基站电源基础知识

基站电源基础知识广东省电信规划设计院有限公司内容提纲通信电源基本概念基站交流供电系统基站直流供电系统基站防雷接地系统3G基站电源建设方案工程设计、验收规范通信电源基本概念通信电源系统的作用通信电源系统的要求通信电源系统的组成通信电源系统的器件通信电源基本概念通信电源系统的作用通信系统的组成部分—通信系统的心脏保证给通信设备（负荷）可靠（无瞬间停电）供电，对应采取的措施有：交流不间断供电系统：~220V、~380V直流不间断供电系统：+24V、-48V等电压等级主要电源设备简介交流不间断供电系统UPS：提供不间断的～220V/380V的交流电源逆变器：将直流电源变换为交流电源（5或10kVA以下采用)直流不间断供电系统高频开关电源：提供±24/48V等等级的直流电源DC/DC转换器：进行直流电压转换的直流电源蓄电池：储备电能，开关电源、UPS的重要组成部分稳压器：稳定电压，交流配电系统常用（不保证不间断）变压器：变换电压，常见交流供电系统（不保证不间断）通信电源基本概念通信电源系统要求可靠性要求通信电源设备平均无故障时间（MTBF）可达20年用不可用度指标衡量稳定性要求供电质量要求经济型要求——节能减排一次性基建投资年运行费用(移动78亿度电、基站70%）灵活性要求扩容灵活操作简单通信电源基本概念通信电源系统的组成交流供电系统给通信电源提供交流电；低压配电系统给通信设备提供交流电：UPS等直流供电系统直接给通信设备提供直流电由开关电源与蓄电池组成防雷接地系统防雷系统（直击雷、感应雷）接地系统集中监控系统动力监控空调监控环境监控基站电源交直流系统、接地系统EGB61移动油机市电(引自电度计量屏)50A50A25A25A25A16A10A16A16A32ASPDPEN告警板直流输出端子(负极）交流输入端子二次下电一次下电20A20A32A32A32A32A63A63A63A63A63A63A-+-48V333344-+IGB开关电源架电池“－”极电池“＋”排25589999馈线窗10联合地网7...馈线接地母排馈线SPD663A或100AAC屏3GNodeB电池走线架911图1.2.2-1移动基站通信电源系统示意图通信电源基本概念通信电源系统的器件低压电器低压断路器（开关）功能：保护交直流线路及设备分类：微型断路器、塑壳式断路器（塑壳开关）、抽屉式断路器（框架开关）选型要点：空气开关的容量（额定容量）设备的满负载功率/设备最低工作电压一般24V系统取21.6V一般48V系统取43.2V熔断器熔断器的组成：熔芯＋底座选型要点：同空气开关的选型要点通信电源基本概念空气开关、熔断器的照片空气开关（微型断路器及塑壳开关）熔断器通信电源基本概念空气开关的部分技术参数熔断器的部分技术参数序号额定电流(A)空开型号系列号尺寸（宽度）接线线径要求备注14,6,10,16,20,25,32,40,50,63C4或D4，……，C63或D63C65N/C65H2*9mm1～32A，适用25mm2及以下导线，40～63A，适用于35mm2及以下导线263,80,100,125C63或D63，……，C125或D125NC100H3*9mm50mm2及以下导线均有C型和D型脱扣曲线：C型保护常规负载和配电线缆；D型保护起动电流大的冲击性负荷（如电动机、变压器等）序号熔芯容量（A）熔芯型号适用的熔丝底座备注16,10,16,20,25,32,40,50,63,80,100,125,160NT00-6，…..SIST101，2012125,160,200,225,250,300,315,355,400NT2-125,……SIST401,SIST6013315,400,500,630NT3-315,……SIST60141000NT4-1000SIST1001SIST401