通信设备环境第十一章电源系统设计及配电工程

1、通信设备环境通信设备环境Communication Equipment Environment课程内容课程内容l电源系统概述电源系统概述l交直流供电系统交直流供电系统l高频开关型整流器高频开关型整流器l蓄电池蓄电池l油机发电机组油机发电机组l不间断电源不间断电源(UPS)l空调设备空调设备l通信接地与防雷通信接地与防雷l集中监控系统集中监控系统l通信电源系统的维护与测试通信电源系统的维护与测试l安全用电安全用电11.1 通信电源系统设计概述通信电源系统设计概述11.2 通信电源系统设备的配置通信电源系统设备的配置11.3 UPS交流供电系统设备的配置交流供电系统设备的配置11.4 高低压交流供

2、配电系统设备的配置高低压交流供配电系统设备的配置11.5 交直流供电系统电力线的选配交直流供电系统电力线的选配11.6 通信接地与放雷系统的设计通信接地与放雷系统的设计11.7 通信电源站的机房设计通信电源站的机房设计第十一章第十一章 通信电源系统设通信电源系统设计及配电工程计及配电工程11.1 通信电源系统设计概述通信电源系统设计概述1 1、电源设计的内容电源设计的内容 电源设计的全过程一般应包括设计阶段的前期工作、设计工作和设计回访三个部分。前期工作主要完成方案报告以及围绕方案而进行的相关查勘、方案论证、工程实施可行性等工作，也即项目建议书、可行性研究报告阶段。设计工作一般分成初步设计和施

3、工图设计。设计文本由图纸、概预算和说明三部分组成。对技术成熟、工程量不大的工程往往采用一阶段设计；对于大型项目往往存在可行性研究报告阶段、初步设计与施工图设计阶段、设计回访三个阶段。 从电源设计的内容上看，设计内容涉及交流供电系统、直流供电系统、防雷与接地系统和动力与环境集中监控系统四个主要组成部分。具体包括高低压配电设备、发电机组、UPS、变换器、整流器、蓄电池组、直流配电设备、防雷与接地、动力与环境的集中监控等设备组成的系统。1)1)可行性研究报告阶段的内容可行性研究报告阶段的内容根据建设单位委托书的要求，进行项目的可行性研究，通过方案查勘，提出可行性方案，并论证方案的合理性，主要内容涉及

4、四个组成部分的方案描述和论证。对需要新建高低压配电系统的局（站），需要论证采取高低压配电系统的组成和工作方式；直流供电系统涉及是否要分散供电，如何实现等；防雷和接地系统往往不涉及具体方案的论证；动力与环境监控系统则主要考虑系统的组网方案和信息采集点的设置等。在工程进度安排上应充分考虑到电源设计和施工特点，合理安排电源设备设计、订货、到货、安装、开通各工序的时间进度。编制技术经济分析，进行经济评价。由于经济评价往往针对一个项目来进行，而电源系统从事的是基础性的工作，不直接产生效益，经济评价往往与通信专业统一编制，或把财务费用进行专业分摊后编制专业经济评价。编制工程的投资估算。投资估算根据明确的估

5、算依据并结合资金的筹措方式来进行。2)2)初步设计阶段的内容初步设计阶段的内容在可行性研究报告批复和初步设计委托书的基础上，详尽地收集各方面基础资料，进行技术经济多方案的比较，确定明确的方案以指导设备订货。在此阶段，各系统的方案和基本的设备也确定了。对主要材料和设备进行询价，编制工程概算，以便确定建设项目的总投资额，编制固定资产计划。选定方案的初步设计阁纸。图纸内容应能基本上反映设计的方案以及基于该方案的实施图纸。在初步设计批复后应根据工程的设备情况向甲方提供关于本工程的技术规范书，便于甲方进行设备订货。在很多情况下，技术规范书的提供在初步设计方案确定下来后就应及早进行。3)3)施工图设计阶段

6、的任务施工图设计阶段的任务根据初步设计的批复，经过工程现场查勘，编制指导针对设备安装方面的图纸、说明和预算。核实与初步设计的不同之处并进行原因说明。编制详细的工程预算，包括设备费、建筑安装人工费、材料费、工程建设其他费等。2 2、电源设计工作的特点电源设计工作的特点在电源设计的过程中，除了应考虑到本书提到的通信网对电源系统的要求需要在设计过程中贯彻之外，还应明确电源设计不同于通信专业设计的工作特点。电源设计作为整体项目设计的一个组成部分,设计的相关数据输入受到通信专业很多方案、数据的制约，一般与其他工程设计同时进行，其次需要在通信专业方案确定后才能进行电源系统的方案设计。在工程实施中要求在通信

7、设备安装前电源系统就要具备调测开通的条件,因此留给电源系统的设计时间、施工时间往往比较短。若工程涉及高低压配电系统的改造则周期较长，往往成为制约工程实施的关键因素，在工期比较紧的项目中，没有正确掌握电源工程的特点，造成工程工期延误的事例是比较常见的。在现场查勘过程中，由于通信电源建设方案的确定要依赖于通信设备安装现场的供电情况和通信设备的安装位置、具体的供电要求。因此，要求电源查勘人员具备现场很快确定供电方案的能力。在比较常见的扩容工程中，往往UPS系统容量足够的情况下，只需要在专业机房增加交流分配柜，直流部分在蓄电池组容量足够的情况下，往往在开关电源机架中增加整流模块，以及增加机房直流电源分

8、配架PDF等。对于标准化程度较高的电源设计可以不需要很快就提供设计方案，如基站电源设计等。3 3、电源设计的原则电源设计的原则通信电源设备安装及系统设计必须贯彻国家技术政策,合理利用资源,执行国家防空、防震、消防和环境保护等有关标准规定。设计必须在保证供电质量的前提下，考虑安装、维护和使用方便，注意战时或自然灾害等特殊条件下的通信安全。积极利用新能源、采用新技术，努力实现集中监控管理，逐步达到少人值守，直至无人值守。设计总体方案、设备选型等近期建设规模应与远期发展规划相结合，同时还应根据建设和发展情况、经济效益、设备寿命、扩建和改建的可能等因素，进行多方案技术经济比较，提高可靠性，努力降低工程

