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通信电源讲义

一.通信电源简介

随着通信事业的不断发展，各种新业务的不断出现，各大通信运营商之间的竞争日趋激烈，因此，对通信电源的要求愈来愈高，为了适应通信事业的飞速发展，目前通信生产楼的供电系统采用了二路市电，后备油机，后备电池等多重手段来保证通信设备的供电要求，使通信网络的运行更加安全可靠。

二.通信电源的种类

1．交流供电系统380V（220V）分为市电、风力发电备用油机及移动发电机组

2．直流供电系统-48V分为市电转换-48V系统和太阳能直流-48V系统

3．交流不间断供电系统即UPS380V（220V）

三.交流供电系统

1．市电分类

1）一类市电供电：

由两个稳定可靠的独立电源各自引入一路供电线也称之为专网或者专线。

该两路电源不应同时出现检修停电，平均每月停电次数不应大于1次，平均每次故障时间不应大于0.5h。

两路供电线宜配置备用市电电源自动投入装置。

一路公网，一路专线也算为一类市电的范畴。

2）二类市电应符合下列条件之一的要求

A．由两个以上独立电源构成稳定可靠的环形网上引入一路供电线

B．由一个稳定可靠的独立电源或从稳定可靠的输电线路上引入一路供电线。

二类市电供电线路允许有计划检修停电，平均每月停电次数不应大于3.5次，平均每次故障时间不应大于6小时。

3）三类市电：

由一个电源引入一路供电线，供电线路长、用户多、平均每月停电次数不应大于4.5次，平均每次故障时间不应大于8小时，这种电源称之为公网。

4）四类市电供电应符合下列条件之一的要求

A．由一个电源引入一路供电线，经常昼夜停电，供电无保证，达不到第三类市电的供电要求。

B．有季节性长时间停电或无市电可用，部分地方的农村小水电。

根据市电分类决定的油机组方案和蓄电池放电时间见表

市电

类别

局站类别

配置台数

及放电

小时数

项目

电信

枢纽①

中小型

综合

通信局

大容量

市话局

光（电）缆

有人站

光（电）缆

无人站③

微波

有人站

微波

无人站③

移动

交换局

移动通

信基站

卫星

通信

地球站

无线

电台

邮件处

理中心

一类市电

自备发电机组台数

－

电池组总放电小时数

0.5

－

0.5

－

0.5

－

二类市电

自备发电机组台数

1~2

－

电池组总放电小时数

1~2

2~1

②

2~1

1~3

－

三类市电

自备发电机组台数

－

1~2

2~3

－

电池组总放电小时数

－

2~3

－

2~3

6~8

②

6~8

②

－

2~3

－

四类市电

自备发电机组台数

－

电池组总放电小时数

－

8~10

②

8~10

②

－

3~4

－

自备发电机组台数

－

电池组总放电小时数

－

20~24

②

20~24

②

－

自备发电机组台数和蓄电池放电小时数配置表

注：

1包含大型综合通信局

2无人通信站的电池放电小时数应根据以下因素考虑确定。

A．使用无人值守柴油发电机的站：

（a）接到故障信号后应有一定的准备时间（一般不超过1h）。

（b）从维护点到无人站的行程时间（按正常汽车行驶速度计算）。

（c）故障排除时间（一般不超过3h）。

（d）一般夜间不派技术人员检修（最长等待时间不超过12h）。

（e）对配备具有延时启动性能的自备发电机组的局站，延时时间应保证电池放出容量不超过20％的储备容量。

B．使用太阳能供电的站，放电小时数按当地连续阴雨天气数计算。

③无人站采用无人值守油机发电机时，每站2台；采用太阳能等新能源时，可视维护条件多站共用1台。

2．交流供电系统：

1）低压交流供电系统应采用三相五线制或单相三线制。

三相五线制是指三根相线，一根零线，一根地线。

单相三线制是指一根相线，一根零线，一根地线。

2）交流供电系统框图简介

图1：

通信电源供电系统

对于大型枢纽生产楼，将由2-3台变压器，2部油机和移动油机组成比较复杂的交流供电系统。

a．高压市电：

一般进局高压均采用10KV系统（原有6KV高压已淘汰）。

地区以上的通信局站在有条件的地方应采用2路高压专线供电。

在确实有困难的地方应保证1路专线，1路公网供电。

b．高压配电设备：

可以对2路高压市电进行切换、计量、避雷器、出线至变压器等功能。

c．变压器：

将10KV高压变换为380V低压的设备，应根据全局的交流负荷进行计算，并留有一定余量。

d．后备电源：

即柴油发电机组

由固定式自动化柴油发电机组和移动柴油发电机组组成。

通过手动切换至ATS

e．ATS：

即自动切换开关

它将市电和油机转换后输出至低压配电设备。

主要功能是自动切换。

