機(jī)額定功率0.75 (功率因數(shù)） 如以上機(jī)房有2組蓄電池，單體蓄電池電壓為12V，容量為150Ah,每組蓄電池30節(jié) 電池組電壓：V=1230=360V 電池組容量：1502=300Ah該系統(tǒng)滿載時(shí)放電時(shí)間=300360/500000.75=1.62小時(shí) 按實(shí)際負(fù)載時(shí)放電時(shí)間=300360/300000.75=2.7小時(shí)MEDIA SUPERHIGHWAYP29 GDWL福建廣電網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)福建廣電網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)第七章

20、電力線纜1、電力線纜編號(hào)的含義:電纜的規(guī)格型號(hào)：(1)型式代號(hào)：RVVZ、RVVFH、ZRVV 系列代號(hào)：R-軟電纜 絕緣材料代號(hào)：V-聚氯乙稀，Y-聚烯徑 護(hù)套材料代號(hào)：V-聚氯乙烯、Y-聚烯徑 外保護(hù)層代號(hào)22鋼帶鎧裝聚氯乙煉/23鋼帶鎧裝聚烯徑（埋地電纜常用) 性能特征代號(hào)：ZR (阻燃）FH (防火）蓄電池組的正極或負(fù)極（不接地系統(tǒng)除外）； 通信設(shè)備的機(jī)架； 總配線架的鐵架； 通信電纜的金屬隔離層； 通信線路的保安器；MEDIA SUPERHIGHWAYP43 GDWL福建廣電網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)福建廣電網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)第九章 接地系統(tǒng)(2)交流接地系統(tǒng)：交流接地系統(tǒng)用于由市電和油機(jī)發(fā)電設(shè)備供電的設(shè)備，也可以分為工作接地和保護(hù)接地兩種。在接地 的交流電力系統(tǒng)中，如380/220V三相四線制供電系統(tǒng)，其中性點(diǎn)必須接地組成接零系統(tǒng)，作為工作接地，同時(shí)具有保護(hù)人身安全作用。需要接到交流接地系統(tǒng)上面的有： 380/220V三相四制電力網(wǎng)的中性點(diǎn)； 變壓器、電機(jī)、整流器、電器和攜帶式用電器具等的底座和外殼； 互感器的二次繞組； 配電屏與控制屏的框架; 室內(nèi)外配電裝置的金屬構(gòu)架和鋼筋混凝土框架以及靠近帶電部分的金屬圍欄和金屬門(mén)。 交直流電力電纜和控制電纜的接線盒、終端盒和外殼和電纜的金屬護(hù)套、穿線的鋼管