9、造价和维护成本。设计应做到切合实际、技术先进、经济合理、安全适用。扩建和改建工程应充分考虑原有通信设备的特点，合理利用原有建筑、设备和器材，积极采取革新措施，力求达到先进、适用、经济的目标。进入通信局（站）的各种通信设备对交流和直流电源的要求应符合相关规范的要求。4 4、电源设计的范围与分工电源设计的范围与分工1)1)设计范围设计范围设计范围是对设计工作内容的界定，设计范围的明晰有助于不同工作范围的衔接和相互配合，避免在工程中出现工作量不淸、责任分工不明的情况。就电源专业来说，一般工程项目包括高低压配电系统、自备电源系统、交直流不间断电源系统、防雷与接地系统、动力和环境监控系统等。在工程启动前

10、期应根据委托书的要求或建设单位的意见明确设计包含的项目。由于地方供电部门对高低压配电部分在设计、施工、产品的选择上都有很多限制，电源设计一般只根据所掌握的通信各专业的规划和机房情况，配合供电部门提出功率、分路、负荷分类等要求，并应建设单位的要求对供电系统的方案提出建议。如建设单-位同意，也可以承接这类设计。2)2)设计分工设计分工如果说设计范围是从工程建设内容的角度进行明确划分的话，设计分工则是工程接口的划分，同时也是工程界面和责任界面的划分。与之相关联的各方分工包括与建设方、厂家、通信专业之间的分工等。5 5、电源设计的需求分析电源设计的需求分析一般而言，通信局（站）用直流基础电源电压为-4

11、8V.现网使用中也存在不少24V电源的情况。另外，特别是随着数据业务的飞速发展，通信设备愈来愈多的要求给交流供电提出了不少新问题。电源设计的需求分析主要了解通信专业设备对电源的详细需求情况，一般借助于通信专业设备的厂家及其合同来收集。需要特别注意的是，通信作为一个系统，一个部分发生变动往往带来其他部分也作相关的变动。电源作为基础设施，需要将所有的变动都了解清楚，例如，交换设备的扩容同时带来传输系统的扩容，电源设计中必须要将这两个情况统一起来考虑，不能顾此失彼。在该阶段主要了解以下几方面的数据。1)1)通信专业设备对电源的需求通信专业设备对电源的需求通信设备供电电压的种类需求。采用直流还是交流供

12、电。单相供电还是三相供电。主设备对直流供电方式要求。采用高阻还是低阻供电。供电电压的变动范围。主设备对电源的功耗需求。每个主设备对电源输出分路需求。2)2)其他系统对电源的需求其他系统对电源的需求主要针对非通信设备负荷。其一般采用交流供电，不需要UPS电源保证，但可能需要油机电保证。因此这方面的需求可作为变压器、油机配置时参考。3)3)安装场地的情况安装场地的情况安装场地外市电引入路数，变压器、油机的配置和使用容量以及设备平面。UPS的配置、使用容量、用途和安装平面。现有开关电源和蓄电池的配置情况、用途、分路使用和剩余情况、平面和走线情况。地网的建设情况。本期电源设备的安装、扩容场地土建情况，

13、包括机房荷载、层高、孔洞位置等。4)4)投资意向投资意向根据主设备对电源供电的要求并结合现场电源设备的利用情况，可以初步得到本期工程的解决方案。在初步确定工程的建设方案时，还需要考虑投资意向，以便确定电源系统采用新建还是扩容方式，分散供电方式还是相对集中供电方式。在需要小容量交流供电的场合，采用UPS供电还是采用逆变器方式供电也需要权衡。11.2 直流供电系统设备的配置直流供电系统设备的配置直流供电系统是指由直流电源设备及其相互之间的连接导线构成的、按一定方式协同工 作的、提供满足通信设备要求的直流电源供电总体。此类设备包括整流器、交直流配电设备、 DC/DC变换器、DC/AC逆变器、蓄电池组

14、等。直流供电系统对通信设备可采用分散或集中供电方式供电。分散供电方式应根据通信容量、机房分布、维护技术和维护体制等条件，使电源设备尽 量靠近负荷中心，并能提供机动灵活的扩容条件。直流电源系统的设置应考虑到通信网络设 备的安全需要。对直流供电系统的设置位置常见有两种方式，即可以分楼层集中设置电力电 池室安装或直接安装在通信机房内实现分区域就近供电。直流供电系统应采用在线充电方式，以全浮充制运行，即电池在不脱离负载的情况下运 行充电的供电系统，图11-1所示为直流供电系统的方框图。11.2.1 11.2.1 整流器设备的配置整流器设备的配置通信设备要求采用稳定的直流供电，整流器通过对市电进行整流，

15、将交流电源转换成设备工作所需要的直流电源。正常情况下，整流器一方面通过直流配电屏给通信设备供电，另一方面给蓄电池组充电。整流器容量及数量应按以下要求配置。采用高频开关型整流器的局（站），应按n+1冗余方式确定整流器配置，其中n只主用，n10时，1只备用：n10时，每10只备用1只。主用整流器的总容量应按负荷电流和电池的均充电流（10小时率充电电流）之和确定。对于采用太阳能电池等新能源混合供电系统供电的局（站），当蓄电池10小时率充电电流远大于通信负荷电流时，主用整流器的容量应按负荷电流和20小时率的充电电流之和确定。11.2.2 11.2.2 交直流配电设备的配置交直流配电设备的配置在交换局大