当市电停电时，油机将自动启动供电，ATS自动倒换到油机供电，而当市电恢复正常后，ATS自动倒回到市电供电，并自动关停油机。

f．低压配电设备：

分为两种：

一种为保证低压供电设备：

它是由市电和油机提供交流电源供机房通信设备、机房空调、消防、锅炉房等使用。

另一种为非保证交流供电：

它只由市电提供交流电源，供生活照明、办公照明、办公空调、路灯、节日彩灯、广告牌等使用。

g．UPS系统：

提供交流不间断电源。

供给需要的通信设备，如数据设备、网管设备、计费设备、容灾报时设备、客服中心等使用。

h．－48V直流系统：

将交流转换成直流的设备，供通信设备如交换设备、传输设备、智能网设备、软交换设备等使用。

i．机房空调：

保证机房的温度和湿度一年四季都维持在一定温度和湿度值的设备。

大面积机房一般采用1台或多台机房专用空调，它可以调节机房的温度和湿度。

小面积的机房一般采用普通柜式空调。

它只能调节机房的温度。

3）风力交流发电系统：

利用风力发电提供交流电源的设备。

目前由于受自然条件的限制，仅能供基站设备使用。

四.直流供电系统

1.组成：

是由整流配电设备即交流配电屏、直流配电屏、整流器架和蓄电池组组成的直流供电系统，

对通信设备可采用分散或集中的供电方式供电。

2.供电方式：

直流供电系统采用在线充电方式以全浮充制运行

3.直流基础电源电压：

-48V以前有12V,24V,48V,60V等种类

4.直流供电系统方框图：

图2：

－48V直流供电系统方框图

1）交流配电屏：

供给整流器的交流电源。

2）整流器：

将交流电通过高频开关整流为-48V直流后供通信设备用。

3）直流配电屏：

提供通信设备的直流电源分路。

4）蓄电池组：

采用阀控式密封铅酸电池，它为直流-48V的后备电源。

当交流市电停电后，油机也因故无法供电时，电池将自动为通信设备供电。

5.设备配置：

1）交流屏的配置：

应根据远期负荷及蓄电池的带载能力综合考虑。

目前厂家系列为400A和630A（600A）两种。

2）整流器架的配置：

一个系统的整流器架按远期负荷配置。

目前厂家系列有：

艾默生：

10个100A模块的架子和15个100A模块的整流器架

珠江：

6个100A模块、8个100A模块、18个80A模块的整流器架、20个100A模块的整流器架。

洲际：

10个100A模块的整流器架

3）直流屏的配置：

按远期负荷配置

目前厂家系列：

1250A和2500A两种

4）蓄电池的配置：

A.蓄电池总容量的计算

式中：

Q：

蓄电池容量（ah）

安全系数1.25

负荷电流（A）

放电时间（h）

η：

放电系数

t：

实际电池所在地最低环境温度数值。

所在地有采暖设备时，按15度考虑，无采暖设备按5度考虑。

α：

电池温度系数（1/℃）当放电小时率≥10时，取α=0.006；当10＞放电小时率≥1时，取α=0.008；当放电小时率＜1时，取α=0.01。

在直流配电设备的配置和平面布置时应充分考虑扩容的预留位置。

5）整流模块的配置

整流器的总容量应按负荷电流和电池的充电电流（10小时率充电电流）之和确定

另外还应加上冗余方式确定的整流模块数

冗余模块数的确定

10个以内加1个

20个以内加2个

30个以内加3个

以此类推

另外一种确定方式

是按负荷电流和电池的充电电流（10小时率充电电流）之和再除以0.8来确定整流模块数量。

6）现有系统模块数的确定

[现有负荷电流数+两组电池总容量/10]÷100％×1.25＝实际需要配置的模块数

与已经配置的模块数进行比较：

如果小于实际需要配置的模块数，即不需要增加模块；如果大于，则需增加模块，增加的数量为二者之差。

7）蓄电池组的带载能力

按放电1小时考虑（按1类市电考虑）

800AH×2/3.02=530A

1300AH×2/3.02=863A

2000AH×2/3.02=1328A

2600AH×2/3.02=1727A

3000AH×2/3.02=1993A

上述数值是按下列公式推算得出的：

6.综合电关电源架：

它是将交流配电、直流配电、整流器集于一体的电源设备，主要用于基站、中继站等使用。

该架可提供二次下电，以保证重要负荷较长时间不断电，目前厂家有200A、300A、400A、600A系统，可根据实际需要选择。

7.太阳能直流供电系统：

它只能适用于通信负荷较小的基站和中继站，应和当地的市电混合使用。

典型的－48V支流供电系统见图3。

五.交流不间断供电系统

1．种类：

1）逆变器的供电方式将直流变换成交流供负荷用电，目前已基本上不使用，受限于必须用直流系统供电，容量小（10KVA以下）

2）UPS供电方式目前大量采用此种方式

2．UPS简介目前已使用的有单机供电方式和双机供电方式，二套双机供电方式

1）单机供电方式:

