通信电源基础知识培训49570课件

通信电源

基础知识培训新疆通信规划设计院2/6/20231培训内容大纲通信电源系统概述高频开关电源系统机楼供电系统组成及市电分类普通交流供电系统交流不间断电源系统(UPS)开关和电缆的选型勘查和设计需记录和注意的问题2/6/20232柴油发电机组通风烟管油机房降噪油机铭牌油机输出线2/6/20233变压器变压器设备干式变压器油浸式变压器2/6/20235低压配电屏2/6/20236低压配电屏2/6/20237分体式电源系统直流配电屏整流机架整流模块2/6/20239UPS产品系列：小、中、大功率系列小功率UPS设备，主要用于大客户及小型计算机房、小容量需求通信机房、办公等场合，中等功率UPS设备，主要用于部分本地网中等容量需求通信机房大容量UPS设备应用于大的IT机房、IDC机房等模块化UPS设备，用于前期负荷较小随IT设备增加逐步增加负荷的场合2/6/202310UPS系统UPS设备1+1备份UPS系统UPS输出屏2/6/2023112/6/202313直流供电系统通信电源系统应用：由于交换，传输，基站等通信设备采用直流供电。所以，通信电源的主要功能是将公用电网的交流电进行整流变换以提供给主设备稳定的直流电。通信电源的分类与应用场合：变换技术：高频开关电源输出电压：-48V：交换，传输，接入网电源。+24V：部分基站电源系统结构：组合电源，分立机柜电源应用环境：户内电源，户外电源安装方式：驻立式，壁挂式，插框式

2/6/202314分体式电源系统电源在通信网中的位置：中心机房为网络传输，交换，数据、网管的核心接点。大容量通信电源为网络提供动力支持。2/6/202315常用电源厂家设备简介艾默生中兴普天(洲际)中达

2/6/202317开关电源系统的组成交流配电屏(挂墙或落地)，主要给整流机架供交流电整流机架(内装整流模块、监控模块等)，交流输入/直流输出直流配电屏，整流器输出通过直流屏内熔丝或开关输出到通信设备蓄电池，市电正常时由整流器进行浮充，停电时对通信设备供电小容量组合开关电源直流配电安装在整流机架内

2/6/202318高频开关电源系统配置开关电源的基础数据高频开关电源系统的组成蓄电池容量计算及配置整流模块容量计算及配置交流负荷(交流引入)计算常用的开关电源厂家简介配置开关电源系统举例2/6/202319开关电源系统的组成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，分配和传送到通信机房的设备上去，完成对负载的分路、保护和监控，以及对整流器、蓄电池组和调压装置的控制与保护。

1）低阻配电系统：基础电源通过汇流排直接馈送到通信机房的机架，由于汇流排等电阻很低，称为低阻配电系统(低电阻，大电流供电)2）高阻配电系统：是瞬态限流配电系统、又称辐射式馈电，即各通信设备机架电源负载线均用高电阻电缆从公共配电点引出(高电阻，小电流供电)2/6/202321低阻配电和高阻配电的区别在低阻配电方式中，当某一支路的负载发生短路时，将引起电源电压的大幅降低，以致影响其它支路负载的工作，同时过大的短路电流会损伤蓄电池。而在采用高阻配电的供电系统中，每一负载支路都具有高阻抗，远大于电源内阻，所以某一支路的负载短路所引起的电源电压瞬变能够被限制在一定范围内，不会影响其它支路负载的工作。为了使负载支路具有高的阻抗，通常取一定截面积的用户电缆作为馈电线。如果配电柜到交换机电源架的距离短，可在馈电电线中串接一附加电阻，以增加总电阻值。2/6/202322系统型号：PS481000-5/100整流器：HD48100-5监控模块：PSM-A整流架RACK1000-5RACK1500交流配电柜直流配电柜单整流柜1000A或1500A、2000A，可以多柜并联，最大4000A1、艾默生以艾默生组合电源为例100A模块构成PS481000-5电源系统2/6/202323枢纽楼电源方案分散或集中的选择原则参考：交换局容量较大，或有两个以上交换系统时，应采用分散供电2大型通信局站可分层设置多个独立供电系统，分别向各专业通信机房供电。3一般通信局站和小容量通信站可采用集中供电方式。分散式供电特点：全局分设多个通信电源供电点，每个供电点对邻近的通信设备提供独立的供电电源。分散式供电可靠性较高。避免了一套电源系统和一个直流母线造成的单点故障。监控模块2/6/2023252.接入网电源方案模块局及接入网机房数量大，机房条件相对简陋。很多机房为租用民房、自建土建房或彩板房。常见方案以采用独立电源为主，少量采用电源内置主设备方案。超宽输入电压范围：90-290VAC可正常工作全方位的防雷设计（交流侧、直流侧、信号线等）电磁兼容达到CLASSB水平，适用于居民楼环境具有负载下电及电池低电压保护功能整流模块具有过压脱离功能模块采用风冷/自然冷兼容，提高了系统的可靠性2/6/202326配置开关电源的基础数据通信设备本期耗电量和用电端子需求根据机房面积和系统本身估算终期耗电量和用电端子需求如果是扩容局，查勘时需要详细记录原有电源系统型号，整流器和蓄电池容量，交直流屏已用及空余端子位置及数量，交流引入开关容量及电缆线径，系统原有设备耗电量2/6/202327局站类别通信枢纽中小型综合通信局交换局市话模块局光缆.微波有人站光缆.微波无人站移动通信基站卫星通信地球站无线电台邮件处理中心市电配置台数及类别放电小时数

