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通信电源培训课件中移设计院新疆分公司宣讲人：三所马国萍日期：2014-06中国移动通信集团设计院有限公司第2页什么是通信电源？1通信电源要求2所有通信设备均需要供电;光传输设备；无线基站、无线交换局、卫星站、微波站交换设备、计算机设备；数据设备、计算机设备；通信枢纽楼高可靠、高稳定性的通信需要高可靠、高稳定性的通信电源作为保证。第3页目录通信电源基本组成及概况通信电源设计流程及注意事项通信电源设计模板及内容要求通信电源勘察作业指导书4123第4页通信电源基本组成及概况接地系统交流系统直流系统•通信电源基本组成•通信用UPS系统•变配电设备•备用发电机设备•接地系统组成•接地系统设计●通信电源组成情况如下，通过基站电源、交换局电源、全局系统依次展开与介绍。•-48V直流系统组成•蓄电池组原理与设计•太阳能与风光互补第5页通信电源基本组成及概况高压配电设备变压器低压配电设备交流配电设备通信设备通信用保证空调一般建筑负荷保证建筑负荷蓄电池组UPS直流配电屏整流器备用电站蓄电池组10kV市电通信设备ATS第二路10kV市电UPS配电第6页主要内容基站组合电源1开关电源系统与UPS系统2蓄电池组与电力电缆3枢纽楼电源系统组成4接地系统5第7页通信电源基本组成及概况基站电源供电框图第8页通信电源基本组成及概况组合电源组成？整流器组组合电源系统交流输入负载电池监控单元交流配电单元直流配电单元交流配电单元：完成交流电源的接入、防护与分配。整流器组：完成AC/DC转换。直流配电单元：完成直流电源的输出、蓄电池的接入和负载保护。监控单元：进行信号采样，信息采集、判断，提供信号转接和告警功能。第9页通信电源基本组成及概况组合电源组成第10页交流配电原理通信电源基本组成及概况第11页直流配电原理通信电源基本组成及概况第12页通信电源基本组成及概况(传统汇聚机房)传统汇聚机房扩容难，运维成本高，影响新业务部署传统汇聚机房采用多个600A机柜进行供电600A机柜容量有限，扩容困难，扩容费用高，无法应对网络快速发展的趋势；600A机柜容量小，需要机柜数量多，蓄电池组数也增加，占地面积大，不利于其它设备部署；多个机柜维护管理困难，运维成本高中国移动目前每年有10％汇聚机房站点由于电源容量受限无法扩容、机房空间不足等原因无法增加新设备而被放弃增加新业务。第13页通信电源基本组成及概况传统方案：由600A机柜搭建的1000A系统华为方案：采用1000A机柜单柜容量低，导致机柜数量多，管理困难，运维成本高占地面积大，新增设备难部署单柜容量大，机柜数量少，易于管理和维护，降低运维成本占地面积小，为后续其它设备的部署预留足够的空间单体柜，最高1000A，有效降低运维成本，节省机房空间第14页主要内容基站组合电源1开关电源系统与UPS系统2蓄电池组与电力电缆3枢纽楼电源系统组成4接地系统5第15页通信电源基本组成及概况阀控密封蓄电池简单介绍蓄电池简介蓄电池就是盛有电解质溶液和金属电极以产生电流的杯、槽或其他容器或复合容器的部分空间。蓄电池室将化学能转化为电能的一种装置，至少由电极材料、电解液和盛装它们的容器组成。第16页基站蓄电池组实例蓄电池实物图第17页蓄电池作用铅酸蓄电池在通信电源系统中的作用。（1）后备电源，包括直流供电系统和UPS系统在市电异常或整流器不工作的情况下，由蓄电池单独为通信负载提供安全、稳定、可靠的电力保障，确保通信设备的正常运行，即起到荷电备用作用。（2）平滑滤波在市电正常时，与整流器并联运行。由于对低频谐波电压呈现极小电阻，蓄电池对整流器的输出纹波电压具旁路功能，起到了平滑滤波的作用。（3）调节系统电压（4）动力设备的启动电源阀控密封蓄电池简单介绍第18页蓄电池常用术语和符号（1）充电、放电充电：蓄电池从其他直流电源获得电能叫做充电。放电：蓄电池对外电路输出电能时叫做放电。