图4：

UPS单机供电方框图

目前由于需要保证的交流设备的重要性越来越高，单机方式已不能满足要求，已基本上由双机方式替代。

2）双机供电方式：

A：

以爱克赛UPS为主

图5：

UPS双机供电方框图

（一）

B：

以Liebert和爱维达为主

图6：

UPS双机供电方框图

（二）

双机供电方式当设备正常时所有负荷双机均担，当一台故障时所有负荷自动由另一台供电。

3．UPS的容量

1）一般标称值为视在功率，单位为KVAP视＝

UI如10KVA20KVA30KVA60KVA……

2）有功功率：

有功功率＝P视COSФ＝

UICOSФ，单位为KW。

3）UPS的功率因素：

一般在30KVA以下为0.7

一般在30KVA以上为0.8

4）UPS的功率统计UPS的额定功率＝UPS标称值*功率因素

查出每相电流相加×220＝现有功率

与额定功率比较看负荷是否在额定容量值的范围内

查出功率直接与额定功率比较是否在额定容量值的范围内

查看时应2台的功率同时相加不超过一台的额定功率

六.地线系统：

1．地线的重要性：

可确保人身和通信设备的安全以及通信设备的正常工作。

2．地线按用途分类：

工作接地，保护接地，屏蔽接地，防雷接地等几种

3．地线系统的方式：

采用单点接地的原理即通信设备的工作接地、保护接地（包括屏蔽接地和建筑防雷接地）共同合用一组接地体的联合接地方式。

4．接地电阻值的要求

1）综合生产楼＜1Ω

2）光缆端站、载波站、地球站、移动通信基站＜5Ω

3）光缆中继站、微波中继站、小型地球站＜10Ω

5．接地线的注意事项：

1）接地线不得使用铝材

2）严禁采用中性线作为交流保护地线

3）接地总汇接线的截面积不应小于120mm2的铜排或相同电阻值的镀锌扁钢

4）各类设备保护接地线的截面积一般宜选用35～95mm2的多股铜导线

5）严禁在接地线中、交流中性线中加装开关或熔断器

6）严禁利用其他设备作为接地线电器连通的组成部分

7）金属槽道和走线架应接地

8）工作地和保护地不应混用

6.简介降低接地电阻的方式:

由于有些地方的土壤电阻率较高,采用一般的钢板接地极,角钢或钢管接地极已不能满足接地电阻值的要求,必须采取下列措施以达到要求:

方案1:

在接地极周围用好土、木炭粉、盐等一层层夯实，如还不能达到要求，可采用方案2。

方案2.采用降阻剂和离子接地极的方式来达到接地电阻的要求值。

七.关于电源线的选择

1．交流电源线的选择

1）三相交流功率的计算公式：

UIcosФ（u线电压380VI线电流cosФ=0.8）

2）单相交流功率的计算公式:

P=UI（U相电压220VI相电流）

3）应根据计算出的负荷电流的大小直接查表即可得出相应的电缆截面值。

查出的电缆截面值的载流量应大于计算出的电流值。

4）目前采用的电缆型号：

铜芯阻燃聚氯乙稀护套软电缆即RVVZ

2．直流电源线的选择

1）直流电源线选择的依据：

根据直流压降分配进行计算来确定

2）直流压降全程规定值：

3.2V

3）全程压降分配值的确定：

图7：

－48V直流压降分配图

4）直流电源线的计算根据下列公式

5）目前电缆的规格型号

单根电缆：

1.01.52.02.54.06.010.0162535507095120150185200240300

四芯（3+1）电缆规格

3*70+1*35

3*4+1*2.5

3*95+1*50

3*6+1*4

3*120+1*70

3*10+1*6

3*150+1*70

3*16+1*10

3*185+1*95

3*25+1*16

3*200+1*95

3*35+1*16

3*240+1*120

3*50+1*25

八.关于配电柜的配置

1．交流配电柜全部采用三相或单相空气开关

2．直流配电柜全部采用熔断器

3．配电柜总开关的配置应按负荷总容量的1.2～1.5倍考虑

4．分路开关应按设备负荷容量的1.2～1.5倍考虑

5．一般情况下各分路开关相加起来的总容量为总开关容量的两倍为宜

6．交流配电柜的规格:

100A160A200A250A300A400A630A1000A等

交流配电箱的规格:

25A32A50A63A100A

7．直流分配柜的规格:

250A300A500A630A1000A

直流配电箱的规格:

63A100A125A200A

8．具体选择时应根据设备的数量、负荷去考虑分路开关的规格和数量，并应留有一定的余量。

9．空开的规格（三相空开）

5A10A16A20A32A50A63A100A125A150A200A250A300A400A630A1000A1250A1500A

单相空开

5A10A16A20A32A50A63A100A

10．熔断器的规格

4A6A10A16A20A25A32A35A40A50A63A80A100A125A160A200A224A250A300A315A355A400A630A1000A

九.关于通信电源机房的要求：

1.电力室的地面承重应≥1000kg／m2。

2.电池室的地面承重应≥1700kg／m2。

3.通信机房地面承重应≥600kg／m2。

4.油机房应装降噪设备以达到环保要求，即达到65db以下。

附表：

1．电缆规格及参考价格表

2．电力电缆长期连续负荷载流量表

3．铜接线端子规格及参考价格表

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