南方电网通信电源技术规范.docx

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南方电网通信电源技术规范

Q/CSG

中国南方电网有限责任公司企业标准

Q/CSG110021-2011

南方电网通信电源技术规范

Communicationpowersupplytechnical

specificationofCSG

中国南方电网有限责任公司发布

2012-1-19实施

2012-1-19发布

目　次

前言I

1范围1

2规范性引用文件1

3术语和定义1

4缩略语2

5通信电源系统配置原则及通用技术条件2

5.1基本配置原则2

5.2通用技术条件2

6交流供电系统技术要求3

6.1交流配电屏3

6.2交流不间断电源系统3

7通信直流供电系统技术要求4

7.1系统构成4

7.2系统配置与接线4

7.3运行方式5

7.4直流配电柜6

7.5高频开关电源6

7.6监控单元7

7.7断路器、熔断器7

8蓄电池技术要求8

8.1蓄电池供电时间8

8.2蓄电池类型8

8.3蓄电池室及电池柜架8

8.4连接线8

8.5蓄电池技术性能8

9安全和接地10

前言

为保障南方电网安全、优质、经济运行，推进南方电网通信电源的规范化管理，提供通信电源设备选型技术规范，制定本规范。

本规范依据国家标准、行业规范，并结合通信电源技术发展及南方电网实际情况，规定了南方电网通信电源在规划、设计、设备选型、运行维护等方面需遵循的技术指标及功能特性，以规范和指导南方电网所属各单位通信电源的规划、设计、工程建设、运行维护等工作。