16、容量供电系统中，一般交流配电屏、直流配电屏分开设置，宜使用整流器厂家提供的交直流配电产品与整流器组成直流供电系统；对小容遍:供电系统可使用交直流配电设备、整流器在物理上组成1个机架的组合电源架，如接入网、基站机房使用的供电系统。交直流配电屏配置与选择时应注意以下要求。交直流配电屏的技术要求交直流配电屏的技术要求1 1）直流配电屏技术要求）直流配电屏技术要求输出额定电流可分1600A、2000A、2500A三种。负载分路（根据工程特点在订货前确定分路情况）可分以下三种情况。1600A直流屏：熔断器400Ax6路、200Ax2路、100Ax2路、63Ax8路。2000A直流屏：熔断器400Ax7路

17、、200Ax7路、100Ax4路、63Ax8路。2500A直流屏：熔断器500Ax7路、200Ax4路、100Ax4路、63Ax8路。直流屏应能接入两组电池，并分别装有熔断器，当其中一组不能工作时，另外一组应能正常供电。直流屏的主回路、电池回路和200A以上的负载分路应分别装有分流器，可分别测量总电流、电池充放电电流和负载分路电流，采用数字显示，并可将上述模拟量经变换后，供系统监控模块采集。直流屏内放电回路的电压降在满载时应小于500mV。多台同容量的直流屏应能并联工作。直流屏应有过压、欠压告警信号，有过流保护和输出端浪涌吸收装置，并有格丝熔断告警功能。直流屏应配有集中信号告警装置并具有声光告

18、警功能，能送出告警接点信号，供系统监控模块采集。2 2）交流配电屏技术要求）交流配电屏技术要求额定容量：输入交流三相五线380/220V、50Hz,常规按电流可分400A、630A两种。输入要求：要求输入二路交流电源，并可人工或自动倒换。有自动倒换要求的电路，必须有可靠的电气联锁，或做到电气和机械双重联锁。负载分路（根据具体情况变动）可分以下两种情况。400A交流屏：低压断路器160Ax4路、100Ax2路、63Ax4路、32Ax4路；630A交流屏：低压断路器160A200Ax6路、100Ax2路、63Ax4路、32Ax4路。事故照明分路：当交流电源停电时，能自动送出48V/100A的直流电

19、源作为事故照明电源。保证照明电路：两路交流电源自动转换，输出两路100A的照明分路。交流屏的输入端应提供可靠的雷击、浪涌保护装置，在下列模拟雷电波发生时，保护装罝应起保护作用，使得设备不被损坏：电压脉冲10/700s，5kV；电流脉冲8/20hs,20kA。监控模块也应采取相应的防浪涌措施。中性线汇流排应与机架绝缘。交流屏应具备测量电流、电压的功能，并采用数字显示，具有欠压、缺相、过压告警功能。此外，还能将上述模拟量经变换后，供系统监控模块采集；亦能送出告警接点信号，供系统监控模块采集。为便于遥信，交流屏各断路器取一对辅助接点信号，供系统监控模块采集。交直流配电屏的配置与计算交直流配电屏的配置

20、与计算1 1）直流配电屏的配置与计算）直流配电屏的配置与计算集中式直流配电屏集中式直流配电屏集中式直流配电屏一般均按终期负荷容量选择配电屏的容量。在负荷计算中，当所接变换器其实际负荷与额定容量相差不大时，一般可将变换器的输入电流额定值作为直流配电屏负担负荷的组成部分考虑。能够给蓄电池高电压充电的直流配电屏，由于蓄电池的充电电流一般不会大于通信设备的浮充电流与事故照明等其他直流用电没备的用电电流之和，故在直第11章通信电源系统设计及配电工程1271流配电屏的选择计算中，一般不考虑蓄电池的充电问题。单元式直流配电屏单元式直流配电屏由于允许并联增容，故应按近期负荷容量，根据负荷电压来选择配电屏的容量

21、。实际应用中，由于此类配电屏可以在线扩容，设备选择和配置时一般使用此类配电屏，在分散供电的情况下，为了扩展单元直流配电屏分路不足的问题，才涉及直流配电屏的扩容。2 2）交流配电屏的配置与计算）交流配电屏的配置与计算交流配电屏的主要作用在于给开关电源系统的整流器提供交流电源，所以开关电源系统的交流屏往往使用厂家配套的产品。在综合楼内，在电源种类多，整流器台数及其他负荷分路比较多的情况下，可以安装1-2台大容量的交流屏，作为电力室输入交流电源的总分配屏，此类交流配电屏需要考虑电力室内交流负荷远期最大值。11.2.3 DC/DC11.2.3 DC/DC变换器的配置变换器的配置虽然通信行业规定采用-4

22、8V作为直流基础电源电压，但目前实际用电设备还有使用其他电压等级的情况，这在大型综合局房还是普遍存在的。在基础电源电压确定的情况下，如果通信设备要求使用不同电压等级，则可以根据此类通信负荷大小和可扩展性选择单独配置整流器或配置DC/DC变换器的方式。DC/DC变换器由于存在对直流基础电源的反灌杂音的影响，一般用于负载较小的场合。为了保证通信设备用电可靠性，往往采用模块叠加式逆变装置，同型号、同容量的变换器可多台并联使用，主用变换器总容量应按最大负荷电流确定。变换器的直流输出分路根据通信设备的要求进行配置。11.2.4 DC/AC11.2.4 DC/AC逆变器的配置逆变器的配置当通信设备需要使用

23、交流供电时，电源工程师面临着使用逆变器和UPS的选择。逆变器由于存在对直流基础电源的反灌杂音的影响，也同样用于负载较小的场合，可以充分利用开关电源系统富余的容量。逆变器的负荷一般不宜超过15kVA。从提高通信设备供电可靠性出发，避免供电环节出现单节点故障，采用模块叠加式逆变器更为普遍，其模块采用；N+1备份方式运行，交流输出分路根据通信设备的要求进行配置，并兼顾设备扩展的需要。11.2.5 11.2.5 蓄电池组的配置蓄电池组的配置蓄电池组主要根据市电状况、负荷大小配置。如果维护或其他方面的原因对蓄电池组的放电时间有特殊的要求，在配置过程中也应作为配置的依据。直流系统的蓄电池一般设置两组并联，

