通信電源基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)49570課件

通信電源

基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)新疆通信規(guī)劃設(shè)計(jì)院2/6/20231培訓(xùn)內(nèi)容大綱通信電源系統(tǒng)概述高頻開關(guān)電源系統(tǒng)機(jī)樓供電系統(tǒng)組成及市電分類普通交流供電系統(tǒng)交流不間斷電源系統(tǒng)(UPS)開關(guān)和電纜的選型勘查和設(shè)計(jì)需記錄和注意的問題2/6/20232柴油發(fā)電機(jī)組通風(fēng)煙管油機(jī)房降噪油機(jī)銘牌油機(jī)輸出線2/6/20233變壓器變壓器設(shè)備干式變壓器油浸式變壓器2/6/20235低壓配電屏2/6/20236低壓配電屏2/6/20237分體式電源系統(tǒng)直流配電屏整流機(jī)架整流模塊2/6/20239UPS產(chǎn)品系列：小、中、大功率系列小功率UPS設(shè)備，主要用于大客戶及小型計(jì)算機(jī)房、小容量需求通信機(jī)房、辦公等場合，中等功率UPS設(shè)備，主要用于部分本地網(wǎng)中等容量需求通信機(jī)房大容量UPS設(shè)備應(yīng)用于大的IT機(jī)房、IDC機(jī)房等模塊化UPS設(shè)備，用于前期負(fù)荷較小隨IT設(shè)備增加逐步增加負(fù)荷的場合2/6/202310UPS系統(tǒng)UPS設(shè)備1+1備份UPS系統(tǒng)UPS輸出屏2/6/2023112/6/202313直流供電系統(tǒng)通信電源系統(tǒng)應(yīng)用：由于交換，傳輸，基站等通信設(shè)備采用直流供電。所以，通信電源的主要功能是將公用電網(wǎng)的交流電進(jìn)行整流變換以提供給主設(shè)備穩(wěn)定的直流電。通信電源的分類與應(yīng)用場合：變換技術(shù)：高頻開關(guān)電源輸出電壓：-48V：交換，傳輸，接入網(wǎng)電源。+24V：部分基站電源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：組合電源，分立機(jī)柜電源應(yīng)用環(huán)境：戶內(nèi)電源，戶外電源安裝方式：駐立式，壁掛式，插框式

2/6/202314分體式電源系統(tǒng)電源在通信網(wǎng)中的位置：中心機(jī)房為網(wǎng)絡(luò)傳輸，交換，數(shù)據(jù)、網(wǎng)管的核心接點(diǎn)。大容量通信電源為網(wǎng)絡(luò)提供動(dòng)力支持。2/6/202315常用電源廠家設(shè)備簡介艾默生中興普天(洲際)中達(dá)

2/6/202317開關(guān)電源系統(tǒng)的組成交流配電屏(掛墻或落地)，主要給整流機(jī)架供交流電整流機(jī)架(內(nèi)裝整流模塊、監(jiān)控模塊等)，交流輸入/直流輸出直流配電屏，整流器輸出通過直流屏內(nèi)熔絲或開關(guān)輸出到通信設(shè)備蓄電池，市電正常時(shí)由整流器進(jìn)行浮充，停電時(shí)對通信設(shè)備供電小容量組合開關(guān)電源直流配電安裝在整流機(jī)架內(nèi)

2/6/202318高頻開關(guān)電源系統(tǒng)配置開關(guān)電源的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)高頻開關(guān)電源系統(tǒng)的組成蓄電池容量計(jì)算及配置整流模塊容量計(jì)算及配置交流負(fù)荷(交流引入)計(jì)算常用的開關(guān)電源廠家簡介配置開關(guān)電源系統(tǒng)舉例2/6/202319開關(guān)電源系統(tǒng)的組成直流電源的配電系統(tǒng)：它承接從整流器或蓄電池送來的直流電，分配和傳送到通信機(jī)房的設(shè)備上去，完成對負(fù)載的分路、保護(hù)和監(jiān)控，以及對整流器、蓄電池組和調(diào)壓裝置的控制與保護(hù)。

