02移动通信基站耗电量

1移动通信基站耗电量估算模型的探讨2015年12月黄耀坤2探讨内容1.电力系统基本知识2.通信电源系统3.基站通信电源系统4.电源设备计算掌握5.基站耗电量估算模型3电力系统基本知识通信电源在通信系统中的作用自十九世纪末出现第一台电报机以标志着电信时代的开始，直到今天信息高速公路的飞速发展，都离不开通信电源。通信电源的安全、可靠是保证通信系统正常运行的重要条件。现代通信设备，必须要求不能有瞬间的电源中断，否则整个通信系统有可能造成瘫痪。通信电源在通信局（站）中具有不可比拟的重要地位。把通信电源比喻为人体中的心脏，把流向各种通信设备的电流比喻成人体血管中流动的血液，是非常形象的。通信电源和传输设备、交换设备统称为通信系统三大举足轻重的设备，三者缺一不可。4电力系统基本知识①可靠性高：一般通信设备发生故障影响较小，是局部的，而电源系统发生故障可能是局部的，也可能是全局的，还有可能影响到国家干线的通信….②稳定性高：各种通信设备都要求电源电压稳定，不允许超过其工作电压范围。③效率高：能源是宝贵的，日常维护费用的支出，电费是重要的开支，要求整流器有较高的把交流变为直流的转换效率。④小型化：现在通信设备日益集成化、小型化，通信电源如果不改进，还是庞然大物，就显得极不相称，再则可节约机房面积。⑤维护要求高：设备先进了，自动化性能高，设备中运用到集成化电子电路，微机控制等现代电子技术，要求维护人员知识面要宽。5电力系统基本知识市电类别①一类市电供电方式(≯1次≯0.5h/月)②二类市电供电方式(≯3.5次/月≯6h/次)③三类市电供电方式(≯4.5次/月≯8h/次)④四类市电供电方式(经常昼夜停电)6电力系统基本知识电功率①单位时间内做的功②有功功率(P)：电流流经纯电阻性负载产生的功率，单位：瓦(W)，千瓦(KW)。③无功功率(Q)：交流电路中，除有功功率P外，还因电流流经储能元件(C、L)产生电能，磁能互相交换，而不实际作功，这种交换功率就是无功功率，单位是乏(Var)千乏(KVar)。④视在功率(S)：有功功率和无功功率的几何和，单位是伏安(VA)千伏安(KVA)。⑤S=√(p2+Q2)⑥功率因数COSΦ=P/S7电力系统基本知识交流功率计算（1）单相电路|（2）三相电路P=UICOSΦ（W，KW）|P=√3U线I线COSΦ（W，KW）Q=UISinΦ（var、Kvar）|Q=√3U线I线SinΦS=UI（VA、KVA）|S=√3U线I线U=220V|U线=380V8电力系统基本知识基础交流220V/380V，50Hz(±4%)，三相五线制，相电压UAN220V/线电压UAB380V单相负载：Z1/Z2/Z3三相负载：Z1+Z2+Z39探讨内容1.电力系统基本知识2.通信电源系统3.基站通信电源系统4.电源设备计算掌握5.基站耗电量估算模型10通信电源系统-组成示意图涉及较多部分注：不间断电源设备是指交流不间断电源设备（UPS设备）11通信电源系统-交流配电屏(箱)交流配电屏(箱）基站交流配电屏（箱）中心局房100A160A200A400A200A~1000A按用途分按容量分12开关电源基站用组合开关电源中心局房分立开关电源400A600A1000A3000A按用途分按容量分60A、50A、30A、25A100A整流模块容量2000A通信电源系统-开关电源13直流配电屏(箱)（基站用）直流配电箱（中心局房）直流配电屏100A1600A2500A按用途分按容量分2000A通信电源系统-直流配电屏（箱）14蓄电池UPS系统用12V开关电源用2V50AH100AH、200AH300AH、400AH按用途分按容量分500AH、800AH1000AH、1500AH3000AH100AH200AH蓄电池组电压384V/32只/12V420V/40只/12V24V/12只/2V48V/24只/2V通信电源系统-蓄电池15UPS系统基站用单进单出大型机房三进三出1KV30KVA、60KVA80KVA、100KVA按用途分按容量分120KVA、160KVA200KVA、240KVA300KVA2KV3KV注：单进单出是指输入、输出电压为单相220V，三进三出指输入、输出电压为三相380V。