24、总容量满足使用的需要，蓄电池最多的并联组数不要超过4组，不同厂家、不同容量、不同型号的蓄电池组严禁并联使用。1 1）铅酸蓄电池的总容量计算）铅酸蓄电池的总容量计算2 2）蓄电池组容量的）蓄电池组容量的选择选择不同厂家的蓄电池产品存在不同的容量等级，常用单体蓄电池组的容量等级为200AH、300AH、400AH,500AH、1000AH等，与实际计算出的Q值都会有差异，选择接近的容量等级即可。对于经常采用的蓄电池容量等级，往往产品本身比较成熟，选择时需要注意优先采用。在单体电池容量大于常见容量等级时，可以选择电池组的并联。另外，不宜选择由小容量电池内部并联组成单体电池的方式。11.3 UPS交流

25、供电系统设备的配置交流供电系统设备的配置 (1)UPS (1)UPS设备的配置设备的配置UPS设备的配置一般遵循以下原则。机房UPS设备必须满足YD/T1095-2000通信用不间断电源（UPS)的所有要求。对特别重要和负荷集中的机房设备正常使用情况下输入谐波电流（THDI)应满足小于10%的要求；正常使用情况下输入电压谐波(THDU)应满足小于5%的要求。同一个UPS系统中，同时输出的多台UPS设备之间功率应平均分配，最大不平衡度小于5%。在不影响实际负载正常工作的前提下，可将需要维护的UPS设备退出服务，进行独立检修调测。UPS单机额定容量原则上应不超过400kVA;由多台UPS设备组成的

26、UPS系统额定容量原则上应不超过800kVA;且UPS设备台数不宜大于三台。对于大型数据中心机房，提倡采用几个中等容量的UPS系统分散供电代替单一大容量UPS系统集中供电。UPS中的整流器应能进行电池充电电压或充电电流的调整。对特别重要和负荷集中的机房，宜采用两路独立UPS电源供电，并采用两组（1+1)UPS系统并联冗余方式配置。平时每组UPS仅负担1/2负载功率，当任何一组UPS出现停止输出时，正常工作的UPS可以接管所有双电源负载，保证供电的安全性。对一般的数据机房，采用一组（1+1)UPS并联功率均分冗余备份方式配置UPS电源，系统为同一机柜供电时，应为每个机柜提供两路从UPS配电柜内不

27、同输出总开关接出的电源。对UPS系统容量与蓄电池后备时间要求如下。UPS系统的输出功率容量应根据近期负荷的功率进行预测。对特别重要和负荷集中的机房，UPS单机后备时间应满足系统设计规定负荷工作45min以上;对采用一类市电供电的一般机房,UPS单机后备时间应满足系统设计规定负荷工作30min以上，二类市电供电的一般机房，UPS单机后备时间应满足系统设计规定负荷工作60min以上。UPS电池组采用架式安装。有条件时，UPS设置高放电倍率的2V电池。每组电池均需设置质量可靠的过电流保护装置。UPS与电池连接应设置紧急脱离开关。2 2、 UPSUPS蓄电池容量的计算蓄电池容量的计算UPS蓄电池组与-

28、18V通信用电池组使用特性和生产工艺不完全相同。UPS电池的总容量应按UPS功率数，采用恒功率方法估算出蓄电池的放电电流具体公式如下：在计算出放电电流I之后，根据此I值，查询所选择电池品牌的放电电流数据曲线，即可得出蓄电池组的容量；也可以根据放电电流J和UPS要求电池组提供的放电时间按照通信用电池组的计算方法来求得电池组的容量。11.4 高低压交流供配电系统设备的配置高低压交流供配电系统设备的配置高低压交流供配电系统由高压配电设备、变压器、低压配电设备、电容补偿器和自备交流电源组成。11.4.1 11.4.1 市电分类及供电原则市电分类及供电原则根据通信局（站）所在地区的供电条件、线路引入方式

29、及运行状态，将市电供电分为四类，其划分条件请参考本书前面有关章节。通信局（站）宜采用专用变压器。通信局（站）内部低压供电线路不宜采用架空线路。低压交流供电系统采用三相五线制和单相三线制供电。局（站）变压器容量为630kVA及以上的应设高压配电装置。设有备用市电电源自动投入装置的两路市电引入的供电系统，其变压器在630kVA及以上时，市电自动投入装置应设在髙压侧；其变压器容量在630kVA以下时，市电自动投入装置可设在低压侧。低压市电间切换、市电与油机之间的切换应采用具有电气和机械联锁的切换开关。通信局（站）应根据全国供用电规则的要求，安装无功功率自动补偿装置。补偿电容器柜的容量应按近期负荷配置

30、并考虑一定发展，应配置自动补偿装置。补偿电容器柜应配置一定比例的电容器。高压配电设备远期负荷发展不大时应按远期负荷配置.低压配电设备中配电柜的总母线及总开关应按本段低压母线的远期负荷配置:配电柜的数量可按满足近期负荷并考虑一定发展负荷的需要配置，应考虑扩容的方便。一个供电系统远期发展负荷不大时，按远期负荷配置；一个供电系统远期发展负荷超出现有配电设备容量时，交流设备按现有最大配电设备容量配置。专用变压器.(包括有载调压变压器）的容量应按满足近期负荷并考虑一定的发展负荷需要配置，并使经常运行负荷不宜小于其额定容量的50%。当交流供电系统内总谐波电流含量（THDI)大于10%,可能受到地方供电部门

