通信电源基础知识

通信电源基础知识通信设备中的电流—人体血管中流动的血液目录一、通信电源在通信系统中的作用及要求二、通信局(楼)交流供电系统三、通信局(楼)直流供电系统四、通信电力电缆五、接地与防雷六、工程勘察注意事项.一、通信电源在通信系统中的作用及要求1、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。.一、通信电源在通信系统中的作用及要求2、要求（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。二、通信局(楼)交流供电系统1、市电⑴市电类别①一类市电供电方式②二类市电供电方式③三类市电供电方式④四类市电供电方式⑵市电变压器(KVA)10KV/0.4KV(空载线电源，实际工作电压0.38KV)二、通信局(楼)交流供电系统2、交流电电源在导体中流动的方向和大小随时间交替变化。其变化规律是随时间按正弦函数变化的叫正弦交流电。交流电：中国频率f=50Hz，220V；美国f=60Hz，240V、110V；日本f=60Hz，110V。三相交流电是由三个幅值相等、频率相同，时序上相差120°相位差的单相正弦交流电组成。二、通信局(楼)交流供电系统3、电功率单位时间内做的功⑴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)。⑵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)。⑶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)。S=√(p2+Q2)功率因数COSΦ=P/S二、通信局(楼)交流供电系统14、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（Kvar）Q=√3U线I线SinΦS=UI（KVA）S=√3U线I线U=220VU线=380V二、通信局(楼)交流供电系统5、发电机的作用:为了保证给设备供电及楼内其他用电，电信局内一般都配有自动油机发电机组。当市电中断后，油机发电机通过ATS柜自启动供电或人工起动供电。二、通信局(楼)交流供电系统6.市电/发电机组切换原理图二、通信局(楼)交流供电系统7、电信局内通常都设有降压变电室。装有降压变压器和多台高、低压柜、配电屏。通过这些设备，把高压电源(一般为10kV)变为低压电源(三相380V/单相220V)，供给整流设备和空调照明等设备。二、通信局(楼)交流供电系统⑴低压柜大型通信局楼一般都设有专门的低压配电室，整个局楼的交流用电主干电缆从安装在低压室的低压柜引出。低压柜有几台到数十台。二、通信局(楼)交流供电系统C级负荷通信机房正常照明消防系统设备通信机房保证照明B级负荷C级负荷(A)(A)(A)建筑设备集中电力室设备层设备单元通信设备(通信电源设备、通信机房空调设备)初期负荷ATSATSATSATSG～自动柴油发电机组(自备应急电源)10kV市电电源(1)(正常工作电源)10kV市电电源(2)(正常工作电源)集中电力室设备层设备单元通信设备(通信电源设备、通信机房空调设备)ATSATS集中电力室设备层设备单元通信设备(通信电源设备、通信机房空调设备)ATSATSG～自动柴油发电机组(自备应急电源)发展负荷二、通信局(楼)交流供电系统⑵交流配电屏、交流挂箱从低压室低压柜引出主干电缆，另一端进入各楼层的交流配电屏或交流挂箱进行配电，供给电力室的整流设备和其他设备及全部空调照明等设备。电力室的交流配电屏容量一般为400A、630A，可以有多台。交流配电屏可以设两路电源进线，两路进线电源可以切换，以提高供电可靠性。二、通信局(楼)交流供电系统⑶小型空气开关交流配电屏、交流挂箱内配电用（0.5-125A，单极—4极）常用容量：4/6/10/16/25/32/40/63/80/100/125二、通信局(楼)交流供电系统⑷塑壳断路器、微型断路器容量选择：一般是设备理论用电电流×1.25～1.5倍。最大不大于最大负荷电流的2倍。例：设备理论耗电量为16A，需要配置断路器16A×1.25＝20A，断路器容量选25A。二、通信局(楼)交流供电系统8、UPS（不间断电源）⑴UPS的作用为了保证给重要设备提供不间断高质量电能，必须配置UPS。平时由UPS整流-逆变供电，当市电中断后，发电机起动供电之前，整流交流中断，由UPS用所带的电池逆变不间断供电。电池后备时间根据需要0.5h、1h…二、通信局(楼)交流供电系统UPS用所带的电池二、通信局(楼)交流供电系统⑵UPS分类分为后备式与在线式。后备式：平时不供电，处于待机状态，市电由旁路输出，仅在市电不正常时，由电池逆变输出，输出电能质量差，容量小。在线式：无论市电是否正常，UPS始终处于工作状态--整流、逆变输出，供电质量好。二、通信局(楼)交流供电系统⑶UPS集中供电，N+1并机冗余方案•全部交流负载集中供电，由各台UPS平均分担•各台UPS的旁路和输出分别并接在一起•某台UPS故障时，由其余UPS全部负担•该方案目前广泛使用，二、通信局(楼)交流供电系统（4）交流不间断电源UPS容量选择：UPS容量≥负载总容量÷0.8——即负载总容量应为UPS额定容量的80％以下。