G时代远供电源系统

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,3G,时代远供电源系统,杭州中信网络自动化有限公司,主要内容,1,、小灵通时代远供电源主要特点,2,、,3G,时代远供电源的主要特点,3,、新远供电源系统的安全性分析,4,、新远供电源系统的经济性分析,5,、新远供电源系统的应用场景,3,一、小灵通时代的远供电源特点,1,、线路结构简单，均为一对一的供电方式,2,、局端设备设备均为简单的单模块系统,3,、负载设备功率相对较小，一般,100W,左右,4,、电能传输介质为全塑市话电缆（,HYA),5,、线路结构复杂，从机房到交接箱到分支箱到分线,盒等，中间跳接线环节多。,6,、系统可靠性和稳定性差。,7,、部分场景的传输电缆使用复用方式。,8,、一般传送距离不超过,4KM,9,、受电设备比较单一，一般只是小灵通基站,10,、传输电压较低，一般为,140VDC,制,4,二、,3G,时代的远供电源特点,1,、线路结构灵活多样，大部分为一对多的供电方式,2,、为提高系统的可靠性，局端模块采用并机系统，可组成,N+M,的冗余系统。,3,、负载设备功率等级范围广，从几十瓦到几千瓦。,4,、电能传输介质主要为普通电力电缆（,BVV,VV,BV,等,),5,、线路结构复杂，专线专用，无中间跳接线环节。,6,、系统可靠性和稳定性大大提高。,7,、一般增加了智能或简单配电单元，起到分路保护隔离监控等功能。,8,、传送距离几百米到十公里多。,9,、受电设备比较多样，,2G,和,3G,的室分设备和拉远设备，,综合接入设备，宏站，子站，无线设备，宽带设备等。,10,、传输电压更高,140/280/380VDC,。,5,三、新远供电源系统安全性分析,1,、人身安全性分析,2,、电气安全性分析,1,、人身安全性分析,情形一,:,单极性接触,情形二,:,线路接地,情形三：双极性接触,情形四：线路开路,1.1,触电情形及其安全措施,远供设备正常工作，线路绝缘良好时，维护操作人员在没有采取任何防护措施的条件下，身体直接或通过金属工具接触供电线路单极导体。这种情形在接线端子绝缘失效、工具没有绝缘时，出现的机会较大。,分析：,操作人员与远供系统形成的线路可简化成上图，其中，人体电阻取极度潮湿条件下的,1k,，人体对地绝缘电阻取最恶劣情况,0,。该情形下，人身安全取决于远供输出电压和设备对地绝缘电阻。,情形一,:,单极性接触,远供线路负,(,或正,),极性的一根带电芯线碰地时，维护人员在,MDF,、交接箱或分线盒操作时接触另一极性的一对芯线。这种情形在线路受到自然或人为损坏或者维护人员误操作时出现。,分析：,人体与设备构成的回路可简化成上图，流过人体的电流取决于局端设备输出电压和人体电阻，对人身安全构成的威胁取决于设备输出电压。,情形二,:,线路接地,远供系统,正常工作时，维护人员操作时身体不同部位同时操作不同极性的远供用电缆线对，接触到不同极性的导体。这种情形在进行电缆复接割接时，两回线以上端子的绝缘失效并且被同一个人碰到、工具不绝缘时可能出现,。,分析：,维护人员的身体将直接构成远供设备的部分负载，如果远供设备输出电压高于安全电压限值，有可能直接威胁维护人员的生命安全。基站在正常工作时，根据信道占用的多少，功率变化范围很大,，远,供线路的电流变化范围为几百,毫安,以上,。,一般而言，,50,毫安以下的直流电流可以称作人体允许的安全电流，高于此安全电流时，则直接构成人身威胁。因此由于人体对设备带来的电流变化远小于实际工作电流变化，设备根本无法通过电流的变化而判别人员触电,。,此,种情形下，只有将远供电源的输出电压限定在安全电压范围内，才能解决。没有其他任何的技术监测手段可以解决这个问题。,情形三：双极性接触,远供线路部分或全部芯线开路，维护人员连接时双手同时接触断开的线头。这种情形在线路受损后，两端线头均被开剥进行接续时出现。