本规范由中国南方电网有限责任公司系统运行部提出、归口并解释。

本规范主要起草单位：

中国南方电网有限责任公司系统运行部、海南电网公司系统运行部。

主要起草人：

徐键、邓文成、陈新南、杨俊权、陈育平、方里宁。

本规范自颁布之日起执行。

执行中的问题和意见，请及时反馈给中国南方电网有限责任公司系统运行部。

南方电网通信电源技术规范

1范围

1.1本规范规定了中国南方电网有限责任公司所属各单位通信电源规划、建设、验收、运行、维护、检修等工作应遵循的基本原则和技术规范。

1.2本规范适用于中国南方电网有限责任公司所属各单位通信电源规划、建设、验收、运行、维护、检修等工作。

2规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。

凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB2900.11-2008蓄电池名词术语

DL/T5044-2004电力工程直流系统设计技术规程

DL/T724-2000电力系统用蓄电池直流电源装置运行与维护技术规程

YD/T1051-2010通信局（站）电源系统总技术要求

YD/T1058-2007通信用高频开关电源系统

YD/T731-2008通信用高频开关整流器

YD/T983-1998通信电源设备电磁兼容性限值及测量方法

YD/T799-2002通信用阀控式密封铅酸蓄电池

3术语和定义

除引用标准GB2900.11外，再增补以下术语和定义：

3.1通信电源

为通信设备供电的装置。

包括通信交流供电系统、通信直流供电系统、太阳能电池组等。

3.2通信交流供电系统

主要由交流配电屏、不间断电源设备、逆变器等组成，通信中继站还包括油机发电机组等部分，为通信设备提供交流电源。

3.3通信直流供电系统

主要由高频开关电源、蓄电池组、直流配电、电源监控等设备组成，为通信设备提供-48V直流电源。

3.4"三遥"功能

遥信功能、遥测功能、遥控功能的简称。

3.5均流

采用同型号同参数的高频开关电源模块整流器，以（N+M）多块并联方式运行，使每一个模块都能均匀地承担总的负荷电流，称为均流。

模块间负荷电流的差异，叫均流不平衡度。

按以下公式计算：

β=（I-IP）/IN×100%　　　　　

式中：

β-均流不平衡度；　

I-实测模块输出电流的极限值；　　　　

IP-N个工作模块输出电流的平均值；　　　

IN-模块的额定电流值。

3.6均流不平衡度

采用同型号同参数的高频开关电源模块整流器，以（N+M）多块并联方式运行，模块间负荷电流的差异，叫均流不平衡度。

按以下公式计算：

β=（I-IP）/IN×100%　　　　　

式中：

β-均流不平衡度；　

I-实测模块输出电流的极限值；　　　　

IP-N个工作模块输出电流的平均值；　　　

IN-模块的额定电流值。

3.7蓄电池容量

C5：

5小时率放电额定容量，单位：

安时（Ah）。

C10：

10小时率放电额定容量，单位：

安时（Ah）。

3.8放电电流符号

I5：

5小时率放电电流，数值0.2C5，单位：

A。

I10：

10小时率放电电流，数值0.1C10，单位：

A。

3.9高频开关整流器

采用功率半导体器件作为高频变换开关，经高频变压器隔离，组成将交流转变成直流的主电路，且采用输出自动反馈控制并设有保护环节的开关变换器。

3.10模块

是指高频开关整流器的结构型式。

3.11冗余

是指设N+M台整流模块并联工作，其中N台用以供给负载所需电流，M台为后备模块（或称冗余模块）。

3.12谐波

非正弦周期波形中所含的频率为其基波频率数倍的正弦分量。

3.13直流放电回路全程压降

从直流系统的蓄电池端子到负载设备的端子通以额定电流（0.55C10）时的电压降。

4缩略语

4.1MTBF

平均失效间隔时间

4.2UPS

不间断电源

5通信电源系统配置原则及通用技术条件

5.1基本配置原则

5.1.1调度机构、220kV及以上厂站以及通信中继站必须安装通信直流供电系统；传送220kV及以上线路继电保护、安全稳定自动装置业务的通信设备，宜采用通信直流供电系统供电。

5.1.2总调、中调、地调三级调度机构，220kV及以上电压等级的变电站，总调、中调调度管辖范围内的发电厂，通信直流供电系统应双重化配置，配置两套独立的高频开关电源，每套高频开关电源配置独立的蓄电池组。

5.1.3通信设备、通信网管等系统需要交流电源时，应使用在线式不间断电源系统（UPS）供电或由逆变器供电。

总调、中调、地调三级调度机构的调度数据网、综合数据网、通信网管需要使用交流电源时，应接入两套在线式不间断通信电源（简称UPS电源）或在线式逆变器，每套UPS配置独立的蓄电池组。