、SIST601长度相同，但是601较深；NT2与NT3长度一致，NT3较厚通信电源基本概念换能设备高频开关整流器（AC/DC）将工频交流电转换成所需电压的直流电逆变器（DC/AC）将直流电逆变为交流电直流-直流变换器（DC/DC）电压转换DC/DC是开关电源的核心组成部分常见的电源设备的使用换能设备情况开关电源：AC/DC+DC/DC交流不间断电源UPS：AC/DC＋DC/DC＋DC/AC逆变器：DC/AC（但是其前端需要开关电源支撑）转换器：DC/DC（其前端也需要开关电源支撑）通信电源基本概念储能设备蓄电池组功能荷电（储能）平滑滤波（对纹波及谐波）分类按电解质分铅酸电池（GFM电池属于此类型）•按工作环境分固定式、移动式•按结构分半密封式、密封式镉镍碱性电池（寿命长、价格高，使用少）通信电源基本概念通信用阀控式密封型铅酸电池的命名通信电源基本概念电力电缆电缆的规格型号：型式代号：RVVZ、RVVFH、ZRVV等系列代号：R－软电缆绝缘材料代号：V－聚氯乙稀，Y－聚烯径护套材料代号：V－聚氯乙稀，Y－聚烯径外保护层代号22钢带铠装聚氯乙稀/23钢带铠装聚烯径(埋地电缆常用)性能特征代号：ZR(阻燃)FH(防火)NH(耐火)额定电压：1000/600V等交流系统：电缆的额定电压应不小于交流系统的标称电压；直流系统：直流系统的标称电压应不大于电缆额定电压的1.5倍规格代号：4*35mm2，或1*35mm2等电缆规格型号常见的写法为：RVVZ-1kV4*35mm2RVVZ电缆的全称：聚氯乙稀绝缘聚氯乙稀护套阻燃软电缆型式代号额定电压规格代号通信电源基本概念电力电缆选择电力电缆选择的一般原则交流配电设备的交流进线宜按远期负荷计算，出线应按被供负荷的容量计算按满足电压要求选取直流放电回路的导线时，直流放电回路的全程压降不应大于下列值：-48V系统的回路全程压降不能大于3.2V+24V系统的回路全程压降不能大于2.6V上述为规范要求，须根据具体设备的工作电压范围核算全程压降的许可值电源馈线的规格，应满足下列要求：通信用交流中性线选用与相线截面相等的导线机房内的交、直流导线必须采用阻燃电缆接地导线采用多股铜芯电缆通信电源基本概念电力电缆选择（2）型式代号各运营商、同一运营商不同分公司的要求不同是否是否选择软电缆（R），主要从施工的方便性考虑额定电压：1000V/600V规格代号（线径的选择）交流电缆线径的选择的原则主要有主要为过流量核算：电缆的载流量回路最大电流压降核算（在基站设计一般不需考虑）直流电缆线径的选择主要考虑整个直流供电回路的压降根据电缆的载流量核对通信电源基本概念直流回路压降计算压降计算的目的计算供电回路的压降，保证电信设备受电端的电压在其工作电压允许范围之内全程压降值规值的来由主设备工作电压范围+24V系统：+19V～＋27V-48V系统：-40V～-54V蓄电池放电终止电压（单体电压为1.8V）+24V系统电池组终止电压=1.8*12=21.6V-48V系统电池组终止电压=1.8*24=43.2V蓄电池至DC至主设备所构成的回路全程压降分别为：21.6-19=2.6V(24V系统）43.2-40=3.2V(48V系统）通信电源基本概念直流回路压降计算（2）压降的计算公式（电流矩法）固定压降分配法：先凭经验指定各回路压降，然后计算线径：全程压降法：先根据经验指定各回路电缆线径，试算各回路压降，保证其总压降小于全程允许压降值：I为放电回路设计电流(A)L为回路导线的长度(m)S为导线横截面积（mm2）R为导线电导率，铜导线r=57,铝导体r=34基站直流回路一般包括3段压降电池－DC架DC架－无线设备DC架本身回路:一般预留0.3V的压降)*/(2**SrLIU)*/(2**UrLIS通信电源基本概念电力电缆颜色标识电力电缆的敷设基站的市电引入电