（2）电压电动势：当外电路断开，即没有电流通过蓄电池时，在正、负极间量得的电位差，叫蓄电池的电动势或蓄电池的开路电压。VRLA蓄电池的单体开路电压一般为2.11～2.14V/单格，出厂后大于2.10V/单格算正常。端电压：当外电路闭合，有电流通过蓄电池时，在蓄电池正负极间的电位差，叫做蓄电池的电压或端电压。工作电压：指蓄电池接通负荷在放电过程中显示的电压，又称负荷（载）电压或放电电压。终止电压：指蓄电池放电时电压下降到某个值而停止或下降到不宜再继续放电的最低工作电压，称终止电压。通常，VRLA蓄电池10小时率放电单体终止电压为1.8V/单格；3小时率蓄电池放电单体终止电压为1.8V/单格；1小时率蓄电池放电单体终止电压为1.75V/单格。第19页阀控密封蓄电池充电放原理蓄电池的放电反应（+）PbO2+3H++HSO4－+2e═══PbSO4+2H2O（－）Pb+HSO4－═══PbSO4+H＋+2ePb+2H2SO4+PbO2═══PbSO4+2H2O+PbSO4蓄电池的充电反应（+）PbSO4+2H2O═══PbO2+3H++HSO4－+2e（－）PbSO4+H＋+2e═══Pb+HSO4－PbSO4+2H2O+PbSO4═══Pb+2H2SO4+PbO2第20页蓄电池特别说明问题：为什么要欠压保护？？？如前所述，蓄电池的过放电会对蓄电池的使用寿命造成很大的影响，所以，组合电源的过放电保护功能也是其一项重要的指标。什么是二次下电？？？二次下电有什么作用组合电源的二次下电功能可以对蓄电池进行过放电保护。即当交流电源停电后蓄电池放电，在蓄电池电压低于一次下电电压后，切断耗电量较大的次要负载，以维持重要负载较长的工作时间；在低于二次下电电压后切断所有负载，保护蓄电池防止过放电。第21页蓄电池基本工作原理下表例举了同一蓄电池随放电率改变的容量变化情况，表中以电解液温度为25℃时10小时率下所放出的容量，作为蓄电池的额定容量不同放电率的放电电流和电池容量50501小时放电率32.5652小时放电率25753小时放电率17855小时放电率12968小时放电率1010010小时放电率放电电流(额定容量的％)电池容量(额定容量的％)放电小时数第22页蓄电池容量计算蓄电池容量计算：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；t：实际电池所在地的最低环境温度数值，有采暖设备时，按15℃考虑；无采暖设备时，按5℃考虑；α：电池温度系数，电解液温度以25℃为标准时，放电小时率≥10时，取0.006；10＞放电小时率≥1时，取0.008；＜1时，取0.01251tKITQ第23页蓄电池容量计算以上公式可以简化成：Q≥KCIC：电池容量计算系数，见下表；表1不同温度下C与T值的关系表：11110.970.940.890.830.7990.750.610.540.50.35安全系数K101010109.288.516.746.025.0643.2821.43t＝25℃时容量计算系数C21.7417.3913.0410.8710.099.257.336.555.54.353.562.522.171.55t=15℃时容量计算系数C22.7318.1813.6411.3610.549.677.666.855.754.553.732.632.271.62t=10℃时容量计算系数C23.8119.0514.2911.911.0510.138.037.176.034.763.92.752.381.7t=5℃时容量计算系数C2016121098654321.2510.5每组电池放电小时数(T小时)第24页铁锂蓄电池组红莲采油厂红莲采油厂（太阳能站）幸福团校路口（室内微站）雅山观景台（室外一体化站）铁锂电池优点：输出电压高、高循环寿命（单芯寿命一般不低于1500次）、大电流充放电性能好；磷酸铁锂电池体积小、重量轻，约为同容量铅酸电池的40%；原料及电池生产过程无有毒有害材料。