广东铁塔公司技术交流-电源配套部分(20141206)

广东省电信规划设计院有限公司中国铁塔股份有限公司内部使用主讲人：严华2014年12月中国铁塔广东分公司技术交流--电源及配套2广东省电信规划设计院有限公司目录1通信电源的基本概念2通信电源设备介绍3通信电源系统建设原则4空调建设原则5动环监控系统建设原则6防雷接地要求广东省电信规划设计院有限公司通信电源的基本概念014广东省电信规划设计院有限公司电力全程示意图-容量与I/O接口三峡水电站电网AC屏油机DC/UPS蓄电池分配屏用电设备二次电源珠江火电厂了解掌握了解大亚湾核电站......市电引入点专用变压器公共变压器第三方（工厂、大楼等）5广东省电信规划设计院有限公司市电分类-与油机与电池配置有关市电类别月停电次数每次故障时间供电回路数一类≤1≤0.5h独立可靠两路二类≤3.5≤6h可靠一路三类≤4.5≤8h一路四类经常昼夜停电、供电无保证一路分类依据:通信局站的供电条件、市电引入方式6广东省电信规划设计院有限公司交流电与直流电交流：AlternatingCurrent，简称AC常说的市电指工频交流电（我国：交流电压220V，频率50Hz）国际上还有其它标准，如，110V/60Hz采用交流的好处：变压方便，费用低廉，利于远距离输送(电压高）直流：DirectCurrent，简称DC采用直流电可以达到提高通信质量、减小干扰的目的一般直流标准电压为－48V；由于历史原因，＋24V也有少量的应用，如广东移动的爱立信基站目前宏基站的电源基本上统一采用-48V•“-”表示正极接地，可以减少继电器线圈和外线电缆在绝缘不良时的腐蚀!7广东省电信规划设计院有限公司为什么是48V?—安全VS经济电流流过人体时的效应：感觉阈值：0.5mA摆脱阈值：5mA心室纤维性颤动阈值：30mA不同潮湿环境条件下的不同接触电压限制：干燥环境：50V；潮湿环境：25V；水下环境：12V48V可以尽可能提高用户到端局的距离随着电子技术、安全技术的成熟，通信电源越来越倾向采用较高的电压供电，出现了高压直流系统广东省电信规划设计院有限公司通信电源设备介绍029广东省电信规划设计院有限公司基站常见通信电源设备及器件变流设备高频开关电源(DC)交流不间断电源(UPS)变压器常见通信电源设备其它器件开关电缆后备电源蓄电池发电机组配电设备交流配电设备直流配电设备10广东省电信规划设计院有限公司阀控式密封铅酸蓄电池组11广东省电信规划设计院有限公司蓄电池的结构①①②③④⑤⑥①电池槽、盖—超强阻燃ABS塑料；②端极柱—内嵌镀锡紫铜芯③汇流排—防腐蚀抗氧化、耐大电流冲击；④微细玻璃纤维隔板⑤正负极群—板栅采用铅钙锡铝四元合金⑥安全阀阀控式密封铅酸蓄电池，英文名称：ValveRegulatedLeadAcid（简称VRLA电池）12广东省电信规划设计院有限公司铅酸单体种类2V系列容量大一般与开关电源配合使用寿命相对长容量小一般与UPS配合使用寿命相对较短13广东省电信规划设计院有限公司蓄电池容量单位为安时(Ah)为放电电流对时间的积分，I不变时，等于I×T标称容量一般指10小时放电率的容量，如：标称1000Ah蓄电池指其能在100A放电电流下放电10小时14广东省电信规划设计院有限公司容量与放电电流的关系放电电流越小，放电容量越大！放电电流越大，放电容量越小！放电时间（h）12346810放电容量系数(η)0.550.610.750.790.880.94115广东省电信规划设计院有限公司容量与温度的关系温度越高，放电容量越大！温度越低，放电容量越小！