选择80％，主要是考虑到负载起动时的冲击电流以及最佳运行效率。例:UPS的负载如下：PC机50台：P=150W/台,(PF=0.68,则S1=220VAx50台=11KVA)服务器5台：P=200W/台,(PF=0.75,则S2=264VAx5台=1.32KVA)网络打印机2台：P=1000W/台,(PF=0.7,则S3=1430VAx2台=2.86KVA)二、通信局(楼)交流供电系统110V变压器1台：P=8KW/台,(PF=0.8,则S4=10KVA)应急照明10个：P=200W/个,(PF=0.9,则S5=220VAx10个=2.2KVA)。总负载量：S=27.4KVAUPS容量Sn=27.4/0.8=34.25KVA所以选取40KVAUPS。9、逆变器(DC/AC)的作用:将直流电能变换成交流电能的过程称为逆变，把实现逆变过程的装置称为逆变器。为了保证给重要小容量设备不间断供电，可配置逆变器。逆变器设备工作正常时，-48V直流逆变工作…二、通信局(楼)交流供电系统二、通信局(楼)交流供电系统10、通信交流电源系统的组成(与黑色电缆相关部分)1、直流电电荷在导体中流动的方向不变称为直流电。为各类通信设备、通信逆变器和直流变换器提供直流电压的电源，称为直流电源。新建局原则上只提供-48V电源，该直流电源的电池组通常由24只铅酸蓄电池组成。三、通信局(楼)直流供电系统三、通信局(楼)直流供电系统2、直流供电系统直流供电系统由整流器、蓄电池、直流变换器(DC/DC)和直流配电屏等部分组成。整流器的交流电源由交流配电屏引入，整流器的输出端通过直流配电屏与蓄电池和负载连接。整流器与蓄电池并联后对通信设备供电。三、通信局(楼)直流供电系统⑴高频开关电源(整流器)将交流电能变换成直流电能的设备，把实现整流过程的装置称为整流设备或整流器。三、通信局(楼)直流供电系统开关电源系统容量计算根据原邮电部《通信电源设备安装设计规范》YD5040-2005中的规定，整流设备容量按近期负载配置，按N+1（10块整流模块以上每10块备用1块）的备份方式配置。I0=I1+I2+I3I0:开关电源的总容量I1:近期负载：IfzI2:蓄电池的充电电流：（Q/10）AI3:备用容量:10块整流模块以下备用1块，10块整流模块以上每10块备用1块。三、通信局(楼)直流供电系统例：假设工程查勘直流实际负荷350A，电池总容量2000AH，则电池充电电流200A，同时进行电池充电时一共550A，已配置8个100A整流模块。本期工程需增加直流负荷80A，同时进行电池充电时一共630A，630A÷80%=7.9个，需8个100A整流模块，加备用1个模块，总计9个模块，原配置不够，需增加1个整流模块。三、通信局(楼)直流供电系统⑵直流配电屏①进行直流配电，屏内大多安装RT16(NT)型低压高分断能力熔断器，是参照国外先进技术资料自行设计的一种新型熔断器。具有体积小、重量轻、功耗小，分断能力高等特点，广泛用于电气设备的过载保护和短路保护。三、通信局(楼)直流供电系统②通信专业机房列头柜接入主备用电源的，任何一路容量应能承担本柜全部负载。(交流列头柜相同)③直流配电屏熔断器额定电流值应不大于最大负载电流2倍，各专业机房熔断器额定电流值应不大于最大负载电流1.5倍。负载侧熔断器额定电流值应比电源端小。三、通信局(楼)直流供电系统⑶蓄电池的作用直流通信设备供电是从交流配电屏引入交流进入整流器进行整流，整流器的输出端直流通过直流配电屏与蓄电池和负载连接。整流器输出与蓄电池并联后对通信设备供电，如果没配蓄电池，交流电中断时，整流器无直流输出，直流通信设备供电中断。三、通信局(楼)直流供电系统阀控式铅酸蓄电池可安装在通信机房内，可立放，卧放，叠放，少维护。要考虑机房地面承重能力，安装时特别要注意机房地面荷载能力三、通信局(楼)直流供电系统蓄电池容量的取定：Qdc=KxIxT/η(1+α(t-25))K:安全系数取1.25I:负载电流AT：放电小时数hη：放电容量系数，见表二三、通信局(楼)直流供电系统α:电池温度系数取值:.10T≥1时为0.008；1T时为0.01t:电池所在地的最低环境温度值，有采暖设备时：为15℃，无采暖设备时：为5℃。工程中可采用简化公式，计算每组电池容量Q：Q＝CIC——电池容量计算系数(见下表)T(h)0.5123468102048t=5oc时，C1.9533.3074.8795.9527.53511.16112.65514.88128.40968.182η0.40.450.610.750.790.880.94111三、通信局(楼)直流供电系统例：福建移动某交换机房需新增一套直流用电设备，远期的设备用电电流为513A，需要保证4小时放电，问需要配置多少容量的蓄电池？根据：Q=CI=7.54*513=3868.02AH需要配置两组2000AH的蓄电池。三、通信局(楼)直流供电系统⑷直流变换器(DC/DC)为减小电力机房面积，减少直流电压品种，将所需的小容量的其它等级的直流由标准的-48V进行变换。三、通信局(楼)直流供电系统⑸通信直流电源系统的组成(与红色电缆相关部分)四、通信电力电缆1.通信电源用电缆种类：⑴主要有交流电缆、直流电缆，接地电缆，少量信号线。⑵电缆护套颜色:①交流：红色、黄色、绿色、中性线—黑色(浅蓝色—《通信电源用阻燃耐火软电缆》