通信电源系统-交流不间断电源（UPS）16基站电源系统-组成示意图组合开关电源蓄电池组市电引入AC380VDC48V充电DC48V油机照明、空调、其他备用通信设备AC380V机房外机房内AC380VDC48V放电避雷箱AC380V列头柜DC48V交流屏(箱)17探讨内容1.电力系统基本知识2.通信电源系统3.基站通信电源系统4.电源设备计算掌握5.基站耗电量估算模型18基站电源系统-交流配电箱、避雷箱两路市电或市电/油机切换回路避雷箱说明：新建机房避雷器安装于交流配电箱内，不用单独设置避雷箱。新建机房霹雷器油机引入快速接口19基站电源系统-组合开关电源整流模块监控模块显示屏可扩容整流模块交流引入整流模块开关20基站电源系统-蓄电池组※蓄电池组每组一般是24只/2V/只。说明：直流系统正常工作时，直流母线电压V=单只电池浮充电压X蓄电池组只数=2.23*24=53.52V。市电断电蓄电池放电时，直流母线电压V=单只电池终止电压X蓄电池组只数=1.8*24=43.2V21基站电源系统-熔断器、断路器熔断器断路器22基站电源系统-熔断器与断路器的区别器件名称主要优点和特点主要缺点和弱点熔断器选择性好。上级熔断体额定电流不小于下级的该值的1.6倍，就视为上下级能有选择性切断故障电流。故障熔断后必须更换熔断体限流特性好，分断能力高。保护功能单一，只有一段过电流反时限特性，过载、短路和接地故障都用此防护。价格较便宜。不能实现遥控，需要与刀开关组合才能完成该项功能。断路器（非选择性）故障断开后，可以手操复位，不必更换元件，除非切断大短路电流后需要维修。上下级断路器间难以实现选择性切断，故障电流较大时，很容易导致上下级断路器均瞬时断开。有反时限特性的长延时脱口器和瞬时电流脱口器两段保护功能，分别作为过载和短路保护用。相对价格略高。有电动操作机构的断路器可实现遥控总之断路器是通过电磁脱口器实现断路保护，当电路中的电流突然加大，超过断路器的负荷时，会自动断开，它是对电路一个瞬间电流加大的保护，当查明原因后可以合闸继续使用，只要电流已过其设定值就会跳闸，时间作用几乎可以不用考虑。熔断器会逐渐加热直至熔断，熔断器的熔断是电流和时间共同作用的结果起到对线路进行保护的作用，它是一次性的，熔断后需要更换熔断体。23基站电源系统-勘查表格基站名称：勘察日期：综合信息市电引入接地状况楼面承重交流配电箱进线开关()A()相()路(空开)出线开关()A()相()路(空开)至()()A()相()路(空开)至()()A()相()路(空开)至()()A()相()路(空开)至()()A()相()路(空开)至()避雷器设备型号厂家()型号()组合开关电源设备型号厂家()型号()容量负荷机架容量()A，现有负荷()A整流模块()A()只监控模块型号()电池分路()A()路(熔丝|空开)至(蓄电池)一次下电分路()A()路(熔丝|空开)至()()A()路(熔丝|空开)至()()A()路(熔丝|空开)至()()A()路(熔丝|空开)至()()A()路(熔丝|空开)至()()A()路(熔丝|空开)至()二次下电分路()A()路(熔丝|空开)至()()A()路(熔丝|空开)至()()A()路(熔丝|空开)至()()A()路(熔丝|空开)至()()A()路(熔丝|空开)至()()A()路(熔丝|空开)至()蓄电池设备型号厂家()型号()电池容量安装方式()，容量()Ah()组电池线规格电池线规格()，()根其它注：“市电引入”应注明引入距离及容量；“接地状况”应注明地质状况及地网制作难易。24基站电源系统-勘查注意事项（一）注意勘查基站是否有市电/油机转换箱、避雷器（老基站一定要注意查勘该内容）。