1）低阻配電系統(tǒng)：基礎(chǔ)電源通過匯流排直接饋送到通信機(jī)房的機(jī)架，由于匯流排等電阻很低，稱為低阻配電系統(tǒng)(低電阻，大電流供電)2）高阻配電系統(tǒng)：是瞬態(tài)限流配電系統(tǒng)、又稱輻射式饋電，即各通信設(shè)備機(jī)架電源負(fù)載線均用高電阻電纜從公共配電點(diǎn)引出(高電阻，小電流供電)2/6/202321低阻配電和高阻配電的區(qū)別在低阻配電方式中，當(dāng)某一支路的負(fù)載發(fā)生短路時(shí)，將引起電源電壓的大幅降低，以致影響其它支路負(fù)載的工作，同時(shí)過大的短路電流會(huì)損傷蓄電池。而在采用高阻配電的供電系統(tǒng)中，每一負(fù)載支路都具有高阻抗，遠(yuǎn)大于電源內(nèi)阻，所以某一支路的負(fù)載短路所引起的電源電壓瞬變能夠被限制在一定范圍內(nèi)，不會(huì)影響其它支路負(fù)載的工作。為了使負(fù)載支路具有高的阻抗，通常取一定截面積的用戶電纜作為饋電線。如果配電柜到交換機(jī)電源架的距離短，可在饋電電線中串接一附加電阻，以增加總電阻值。2/6/202322系統(tǒng)型號(hào)：PS481000-5/100整流器：HD48100-5監(jiān)控模塊：PSM-A整流架RACK1000-5RACK1500交流配電柜直流配電柜單整流柜1000A或1500A、2000A，可以多柜并聯(lián)，最大4000A1、艾默生以艾默生組合電源為例100A模塊構(gòu)成PS481000-5電源系統(tǒng)2/6/202323樞紐樓電源方案分散或集中的選擇原則參考：交換局容量較大，或有兩個(gè)以上交換系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)采用分散供電2大型通信局站可分層設(shè)置多個(gè)獨(dú)立供電系統(tǒng)，分別向各專業(yè)通信機(jī)房供電。3一般通信局站和小容量通信站可采用集中供電方式。分散式供電特點(diǎn)：全局分設(shè)多個(gè)通信電源供電點(diǎn)，每個(gè)供電點(diǎn)對鄰近的通信設(shè)備提供獨(dú)立的供電電源。分散式供電可靠性較高。避免了一套電源系統(tǒng)和一個(gè)直流母線造成的單點(diǎn)故障。監(jiān)控模塊2/6/2023252.接入網(wǎng)電源方案模塊局及接入網(wǎng)機(jī)房數(shù)量大，機(jī)房條件相對簡陋。很多機(jī)房為租用民房、自建土建房或彩板房。常見方案以采用獨(dú)立電源為主，少量采用電源內(nèi)置主設(shè)備方案。超寬輸入電壓范圍：90-290VAC可正常工作全方位的防雷設(shè)計(jì)（交流側(cè)、直流側(cè)、信號(hào)線等）電磁兼容達(dá)到CLASSB水平，適用于居民樓環(huán)境具有負(fù)載下電及電池低電壓保護(hù)功能整流模塊具有過壓脫離功能模塊采用風(fēng)冷/自然冷兼容，提高了系統(tǒng)的可靠性2/6/202326配置開關(guān)電源的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信設(shè)備本期耗電量和用電端子需求根據(jù)機(jī)房面積和系統(tǒng)本身估算終期耗電量和用電端子需求如果是擴(kuò)容局，查勘時(shí)需要詳細(xì)記錄原有電源系統(tǒng)型號(hào)，整流器和蓄電池容量，交直流屏已用及空余端子位置及數(shù)量，交流引入開關(guān)容量及電纜線徑，系統(tǒng)原有設(shè)備耗電量2/6/202327局站類別通信樞紐中小型綜合通信局交換局市話模塊局光纜.微波有人站光纜.微波無人站移動(dòng)通信基站衛(wèi)星通信地球站無線電臺(tái)郵件處理中心市電配置臺(tái)數(shù)及類別放電小時(shí)數(shù)