31、限制时应配置滤波器，宜采用有源滤波器。11.4.2 11.4.2 高压交流供电系统的设计与选择高压交流供电系统的设计与选择1)1)高压交流供电系统的组成高压交流供电系统的组成通信企业变电站可分为露天变电站和室内变电站两类。露天变电站包括杆架式和落地式两种。室内变电站包括小型独立变电站和附有高压开关柜室变电站。(I)(I)变电站种类和要求变电站种类和要求变电站种类介绍如下。杆架式露天变电站。杆架式露天变电站的优点是构造简单，占地面积小，造价低，散热条件良好，容易拆迁，并容易符合防火要求：缺点是供电安全比室内变电站差，扬受雷击；安装位置高，维修不便并受气候条件限制。杆架式露天变电站适用于小型变电站

32、，一般规定杆架式露天变压器容量在180kVA及以下。落地式露天变电站。落地式露天变电站的优点是构造简单，占地面积小，造价低，散热条件良好，且不受变压器容量限制，维修也方便（但受气候条件限制)：缺点是供电安全比室内差，小动物有可能越过围墙进入内部造成故障；为符合防火要求，落地式变电站附近的建筑物须采取防火措施。一般用于供电局要求变压器落地且对散热维修等有一定要求的情况。室内变电站。室内变电站的优点是变压器台数及容量可不受限制，供电比较安全，容易符合防火要求，维修方便并不受气候条件限制，缺点是需建单独变压器室，总投资增加，而通风散热条件较差，需作特殊处理。露天变电站一般要求如下。户外落地安装的变压

33、器应装设固定围栏，围栏高度不低于1.7m,变压器的外廊距建筑物外墙和围栏的净距不应小于0.8m,与相邻变压器外廓间的净距不应小于1.5m，变压器底部距地高度不应小于0.3m。当露天变电站变压器外廓距建筑物外墙在5m以内时，其防火要求如下。a.当变压器油械在1000kg及以F时，在变压器高度加3m的水平线以下及外廓两侧各1.5m的范围内，不应有门窗和通风孔。b.当变压器油请在1000kg以上时，在变压器高度加3m的水平线以下及外廓两侧各3m的范围内，不应有门窗和通风孔。油量为l000kg及以上的变压器，应设置能容纳100%油量的挡油设施。杆架式露天变电站应尽量避开车辆和行人较多的场所，在布线复杂

34、、转角、分支、进户、交叉路口等的电杆上不宜装设变压器。室内变电站一般要求如下。每台油量为60kg及以上的变压器应安装在单独的变压器室内。宽面推进的变压器，低压侧向外：窄面推进的，油枕宜向外。变压器室内可安装与变压器有关的负荷开关和熔断器,在考思变压器室的布S及高低压进出线位置时，应尽量使其操作装置安装在近门处。确定变压器室时，应考虑有发展的可能性，一般按远期变压器容量考虑：变压器室内不应有非本身所用的管线通过。油量不超过1000kg的变压器室考虑能容纳20%油量的挡油设施。但变压器室下面有地下室时，应设置能容纳100%油量的挡油设施或设罝能将油排到安全处所的设施。若变压器室位于建筑物的二层或更

35、高层时，应设S能将油排到安全处所的设施（油浸变压器设在二层或更高层需征得当地供电局同意)。(II)(II)小型变电站的高压供电系统小型变电站的高压供电系统小型变电站的高压供电系统由电力变压器、高压开关设备、保护装置和测量仪表等组成。从线路连接上可分为一次线路和二次线路：一次线路是主接线电路，由高压（610kV)和低压（380/220V)几部分变、配电网组成：二次线路连接是测量、控制、信号显示、保护和自动调节等设备连接运行的电路，也称二次回路。二次线路与一次线路之间主要由互感器相连。互感器原边接一次线路，副边接二次线路。各设备作用如下。隔离开关。它的主要作用是在检修高压设备时切断高压电源。由于隔

36、离开关没有灭弧机构，因此一般不能用来切断负载电流。此外，隔离开关还可以用来切断电压互感器和高压避雷器。高压油开关。它的主要作用是接通或切断负载，并且当用电设备发生短路故障时，它可以将设备撤出供电系统。当髙压油开关切断负载时，开关触头断开瞬间产生的电弧，可利用油箱中的油和油开关的灭弧装置进行迅速媳灭。高压互感器。高压互感器实际是一台降压变压器，初级绕组跨接在高压进线上，次级绕组接低压电压表（满量限通常为110V),表盘刻度按高压值标出，这样就可以从电压表读取髙压进线的电压值。电流互感器实际是一台升压变压器，其初级绕组只有几匝或一匝，串接于高压进线中，次级绕组接至电流表（满量限通常为5A),表盘刻

37、度按初级大电流值标出，通过电流表可直接读取高压线路中的大电流值。高压熔断器。它主要保护高压设备的短路。在该系统中，髙压熔断器的作用是保护电压互感器。高压避雷器。为了防止雷电产生的过电压损坏电源设备，在两台降压变压器的高压侧都装有高压避雷器.当电力系统因雷电而产生危险的过电压时，高压避雷器的火花间隙放电，放电电流通过避雷器流入大地，因而可以避免损坏变压器和其他电源设备。2)2)高压交流供电系统设计考虑高压交流供电系统设计考虑变电站高压供电系统的设计要考虑以下因素，即市电引入方式、变压器保护形式和变压器的操作方式等。(I)(I)市电引入方式市电引入方式一般微波站、干线郊外站和增音站等局站和部分县中

38、心以下的综合楼、市话局的市电引入采用架空引入，这样变压器的高压侧就需装设避雷器。为了城市建设的需要和特殊情况（如防地震）等原因，城市配电网采用电缆，或其主要街道采用电缆引入，此时变压器高压侧就不装设避雷器。大型局站的变电站一般采用两路市电引入。为确保通信安全可靠，减少蓄电池容量则应尽量减少断电时间，故两路市电的转换应采用自动投入装置为宜，这样进线侧就需采用油断路器及高压计量用的电压互感器。如两路市电为架空进线，则需装两台避雷器。在电缆进线时，如高压母线不分段，则可设一台避雷器。(II)(II)变压器保护方式的选择变压器保护方式的选择变压器采用熔断器保护。结构简单，维护方便，并节省投资，但熔断器