禁止直接使用市电。

5.1.4当具备条件时，通信直流电源系统两路交流输入应从不同变压器出线的交流母线取电。

5.1.5当调度机构、厂站、通信中继站的通信设备需要使用较多交流电源时，应配置独立的交流配电柜。

5.1.6调度机构、厂站、通信中继站的每套高频开关电源应配置独立的直流配电柜。

当需要供电的设备较少时，两套高频开关电源可共用一套直流配电柜，但需要进行分区，并采取必要的隔离措施。

5.1.7双重化配置的通信直流供电系统，任一套高频开关电源故障时，另一套高频开关电源应具备承载全部负载并同时对本组电池充电的能力。

5.1.8选取直流放电回路的导线时，直流放电回路全程压降应小于下列值：

48V电源为3.2V，24V电源为2.6V；采用太阳能电池的供电系统时，太阳能电池至直流配电屏的直流导线电压降可按1.7V计算。

5.2通用技术条件

5.2.1运行环境条件

5.2.1.1环境温度：

周围空气温度-5℃～+40℃。

5.2.1.2相对湿度：

不高于90％。

5.2.1.3大气压力范围为：

70Kpa~106kPa。

5.2.1.4满足满负荷使用时的通风散热要求。

5.2.1.5无强烈振动和冲击，无强电磁干扰，不得有爆炸危险介质，周围介质不含有腐蚀金属和破坏绝缘的有害气体及导电介质。

5.2.2运行电气条件

5.2.2.1交流电源电压波动范围

1）220V（单相）波动范围：

187V～242V。

2）380V（三相）波动范围：

323V～418V。

5.2.2.2交流电源频率范围：

50×（1±5%）Hz。

6交流供电系统技术要求

6.1交流配电屏

6.1.1系统接线

6.1.1.1配置两路380V/220V三相四线进线，两路主备电源可自动倒换，N线不参与切换。

6.1.1.2配置至少两路为高频开关电源整流柜供电的三相交流出线。

6.1.1.3根据需要配置若干由空气开关引出的三相与单相交流供电端口。

6.1.2断路器选择

6.1.2.1额定电压应大于或等于回路的最高工作电压。

6.1.2.2额定电流应大于回路的最大工作电流。

6.1.2.3断流能力应满足电源系统短路电流的要求。

6.1.3交流配电柜

6.1.3.1交流配电柜面板应具备电压、电流指示，测量仪表满足精度要求，测量精度不低于1级，每路开关应具备供电通断指示灯，配电接线端应加装防护罩防止误碰短路。

6.1.3.2交流配电柜根据通信设备供电需求配置容量合理的配电开关。

6.1.3.3屏内使用的电器元件，如开关、按钮等应操作灵活，各类声光指示信号能正确反映各设备的工作状况。

6.1.3.4交流电源不可靠的站点除应增加蓄电池容量外，还应配置太阳能、油机等其它备用电源。

6.1.4系统监视要求

6.1.4.1需监测交流进线电压、电流，母线电压，主馈线开关（对高频开关电源供电的开关）跳闸等，异常时告警。

6.1.4.2具备声光告警，具有消音功能。

6.1.4.3开放本地监测和远程监测接口，按需要提供RS232或RS485或TCP/IP的接口，预留不少于8个干接点，用于总告警、母线电压异常、交流输入异常等告警。

6.2交流不间断电源系统

6.2.1系统构成

6.2.1.1交流不间断电源系统由在线式不间断电源（简称UPS电源）和交/直流输入单元、交流输出单元等外围设备组成。

6.2.1.2UPS电源由整流器、逆变器、监控单元、蓄电池组等组成。

6.2.1.3交/直流输入单元由交流输入自动切换装置（可选）、交流输入断路器、旁路输入断路器、直流输入断路器、防雷器等组成。

6.2.1.4交流输出单元由交流输出断路器、交流馈线开关、母联开关（可选）、测量表计等组成。

6.2.2总调、中调、地调三级调度机构配置的两套在线式不间断通信电源，可采用并机运行或分列运行两种方式。

6.2.2.1并机运行方式

1）当机房内调度数据网、综合数据网、通信网管等关键设备不具备双路交流输入功能时，宜采用并机运行方式。

2）为抑制各模块间环流的影响，执行并机运行方式前应保证各逆变模块输出电压的相位、幅值及频率的一致性。

3）两套UPS应均分负载功率，一套故障时不影响另一套UPS正常运行，所有负载供电正常。

4）UPS应具有故障后在线脱开以及修复后在线投入的功能。

5）任一套UPS故障时，另一套UPS应具备承载全部负载的能力。

6）UPS的旁路应实现同源。

6.2.2.2分列运行方式

1）当机房内调度数据网、综合数据网、通信网管等关键设备具备双路交流输入功能时，宜采用分列运行方式。

2）双电源供电的设备，两路交流输入电源应分别取自不同UPS电源系统的输出母线。

6.2.3容量配置原则

6.2.3.1每台UPS输出额定功率应不小于1.2倍全部负载额定功率的总和。

6.2.3.2UPS电源容量应满足最大功率负载的起动电流需求。

6.2.3.3电源容量（Sn）与输出额定功率（Pn）关系为：

Pn（kW）=0.8Sn（kVA）。

7通信直流供电系统技术要求

7.1系统构成

7.1.1通信直流供电系统由高频开关电源、直流配电部分、蓄电池组和监控单元等设备组成。

7.2系统配置与接线

7.2.1总调、中调、地调三级调度机构，220kV及以上电压等级的变电站，总调、中调调度管辖范围内的发电厂，为通信直流供电系统供电的交流电源应分别取自两路不同变压器出线的交流母线。