項(xiàng)目無線設(shè)備傳輸設(shè)備一類市電備用發(fā)電機(jī)組臺(tái)數(shù)1111————111電池總放電小時(shí)數(shù)1111————1—1二類市電備用發(fā)電機(jī)組臺(tái)數(shù)2221~222——221電池總放電小時(shí)數(shù)11~21~23~13②1~3121

3~4三類市電備用發(fā)電機(jī)組臺(tái)數(shù)—2—1~222④222電池總放電小時(shí)數(shù)—2~3—4~26~8②2~4201

3~4四1備用發(fā)電機(jī)組臺(tái)數(shù)————22⑤———類電池總放電小時(shí)數(shù)————8~10②3~524———市2備用發(fā)電機(jī)組臺(tái)數(shù)————22⑤———電電池總放電小時(shí)數(shù)————20~24②3~524———2/6/202329機(jī)樓供電系統(tǒng)組成及市電分類市電分類：2/6/202330蓄電池容量計(jì)算及配置計(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)蓄電池組的總放電小時(shí)數(shù)一般按：基站按3小時(shí)配置；二類市電傳輸按3小時(shí)，其他按2小時(shí)；三類市電傳輸按8小時(shí)，其他按3小時(shí)。蓄電池總?cè)萘坑?jì)算為：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)；

η：放電容量系數(shù)(根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范取值)；

t：實(shí)際電池所在地的環(huán)境溫度數(shù)值(廣東按5℃考慮)；

α:電池溫度系數(shù)(1/℃)，當(dāng)10>放電小時(shí)率≥1時(shí)，取α＝0.008。2/6/202331開關(guān)電源容量計(jì)算及配置根據(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))冗余方式配置容量I整流器＝I直流設(shè)備耗電+I蓄電池充電+I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)/48I備份：可以是（I直流設(shè)備耗電+I蓄電池充電）*15%2/6/202332交流負(fù)荷(交流引入)計(jì)算交流負(fù)荷的計(jì)算

P交流＝P直流/轉(zhuǎn)換效率（可取0.7-0.8）

P直流＝整流器臺(tái)數(shù)×整流器容量(A)×電壓(48/24V)如果按整流機(jī)架滿配計(jì)算交流負(fù)荷，可據(jù)此選擇前端交流引入空開和電纜2/6/202333蓄電池放電時(shí)間計(jì)算經(jīng)驗(yàn)系數(shù)

已知蓄電池容量計(jì)算蓄電池放電時(shí)間，先估算大概時(shí)間，再按下式估算：T=Q/T時(shí)間*I1小時(shí)系數(shù)：T時(shí)間＝3.31；2小時(shí)系數(shù)：T時(shí)間＝2.44；3小時(shí)系數(shù)：T時(shí)間＝1.98；4小時(shí)系數(shù)：T時(shí)間＝1.88；6小時(shí)系數(shù)：T時(shí)間＝1.65；8小時(shí)系數(shù)：T時(shí)間＝1.58；10小時(shí)以上系數(shù)：T時(shí)間＝1.40；2/6/202334配置開關(guān)電源系統(tǒng)舉例例：查勘某交換局原有電源設(shè)備：400AC交流屏1面(前端交流引入為400A)，二類市電1000A整流機(jī)架1架(內(nèi)裝9臺(tái)100A模塊)2500DC直流屏1面2組1500Ah蓄電池已有設(shè)備耗電量讀數(shù)為：350A/53.5V本期新增設(shè)備耗電需求15kW