39、作短路保护用，适合于320kVA以下变压器，此时操作变压器需规定操作顺序。采用负荷开关带熔断器保护，在高压侧能切断带负荷变压器，无需规定先低压后髙压的操作顺序。变压器采用油断路器保护，具有比较完整的保护性能。变压器可装过流及短路保护，630kVA以上变压器可装瓦斯保护。当变压器内部出现故障或低压侧短路时，变压器侧油断路器跳闸，故障变压器跳闸后，另一台变压器仍能正常工作。断路器的断流容量大，如SN-10型少油断路器，其断流容量在1OkV下为300-500MVA,在系统短路容量较大和选用变压器容量较大的情况下，采用油断路器保护。在通信企业中，一般变压器初装容量在320kVA以上的均采用此方案。(I

40、II)(III)变压器操作变压器操作高压侧采用熔断器保护时，变压器操作有两种方式。首先在低压侧切断负荷，然后在高压侧切断空载变压器。这种操作方式的优点是元件少、系统简单，室内、室外变电站均可使用：缺点是必须严格遵守先低压侧切断负荷后高压侧操作的规定，如果误操作，将引起事故。熔断器后加装负荷开关或采用带烙断器的负荷开关，在高压侧切断带负荷变压器。这种操作方式的优点是没有髙低压侧的操作次序，不存在误操作的问题：缺点是元件数多.采用哪种方式为好，要根据具体工程的系统、维护方法进行具体分析，当室内变电站有两台变压器高压侧可并联工作，且系统上有必要进行带负荷操作，或变压器操作次数较多时，可采用后一种操作

41、方式。(IV)(IV)变压器低压侧保护变压器低压侧保护变压器低压侧保护一般选用自动开关。户外安装容量小于400kVA的变压器，也可采用熔断器。保护元件应在三相上都装设。变压器低压侧保护用自动开关时，应尽量带有短延时和长延时脱扣器，且短延时脱扣器的时限应比低压出线时限大一级。熔体额定电流或长延时过电流脱扣器整定电流,应尽量接近但不小于变压器最大负荷电流，并在出现正常尖峰电流时不致误动作。3)3)一路高压供电系统的方案一路高压供电系统的方案通信电源站一路高压输入时的几种高压供电方案如下。高压侧采用隔离开关和熔断器或跌落式熔断器的变电所主接线。这种接线因为隔离开关不能带负荷操作，只能切断变压器空载电

42、流，所以变压器容量不能大，一般在500kVA以内，其低压侧应装断路器（自动空气开关)，高压侧采用负荷开关及熔断器的变电所主接线。由于负荷开关能带负荷操作，可以切断和接通正常负荷电流，但不能切断短路电流，只能足熔断器熔断，因此电源系统设计及配电工程1279用负荷开关加上熔断器可对变压器进行控制和保护。这种主接线虽然在排除故障后恢复供电时间较长，但经济实用。高压侧采用隔离开关和断路器的变电所主接线。这种接线断路器有灭弧装置，适用于供电可靠的大型变压器。线路发生短路和过负荷时，可以自动跳闸：故障排除后又能直接合闸，恢复供电。这样可以保证电气设备安全，但是这种接线法投资较高。双台变压器的小型变电所电气

43、主接线。这种安装双台变压器的小型变电所，一般负荷较重，所以在高压侧和低压侧都采用断路器，低压侧常用自动空气开关，低压侧母线常采用单母线分段接线，高压侧可直接用线路与变压器连接，也可采用单母线或单母线分段接线。这样可保证供电的可靠性：当变压器出现故障需检修时，只要断开高低压侧断路器，合上分段断路器，即可由单台变压器供电，从而实现不间断供电。4)4)二路高压供电系统的方案二路高压供电系统的方案通信电源站为二路高压输入时的高压供电系统方案。(I)(I)备用电源自动投入方案备用电源自动投入方案当一路市电采用专线或一路市电质量较好，另一路市电质量较差情况下，采用主用路供电，当主用路停电时，备用路自动投入

44、。此方案系统简单，节省设备及占地面积，运行、维护费用低，是一般工程中常用的方案。特别是在容量不大，使用一台变压器能满足全负荷，而在空调、采暖季节增加一台变压器的情况下更适用。(II)(II)自投母线联络开关的方案自投母线联络开关的方案自投母线联络开关的方案市电不分主备用，而是两路市电同时供给负荷。高低压母线分段运行，当其中一路市电发生故障或检修停电时，高压母线联络开关（油断路器）及低压母线联络开关（空气断路器）自动投入，由正常的一路市电负担全部负荷。此方案一般用于局(站）容量较大，特别是生活用电量大，或有恒温、恒湿机房的情况，这样为使通信用电不受生活用电影响而用两台变压器供电（第一方案中两台变

45、压器低压分段运行也能达到这种目的）；另一种情况是由于电网容量已接近满载，其中一路市电不能供给全部负荷，需两路各承担部分负荷，由供电局提出而采用。此方案的优点是运行灵活，两路高压电均在运行状态，有利于电缆的寿命及维护。低压均有两路电源可供，对不能停电的交流通信负荷可两路供电,提高了供电的可靠性。其缺点是一、二次线路比上述方案复杂，设备增多：专用电缆的优越性不能充分发挥，两路电源负荷的分配不容易做到均衡。高压母线联络开关接线可釆用以下方式。一次侧用内桥式接线指联络开关(高压断路器)跨接在两路电源进线之间(像一座桥),又处在两电源线路断路器的内侧，靠近变压器，所以称内桥式接线。这种接线法灵活可靠，便