7.2.2高频开关电源通过熔断器等过载保护装置与蓄电池组相连。

7.2.3两套通信直流供电系统彼此独立运行，两套直流供电系统的输出分配单元应完全隔离，并且在操作中不能互相影响。

7.2.4每套高频开关电源通过熔断器等过载保护装置与配电单元互联，两套通信直流供电系统的直流输出母线禁止并联运行。

7.2.5高频开关电源应具有智能化、人工可控的均衡充电、浮充电、均浮充转换和温度补偿等功能，适应蓄电池充电性能的要求。

7.2.6通信直流供电系统的电缆应采用阻燃电缆，尽量避免与交流电缆并排铺设，在穿越电缆竖井时，两组蓄电池电缆应加穿金属套管。

7.2.7根据站内各种通信设备供电需求，配置直流供电系统容量（含蓄电池、整流模块）和配电端口数量，并满足站内通信设备5年规划的发展需要。

7.2.8高频开关电源整流模块应满足N+M冗余配置，其中N只主用，N≤10时，1只备用；N＞10时，每10只备用1只。

整流模块数量应不少于3只。

主用整流模块总容量应大于负载电流和电池的10小时率充电电流之和。

7.2.9系统应设有C（通流容量≥20kA）、D（通流容量≥10kA）级防雷保护装置，交流输入侧安装C级交流防雷模块，整流模块输入侧安装D级浪涌保护装置，直流输出母排侧安装直流防雷模块。

图1通信直流供电系统双重化配置示意图

7.3运行方式

7.3.1直流供电系统采用并联浮充的运行方式，在交流电正常的情况下，整流器向负载供电的同时对蓄电池浮充。

若发生交流中断，则由电池向负载供电，电池电压下降到设置的最低保护工作电压时，电池被保护断开；当交流恢复后，应实行带负载恒压限流对蓄电池组充电。

7.3.2直流母线在正常运行和改变运行方式的操作中，严禁脱开蓄电池组。

7.3.3承载线路保护、安全稳定自动装置业务的通信电源运行方式应满足如下要求：

7.3.3.1对于采用双光纤通道的保护装置（含远跳装置），提供通道的两套光通信设备存在单电源供电时，应分别由不同的直流电源供电，保护的数字接口装置与提供通道的光通信设备使用的直流电源相一致。

7.3.3.2对于采用一路光纤和一路载波的双通道保护（含远跳装置），提供通道的光通信设备或载波设备存在单电源供电时，光通信设备与载波机应分别由不同的直流电源供电。

保护的数字接口装置与提供通道的光纤、载波设备使用的直流电源相一致。

7.3.3.3单通道保护中既有单光纤通道保护又有单载波通道保护，且提供通道的光通信设备或载波设备存在单电源输入时，光通信设备与载波机使用的直流电源应相互独立，至少有一套单光纤通道保护的数字接口装置与载波机使用的直流电源相互独立。

7.3.3.4单通道保护全部为单光纤通道保护，提供通道的光通信设备存在单电源供电时，要求至少有一套承载单光纤通道保护的光通信设备与其他光通信设备使用的直流电源独立，保护的数字接口装置与提供通道的光通信设备使用的直流电源相一致。

7.3.3.5当线路保护仅有载波通道时，应由不同的载波机传送信息。

载波机存在单电源供电时，不同载波机使用的直流电源应相互独立，保护的数字接口装置与提供通道的载波设备使用的直流电源相一致。

7.3.3.6安全自动装置A、B系统业务分别由不同的光通信设备传送时，且光通信设备存在单电源供电时，其数字接口装置电源应与提供通道的光通信设备使用的直流电源相一致，且相互独立。