项目无线设备传输设备一类市电备用发电机组台数1111————111电池总放电小时数1111————1—1二类市电备用发电机组台数2221~222——221电池总放电小时数11~21~23~13②1~3121

3~4三类市电备用发电机组台数—2—1~222④222电池总放电小时数—2~3—4~26~8②2~4201

3~4四1备用发电机组台数————22⑤———类电池总放电小时数————8~10②3~524———市2备用发电机组台数————22⑤———电电池总放电小时数————20~24②3~524———2/6/202329机楼供电系统组成及市电分类市电分类：2/6/202330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蓄电池组的总放电小时数一般按：基站按3小时配置；二类市电传输按3小时，其他按2小时；三类市电传输按8小时，其他按3小时。蓄电池总容量计算为：其中：Q：蓄电池容量(Ah)；

K：安全系数，取1.25；

I：负荷电流(A)；

T：放电小时数(h)；

η：放电容量系数(根据设计规范取值)；

t：实际电池所在地的环境温度数值(广东按5℃考虑)；

α:电池温度系数(1/℃)，当10>放电小时率≥1时，取α＝0.008。2/6/202331开关电源容量计算及配置根据原邮电部《通信电源设备安装设计规范》中的规定，整流器等换流设备的容量应按近期负荷配置。按N+1(10台整流器以上每10台增加1台)冗余方式配置容量I整流器＝I直流设备耗电+I蓄电池充电+I备份

其中：I蓄电池充电＝蓄电池容量(Ah)/10；

I直流设备耗电＝P直流设备功率(W)/48I备份：可以是（I直流设备耗电+I蓄电池充电）*15%2/6/202332交流负荷(交流引入)计算交流负荷的计算

P交流＝P直流/转换效率（可取0.7-0.8）

P直流＝整流器台数×整流器容量(A)×电压(48/24V)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2/6/202333蓄电池放电时间计算经验系数

已知蓄电池容量计算蓄电池放电时间，先估算大概时间，再按下式估算：T=Q/T时间*I1小时系数：T时间＝3.31；2小时系数：T时间＝2.44；3小时系数：T时间＝1.98；4小时系数：T时间＝1.88；6小时系数：T时间＝1.65；8小时系数：T时间＝1.58；10小时以上系数：T时间＝1.40；2/6/202334配置开关电源系统举例例：查勘某交换局原有电源设备：400AC交流屏1面(前端交流引入为400A)，二类市电1000A整流机架1架(内装9台100A模块)2500DC直流屏1面2组1500Ah蓄电池已有设备耗电量读数为：350A/53.5V本期新增设备耗电需求15kW

2/6/202335配置开关电源系统举例1、算扩容后耗电量：I运行＝350A×53.5V/48V＝390AI扩容后＝I运行×安全系数＋I本期新增＝390×1.15＋15000/48＝761A2、算蓄电池容量(按2小时)：761×2*1.25/0.61＝3118Ah，已有电池总容量为3000Ah的放电时间：3000/761/2.44约为1.65小时，规范规定二类市电放电时间为1～2小时，已有电池满足要求3、计算整流模块容量(n+1)：(761＋300)/100＋1＝11.6台，取整为12台；已有9台，本期扩容3台模块和1个整流机架，300A为电池10小时率充电电流(电池总容量/10)4、核算交流引入负荷：P本期负荷＝13×100×48/0.8＝78kWP满配负荷＝20×100×48/0.8＝120kW算需接的交流端子：P=3U*I(U:相电压I:相电流)380V交流电中U相电压=220V、I相电流=P/3U相电压在计算占用端子和电力电缆的选择都需要使用到相电流这个值，在这个例子中I相电流=78/3*220=118A，占用端子可用该值乘（1.1-1.4）的系数，电信机房中交流负荷多为IT设备（容性负载）开机瞬间冲击电流较大，故系数可取上限。电缆可根据该电流查载流量表选取，负荷电流、所选电缆的载流量、选择的交流断路器（俗称空开）有这样的关系：负荷电流<断路器容量<电缆载流量