缆要求至少埋地15米进入机房，在不适合埋地引入时才架空敷设机房内内的电缆一般沿走线架、线槽敷设，不允许电缆腾空电源线与线耳（铜鼻子）连接必须采用压接或焊接方式截面积在6mm2以下的电缆才允许绕接在接线柱上，否则应该采用线耳连接电力电缆颜色标志识别表直流电缆交流电缆地线A相黄色正极红色B相绿色设备保护地线双色(黄绿)C相红色接地引下线黑色负极蓝色中性线浅蓝设备工作地黑色通信电源基本概念避雷装置直击雷的防护：避雷针系统接闪器避雷针避雷带避雷线避雷网引下线：下引地网：泻流感应雷的防护避雷器（电涌保护器-SPD）间隙型SPD压敏电阻型SPD通信电源基本概念基本计算公式交流系统视在功率(kVA)有功功率(kW)无功功率(kvar)单相供电系统三相供电系统直流系统直流设备功率（有功功率kW）在实际工程设计中，需要将开关电源输出的直流功率换算成开关电源输入端的交流功率：S=P/功率因素＝W/效率/功率因素22QPSSSPcossinSQI*220SIIUI660*380*33SUIW通信电源基本概念通信电源基本概念基站交流供电系统基站直流供电系统基站防雷接地系统3G基站电源建设方案工程设计、验收规范内容提纲交流供电系统构成交流负荷的计算交流设备的配置基站交流供电系统交流供电系统构成：AC屏、交流电缆前端从变压器引线变压器市电油机转换屏油机交流配电屏交流配电单元高频开关整流模块电池组基站直流设备直流配电单元基站通常采用：高频开关组合电源监控单元市电稳压器交流供电回路直流供电回路基站交流供电系统交流供电系统构成（2）前端从所在大楼业主指定的交流开关引线交流供电回路直流供电回路大楼配电开关油机交流配电屏交流配电单元高频开关整流模块电池组基站直流设备直流配电单元基站通常采用：高频开关组合电源监控单元市电稳压器后备公共变压器基站交流供电系统交流负荷计算宏蜂窝基站交流功耗基站的交流功耗S开关电源系统负荷（SDC）+空调负荷＋照明负荷及其他负荷开关电源系统负荷SDC＝P/η=(无线设备耗电量＋传输设备耗电量＋蓄电池充电电流)×额定电压/转换效率/η开关电源系统的转换效率、功率因素需参考厂家参数一般转换效率在0.93左右，功率因素0.98左右空调的交流负荷：按1匹空调相当于交流负荷1kW近似计算照明及其他负荷，按照0.5kW估列基站交流供电系统交流负荷计算（2）微蜂窝基站交流功耗微蜂窝设备，挂墙/挂电线杆安装，功耗一般不超过0.5kW,采用220V交流供电耗电量I=S/220=500/0.8/220=2.8A(AC220V)，一般采用3*2.5mm2的电缆(火线、零线、地线）部分微蜂窝设备，采用220V交流供电或者-48V供电基站交流供电系统交流设备配置变压器、稳压器容量需与市电引入容量匹配交流配电屏/箱（AC屏/箱）基站的AC屏供电对象：开关电源空调照明插座其容量按照远期耗电配置。开关电源备用备用PENPE空调1空调2备用插座塔灯照明市电检测、告警装置SPD(电涌保护器)FU1FU2CDJD市电油机电CBANCBANQF163A或100AQF263A或100AQF1263A50A50A25A25A25A16A10A16A16AQF3QF4QF5QF6QF7QF8QF9QF10QF11机械联锁基站交流供电系统基站AC屏（箱）广东移动、联通机房内比较常见墙挂式AC屏福建移动部分自建机房配置有落地式AC屏，部分基站使用墙挂式AC屏江苏移动则基全部采用落地式AC屏，后期响应节能减排改为采用挂墙AC屏基站AC屏分交流输入部分、交流输出（配电）部分，技术参数如下表所示：运营商交流输入开关市电引入电缆市电引入容量输出开关配置G网DC接入开关G网DC引入电缆预留给3G的的开关A150A/3P4*35mm215~30kW2*50A/3P+1*40A/3P+2*20A/3P+2*20A/1P1*50