第七讲 电源设计流程简介

1、第七讲 电源设计流程简介电源设计流程可分为二个阶段： 方案形成阶段+文本形成阶段 方案形成阶段：包括3个部分 主专业对电源的需求+供电解决方案 文本形成阶段：包括3个部分 图纸+概预算+说明方案形成阶段建设单位委托书确定项目类别与范围明确运营商和工程项目类别及运营商项目建设的习惯流程主专业对电源的需求现场查勘搜集资料供电电压类别和变动范围需求近远期功率需求和可靠性需求高低压供电系统的配置、使用情况UPS、直流系统的配置和使用情况机房走线与土建参数测量初步解决方案方案形成阶段初步解决方案甲方投资、维护等意见本期工程最终解决方案、过渡方案设备详细配置与主材清单设备详细配置与主材清单提供所需设备的技

2、术规范书进入文本形成阶段甲方订货设备详细配置与主材清单提出机房土建工艺要求甲方机房改造设备详细配置与主材清单编制工程概预算编制说明进入文件审核与出版设备详细配置与主材清单绘制施工图纸方案形成阶段文本形成阶段文本形成阶段文本形成阶段设备详细设备平面布置图配置与主材清单设备平面布置图各系统走线图设备详细配置与主材清单本工程交直流供电系统图全局交流供电系统图工程范围及分工界面图与厂家、建设单位和各专业的工程界面高压供电系统配置与描述低压供电系统配置与描述本工程配置设备及分路占用与连线、压降分配图各机房相对位置图电力电池室、油机平面图电源系统之间走线图至主设备交直流走线图交直流系统及地线计划表布放段落

3、、导线截面敷设长度设备逻辑系统图非标产品制作图设备及走线加固图图纸部分文本形成阶段设备详细设备平面布置图配置与主材清单表二：建筑安装工程费用表表五：其他费用表设备详细配置与主材清单表三：建设安装工程量表表四（材）：主材表表四（设）：安装设备表各设备的合同价格各设备的各种费率各主要材料的价格各种材料的费率各种设备、材料的详细安装工日统计工程类别及各种管理费主材费及人工费外市电增容费、建设单位管理费、设计费、监理费表一：工程建设费用总表以上几个表的分类综合分工程费、其他非、预备费小型建筑表建安工程机械费用表概预算部分文本形成阶段设备详细设备平面布置图配置与主材清单四、本工程建设方案五、接地系统设备

4、详细配置与主材清单三、本期主设备对电源需求二、交直流供电系统的现状一、概述工程概况、设计依据设计范围和分工、工作量高低压供电系统、UPS、开关电源配置与使用情况供电种类、可靠性、功耗电压范围、分路等要求交直流供电系统方案设备配置、走线等现有接地系统的描述本工程工作、保护地实现六、其他需要说明的问题补充说明安装过程中需要特别强调或说明的说明部分电源设计举例 某运营商新建5000平方米综合楼，近期拟安装1万门S12系列市话交换机和相应的计费和网管设备，试计算该大楼高低压及交直流供电系统的容量和配置。高低压配电部分设计外市电引入的路数确定 二路供电配置1台柴油发电机与一路市电配置2台柴油发电机各方面

5、的比较。一般尽可能做到1类供电方式。变压器和柴油发电机组容量计算 变压器容量=（一般负荷+保证负荷）/各系统的功率因素*各系统利用率。 油机容量=保证负荷/各系统的功率因素*各系统利用率*预留容量系数 预留容量系数：考虑到与非线性负载配合预留容量。变压器和柴油发电机组容量计算油机容量一般只保证通信负荷、空调负荷和保证照明负荷。油机配置的容量可以适当小于远期变压器的容量。一般在选择油机时，可视近远期负荷的预测大小进行选择，若在短时间内业务发展迅速，交流负荷增加较大，可以按照远期负荷配置油机，避免早期配置太小，造成后期容量不足的局面。若近远期负荷差别较大，但时间跨度可能较长，也可以选择1台小容量机

6、组满足近期要求，远期再增加或更换1台大容量设备。高低压配电部分设计高低压配电部分设计电费计量方式的确定 计算出变压器的容量后，与供电部门的强制规定相比较，如果容量630KVA，需要建设专用高压配电房，实现高供高计。一般如计算容量60Lx。机房净高：4.0m高低压配电部分设计油机房简要工艺要求油机房需要考虑噪声、排烟、排污、振动等因素的影响。机房尽量靠近配电房；一般不设主楼内，设在主楼内时需考虑到油机安装与搬运方便，外开门宽2米。考虑噪声和排烟对建筑和居民的影响，油机排烟不应设在上风口；机房尽量避免西晒。室内材料采用耐高温的防火材料；超过200KW以上的油机建议制作基础；地面平整、耐磨、光滑、易