2/6/202336交流不间断电源系统(UPS)UPS概念UPS组成UPS原理图UPS的特点UPS容量配置常用的UPS厂家简介配置UPS举例2/6/202337UPS概念

定义：UPS是连接在负载和市电之间一种电源设备，它的功能是保证向负载提供持续不间断高质量的交流电源原理：AC-DC-AC，输出的交流电更干净作用：无间断切换、电压变换(稳压)、频率变换(稳频/滤波)、提供一定后备时间按工作方式分：在线式和后备式并机方式一般为双机冗余功率均分热备份

2/6/202338UPS的组成

UPS输入屏：1路输入，若干路输出，不同电源厂家连接不同：1）、2台主机旁路在内部并联；2）、每台主机主输入和旁路在内部并联；3）、每台主机需要主、旁2路输入主机：2台或2台以上电池柜(架)：电池单体12V，根据不同厂家逆变器电压范围不同，每组电池数量不同，一般30或32只单体串连，电压为360V或384V

2/6/202339UPS的组成旁路开关柜：大容量UPS配置(120kVA以上)电池开关柜：不一定有，电池开关有可能装在电池柜内UPS输出屏：根据配电需求配置，小容量UPS可以和UPS输入屏合成1个屏交流列柜：与通信设备放一列，一般双路输入，根据配电需求配置30~60路小容量单相空开，输出开关分配注意三相平衡

2/6/202340UPS原理图

2/6/202341UPS的特点

最大输出功率为二倍单机容量（一般情况下，只允许使用单机容量），正常情况下两台UPS各分担50负荷缺点：当负载功率超出备份系统允许范围即单机容量时，系统不限制、不报警，让负载在没有备份的系统中继续运行优点：两台机均可以直接与市电取得同步，可确保转换旁路同步转换；对瞬间过载适应能力强；最大输出容量可达二倍单机容量（此时无备用容量）2/6/202342UPS容量配置

UPS容量：按近期负荷配置，在用负荷一般不超过额定容量的80%UPS输入开关容量：考虑过载，容量大于额定电流的1.25倍；UPS三相平衡，主输入用3芯电缆，旁路用4芯电缆电池容量：按电池直流放电功率计算，不同放电时间放电功率不同，一般为15/30/60分钟，设计时由UPS厂家按放电时间要求配置，我们核算2/6/202343常用UPS厂家

法国梅兰日兰美国力博特，现在艾默生在国内生产中达2/6/202344配置UPS举例例：二枢纽新建智能网交流用电设备耗电需求：本期负荷23kW，近期负荷45kW，本期用电端子需求16路16A和16路32A，电池后备时间按30分钟计算

2/6/202345配置UPS举例配置主机容量：45/0.8/0.8＝70kVA，可选用2台80kVA的UPS双机系统配置输入屏：主机输入开关容量(80000/0.9/660)×1.25＝168A(380V)，选用200A；2台主机旁路一路输入选大一级开关250A，则输入屏总输入开关选用400A配置输出屏：2路输入开关选200A，考虑交流列柜需双路输入，输出开关可配置4路100A和4路63A配置交流列柜：主备2路100A输入，输出按通信设备用电端子需求并考虑一定扩容需求，配置30路16A和30路32A单相空开，考虑三相平衡，ABC三相各10个16A和10路32A