2/6/202335配置開關(guān)電源系統(tǒng)舉例1、算擴(kuò)容后耗電量：I運(yùn)行＝350A×53.5V/48V＝390AI擴(kuò)容后＝I運(yùn)行×安全系數(shù)＋I(xiàn)本期新增＝390×1.15＋15000/48＝761A2、算蓄電池容量(按2小時(shí))：761×2*1.25/0.61＝3118Ah，已有電池總?cè)萘繛?000Ah的放電時(shí)間：3000/761/2.44約為1.65小時(shí)，規(guī)范規(guī)定二類市電放電時(shí)間為1～2小時(shí)，已有電池滿足要求3、計(jì)算整流模塊容量(n+1)：(761＋300)/100＋1＝11.6臺(tái)，取整為12臺(tái)；已有9臺(tái)，本期擴(kuò)容3臺(tái)模塊和1個(gè)整流機(jī)架，300A為電池10小時(shí)率充電電流(電池總?cè)萘?10)4、核算交流引入負(fù)荷：P本期負(fù)荷＝13×100×48/0.8＝78kWP滿配負(fù)荷＝20×100×48/0.8＝120kW算需接的交流端子：P=3U*I(U:相電壓I:相電流)380V交流電中U相電壓=220V、I相電流=P/3U相電壓在計(jì)算占用端子和電力電纜的選擇都需要使用到相電流這個(gè)值，在這個(gè)例子中I相電流=78/3*220=118A，占用端子可用該值乘（1.1-1.4）的系數(shù)，電信機(jī)房中交流負(fù)荷多為IT設(shè)備（容性負(fù)載）開機(jī)瞬間沖擊電流較大，故系數(shù)可取上限。電纜可根據(jù)該電流查載流量表選取，負(fù)荷電流、所選電纜的載流量、選擇的交流斷路器（俗稱空開）有這樣的關(guān)系：負(fù)荷電流<斷路器容量<電纜載流量

2/6/202336交流不間斷電源系統(tǒng)(UPS)UPS概念UPS組成UPS原理圖UPS的特點(diǎn)UPS容量配置常用的UPS廠家簡介配置UPS舉例2/6/202337UPS概念

定義：UPS是連接在負(fù)載和市電之間一種電源設(shè)備，它的功能是保證向負(fù)載提供持續(xù)不間斷高質(zhì)量的交流電源原理：AC-DC-AC，輸出的交流電更干凈作用：無間斷切換、電壓變換(穩(wěn)壓)、頻率變換(穩(wěn)頻/濾波)、提供一定后備時(shí)間按工作方式分：在線式和后備式并機(jī)方式一般為雙機(jī)冗余功率均分熱備份

2/6/202338UPS的組成

UPS輸入屏：1路輸入，若干路輸出，不同電源廠家連接不同：1）、2臺(tái)主機(jī)旁路在內(nèi)部并聯(lián)；2）、每臺(tái)主機(jī)主輸入和旁路在內(nèi)部并聯(lián)；3）、每臺(tái)主機(jī)需要主、旁2路輸入主機(jī)：2臺(tái)或2臺(tái)以上電池柜(架)：電池單體12V，根據(jù)不同廠家逆變器電壓范圍不同，每組電池?cái)?shù)量不同，一般30或32只單體串連，電壓為360V或384V

2/6/202339UPS的組成旁路開關(guān)柜：大容量UPS配置(120kVA以上)電池開關(guān)柜：不一定有，電池開關(guān)有可能裝在電池柜內(nèi)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)屏交流列柜：與通信設(shè)備放一列，一般雙路輸入，根據(jù)配電需求配置30~60路小容量單相空開，輸出開關(guān)分配注意三相平衡

2/6/202340UPS原理圖

2/6/202341UPS的特點(diǎn)

最大輸出功率為二倍單機(jī)容量（一般情況下，只允許使用單機(jī)容量），正常情況下兩臺(tái)UPS各分擔(dān)50負(fù)荷缺點(diǎn)：當(dāng)負(fù)載功率超出備份系統(tǒng)允許范圍即單機(jī)容量時(shí)，系統(tǒng)不限制、不報(bào)警，讓負(fù)載在沒有備份的系統(tǒng)中繼續(xù)運(yùn)行優(yōu)點(diǎn)：兩臺(tái)機(jī)均可以直接與市電取得同步，可確保轉(zhuǎn)換旁路同步轉(zhuǎn)換；對瞬間過載適應(yīng)能力強(qiáng)；最大輸出容量可達(dá)二倍單機(jī)容量（此時(shí)無備用容量）2/6/202342UPS容量配置