46、于检修。一次侧用外桥式接线有更高的灵活性。(III)(III)采用高压自动投入的优缺点采用高压自动投入的优缺点变压器在一台工作、一台备用的情况下，其中一台变压器为冷备用，无空载损耗，可以节省电能。如有些局（站）平时一台变压器供给全部负荷，空调、采暖季节投入第二台变压器，不仅空载损耗小，且提高了变压器的负荷率。在一路市电质量较好，另一路市电质量较差情况下，采用高压投入较合适，接线比较灵活，变压器可以倒换使用，而市电可经常采用主用电源供电。根据维护经验，认为两台变压器需经常倒换使用，这对维护变压器及延长变压器的寿命有好处。可安装三台以上变压器，变压器并联运行（有载调压变压器除外)。机房面积增大，需

47、设置高压柜、室及操作电源等。以往通信枢纽工程设计中，备用电源的自动投入大多采用直流电动操作机构，其操作电源与通信用的110V或220V合用，但近年来电报电源110V逐步取消，采用交流不间断电源尚有220V电源外，其他均无直流操作电源，如无线收、发信台和万门市话局等，则需单独设置操作电源或采用弹簧操作机构。初次投资大，需增加高压维护工作量及增加变电室维护人员。5)5)高压供电系统的实现高压供电系统的实现高压供电系统方案确定后，可以选用成套高压开关柜来实现，如可以采用GG-1A成套高压开关柜。这种开关柜的一次线路方案有多种，使用时可根据进出线方案、电路容量、变压器台数和保护方式选用若干一次线路方案

48、的高压开关柜组成高压供电系统。 两个不同供电局变电站的两路高压经隔离开关、电流互感器、油开关等接到高压母线，然后经隔离开关、高压油开关、电流互感器接到降压变压器。此外，在配电系统中，还装有高压熔断器、电压互感器和高压避雷器。11.4.3 电力变压器的配置与选择电力变压器的配置与选择1.电力变压器台数的确定电力变压器台数的确定通信电源站应设专用变压器，一般微波站、千线郊外站、分路站、增音站和市话局、县中心以下综合楼大多采用一台变压器来负担全局的所有负荷一生产、生活等用电。对有些局(站)，如设有空调且空调容量较大，则所设变压器的台数应视情况作技术经济比较后再确定。由于空调与采暖季节性负荷变化较大，

49、用一台变压器满足最大负荷并不合适，主要是不经济，因此可采用两台变压器，小负荷时一台工作，另一台从供电系统上断开，当夏季采用空调或冬季采暖时，两台变压器同时工作，当一台故障时，另一台保证必要的通信负荷。对长途通信枢纽、万门市话局及无线收发信台、大型局（站)，宜安装两台变压器，远期加装第三台变压器。2.电力变压器容量的确定电力变压器容量的确定变压器供给的负荷应是全局所有的生产用电、生活用电及照明等负荷，在计算变压器最大容量时需考虑以下几个因素：了解所安装设备的需要系数和功率因数：如有备用设备，则总负荷中不应包括备用设备的容量；考虑负荷交错使用的可能，如空调与采暖，以不同季节取最大负荷计算：装设两部

50、以上电梯时，一般按一部容量计算，节日照明负荷不统计在内；考虑所有负荷不同时使用的可能，取不同的同时系数；选择变压器容量时应考虑低压电器的短路工作条件，单台变压器的容量不宜大于1000kVA。对于小容量的局（站），一般供电局不要求功率因数补偿，如需补偿时，变压器的视在功率应计算补偿后的功率，其计算公式如下：11.4.4 柴油发电机组的配置与选择柴油发电机组的配置与选择1.自备发电机组台数的确定自备发电机组台数的确定自备发电机组的台数和直流供电系统中蓄电池组的放电小时数，应根据局（站）市电供电类别，按表11-5规定配置。注：注：包含大型综合通信局。无人通信站的电池放电小时数应根据以下因素考思确定。

51、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（按汽车正常行驶速度计算)；(c)故障样除时间（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的容量不超过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数计。无人站采用无人值守油机发电机时，每站2台：采用太阳电池等新能源时，可视维护条件，多站共用1台。由三类或四类市电供电的移动通信基站、微波和光（电）缆的有人站、多局制的市话局中，可根据实际需要，

52、增配1-2台机动自备发电机组，供临时调度用。2.自备发电机组容量的确定自备发电机组容量的确定一、二类市电供电的局（站），应按各种直流电源的浮充功率、蓄电池组的充电功率、交流供电的通信设备功率、保证空调功率、保证照明功率及其他必须保证设备的功率等确定。三类或四类供电设备的局（站），除按一款各项设备的功率确定外，还应包括部分生活用电设备的功率，四类市电供电的局（站）还应包括全部生活用电设备的功率。对交流不间断电源设备供电的自备发电机组,其容量应按不小于交流不间断电源设备总容量的1.5-2倍校核。无线电台每台自备发电机组容量，应按设计任务书中提出的保证设备功率确定。无线电台有启闭电报的瞬变负荷时，每

53、台自备发电机组的容量应按大于该类负荷设备总功率的2倍校核。有异步发电机负载的局（站），自备发电机组的单台容量按不小于异步电动机额定容量的2倍校核。11.5 交直流供电系统电力线的选配交直流供电系统电力线的选配11.5.1 11.5.1 电力线的结构、命名及型号电力线的结构、命名及型号1 1）电力线的种类）电力线的种类供电系统中常用的电力线种类如下。电力电缆：具有导体、绝缘层和保护包皮的电力线。绝缘电线：有简单绝缘层和保护层的低压电力线。绝缘导线按芯线材料可分铜芯和铝芯两种。绝缘导线按其外皮的绝缘材料可分橡皮绝缘和塑料绝缘两种。母线：一般指封闭式母线，用于楼层配电干线或配电设备间的连接。2 2）