注意勘查基站原有交流配电屏空开面板图注意勘查开关电源的一次、二次下电分路（详见P22）。注意勘查开关电源模块型号及系统最大容量如：开关电源架型号PS48600，是指该架系统最大容量600A。注意勘查走线架，确定电力电缆路由（如图一）。如：需要确定市电引入电缆路由及室内交流屏至开关电源之间连线的路由。确定地排的位置，仔细勘查是否需新增地排（如图二）。图一图二25案例一查勘时一定要记录现有负荷、组合开关电源厂家、架容量、模块型号、蓄电池组容量及组数。组合开关电源查勘柜体背面，确认是否能扩容模块。开关电源型号及总容量600A，每只50A开关电源厂家艾默生案例分析-改造机房现有电源设备26先脱离、一次下电回路后脱离、二次下电回路蓄电池熔断器二次下电控制器说明：从该组合开关电源系统配置分析与蓄电池熔断器最近的控制器连接回路为后脱离、二次下电回路。一次下电控制器基站电源系统-勘查注意事项（二）27基站电源系统-勘查实例某基站新增一套无线设备，已知新增设备直流负荷为30A，现有组合开关电源配置50A模块6只（模块按N+1配置原则，其中1只模块为备用模块），目前负荷现状30A，配置500AH2组48V/24只电池，请确定组合开关电源是否能满足本期工程需求？勘查如下：1、确定现有组合开关电源空余断路器，根据断路器选择方法（断路器按照新增直流负荷的1.5~2选择），一般可选用45-60A之间（因无60A断路器，因此选择63A），注意勘查空余断路器是否位于二次下电回路部分2、如果有空余断路器，核实组合开关电源容量I总＝I现＋I充＋I新+I备＝30＋(500×2/10)+30＋50=160A开关电源容量＝50×6＝300A160A，故满足本期工程需求。※I充：蓄电池浮充电时间，一般取10小时28探讨内容1.电力系统基本知识2.通信电源系统3.基站通信电源系统4.电源设备计算掌握5.基站耗电量估算模型29计算公式：Q——蓄电池容量(Ah)；K——安全系数，取1.25；α——电池温度系数(1/℃)，当放电小时率≥10时，取α=0.006；当10当放电小时率≥1时，取α=0.008；当放电小时率1时，取α=0.01。I——负荷电流(A)；T——放电小时数(h);η——放电容量系数；t——实际电池所在地最低环境温度数值。所在地有采暖设备时，按15℃考虑，无采暖设备时，按5℃考虑；)]25(1[tKITQ2346810≥201.71.751.751.81.81.81.81.81.81.8≥1.85防酸电池0.350.30.50.40.610.750.790.880.9411阀控电池0.450.40.550.450.610.750.790.880.9411放电容量系数电池放电小时数(h)放电终止电压(V)铅酸蓄电池放电容量系数（η）表10.5电源设备计算-蓄电池容量计算（一）30例如：有一移动通信基站，其通信用负荷近期为60A，远期为120A，四类市电，无采暖，请整定蓄电池容量，并配置蓄电池组。根据公式K：安全系数，取1.25I：负荷电流(A)，按远期取120AT：放电小时数(h)，一般视当地市电供电情况而定，放电时间按T＝2~8小时；根据实际情况T取4小时η：放电容量系数，查上表，取0.79t：最低环境温度数值，无采暖，按5℃考虑α：电池温度系数(1/℃)，取0.008经计算，蓄电池总容量须904Ah，配置500Ah蓄电池两组。(蓄电池配置一般不少于两组。))]25(1[tKITQ电源设备计算-蓄电池容量计算（二）31电源设备计算-蓄电池容量计算（简化算法）T(h)0.5123468102048C(5℃)1.953.314.885.947.5411.1612.6614.8828.4168.18Q=C*I以上式中表示;Q------蓄电池容量（AH)I------负荷电流(A)C------电池容量计算系数电池容量计算系数(C)表32开关电源柜额定容量按终期配置，整流模块数量近期按N+1方式配置。根据公式I＝I