通信局(站)电源系统总技术要求.ppt

华信邮电咨询设计研究院有限公司2005年5月,通信局(站)电源系统总技术要求,(YD/T1051-2000),范围,本标准规定了各种通信局（站）电源系统的最主要、最基本的技术要求。本标准适合于作为通信电源工程设计，设备引进、研制、生产、安装和维护的技术依据。进入通信局（站）的各种通信设备对交流和直流电源的要求也应符合本标准的有关规定。,通信电源系统基本要求一：供电可靠性：用不可用度指标来衡量。二：供电质量：交流：额定电压值的+5%-10%，频率为额定值的4，电压波形正弦畸变率应5。直流：-48V电压允许变动范围为-40V-57V，电话衡重杂音电压：2mv。三：供电经济性：满足可靠性和供电质量前提下，建设投资尽可能少，运行费用尽可能低。四：供电灵活性：满足发展和扩容的灵活性,通信局(站)电源系统,一、通信电源系统组成方式通信局（站）电源系统是对局（站）内各种通信设备及建筑负荷等提供用电的设备和系统的总称。通信局（站）电源系统必须保证稳定、可靠、安全地供电。不同局（站）由不同的电源系统组成。集中供电、分散供电、混合供电为3种比较典型的系统组成方式。由变电站和备用发电机组成的交流供电系统一般采用集中供电。分散供电方式原则上应设置一个总的交流供电系统，并由此分别向各直流供电系统提供低压交流电。光缆中继站和微波无人值守中继站，可采用交流电源和太阳电池方阵（或其他能源）相结合的混合供电方式电源系统。,通信局（站）的基础电源分交流基础电源和直流基础电源两大类。二、交流基础电源经由市电或备用发电机组（含移动电站）提供的低压交流电为通信局（站）的交流基础电源。1、低压交流电的标称电压为220V/380V,三相五线；频率为50HZ。2、使用交流电的通信设备和电源设备供电电压规定如下1）通信设备用交流电供电时，在设备的电源输入端子处测量的电压允许变动范围为：额定电压值的+5%-10%。,2）通信电源设备及重要建筑用电设备用交流电供电时，在设备的电源输入端子处测量的电压允许变动范围为：额定电压值的+10%-15%。3、当市电供电电压不能满足2中1）和2）的规定或通信设备有更高要求时，应采用调压或稳压设备满足电压允许变动范围的要求。4、交流电的频率允许变动范围为额定值的4，电压波形正弦畸变率应5。5、通信局（站）应根据要求安装无功功率补偿装置。,三、直流基础电源向各种通信设备和二次变换电源设备或装置提供直流电压的电源为直流基础电源。1、通信局（站）用直流基础电源的电压种类为首选-48V电源电压，过渡时期暂留的电源电压为24V。2、通信机房内每一个机架的直流输入端子处-48V电压允许变动范围为-40V-57V。-48V直流电源输出端子处测量的杂音电压指标如下：,1）电话衡重杂音电压：2mv2）峰峰值杂音电压：0300Hz，400mv3）宽频杂音电压：3.4150kHz，100mv有效值150kHz30MHz，30mv有效值4）离散频率杂音电压：3.4150kHz，5mv有效值150kHz200kHz，30mv有效值200500kHz，2mv有效值500kHz30MHz，1mv有效值3、原有通信设备使用的-24V电源电压变动范围、指标通信机房内每一个机架的直流输入端子处-24V电压允许变动范围为-21.6V-26.4V。,四、直流基础电源的过渡和统一新建局（站）应该采用-48V直流基础电源，原有局（站）通信设备使用的-24V、-60V直流基础电源仍可继续使用，不再扩容，知道这些通信设备停用为止。五、直流供电方式1、为了使通信系统具有较高的运行可靠性，避免全局性的通信故障和瘫痪，原有一个局（站）设置一套供电系统、一个电力室和电池室的供电方式难以适应新的情况，应相应改变方式，选用多个直流供电系统和多处设置电源设备的方式，即采用分散供电方式。新设计的大型通信局（站）原则上采用分散供电方式。,2、直流供电方式的基本要求1）直流供电方式应采用全浮充方式，当交流电源停电时，由蓄电池组放电供电，在交流电恢复后，应实行带负载负荷衡压限流充电的供电方式。2)通信局（站）直流供电方式应保证稳定可靠供电、电源设备应靠近通信设备布置，使直流馈电线长度尽量缩短，以降低电能消耗、减少安装费用。供电系统的组成和电源设备的布置应做到通信局（站）增容时，电源设备能相应和灵活的扩容容量，并有利于设备的安装和维护。,3）交换机的直流基础电源供电可按交换机的一个交换系统容量为单元,设置一个或者多个独立的直流供电系统。