16广东省电信规划设计院有限公司发电机组按是否固定分：固定式油机移动式油机按气缸数分：单缸机双缸机多缸机按燃料分：汽油发电机组柴油发电机组燃气轮发电机组17广东省电信规划设计院有限公司组合式开关电源系统挂墙交流屏组合开关电源蓄电池组作用：保证向负载提供持续不间断、高质量的直流电源原理：AC-DC分类：组合式开关电源（宏基站常用）一体化开关电源（集合了电池，小型室外站常用）分立式开关电源（核心网等大型局站常用）18广东省电信规划设计院有限公司UPS交流不间断电源，UninterruptablePowerSupply，简称“UPS”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作用：提供一定后备时间，提高电力质量种类：按工作方式分为在线式和后备式；按整流方式分为6脉冲整流、12脉冲整流、IGBT整流；为了提高可靠性，UPS系统一般采用多台冗余运行，冗余方式有：串联热备份、并联冗余功率均分、并联热备份冗余19广东省电信规划设计院有限公司UPS系统组成UPS输入屏：1路输入，若干路输出主机：2台或2台以上，组成1+1、2+1或3+1系统电池柜(架)：每组电池一般由32只12V单体串连，总电压为384VUPS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UPS系统组成交流列柜：为通信设备进行末端配电，一般双路输入。有些UPS系统还有旁路开关柜、电池开关柜等20广东省电信规划设计院有限公司电力开关断路器熔断器21广东省电信规划设计院有限公司定义:具有保护功能的自动开关特点：具备过电流、逆电流、短路电流和电压不正常等保护功能具备灭弧功能；可带负载操作；可自动断/合；可多相同时断开/合上；可重复多次使用；断路器22广东省电信规划设计院有限公司断路器类别框架式断路器(低压配电保护)塑壳断路器(低压配电保护)微型断路器(低压终端配电保护)23广东省电信规划设计院有限公司定义:串联在电路中的一种过流保护电器，当线路过载或短路，通过的电流及持续时间超过其规定值时，其熔体熔断使电路断开，从而达到短路/过载保护功能。特点：过流保护功能；带有灭弧功能；单次使用；RZ1型低压自复式熔断器例外（钠作熔体，常态――固体――导通，过流――气体――不导电，降温――固体――导通）常与断路器、隔离开关、接触器搭配成组合开关，使到在低造价的情况下，同样具备过电流、欠压等保护功能。熔断器24广东省电信规划设计院有限公司挂墙式交流配电屏25广东省电信规划设计院有限公司直流配电屏26广东省电信规划设计院有限公司直流配电单元27广东省电信规划设计院有限公司电力电缆——结构28广东省电信规划设计院有限公司电缆分类根据导体的芯数分为：单芯、2芯、3芯、3＋1芯、4芯、4＋1芯、5芯电缆；根据电缆的特性分为：耐火电缆、阻燃电缆、普通电缆通信行业要求阻燃性能以上的电缆根据金属芯材质的不同，可分为铜芯电缆、铝芯电缆机房内要求使用铜芯电缆基站市电引入现多采用铜芯电缆，铝合金电缆相比之下更经济且防盗效果好29广东省电信规划设计院有限公司电缆截面积的选择1.载流量：每条电缆截面积恒定，对应有最大工作电流电缆导体工作温度不得超过允许值2.压降：直流电缆需考虑。蓄电池放电回路的压降不能大于3.2V(-48V)或2.6V(＋24V)交流电力电缆距离较长时，才需考虑压降3.机械强度广东省电信规划设计院有限公司通信电源系统建设原则0331广东省电信规划设计院有限公司常见基站供电方式组合式开关电源+蓄电池组一体化交流电源（含电池）宏基站分布式基站、射频拉远基站等一体化直流电源（含电池）32广东省电信规划设计院有限公司典型宏基站电源系统图(1)客户共用开关电源(2)客户分设开关电源共建共享电源系统关注共用方式机房安装条件（面积、承重）电费计列方式33广东省电信规划设计院有限公司基站电源设备配置原则1、各新建基站的交流供电系统建议就近引入较可靠的380V市电（距离较远时可采用10kV市电引入，在基站附近新建变压器），每站一般配置1个380V/100A或380V/63A挂墙式交流配电箱（容量应满足基站远期需求），输出分路及容量应满足开关电源、空调、照明、插座等的需求。2、配置1个浪涌保护器SPD（可内置在配电箱内，Imax根据基站位置和行标要求确定）。