模块局(接入网)配套电源设计

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,*,模块局,(,接入网,),配套电源设计,西藏万宝通信咨询服务有限公司,主讲人,周森,2010,年,-10,月,-10,日,内容简介,一,.,电源基础知识,二,.,机房电源查勘要点,三,.,基站电源配置方法,四,.,基站扩容电源解决方案,1.1,电源系统概述,一,.,电源基础知识,1.2,用电设备种类（按工作电压类型分）,交流输入,交流输入,-48V,直流输出,+24V,直流输出,交流输出,1.3,电源设备种类,1.4,直流供电系统,通信设备的直流供电系统由高频开关电源（,AC/DC,变换器）、蓄电池和直流配电屏等部分组成。从交流配电屏引入交流电，将交流电整流为直流电压后，输出到直流配电屏与负载及蓄电池连接，为负载供电以及给电池充电。,1.4.1,直流配电屏,直流屏主要为通信、水力、火力发电厂，各类变电站和其它使用直流设备的用户提供直流电源；,当外部交流电中断的情况下，由后备电源,蓄电池继续提供直流电源的重要设备。,1.5,交流供电系统,通信电源的交流供电系统由高压配电所、降压变压器、油机发电机、,UPS,和低压配电屏组成。,交流供电系统可以有三种交流电源：变电站供给的市电、油机发电机供给的自备交流电、,UPS,供给的后备交流电。,1.5.1,高压引入及变电设备,大型通信局站一般都由高压电网供给，并自备独立变电设备；而基站设备常常直接租用民用电。,重要通信枢纽局一般都由不同变电站分别引入高压电源，并且采用专线引入方式；而一般的局站只从电网引入一路市电，再接入自备油机发电机作为备用。,1.5.2,油机,为防止停电时间较长导致电池过放电，电信局房一般都配有柴油发电机组。当市电中断时，通信设备可由柴油发电机组供电。,1.5.3 UPS,系统,UPS,一般都由蓄电池、整流器、逆变器和静态开关等部分组成。,市电正常时，市电和逆变器并联给通信设备提供交流电源，而逆变器是由市电经整流后给它供电。同时，整流器也给蓄电池充电，蓄电池处于并联浮充状态。,当市电中断时，蓄电池通过逆变器给通信设备提供交流电源。逆变器和市电的转换由交流静态开关完成。,1.5.4,低压交流屏,输入市电，为各路交流负载分配电能。当市电中断或交流电压异常时（过压、欠压和缺相等），低压配电屏能自动发出相应的告警信号。,1.6,接地系统,电力接地是发电、变电和送电系统安全运行的重要保障。,电力接地主要有三种类型：为了避免雷电冲击对电力系统的危害，各种防雷设备都必须有相应的接地装置，这种接地称为,防雷接地,；,为了保证人身安全，各种电气设备的外壳都必须接地，这种接地称为,保护接地,；,交流送变电系统中多采用中性点接地的运行方式，这种接地称为,工作接地,；,这三种类型的电力接地都通过地网与大地相连接。,2.1,进入机房前我们要做什么,1,、,此次新增多少设备，尺寸大小，在哪里新增，清楚了吗？,2,、此次新增设备的功耗情况（额定功率），清楚了吗？,3,、设备是需要直流供电还是交流供电？,4,、设备必须,UPS,保证吗？,5,、需求哪些端子，多少个，你清楚了吗？,6,、一切都准备好了，出发吧！,二,.,机房电源勘察要点,2.1.1,案例分析（,1,）,某传输工程需在传输机房新增,W1600,设备,2,套，每套设备单独一个机架，经与厂家核实每套设备的满功耗为,1683W,且必须直流供电，请问端子需求如何？,设备最大负荷,I=1683 W/48 V=35 A,所以端子需求为,63A*4,一主一备，每个机架需,63A,端子,2,个。,2.1.2,案例分析（,2,）,某业务网项目需在,C,网机房新建一套短信平台及,WAP,门户，短信平台需两个机架，,WAP,门户需,2,个机架，经与厂家核实短信平台两个机架的功耗分别为,3200W,及,2800W,，而,WAP,门户的两个机架功耗分别为,2300W,及,2700W,且必须,UPS,供电，请问端子需求如何？