7.3.3.7安全自动装置A、B系统业务分别由单电源输入的光纤、载波设备传送时，其数字接口装置电源应与提供通道的光纤、载波设备使用的直流电源一致，且相互独立。

7.3.3.8安全自动装置A、B系统业务分别由不同载波机传送，且载波机存在单电源供电时，其数字接口装置电源应与提供通道的载波机使用的直流电源一致，且相互独立。

7.4直流配电柜

7.4.1直流配电柜面板应具备电压、电流指示，测量仪表满足精度要求，测量精度不低于1级，每路开关应具备供电通断指示灯，配电接线端应加装防护罩防止误碰短路。

7.4.2直流配电柜应根据通信设备供电需求配置容量合理的配电开关。

7.4.3屏内使用的电器元件，如开关、按钮等应操作灵活，各类声光指示信号能正确反映各元件的工作状况。

7.4.4通信设备柜内可安装直流分配开关，与直流配电柜直接连接，作为其延伸部分。

通信设备柜内的直流分配开关禁止向其它通信设备柜供电。

7.4.5具备双路直流电源输入功能的通信设备，应由两套通信直流供电系统分别供电。

若由通信设备柜内的直流分配开关供电时，需配置两组独立的直流分配开关，分别与两套通信直流供电系统独立连接，禁止形成并联。

7.5高频开关电源

7.5.1输入性能

7.5.1.1输入额定电压：

AC380V或AC220V。

7.5.1.2输入220V电压范围：

187V～242V。

7.5.1.3输入380V电压范围：

323V～418V。

7.5.1.4交流电源频率范围：

50×（1±5%）Hz。

7.5.1.5输入电流谐波成份应满足表1的要求。

表1输入电流谐波成份

成分类别

Ⅰ类

Ⅱ类

输入电流谐波成份（3次～39次THDA）

≤10%

≤28%

7.5.1.6当输入额定电压、输出满载时，系统的输入功率因数应满足表2的要求。

表2输入功率因数

因数类别

Ⅰ类

Ⅱ类

输入功率因数

≥0.99

≥0.92

7.5.1.7具备两路市电输入功能，一路失电自动切换至另一路；可预置优先路，送电恢复能自动回复至优先路。

7.5.2输出性能

7.5.2.1输出额定电压：

DC48V（正极接地）。

7.5.2.2系统在稳压工作的基础上，应能与蓄电池并联以浮充工作方式和均充工作方式向通信设备供电。

7.5.2.3输出电压可调节范围：

－（43.2～57.6）V。

7.5.2.4系统的直流输出电压值在其可调范围内应能手动或自动连续可调。

7.5.2.5稳压精度为±1%；

7.5.2.6可靠性：

MTBF≥10万小时。

7.5.2.7输出电流过载能力：

（1.0～1.1倍）额定电流。

7.5.2.8输出短路保护：

承受8～24小时长期连续的输出短路。

7.5.2.9峰值杂音电压：

≤200mVp－p（0～20MHz）。

7.5.2.10宽频杂音电压：

≤50mV（3.4～150kHz）（有效值）。

≤20mV（0.15～30MHz）（有效值）。

7.5.2.11离散杂音电压：

≤5mV（3.4～150kHz）（有效值）。

≤3mV（150～200kHz）（有效值）。

≤2mV（200～500kHz）（有效值）。

≤1mV（0.5～30MHz）（有效值）。

7.5.2.12衡重杂音：

≤2mV（符合ITU-T建议0，41条件）。

7.5.2.13直流配电部分电压降不超过500mV（环境温度20℃）。

7.5.2.14可闻噪声：

在正常运行带额定电流电阻性负载时，所产生的噪声［环境噪声不大于40dB（A）］，自冷式模块的噪声应不大于50dB（A），风冷式模块的音响噪声应不大于60dB（A）。