7、于清洁油污；设置储油装置，建议储油量24h。照度要求：60Lx。大楼土建工艺 大楼土建工艺主要为保证通信机房安装所必需的对土建提出的安装条件，如机房的荷载要求、面积要求、层高要求、各机房连线对孔洞的要求、照度要求及房内饰要求等。 首先必须要明确大楼的功能定位和进远期各系统对大楼使用规划。 根据该规划对大楼进行各系统机房位置的合理安排。 依据各机房的布局考虑各系统之间各种电缆线的顺畅连接。 其它如荷载、照度等要求。大楼接地设计1、大楼按照联合接地方式进行设计。即将设备的工作地、保护地、建筑物防雷地共用1组接地体的方式。2、沿大楼四周地面下设封闭的环形带，与大楼基础主钢筋多点焊接相联成统一的均压网

8、，并与其他地网、进出大楼的金属外护套，自来水管等多点相联。3、联合接地电阻要求小于1欧姆。4、大楼按分散供电方式设置电力室，自地网引接2根接地扁钢至底层电力室作为接地总汇集排。5、各层电力室最好安排在同一位置，并设置上下线孔洞。5、自大楼两侧上线井内各敷设1根接地扁钢至顶层作为大楼垂直接地干线。综合大楼联合接地示意图交直流供电系统设计1、主设备对电源的要求S12交换机设备：供电类型：-48V，电压波动范围：-39.6-57V；1万门交换机功耗：200A；远期5万门功耗估计500A。供电分路要求：S12自配JZ00机架（电源分配架），该架分A、B侧输入，配置24路63A输出，要求输入4路电源，共

9、布放7根电源线，其中负极4根，正极3根，电源线截面要求240平方毫米，每个交换机架自JZ00机架输出63A接线。计费和网管设备：供电类型与波动范围：220V3%。每个机架要求提供2路20A分路，每个机架功耗3KVA。交直流供电系统设计 2、大楼供电系统及机房的情况调查 现状：大楼拟采用2路外市电进局，变压器容量配置2台630KVA，柴油发电机组配置500KW1台。动力和照明分开计费。 安装位置及平面：大楼设有专门的油机房和配电房，目前尚未使用。 原机房机房走线情况：配电房至油机房及至电力室的走线路由情况。 大楼接地情况：采用联合接地方式，在电力室设置总接地汇集排。交直流供电系统设计机房位置确定

10、：与建设单位商定交换机房、MDF机房、进线室、计费和网管机房、传输机房、电力室、电池室等机房位置。专用空调室内外机组安装位置的确定：以便确定空调交流供电方式。机房楼面荷载确定：确认电力电池室的机房楼面活荷载，达不到的提出来以便建设单位进行改造。电力电池室设备安装位置的确定：按标准设备定参考位置，包括设备朝向、电源与电池、UPS与电池走线方式等。确定交流电源线和地线的引入路由。确定电力室与各主机房间电源线的走线路由。机房土建参数确定：包括层高、孔洞位置、上线井位置等。交直流供电系统设计3、交直流电源初步方案直流部分：设备为-48V，故电池采用24只。A、蓄电池组的容量计算：根据蓄电池组的容量计算

11、公式，计算蓄电池组的容量；蓄电池采用阀控式密封铅酸蓄电池组，a=0.008，蓄电池室安装空调，t=15。I=5万门时的电流500A。 )25(1 tKITQ交直流供电系统设计 该公式中T值和放电容量系数的确定：根据该局外市电的情况确定蓄电池组的放电时间，在一类供电供电条件下，蓄电池组的放电时间为1小时左右。考虑到维护条件、二次断电等因素的影响，可以将放电时间适当延长，如2小时。在T=2小时的情况下,=0.61，根据以上参数计算Q=2228AH。 实际蓄电池组可选择1000AH*2组。交直流供电系统设计B、开关电源的容量核算主要核算整流模块的数量，整流模块按N+1冗余方式配置，同时应预留蓄电池组

12、的充电电流。其中ILOAD=500;IBATT=200;IREC=100A则整流模块数量=N+1=8个。即开关电源需要配置800A。RECBATTLOADIIIN交直流供电系统设计 如果开关电源满架容量为1000A，则该局只需要1个开关电源机架。开关电源机架数量根据整流器的计算值留有一定的余量即可。 如果开关电源模块容量为50A，则响应需要15个16个整流模块。从经济性和可靠性考虑，一般这类系统不采用50A整流模块。交直流供电系统设计 3、交直流配电屏的选择交流配电屏：交流配电屏行标要求采用2路电源进线，并可实现自动或手动倒换。一般1个开关电源架只需要交流屏提供1路交流电源。其余配置的分路可视