大型或重要的通信局（站），含国际出入口的长途电话局，应分散设置多个独立的直流供电系统。3、几种直流供电方式1）交换局容量较大，或有两个以上交换系统时，应采用两个或多个独立的直流供电系统。电源设备可以和通信机房同层安装或直接装在通信机房内，实现电源集中监控和管理，并应考虑空调容量和核算机房地面的承重能力。,2）大型通信枢纽等局（站）可按不同楼层分层设置多个独立的供电系统，分别向各种通信机房供电。3）一般通信局（站）可采用设立一个集中的电力室和电池室的供电方式，也可以采用分散的供电方式。4）小容量的通信局（站）可采用一体化供电方式。,六、电源系统可靠性和设备参考配置1、可靠性是衡量系统和设备的一项重要的综合性质量指标.电源系统可靠性是衡量通信局(站)电源系统和组成系统各设备的一项综合性质量指标。通信局(站)电源系统可靠性是通信局(站)的一个组成部分,也是通信网总体可靠性的一个组成部分。2、根据通信局(站)电源系统可靠性指标,可科学地确定组成电源系统各设备的相应配置.,3、市电供电方式的分类和可靠性指标1)市电的可靠性指标以市电的不可用度作表征。市电的不可用度是指市电的不可用时间与可用时间和不可用时间之和的比,即市电不可用度=不可用时间/（不可用时间+可用时间）市电的电压、频率不符合通信局（站）电源系统要求的时间为不可用时间。4、市电供电方式的分类和不可用度指标1)一类市电供电方式一类市电供电方式为从两个稳定可靠的独立电源引入两路供电线，两路供电线不应有同时检修停电的供电方式。一类市电供电方式的不可用度指标：平均月市电故障次数应1次，平均每次故障持续时间0.5h.市电的年不可用度应6.810-4。,2)二类市电供电方式二类市电供电方式为满足以下两个条件之一者:从一个稳定可靠上独立电源构成的稳定可靠的环形网上引入一路供电线的供电方式;从一个稳定可靠的电源或从稳定可靠的输电线路上引入一路供电线的供电方式.二类市电供电方式的不可用度指标:平均月市电故障3.5次,平均每次市电故障持续时间应6h,市电的年不可用度310-2。3)三类市电供电方式从一个电源引入一路供电线的供电方式。三类市电供电方式的不可用度指标:平均月市电故障4.5次,平均每次市电故障持续时间应8h,市电的年不可用度510-2。,4)四类市电供电方式由一个电源引入一路供电线,经常昼夜停电,供电无保证,达不到第三类市电供电要求,市电的年不可用度510-2;有季节性长时间停电或无市电可用.5、通信局(站)电源系统的不可用度指标电源系统的可靠性指标用不可用度表征。电源系统的不可用度是指电源系统故障时间与故障时间和正常供电时间之和的比,即：电源系统不可用度=故障时间/（故障时间+正常供电时间）,(1)省会城市中心通信枢纽楼、市话汇接局、传输一级干线站、市话端局及其它特别规定的局站，电源系统的不可用度应5x10-7即平均20年时间内，每个电源系统故障的累计时间5min。(2)地市综合局，1-5万门市话局、长途传输二级干线或相当的通信局站，电源系统的不可用度应1x10-6，即平均20年时间内，每个电源系统故障的累计时间10min。(3)县级综合局、万门以下市话局，电源系统的不可用度应5x10-6，即平均20年时间内，每个电源系统故障的累计时间50min。,6、电源系统主要设备的可靠性指标1）高压变、配电设备的可靠性指标.高压配电设备的可靠性指标高压配电设备，在15年使用时间内，主开关平均年动作次数12次时，平均失效间隔时间（MTBF）应1.4105h，不可用度应6.910-6；平均年动作次数12次时，平均失效间隔时间（MTBF）应4.18104h，不可用度应2.410-5。.变压器的可靠性指标变压器在20年使用时间内，平均失效间隔时间（MTBF）应1.75105h,不可用度：无载调压变压器：不可用度应9.1410-4；有载调压变压器：不可用度应1.2210-3。,2)低压配电设备的可靠性指标.交流低压配电设备：在15年使用时间内，关键部件平均年动作次数12次时，平均失效间隔时间（MTBF）应5105h，不可用度应2.010-6;平均年动作次数12次时,平均失效间隔时间(MTBF)应105h,不可用度应2.010-6;平均年动作次数12次时，平均失效间隔时间表（MTBF）应105h，不可用度应1.010-5。.直流配电设备：在15年使用时间内，平均失效间隔时间（MTBF）应106h，不可用度应1.010-6。