7.5.3系统效率

7.5.3.1单个模块输出功率大于或等于1500W时系统效率应大于或等于88%，输出功率小于1500W时系统效率应大于或等于85%。

7.5.4并联工作性能

7.5.4.1系统中整流模块应能并联工作，并且能按比例均分负载（负载为50%～100%额定输出电流时），其不平衡度应优于输出额定电流的±5%。

当某个整流模块出现异常时，应不影响系统的正常工作。

7.5.5保护功能

7.5.5.1交流输入过、欠压保护

3）系统应能监视输入电压的变化，当交流输入电压值过高或过低，可能会影响系统安全工作时，系统可以自动关机保护；当输入电压正常后，系统应能自动恢复工作。

4）过压保护时的电压应不低于本标准中所规定的“交流输入电压变动范围”上限值的105%，欠压保护时的电压应不高于“交流输入电压变动范围”下限值的95%。

7.5.5.2三相交流输入缺相保护

整流模块交流输入为三相时，系统应具有缺相保护功能。

7.5.5.3直流输出过、欠压保护

系统直流输出电压的过、欠电压值可根据用户要求设定，当系统的直流输出电压值达到其设定值时，应能自动告警，过压时应能自动关机保护，故障排除后，手动恢复工作。

欠压时，系统应能自动关机保护；故障排除后，自动或手动恢复。

7.5.5.4直流输出电流限制或输出功率限制功能

系统直流输出限流保护功能分二种形式：

5）系统直流输出电流的限流范围可在其标称值的20%～110%之间调整，当输出电流达到限流值时，系统以限流值输出。

6）如系统采用恒功率整流模块，当系统直流输出功率达到恒功率值时，系统应以限功率方式输出。

7.5.5.5直流输出过流及短路保护

系统应有过流与短路的自动保护功能，过流或短路故障排除后应自动或人工恢复正常工作状态。

7.5.5.6蓄电池欠压保护

直流配电部分可以在蓄电池电压低于系统设定值时，自动一次或分次切断蓄电池输出，而在该设备的输出电压升高后应自动或人工再接入蓄电池；同时需设有强制电池投入的控制开关，极端情况下可使电池持续放电状态以保障设备运行。

7.5.5.7熔断器（或断路器）保护

7）系统的交流输入分路应具有断路器保护装置。

8）系统直流输出分路应具有熔断器（或断路器）保护装置；容量大于630A的直流输出分路可不设保护装置。

7.5.5.8温度过高保护

当系统所处的环境温度超过系统保护点时，系统应自动降额输出或停机；当环境温度下降到保护点后，系统应能自动恢复正常输出。

7.6监控单元

7.6.1通信直流供电系统应具备本地和远程监控功能，并将本地监控信息及时远传至值班人员。

7.6.2监视的信息应包括输入三相交流电压、电流，输出端的直流电压、电流，蓄电池组在线电压等。

7.6.3直流供电系统应具备电源模块故障告警，输出过压、欠压、过流告警，负载/电池分断告警，过热告警等。

7.6.4通信直流供电系统不具备远程监控功能时，应通过其他技术手段，采集市电失电、直流输出异常等关键告警，并能及时远传至值班人员。

7.6.5本地监测和远程监测及遥控功能：

开放协议，开放接口，按需要提供RS232或RS485或TCP/IP的接口，预留不少于8个干接点。

监控中心可远程下达命令对被控设备进行控制。

7.7断路器、熔断器

7.7.1主回路断路器、熔断器应有报警功能，如：

高频开关电源的交流输入侧、高频开关电源输出侧、蓄电池组进线侧的断路器、熔断器。

7.7.2各级断路器、熔断器应保证级差的合理配合。

上、下级断路器或熔断器之间（同一系列产品）额定电流值应保证一定范围的级差，避免线路越级跳闸或熔断。

7.7.3当直流断路器与熔断器配合时，应考虑动作特性的不同，对级差做适当调整，直流断路器下一级不应再接熔断器。

8蓄电池技术要求

8.1蓄电池供电时间

8.1.1当市电交流电源中断时，由通信专用蓄电池组单独供电的时间应满足如下要求：

8.1.1.1设于调度所、发电厂内的通信站：

不少于6小时。

8.1.1.2设于变电站、开关站的通信站：

不少于12小时。

8.1.1.3设在厂、站外的通信站：

不小于48小时。