第25页铁锂蓄电池组待完善地方：•价格•使用寿命•电池一致性•低温性能•磷酸铁锂电池原材料和成品的一致性较差，尤其是大容量电池，影响到电池的使用方式和寿命。•磷酸铁锂电池在通信行业的应用时间不长，在实际使用过程中早期失效的产品也常有出现（使用时间六个月内容量低于80%）。。•0℃以下容量衰减较快，-20℃环境不能正常充电。0℃以下充电，容易造成磷酸铁锂电池析锂，存在安全风险。1243目前，磷酸铁锂电池价格约为铅酸电池的XXX倍。第26页电力电缆简单介绍电力电缆组成：导体：除了纯银以外，铜的导电系数最高，铝的导电系数约为铜的导电系数的60%。绝缘层：橡胶、沥青、聚乙烯、聚氯乙烯、棉、麻等等。保护包皮:为了保护绝缘层不受机械损伤和保护整个电缆避免拉力破坏，电缆外面都有保护包皮，包皮材料有铅、铝和塑料等几种。第27页常用电力电缆型号：VV：铜芯聚氯乙烯绝缘、聚氯乙烯护套电力电缆；ZA-RVV：阻燃，铜芯聚氯乙烯绝缘、聚氯乙烯护套电力电缆；VV22：钢带铠装聚氯乙烯外套铜芯聚氯乙烯绝缘电力电缆；ZA-RVV22：阻燃，钢带铠装聚氯乙烯外套铜芯聚氯乙烯绝缘电力电缆；第28页直流电力电缆选择根据允许压降计算选择直流供电回路电力线的截面，一般有三种方法，即电流矩法、固定分配压降法和最小金属用量法，目前最常用的是电流矩法，式中：△U——导线上的电压降（V）；I——流过导线的电流（A）；R——导体的直流电阻（Ω）；ρ——导体的电阻率（Ω˙mm2/m）L——导线长度（m）S——导体截面面积（mm2）γ——导体的电导率（m/Ω˙mm2）导体的电导率是其电阻率的倒数。不同材质的电导率也不相同，例如：γ铜=57；γ铝=34；单股的钢导体γ钢=7。线芯标称截面积（mm2）系列为：1、1.5、2.5、4、6、10、16、25、35、50、70、95、120、150、185、240等。机房内的交流导线应采用阻燃型电缆。零线应采用与相线相等截面的导线。第29页直流电力电缆选择直流压降允许值直流放电回路（即从蓄电池组两端到通信设备受电两端）的全程压降，48V电源应≤3.2V（一般取≤3V），24V电源应≤2.6V（新建宽电压范围供电系统）；直流配电屏内放电回路（即开关电源系统内从连接蓄电池组的两端到各直流输出分路两端）电压降应≤500mV。应先将允许全程压降减去0.5V，再适当分配蓄电池组至开关电源的导线允许压降（以不超过0.5V为宜）和开关电源输出端至通信设备受电端的导线允许压降，然后计算确定相应直流导线的截面积。直流配电屏蓄电池通信设备机房配电屏0.5VX0.5V0.4V0.2VX一般在1~1.5V左右。第30页交流电力电缆选择按发热情况（载流量）选择导线截面各类导线通过电流时，由于导线电阻功率损耗使之发热，温度升高。导线温度过高，会使绝缘破坏、起火，也会使导体变软，机械强度降低，接头处氧化加剧。因此，制造厂家对各种导线连续发热的容许温升都作出规定，并且根据散热条件制定了各类导线的持续容许电流及各种敷设条件下的修正系数。按发热量情况计算导线截面应满足下式：KI≥Ijs式中：Ijs——最大计算负荷电流（A）；I——考虑标准敷设条件（空气温度为25℃，土壤温度为15℃）及导线连续发热的容许温升而制定的导线持续容许电流（A）；常用导线的持续容许电流见附表1；K——考虑不同敷设条件的修正系数。不同敷设条件的修正要考虑的因素很多，主要因素由下式表示：K=Kt·K1·K2式中：Kt——温度校正系数，见附表2；K1——电缆直埋地敷设多根并列校正系数，见附表3；K2——电缆穿管多根并列在空气中敷设校正系数，见附表4。TN-S系统中电源线颜色的规定相线：U相（A相）黄色、V相（B相）绿色、W相（C相）红色；零线（N）：黑色；保护地线（PE）：黄、绿双色。31第32页主要内容基站组合电源1开关电源系统与UPS系统2蓄电池组与电力电缆3枢纽楼电源系统组成4接地系统533直流基础电源电压标准及技术指标标准电压（V）-48-24通信设备受电端子上电压允许