,短信平台机架,1,最大负荷,I=3200 W/220 V=14.6 A,短信平台机架,2,最大负荷,I=2800 W/220 V=12.8 A,WAP,门户机架,1,最大负荷,I=2300 W/220 V=10.5 A,WAP,门户机架,2,最大负荷,I=2700 W/220 V=12.3 A,所以端子需求为,16A*8,每个机架需,16A,的端子,2,个。,2.2,进入机房后我们要做什么,1,、此次新增设备所在排有列头柜吗？,2,、列头柜上有所需端子吗，端子已经被占用了吗？,3,、列头柜前端直流配电屏,/UPS,负荷情况如何？,4,、走线架分布如何（分清信号线和电源线，分清直流电缆和交流电缆）？,5,、确定走线路由，是上走线还是下走线？线缆长度考虑冗余；,6,、机房接地排分布情况。,2.2.1,案例分析（,1,）,某传输工程需在传输机房新增,W1600,设备,2,套，每套设备单独一个机架，经与厂家核实每套设备的满功耗为,1683W,端子需求为,63A,端子,2,个，接下来我们要做什么呢？,首先，确定新增设备摆放情况及列头柜分配情况！如下图所示：,机房设备平面布置图,确定走线路由，确定地排端子分配情况,直流电流计算,1,、电流基本计算公式：,I,直流,24V=W U24,I,直流,-48V=W U48,一般来说，综合机房电源设备及传输设备都是,-48V,，但一些基站设备，如早期爱立信的一些设备是,24V,这在计算电流时一定要核实清楚。,线缆计算,首先，我们得了解一个名词：压降,直流电源线压降计算公式：,U,（,IL2,）,/,（,57S,）,其中：,U,：压降，直流放电回路全程极限电压降要求小于,3.2V,I,：设计电流,L,：导线长度,S,：导线截面积，单位,mm2,直流放电回路全程极限电压降要求小于,3.2V,，蓄电池至通信设备各段的压降一般分配如下：,电池至直流屏压降要求不大于,1V,；,直流屏自压降要求不大于,0.5V,；,直流屏至各专业头柜压降要求不大于,1.2V,；,各专业头柜至通信设备压降要求不大于,0.5V,；,详细压降分配如下图所示：,压降分配图,电池,直流屏,电源分配柜,列电源柜,用电设备,48V,电源全程压降为,3.2,V(,有电源分配柜）,0.5,V,0.5,V,1.1,V,0.2,V,0.35,V,0.35,V,0.2,V,电池,直流屏,列电源柜,用电设备,48V,电源全程压降为,3.2,V,(,无电源分配柜）,0.,5V,0.5,V,1.,3V,0.2,V,0.,7V,注：,1.,全程压降建议不要超过,2V,2.,邮电部规定,+24V,系统不超过,2.6V,，,-48V,系统不超过,3.2V,那线径的计算公式又是如何的呢？,本次工程设计电流是,63A,电缆长度为,5,米，最大压降依据压降分配图为,0.35V,，所以线径计算如下：,计算：,S,（,IL2,）,/,（,57U,）（,6352,）,/,（,570.35,）,31.6 mm2,每路直流电缆选取,ZA-RVV 1KV 135 mm2,两正两负，一主一备，共需,4,根,ZA-RVV 1KV 135 mm2,电缆。,详细电缆布放情况如下图所示：,新增设备布线路由图,列头柜端子分配示意图,某业务网项目需在,C,网机房新建一套短信平台及,WAP,门户，短信平台需两个机架，,WAP,门户需,2,个机架，经与厂家核实短信平台两个机架的功耗分别为,3200W,及,2800W,，而,WAP,门户的两个机架功耗分别为,2300W,及,2700W,且必须,UPS,供电，共需端子需求为,16A*8,每个机架需,16A,的端子,2,个，接下来我们应该做什么呢？,首先，依然要确定新增设备摆放情况及,UPS,列头柜分配情况！