UPS容量：按近期負(fù)荷配置，在用負(fù)荷一般不超過額定容量的80%UPS輸入開關(guān)容量：考慮過載，容量大于額定電流的1.25倍；UPS三相平衡，主輸入用3芯電纜，旁路用4芯電纜電池容量：按電池直流放電功率計(jì)算，不同放電時(shí)間放電功率不同，一般為15/30/60分鐘，設(shè)計(jì)時(shí)由UPS廠家按放電時(shí)間要求配置，我們核算2/6/202343常用UPS廠家

法國梅蘭日蘭美國力博特，現(xiàn)在艾默生在國內(nèi)生產(chǎn)中達(dá)2/6/202344配置UPS舉例例：二樞紐新建智能網(wǎng)交流用電設(shè)備耗電需求：本期負(fù)荷23kW，近期負(fù)荷45kW，本期用電端子需求16路16A和16路32A，電池后備時(shí)間按30分鐘計(jì)算

2/6/202345配置UPS舉例配置主機(jī)容量：45/0.8/0.8＝70kVA，可選用2臺(tái)80kVA的UPS雙機(jī)系統(tǒng)配置輸入屏：主機(jī)輸入開關(guān)容量(80000/0.9/660)×1.25＝168A(380V)，選用200A；2臺(tái)主機(jī)旁路一路輸入選大一級(jí)開關(guān)250A，則輸入屏總輸入開關(guān)選用400A配置輸出屏：2路輸入開關(guān)選200A，考慮交流列柜需雙路輸入，輸出開關(guān)可配置4路100A和4路63A配置交流列柜：主備2路100A輸入，輸出按通信設(shè)備用電端子需求并考慮一定擴(kuò)容需求，配置30路16A和30路32A單相空開，考慮三相平衡，ABC三相各10個(gè)16A和10路32A

2/6/202346配置UPS舉例采用雙登蓄電池的計(jì)算：1、80kVAUPS所需直流功率考慮一般計(jì)算機(jī)負(fù)載的功率因數(shù)在0.6～0.7，取0.8，則其所需直流功率為：PDC=Pn×cosΨ÷逆變效率=80000×0.8÷0.95=67,368W2、電池截止電壓的計(jì)算則每2V單格電池所需放電功率為：68000/（32×6×0.94）＝376W，其中，32為UPS使用12V電池的串連數(shù)量；6為每節(jié)12V電池內(nèi)2V單格電池?cái)?shù)量。0.94為UPS電池的逆變效率（DC-AC效率）。查華達(dá)電池1.80V放電功率表，其中6GFM-VE155電池30min的2V單格電池放電功率為239W。如選用該電池，則需并聯(lián)使用，并聯(lián)組數(shù)為531W/310W=1.88組。則每臺(tái)UPS選用2組6GFM-VE155電池，每組32只串聯(lián)（每臺(tái)UPS使用32只155AH/12V電池）。實(shí)際2V單格電池放電功率310×2＝620W，大于所需531W的要求，實(shí)際放電時(shí)間超過30分鐘（80KVA/64KW滿載）。