13、情况作为UPS、机房空调的输入分路使用。标准屏一般为400A、630A。直流配电屏：交换机近期要求提供4路400A分路，远期可能再需要增加4路；传输机房需要提供至少2路250A以上分路作为列头柜进线分路；其它系统还应适当预留接线分路。同时还应预留蓄电池组保护分路。一般1台低阻直流屏可配置200A以上的分路14路，100A分路10路。标准屏往往为2000A。交直流供电系统设计 4、直流电源线的选择与分配 常用压降分配法计算直流电源线的截面。 A、计算蓄电池组的馈电线设每组电池放电电流250A，电池距直流屏实际布线长度15米，当U=0.5V时，S=263，S=240平方毫米电缆，则U=0.55V。

14、UILS2交直流供电系统设计 B、电力室直流屏至JZ00机架电源线 主设备JZ00架分A、B侧规定采用4路240平方毫米电源线供电。当JZ00机架距直流屏30米时，在A、B 2路电源在1路故障的恶劣情况下线路的压降。 设1个JZ00最大承载电流300A。则U的计算值U=0.66V。则预留给交换设备的压降（含JZ00）为3.2-0.55-0.66-0.5=1.49V。交直流供电系统设计 5、交流不间断电源系统的计算与选择 设网管和计费采用3个集装架安装，每个集装架要求提供2路20A的分路，每个机架功耗为3KVA。交流不间断电源可以选择2个方式：UPS方式和逆变器方式。在负荷发展不大，可靠性要求高

15、、占地面积小、-48V电源存在富余的地方，可以采用模块叠加式逆变器解决方式。交直流供电系统设计 UPS在几百瓦到几百千瓦的范围内都比较适用。但UPS在使用时需要考虑提高可靠性的措施，在通信系统中选用的UPS一般适用双边换器在线式系统、功率较大的场合，在选用UPS时，除了需要选择高可靠性、具有完善的电池管理功能的UPS之外，尚应考虑UPS系统的备份，常采用并联冗余方式供电。交直流供电系统设计 逆变器模块的选择原则与开关电源模块的配置原则相同，即需要冗余，还需要注意直流基础电源的富余容量，特别是蓄电池组的放电时间。 UPS在配置时需要考虑近期负荷的增加情况，在订货时需要考虑预留较大的容量，早期工作

16、期间效率不高。UPS安装需要占用较大的机房面积，另对机房荷载也有较高的要求。交直流供电系统设计 交流电源线的选择 交流电源线一般根据温升决定的安全载流量来选择。 计算I=P/220V=3000KVA/220=15A，根据此计算值查对应的导线截面表。 选择相线、零线采用同截面即单相三线制的电源线。 交流供电压降一般控制在2%以内，最后利用其进行电源线校正。交直流供电系统设计 地线的选择与布放电源设备工作地：与主设备专业称呼不同，电源工作地指电源的一极接地。直流电源接地线必须从接地总汇集线上引入。为保证工作接地的可靠性，往往采用2根接地线。大楼内所有交直流用及配电设备均应采取接地保护。交流保护接地

17、线应从接地汇集线专引，严禁采用中性线作为交流保护地线。应根据最大故障电流值确定，一般宜选用导线截面为3595平方毫米（相互故障电流：25350安）的多股铜导线。交直流供电系统设计SPD的选择与安装 1. 一级一级(B级级)氧化锌避雷箱氧化锌避雷箱 电源用SPD冲击通流容量:L-G或L-N、N-G必须同时通过100kA/每线、8/20s波形的检测；最大持续工作电压：不小于320V（指交流电有效值），对应的氧化锌标称导电电压（压敏电压）为510V左右,残压小于1600V(在20kA、8/20s波形的条件下) 交直流供电系统设计 2. B-C级氧化锌避雷箱级氧化锌避雷箱 冲击通流容量：L-G或L-N、N-G必须同时通过60kA/每线、8/20s波形； 最大持续工作电压：不小于320V（指交流电有效值），对应的氧化锌标称导电电压（压敏电压）为510V,其残压在1600V左右(在20kA、8/20s波形的测试条件下)；交直流供电系统设计 3. 二级二级(C)氧化锌避雷器（含单相保护器）氧化锌避雷器（含单相保护器） 冲击通流容量：每线（L-G或L-N、N-G同时）40kA（8/20s波形）； 最大持续工作电压：不小于320V（指交流电有效值），对应的氧化锌标称导电电压（压敏电压）为510V；交直流供电系统设计 4. 48V直流保护器直流保护器 冲击通流容量：15kA（8/20s波形）；