如下图所示：,2.2.2,案例分析（,2,）,机房设备平面布置图,确定走线路由，确定地排端子分配情况,交流电流计算,1,、电流基本计算公式：,I,交流,220V=W U220,I,交流,380V=W U380 1.732,一般来说，动力设备是,380V,的，比如说我们的低压设备，,UPS,，交流配电屏等，而平时的交流设备都是,220V,的，但有些设备除外，如,IBM,、,SUM,的大型服务器及数据专业的经分、,BOSS,项目也有可能会用到,380V,，这个一定要与厂家核实清楚。,线缆计算,首先，我们得了解交流电缆的配置：,一般来说，交流电缆分为单芯线，两芯线，三芯线，四芯线，五芯线。,单芯,线是在多芯线无法承载足够电流时使用的，比如说我们需承载,600A,的 电流，但平时我们常用最大线缆就是,240mm2,线缆了，可,240mm2,线缆最大承载电流也只有,480A,，怎么办呢？这个时候我们就可以使用,2,根单芯的,185mm2,线缆来承载所需电流，下面是多芯线中相线、零线、地线的配置情况：,两芯,：直流设备（一正一负），电流非常小时用，比如,10A,以下,交流单相设备到交流屏（,1,根相线、零线），设备自带相线、零线时用到,三芯,：直流设备（正极、负极、保护地线）,交流单相设备（相线、零线、保护地线）,四芯,：交流屏到前级配电设备（,3,根相线、零线），保护地单独连接,五芯,：交流三相设备（,3,根相线、零线、保护地线,）,电缆参考载流量表,新增设备布线路由图,列头柜端子分配示意图,蓄电池的容量计算公式如下：,KIT,Q=,1+(t-25),其中：,Q,：蓄电池容量（,Ah,）；,K,：安全系数，取,1.25,；,I,：负荷电流,(A),；,T,：放电小时数,(h),；,：放电容量系数；,t,：最低环境温度数值，无采暖，按,5,考虑；有采暖，按,15,考虑；,：,电池温度系数,(1/),，,T10,取,0.006,。,蓄电池的容量计算,三,.,基站电源配置方法,柴油发电机组的容量主要由充电电流决定，而配置太阳能的基站一般较难搬运重量较重的物品，为减少油机容量，充电电流宜按,20,小时充电时间,计取。,充电电流：,I,蓄,Q/(0.84T),，,T,一般取,20,小时,浮充功率：,P,浮,2.2024I,负,充电功率：,P,充,2.3524I,蓄,总功率：,P,（,P,浮,P,充）,/,为效率，一般,取,0.92,油机的容量计算,太阳能电池的容量由充电电流与设备负载综合决定，如果是纯太阳能系统（不含油机），蓄电池充电电流宜按,10,小时充电时间,计取，如果含油机，蓄电池充电电流宜按,20,小时充电时间,计取。,充电电流：,I,蓄,Q/(0.84T),设备功耗：,P,负,48I,负,充电功耗：,P,充,2.3524I,蓄,总功耗：,P,P,负,P,充（求出最低功耗,需求，实际配置要看电池板的容量，,如是,170W,每块的电池板，那么最终,配置容量必须为,170W,倍数）,太阳能电池的容量计算,组合开关电源模块一般为单相模块，从油机启动方面考虑，电源模块宜,三相平衡,，整流模块在满足充电电流和负载电流的情况下，一般应为,3,的,N,倍,I,I,蓄,I,负,组合开关电源容量计算,某基站负载电压为,-48V,，功率合计,1104W,，要求放电时间,36,小时，无采暖设备，请计算蓄电池组、柴油发电机组、太阳能电池方阵、组合开关电源模块的容量。,蓄电池组计算：,I,负,1104/48=23A,KIT,Q=-=(1.2525.2136)/1*(1+0.006*20)=1160 Ah,1+(t-25),建议配置,2,组,-48 V/600 Ah,蓄电池组。,案例分析,-,蓄电池组计算,某基站负载电压为,-48V,，功率合计,1104W,，要求放电时间,36,小时，无采暖设备，请计算蓄电池组、柴油发电机组、太阳能电池方阵、组合开关电源模块的容量。,油机组容量计算：,I,蓄,Q/(0.84T),1200/(0.84*20)=71.5A,P,浮,2.2024I,负,=2.2*24*23=1214.4W,P,充,2.3524I,蓄,=2.35*24*71.5=4032.6W,P,（,P,浮,P