电源交流接地基础知识

1、2021-5-4电源交流接地基础知识1 通信设备的供电与接地交流通信设备的供电与接地交流 二一年一月二一年一月 2021-5-4电源交流接地基础知识2 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 2021-5-4电源交流接地基础知识3 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

2、供电系统 UPSUPS供电系统供电系统 接地系统接地系统 2021-5-4电源交流接地基础知识4 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 交流供电系统由交流供电系统由 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。 2021-5-4电源交流接地基础知识5 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

3、 （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 2021-5-4电源交流接地基础知识6 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 llpp llp

4、p llpp pllp IUIUQPS IUIUQ IUIUP UUII 33 sin3sin3 cos3cos3 )3,( 22 对称负载时： 2021-5-4电源交流接地基础知识7 交流配电屏的配置与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： cos3803 1000 P Ie e I 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 2021-5-4电源交流接地基础知识8 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

5、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）选择截面。如下表所示：（即导线最大容许持续负荷）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 1.5 2.5 4 6 10 16 25 35 50 30 40 50 62 83 113 151 188 244 25 33 43 59 71 98 133 162 207 21 2

6、8 36 51 63 88 121 145 188 18 26 33 46 57 82 113 134 170 13 18 24 43 52 75 103 122 155 70 95 120 150 185 240 300 400 500 304 336 417 467 545 628 744 909 1065 248 275 361 427 487 522 - - - 234 264 323 370 412 489 - - - 210 238 294 349 385 457 - - - 191 217 268 314 347 411 - - - 2021-5-4电源交流接地基础知识9 通信电

7、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 2021-5-4电源交流接地基础知识10 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 2021-5-4电源交流接地基础知识11 通信电源通信电源 直流不间断供电系统示意图直流不间

8、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 式为并联浮充式为并联浮充 供电方式供电方式 2021-5-4电源交流接地基础知识12 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

9、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：基础电源通过汇流排直接馈送到低阻配电系统：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：是瞬态限流配电系统、又称辐射高阻配电系统：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。 2021-5-4电源交流接地基础知识13 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

10、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)/48 2021-5-4电源交流接地基础知识14

11、 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。 2021-5-4电源交流接地基础知识15 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

12、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，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(

13、(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1 1时，取时，取0.0080.008。 )25(1 t KIT Q 2021-5-4电源交流接地基础知识16 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1.1 2021-5-4电源交流接地基础知识17 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

14、电时间有关，可按下 式估算：式估算： Q=KQ=K时间 时间* *I I 1 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： 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 2021-5-4电源交流接地基础知识

15、18 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 V 24V24V电源全程电源全程 压降为压降为1.81.8V V 0.35V0.35V 0.5V 0.2V 0.4V 0.5

16、V 0.5V 0.5V 0.5V 1.1V 1.6V 0.2V 0.2V 0.4V 0.35V 0.35V 0.2V ( (无电源分配柜）无电源分配柜） 2021-5-4电源交流接地基础知识19 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； 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。 2021-5-4电源交流接地基础知识20 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

17、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/40V P 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 2 L L 馈电回路导线总长度，馈电回路导线总长度，m m； VV 导线上允许的电压降，导线上允许的电压降，V V。 )( 2 mm V LI S 直流线径的选择直流线径的选择 2021-5-4电源交流接地基础知识21

18、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)？ 2021-5-4电源交流接地基础知识22 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 2021-5-4电源交流接地基础知识23 通信电源通信电源 交流不间断供电系统：交流不间断供电系统： 应采用应采用UPSUPS供电系统或逆变器供电系统或逆变器(

19、(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，所有输出能量都经过电子变换。无论有无市电时，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1 UPS输入屏630A开关2 UPS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1 2021-5-4电源交流接地基础知识24 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中不少应用，应根据不应根据

20、不 同应同场合配置同应同场合配置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应采用应采用 并联方式供电，两台并联方式供电，两台UPSUPS要求各配一组蓄电池。要求各配一组蓄电池。 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。的富余量

21、。 2021-5-4电源交流接地基础知识25 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。 )(AHh V P Q 2021-5-4电源交流接地基础知识26 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

22、统 接地系统接地系统 2021-5-4电源交流接地基础知识27 接地系统接地系统 新建局（站）应采用联合接地新建局（站）应采用联合接地( (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) )。 接地系统由接地体、接地体汇接线、接地接地系统由接地体、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 2021-5-4电源交流接地基础知识28 通信电源通信电

23、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、 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 2021-5-4电源交流接地基础知识29 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，

24、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。 2021-5-4电源交流接地基础知识30 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 2021-5-4电源交流接地基础知识31 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