,分析：,全部芯线开路时维护人员双手间的电压为远供局端设备的输出电压，此种情况和上述情形（三）情况一样。,情形四：线路开路,结论,一、从以上几种涉及安全的情形分析可以看到，由于情形（三）的存在，作为远供电源系统，输出电压必须不高于人体允许的安全直流电压限值。而在此条件下，其他三种情形的安全性均可以得到满足，而不必再考虑对地漏电流、绝缘等问题（因为所有的情形均能保证人体的接触电压在安全电压以下）。,二、在安全电压以上时，如果安全防卫措施到位（严格按照电力施工和维护规程操作）情况下，远供采用浮地供电、确保对地绝缘良好时，能避免因单极碰触引起的触电事故，但不能避免情形三双极碰触下的安全问题。,安全标准要求与规定,ITU-T,建议,K.50,、,K51,的相关规定：,(1)ITU-T,建议,K.50,规定：,“正常工作条件下,RFT-V(,注：电压限制型远供电路,),应符合下列所有要求：,供给一个电信网络的、从任何一个导体对地的稳态开路电压应不超过：,直流,140V,，或,直流,200V,，如果短路电流被限制在,10mA,以下”,1.2,、人身直流安全电压,在,ITU-T K.50,图,A.1(,即,GB4943-2001,图,2D),中还规定，在发生单一故障,15,至,200,毫秒以内，直流安全电压限值为,400V,。,200ms,后，电压必须回落到安全水平。,结论,从该标准可见，远供的对地安全电压为：,直流,140V,，或,直流,200V,，如果短路电流被限制在,10mA,以下,或在发生单一故障,15,至,200,毫秒以内，电压能回落到安全水平直流安全电压,140V,，则限值为,400V,人身安全性分析结论,有以上相关标准可以得到以下结论：,1,、直流远供的安全电压为,140V,，在,140V,以下，无论是对地、两极性间的碰触均是安全的，无须任何漏电流监测保护设备。,2,、高于,140V,时，须按照不同的电压等级，予以及时保护。如在发生单一故障时，,200,毫秒内能及时保护回到安全电压值（,140V,）时，直流安全电压的限值约为,350V,；,900,毫秒内能及时保护回到安全电压值时，直流安全电压的限值约为,200V,。,3,、,140V,以上，电压越高，允许的碰触时间越短。,4,、由于上述情形三的存在，使得在高于,140V,进行保护监测时，根本无法在技术上予以判断是否是负载功率变化还是触电引起，因此无法实现有效的保护，因此，在室内分布或其他容易被非电气专业人员碰触的场合，应采用直流,140V,及以下远供电压；高于,140V,以上等级电压，所采用线缆和施工、维护措施，要按照有关电力电缆施工维护规程要求，做好人身安全防护工作。,2,、馈电线缆电气安全性分析,国家安全标准要求的,0.4 mm,通信电缆电流小于,400mA,，采用多对线馈电、通过每根电缆的电流小于,400mA,时，可保证馈电线路长期安全工作；在出现过载或线路短路情况时，远供电源局端设备要能提供线路过流保护功能，能及时自动将电源切断，从而保护线缆不会因过热而损坏或烧毁。,2.1,、通信电缆,2.2,、同轴电缆,对于移动通信用射频同轴电缆耐压可达,DC4000V,、,1minute,，额定峰值功率可达,40KW,（峰值电压可达到,1800V,），对于远程供电系统中正常工作时所需的几安培的输出电流显然是非常安全的。而在故障状态下，即使出现短路状况，电缆完全可以承受断路器或保险丝动作前的冲击电流，不会引起电缆因过热而自燃的情况。,2.3,、电力电缆,对于电力电缆：普通,RVV,耐电压是,300/500V,，,BVR,耐电压是,450/600V,，如果是电力专用电缆其耐电压更高,600/1000V,，每,1mm,铜电缆可通,3-5A,的电流，而远供供电电压为,140-350V,，电流一般在,10A,以下（使用的馈电电缆为,4-6mm,），正常工作时的电流显然也是非常安全的。而在故障状态下，即使出现短路状况，电缆一样可以承受断路器或保险丝动作前的冲击电流，而不会引起电缆因过热而自燃的情况。