2/6/202346配置UPS举例采用双登蓄电池的计算：1、80kVAUPS所需直流功率考虑一般计算机负载的功率因数在0.6～0.7，取0.8，则其所需直流功率为：PDC=Pn×cosΨ÷逆变效率=80000×0.8÷0.95=67,368W2、电池截止电压的计算则每2V单格电池所需放电功率为：68000/（32×6×0.94）＝376W，其中，32为UPS使用12V电池的串连数量；6为每节12V电池内2V单格电池数量。0.94为UPS电池的逆变效率（DC-AC效率）。查华达电池1.80V放电功率表，其中6GFM-VE155电池30min的2V单格电池放电功率为239W。如选用该电池，则需并联使用，并联组数为531W/310W=1.88组。则每台UPS选用2组6GFM-VE155电池，每组32只串联（每台UPS使用32只155AH/12V电池）。实际2V单格电池放电功率310×2＝620W，大于所需531W的要求，实际放电时间超过30分钟（80KVA/64KW满载）。

2/6/202347UPS供电系统UPS输入屏UPS输出屏UPS列头柜(分配屏)1#UPS设备2#UPS设备蓄电池组蓄电池组通信机房电源机房2/6/202348开关和电缆的选择－开关设计过程中开关使用最多的是梅兰日兰塑壳开关(低压配电保护)和小型断路器(低压终端配电保护)塑壳开关型号：NS(80～1250)N/H/L，N为标准型，H为高性能型，L为极高性能型塑壳开关根据安装方式分为插拔式和固定式塑壳开关4种外形尺寸：80A、100～250A、400～630A、800～1250A塑壳开关额定电流等级：80、100、160、250、400、630、800、1000、1250A塑壳开关(100～630A)可增加电子脱扣器或电磁脱扣器附件调整整定值满足保护要求，电子脱扣器整定范围更宽2/6/202349开关和电缆的选择－开关C45N/H小型断路器已不生产，现在一般使用C65N/H型小型断路器型号：C65N/HC/D(1～63)，H型可用于直流，C型用于常规负载，D型用于冲击性负载小型断路器分为：1P/2P/3P/4P(尺寸18/36/54/72mm)小型断路器额定电流等级：1、2、4、6、10、16、20、25、32、40、50、63A小型断路器瞬时脱扣范围C型曲线为5～10倍额定电流，D型曲线为10～14倍额定电流小型断路器端子接线面积：1～32A可接25mm2以下，40～63A可接35mm2以下2/6/202350开关和电缆的选择－开关比较常用还有NC100H/NC125HNC100H/NC125H型号：NC100H/NC125HC/D(63～125)，C型用于常规负载，D型用于冲击性负载NC100H/NC125H分为：1P/2P/3P/4P(尺寸27/54/81/108mm)NC100H/NC125H额定电流等级：63、80、100、125ANC100H/NC125H瞬时脱扣范围C型曲线为7～10倍额定电流，D型曲线为10～14倍额定电流NC100H/NC125H端子接线面积：可接50mm2以下2/6/202351开关和电缆的选择－开关开关选择原则：1、开关额定电流必须大于负载电流2、前一级开关额定电流必须大于或等于后一级开关额定电流3、禁止使用漏电开关

2/6/202352开关和电缆的选择－电缆通信设备电缆选择原则：1、必须采用阻燃铜芯电缆2、载流量必须大于上一级开关的额定电流3、交流中性线选用与相线截面相等4、交流进线按远期负荷计算，出线按被供负荷计算，按允许载流量并兼顾机械强度选型5、蓄电池放电回路的直流电缆按允许压降并兼顾允许载流量选型，整个回路的压降不能大于3.2V(-48V)或2.6V(＋24V)6、地线电缆选用35～95mm2电缆，机房总地线引入选用95mm2，长度超过100m布放2根

2/6/202353开关和电缆的选择－电缆常用电缆载流量表：

2/6/202354开关和电缆的选择－电缆导线压降计算公式：电流矩/导线截面/57，57为铜的电导率电源全程压降分配原则：配电设备按标准固定分配，其他应灵活分配；距离短、缆线数量少应尽可能少分配压降；距离长、缆线数量多应尽可能多分配压降。

2/6/202355开关和电缆的选择－电缆按规范直流屏允许压降为0.5V，直流列柜为0.2V；但如果直流屏负荷电流不超过1000A压降取0.2V如果是扩容电源，最好查勘已有电池电缆线径及长度，通过计算确定此段压降，一般电池离电源不远的话，可按小于1V

2/6/202356勘查和设计中需要记录和注意的问题

1、高频开关电源查勘记录及照片（直流电源系统）电力机房中开关电源系统的交流屏，需要记录：交流屏的型号，交流耗电量，低压端的引入端子的容量（一路or两路）及引入电缆的线径，并记录屏内正反面交流端子的使用情况；最好有外观及内部构造的照片；电力机房中开关电源系统的整流器