3、配置1个油机/市电转换屏，亦可于交流配电箱内设置移动油机/市电转换开关。交流设备配置原则交流配电屏油机/市电切换屏避雷器箱交流配电屏34广东省电信规划设计院有限公司基站电源设备配置原则开关电源设备配置原则1、机架容量：满配容量应按远期考虑，由于多运营商共用机房，建议不小于600A。2、模块配置：按本期负荷配置，整流模块数按n+1冗余方式配置，目前常用的模块规格为30A和50A，建议新建电源系统采用高效模块并具备模块自动休眠等节能功能。3）直流配电单元：直流配电回路应满足无线、传输、监控等设备需求；应具备二次下电功能，以保障传输等重要设备；同时直流熔丝或断路器端子应可灵活扩容和不停电更换。组合开关电源直流熔断器微型断路器直流配电单元整流单元交流配电单元35广东省电信规划设计院有限公司基站电源设备配置原则1、行业标准要求：采用二类市电的基站，无线设备按1～3小时配置蓄电池；三类市电基站，无线设备按2～4小时配置蓄电池（基站供电类别一般为三类市电）2、部分省运营商要求：1）移动：市区基站≥3h；城郊及乡镇基站≥5h；农村及山区基站≥7h。还有些地区补充根据是否VIP基站、是否配有固定油机来进一步调整放电时间。2）电信：核心城区3小时，其他城区5小时，郊区乡镇7小时，山区10小时，如果面积或承重不满足，可适当减少容量。3）联通：根据基站位置、重要性等，后备时长要求3-7小时。3、基站常用电池配置：宏基站：200、300、500、800、1000Ah/48V。室外站：100、150Ah/48V。一般配2组电池，少部分配1组。蓄电池配置原则36广东省电信规划设计院有限公司共建共享宏基站电源系统配置方案如由各运营商各自进行电源建设，则按照各自需求配置。设备单位数量典型配置方案备注一家运营商两家运营商三家运营商开关电源架1本期4*50A/满配不小于300A本期6*50A/满配不小于600A本期8*50A/满配不小于600A蓄电池组组2200Ah/48V300Ah/48V500Ah/48按3小时后备估算交流配电屏个1不宜小于15kW不宜小于20kW不宜小于25kW应根据远期建设需求核算市电引入容量过电压保护器个1可置于交流屏内；Imax应根据站点位置确定市电油机转换开关个1可置于交流屏内；应有统一规格的油机接口。空调台22P3P3P/5P根据当地外电情况配置；由于整流设备大都适应很宽的电压变动，一般不建议配稳压器。动环监控系统1模拟量监控投资估算（万元）站16.591237广东省电信规划设计院有限公司分布式基站电源供电方案图1：分布式基站交流供电方案图2：分布式基站直流供电方案38广东省电信规划设计院有限公司分布式基站电源供电方案类型应用场景优点缺点48V直流远供远端通信设备距离较近（300m），耗电量小（300W）直接供电，可靠性高，投资小，建设方案简单，维护方便、安全距离近时方可使用，损耗大220V交流远供远端通信设备采用交流，距离远与市电同电压供电给48V通信设备还需转换，可靠性降低280V直流远供远端通信设备距离较远可直接供远端交流220V设备，或降压后给48V直流设备供电需注意供电安全注：1、远供电压应注意满足远端设备输入要求：48V设备，回路压降应小于3.2V；220V设备，回路压降应小于22V。2、远供电缆载流量应满足最大负载要求。可采用远供专用铝芯电缆（较便宜，需注意抗氧化等工艺要求）、铜缆（较贵、易盗）、或者复合光缆（方便敷设，但需注意施工和维护安全）；39广东省电信规划设计院有限公司电源系统节能减排技术及措施普效开关电源新型高效率开关电源高效开关电源40广东省电信规划设计院有限公司•YD/T2344.1-2011《通信用磷酸铁锂电池组》《第1部分集成式电池组》•《第2部分分立式电池组》标准报批状态•磷酸铁锂（LiFePO4）电池是指用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池•通过锂离子的正负极迁移实现电能转换•能量密度高•寿命