为进一步防范因电缆引起的火灾安全事故，可以选用铠装阻燃电缆，也可以采用阻燃,PVC,或钢管单独穿线形式。,2.4,、复合光缆,这几年开始广泛使用的复合光缆，在结构上，具备了阻燃的基本特性：光缆和电缆集成在钢带环绕的中间，钢带能有效的阻止外部空气的进入，达到阻燃的效果，即使内部出现火花，也能被钢带有效阻止在内部，不会引燃外面的其他缆线或物品，钢带外面为阻燃型,PE,材料，不会起明火。因此，复合光缆既可以承担光通信，又可以作为电源的传导载体，可以放置在弱电井道，便于布线。,2.5,其他安全措施,长距离线路中在每相隔,100m,距离应设置直流高压的警示标牌，警示安全。,由于直流远供设备采用谐振软开关技术进行直流变换，主回路中具有变压器来实现升压及和输入侧的完全隔离，系统线路为全程对地悬浮状态，线路施工及维护时必须由专业人员进行电压电流的检测。,可参照集团公司关于小灵通远供电源系统相关文件及,1817,标准,远供电源系统的基本要求,1,、高适应性，局端输出电压可调，以适应现场对电压的不同要,求安全性要求，距离，功率，负载功率等综合因数）,2,、完善的保护功能，,局端具有输入的过欠压保护功能，一般,42V-60VDC,间，,分路具有过载、短路、开路、接地（漏电）、过温、,强电入侵、雷击浪涌保护等。具有分路间隔离故障功能,3,、局端输出对地悬浮供电，可有效提高对单极触电情形的保护。,4,、可监控性，可提前得知系统供电的变化，保障供电的连续性。,5,、可维护性，减少远供系统故障修复时间。,6,、高灵活性，可随受电设备的安装方式及环境而变化（户内，,户外，壁挂，抱杆，机架等），部分辅助设备可随现场需求,的变化而作相应变动，达到定制的要求。,7,、高可靠性，可适应机房外的恶劣的工作环境（灰尘，湿气，,高低温等）,8,、经济性，满足客户对经济性的要求。,22,四、新远供电源系统经济性分析,两个点共,6,个,RRU,的供电为例来比较采用,UPS,和远供电源系统的,8-10,年间的设备投入维护成本,每个,RRU,的功率假设为,200W,，分两个点进行宏覆盖,(,每个点配三个,RRU),，,1,以配置,UPS,方式为例,:,每个点配两台,1000VA,的,UPS,主机，后备假设为,4,小时，则每个点电池一般配置为,3,节,65AH,的电池，每个点加装电表及防雷配套设备，另外的分路配电同远供的远端配电。,(,电池每,2.5,年更换一次,2,以远供电源配置为例,：（,280V,制，线压降允许,10%,远端输入电压,252V),局端配置局端模块共一个，插箱一个，（分两路输出），远端设备两套，,500,米距离电缆规格为,2.5,方，,1000,米距离电缆规格为,4,方,，,3000,米距离电缆 规格为,10,方,23,四、新远供电源系统经济性分析,两个点共,6,个,RRU,的供电为例来比较采用,UPS,和远供电源系统的,8-10,年间的设备投入维护成本,分类,UPS,供电,远供电源供电,1000,米距离两个点,批次,名称,规格,单价,数量,总价,名称,规格,单价,数量,总价,一次投入,UPS,主机,1000VA,2500,2,5000,局端插箱,可冗余,600,1,600,电池,3*65AH,750,6,4500,局端模块,1500W,6600,1,6600,防雷电表,2000,2,4000,远端设备,1000VA,3700,2,7400,协调费,/,电缆,2*4,方,6.4,2000,12800,输出配电,/,工程配电,（馈电光缆）,/,后期投入,电池更新,2.5,年更新一次,2*3,13500,主机更新,3.5,年更新一次,2*2,10000,维护费用,电池及主机更新,2*5,6000,合计,43000,27400,24,四、新远供电源系统经济性分析,负载类型,负载描述,建设方案,配套设备投入,后续投入,其他,合计,（万,）,优点,不足,宏站,2G/3G,：功率基本在,3000W,以内,传