54、电力电缆结构）电力电缆结构电力电缆是一种特殊的导线，主要由电缆芯、绝缘层和保护层三部分组成。（I)I)电缆芯电缆芯由单根或几根绞绕的导线构成，每根缆芯线由多根导线构成，而电缆又由数量不等的缆芯线组成。缆芯线数量常见的有单芯、双芯、三芯和四芯等多种。缆芯线的截面积有圆形、半圆形和扇形三种。（II)II)绝缘层绝缘层绝缘层分匀质和纤维质两类。两类材料的差异在于吸收水分的程度不同。（III)III)保护层保护层电力电缆按保护层区分，主要有以下几种类型。铅护套电缆：密封性能可靠，耐腐蚀性较铝好，接续容易，但价格昂贵，资源较少而战备用途多，因而使用受到限制，以铝代铅是发展的方向之一。铅护套磁屏蔽性能较差

55、，在外力较大和腐蚀较强的环境中还需加设不同结构形式的外护层。铝护套电缆：最轻，机械强度髙，虫蚁不能啮蚀，直埋时一般可以铠装，电阻小，屏蔽性能好，但加工成型的接续较难，弯曲性差。橡皮护套电缆：用天然橡胶或合成橡胶作护套的电缆称橡皮护套电缆，一般采用天然橡胶、氯丁橡胶等作护套。这种电缆一般也采用橡皮绝缘。塑料护套电缆：仅采用塑料作护套的电缆称为塑料护套电缆，包括聚氯乙烯塑料护套电缆、聚乙烯护套电缆等。这种电缆的绝缘通常也是塑料绝缘。3 3）电力线的命名）电力线的命名（I I）绝缘方式代号）绝缘方式代号Z-纸 M-纱包 V-聚气乙烯 X-橡皮YF-泡沫聚乙烯 Y-聚乙烯 YD-聚乙烯垫片 B-聚苯乙

56、烯S-丝包 F-复合物(II)(II)内护套代号内护套代号Q-铅包 L-铝包 H-橡套 V-聚氯乙烯 A-铝-聚气乙烯 Y-聚乙烯 B-编织涂蜡 W-双层聚氯乙烯(III)(III)派生特性代号派生特性代号P-屏蔽芯线 Z-综合电缆 C-自承式 J-加强 R-软式 C-镀锌 X-橡皮 B-扁型、硬型聚苯乙烯(IV)(IV)电缆芯线导体代号电缆芯线导体代号T-铜 L-铝 C-铁(V)(V)外护层代号外护层代号4 4）电力线常用型号）电力线常用型号11.5.2 11.5.2 电力线的选择电力线的选择通信局（站）使用的电力线，按照使用电压种类可分为交流和直流两类。交流电力线除用于整流器外，用于通信负

57、荷的较少。直流电力线除用于直流应急照明外，用于非通信负荷的较少。而电力线选择包括型号选择和截面选择两个方面。交流电力线多按照允许电流进行选择和使用。而直流电力线多由线路电压降决定，因而在使用中发热量小，使用寿命也比交流电力线长。（1 1）电力线选择的一般原则）电力线选择的一般原则高压柜出线、低压配电设备的交流进线宜按远期负荷计算，并据此选择导线型号与规格；低压配电屏的出线应按被供负荷的容量计算，并据此选择导线型号与规格。自备发电机组的输出导线，应按其输出容量选择导线型号与规格。按满足电压要求选取直流放电回路的导线时，直流放电回路的全程压降不应大于下列值：48V电源为3.2V;24V电源为1.8

58、V(原有窄范围供电系统）或2.6V(新建宽范围供电系统)。采用电源馈线的规格，应符合下列要求：通信用交流中性线应采用与相线相等截面的导线。直流电源馈线应按远期负荷确定。当近期负荷与远期负荷相差悬殊时，可按分期敷设的方式确定，设计时应考虑将来扩装的条件。接地导线应采用铜芯导线；机房内的交流导线应采用阻燃型电缆。（2 2）直流电力线截面的选择与计算）直流电力线截面的选择与计算直流供电回路电力线，包括除远供电源架空线以外的所有电力线，如电池组至直流配电设备，直流配电设备至整流器、通信设备、电源架，安装在交流柜上的事故照明供电、电力系统控制回路线等。直流供电回路可按允许压降法确定电力线截面积，方法如下

59、。1)1)电流矩法电流矩法电流矩法以欧姆定律为依据计算，公式如下：2)2)固定压降分配法固定压降分配法固定压降分配法在直流供电系统中最为常用，把要计算的直流供电系统全程允许压降的数值，根据经验适当分配到各压降段上，从而计算各段导线截面积，如先后计算的两段所得的导线截面积显然不合理时，应适当调整压降分配后再重新计算。每段的计算采用电流矩法。3)3)最小金属用量法最小金属用量法最小金属用量法是从节约有色金属着眼的一种导线选择方法。此方法不常用，在此不作介绍。（3 3）交流电力线截面的选择与计算）交流电力线截面的选择与计算交流电力线指的是配电工程中的低压电力线，其导线截面积的选择与计算问题一般有以下

60、三种。1)1)按机械强度允许的导线最小截面选择按机械强度允许的导线最小截面选择导线在安装和使用过程中要受到外力的影响，另外导线本身也有自重，这样就要受到多种张力的作用。如果导线不能承受这些张力的作用，就容易折断。因此，选择导线时必须考虑导线的机械强度，不过由此而决定的导线截面对电源站供配电系统而言，一般勿需计算，只需按最小允许截面进行校验就行了。2)2)按允许温升来选择按允许温升来选择由于导线存在自身阻抗，通过电流就要发热，截面相同的导线，通过电流越大，导线发热越大。如果导线的发热超过一定的限度，其绝缘就会迅速地老化和损坏，严重时会引发电气火灾，因此必须对导线、电缆的温升程度作限制，也就是对导