2/6/202347UPS供電系統(tǒng)UPS輸入屏UPS輸出屏UPS列頭柜(分配屏)1#UPS設(shè)備2#UPS設(shè)備蓄電池組蓄電池組通信機(jī)房電源機(jī)房2/6/202348開關(guān)和電纜的選擇－開關(guān)設(shè)計(jì)過程中開關(guān)使用最多的是梅蘭日蘭塑殼開關(guān)(低壓配電保護(hù))和小型斷路器(低壓終端配電保護(hù))塑殼開關(guān)型號(hào)：NS(80～1250)N/H/L，N為標(biāo)準(zhǔn)型，H為高性能型，L為極高性能型塑殼開關(guān)根據(jù)安裝方式分為插拔式和固定式塑殼開關(guān)4種外形尺寸：80A、100～250A、400～630A、800～1250A塑殼開關(guān)額定電流等級(jí)：80、100、160、250、400、630、800、1000、1250A塑殼開關(guān)(100～630A)可增加電子脫扣器或電磁脫扣器附件調(diào)整整定值滿足保護(hù)要求，電子脫扣器整定范圍更寬2/6/202349開關(guān)和電纜的選擇－開關(guān)C45N/H小型斷路器已不生產(chǎn)，現(xiàn)在一般使用C65N/H型小型斷路器型號(hào)：C65N/HC/D(1～63)，H型可用于直流，C型用于常規(guī)負(fù)載，D型用于沖擊性負(fù)載小型斷路器分為：1P/2P/3P/4P(尺寸18/36/54/72mm)小型斷路器額定電流等級(jí)：1、2、4、6、10、16、20、25、32、40、50、63A小型斷路器瞬時(shí)脫扣范圍C型曲線為5～10倍額定電流，D型曲線為10～14倍額定電流小型斷路器端子接線面積：1～32A可接25mm2以下，40～63A可接35mm2以下2/6/202350開關(guān)和電纜的選擇－開關(guān)比較常用還有NC100H/NC125HNC100H/NC125H型號(hào)：NC100H/NC125HC/D(63～125)，C型用于常規(guī)負(fù)載，D型用于沖擊性負(fù)載NC100H/NC125H分為：1P/2P/3P/4P(尺寸27/54/81/108mm)NC100H/NC125H額定電流等級(jí)：63、80、100、125ANC100H/NC125H瞬時(shí)脫扣范圍C型曲線為7～10倍額定電流，D型曲線為10～14倍額定電流NC100H/NC125H端子接線面積：可接50mm2以下2/6/202351開關(guān)和電纜的選擇－開關(guān)開關(guān)選擇原則：1、開關(guān)額定電流必須大于負(fù)載電流2、前一級(jí)開關(guān)額定電流必須大于或等于后一級(jí)開關(guān)額定電流3、禁止使用漏電開關(guān)

2/6/202352開關(guān)和電纜的選擇－電纜通信設(shè)備電纜選擇原則：1、必須采用阻燃銅芯電纜2、載流量必須大于上一級(jí)開關(guān)的額定電流3、交流中性線選用與相線截面相等4、交流進(jìn)線按遠(yuǎn)期負(fù)荷計(jì)算，出線按被供負(fù)荷計(jì)算，按允許載流量并兼顧機(jī)械強(qiáng)度選型5、蓄電池放電回路的直流電纜按允許壓降并兼顧允許載流量選型，整個(gè)回路的壓降不能大于3.2V(-48V)或2.6V(＋24V)6、地線電纜選用35～95mm2電纜，機(jī)房總地線引入選用95mm2，長度超過100m布放2根

2/6/202353開關(guān)和電纜的選擇－電纜常用電纜載流量表：

2/6/202354開關(guān)和電纜的選擇－電纜導(dǎo)線壓降計(jì)算公式：電流矩/導(dǎo)線截面/57，57為銅的電導(dǎo)率電源全程壓降分配原則：配電設(shè)備按標(biāo)準(zhǔn)固定分配，其他應(yīng)靈活分配；距離短、纜線數(shù)量少應(yīng)盡可能少分配壓降；距離長、纜線數(shù)量多應(yīng)盡可能多分配壓降。

2/6/202355開關(guān)和電纜的選擇－電纜按規(guī)范直流屏允許壓降為0.5V，直流列柜為0.2V；但如果直流屏負(fù)荷電流不超過1000A壓降取0.2V如果是擴(kuò)容電源，最好查勘已有電池電纜線徑及長度，通過計(jì)算確定此段壓降，一般電池離電源不遠(yuǎn)的話，可按小于1V

2/6/202356勘查和設(shè)計(jì)中需要記錄和注意的問題

1、高頻開關(guān)電源查勘記錄及照片（直流電源系統(tǒng)）電力機(jī)房中開關(guān)電源系統(tǒng)的交流屏，需要記錄：交流屏的型號(hào)，交流耗電量，低壓端的引入端子的容量（一路or兩路）及引入電纜的線徑，并記錄屏內(nèi)正反面交流端子的使用情況；最好有外觀及內(nèi)部構(gòu)造的照片；電力機(jī)房中開關(guān)電源系統(tǒng)的整流器