3)整流设备：高频开关整流设备，在15年使用时间内，平均失效间隔时间（MTBF）应5104h，不可用度应6.610-6。,4)直流-直流变换器设备在15年使用内，平均失效间隔时间（MTBF）应5104h，不可用度应6.610-6。5)蓄电池组阀控式密封铅酸蓄电池组，全浮工作方式在10年使用时间内，平均失效间隔时间（MTBF）应3.5105h，不可用度应3.4310-5。6)交流不间断电源设备在使用寿命期间内，通信用交流不间断电源设备的平均失效间隔时间（MTBF）应1105h，不可用度应510-6。,7)柴油发电机组.柴油机发电机组，在10年使用时间或累计运行时间不超过大修期内，平均失效间隔时间（MTBF）应800h，不可用应3.7510-3。在常温(535)下，启动失败率应1。8)太阳能电池方阵的平均寿命1.31105。太阳能电池控制器在15年使用时间内，平均失效间隔时间（MTBF）应2.410-4。,7、故障判断依据电源设备的主要故障判断依据当设备出现主要技术性能不符合要求，不检修将影响设备和系统正常工作的障碍，则判定为设备故障。主要电源设备发生如下障碍时判定为故障：.整流设备：不能输出额定电流、电压超出允许范围、杂音电压高、稳压精度低于规定值、影响设备和系统工作或安全的告警、保护性能异常等。.配电设备：不能输出额定电流、电压变化超出规定范围、动作失灵、影响设备和系统工作或安全的告警、保护性能异常等。,.油机发电机组：3次启动不成功、运行中的机组不能输出额定电压和电流、频率波动超出规定范围、出现4次漏（水、油、气、电）、自动化机组的自动功能异常等。.蓄电池组：蓄电池组出现落后电池或电池出现渗漏现象。电源系统的故障判断依据.直流供电系统不能输出规定电流；电压超出允许范围；杂音电压高于允许值，3项中出现任何一项则判定为系统故障。.交流供电系统电压或频率超出允许变动范围，则判定为系统故障。,8、电源系统各设备的参考配置1)设备配置的基本原则.电源系统的设备数量和容量应根据通信局（站）电源系统的不可用度指标进行配置，同时还应进行技术和经济比较，合理选配。.供电系统分交流供电系统和直流供电系统，应提高交流供电系统的可靠性，合理减小蓄电池的容量。但在小型通信局（站）中如提高交流供电系统可靠性有困难时，可以适当加大蓄电池组的容量。,2)发电机组的参考配置.发电机组的容量配置一类或二类市电供电方式下，发电机组的容量应能同时满足通信负荷功率、蓄电池组的充电功率、机房保证空调功率以及其他保证负荷功率：三类市电供电方式应包括部分生活用电；四类市电供电方式应包括全部生活用电。.发电机组的台数配置一类市电供电方式下，仅考虑主用机组，台数根据总容量大小和其他条件配置一台或多台；二到四类市电供电方式下，两台机组互为备用。,.移动电站的台数配置电源维护中心应根据集中监控维护管理区的实际情况，配置数台移动电站，提供应急电源。3)直流设备参考配置整流设备参考配置高频开关整流器的总容量应满足通信负荷功率和蓄电池组的充电用功率。整流模块的数量应采用冗余配置方式，当主用模块数10时，备用一台；当主用模块数10时，每10台备用一台。,畜电池组参考配置畜电池宜分两组或多组安装，其总容量由蓄电池组独立向负载供电的时间确定。在多数通信局（站），蓄电池组独立向负载供电的时间宜按如下规定并结合空调的允许停电时间综合考虑。一类市电供电方式为0.51h;二类市电供电方式为12h;三类市电供电方式为23h;四类市电供电方式下的蓄电池组供电时间应区分以下两种情况而定：a.由一个电源引入一路供电线，经常昼夜停电，供电无保证，达不到第三类市电供电要求的为810h；b.有季节性长时间停电或无市电可用的为20h24h。,在光缆、微波等小容量无入值守局（站）中，空调断电对通信设备的正常运行影响较小，蓄电池级的总容量应按如下因素综合考虑：接到故障信号后应有一定的准备时间；从维护点无人站的行程时间（按正常汽车行驶时间计算）；故障排除时间；对位于山上和郊外的无人站，一般夜间不派技术人员检修；对具有延时启动油机发电机组的局（站），延长时间应保证电池放出容量20%的储备容量；对太阳能供电无人值守站的蓄电池组的容量应考虑连续阴雨天的时间。,七、接地与防雷联合接地方式通信局（站）各类设备均应有效接地。通信设备的工作接地、保护接地以及建筑防雷接地共同合用一组接地体的接地方式称为联合接地方式。联合接地方式由接地体、接地引入线、接地汇集线以及接地线4部分组成。接地汇集线、接地线以逐层辐射方式相连。a.接地体（又称接地电极或地网）接地体是使通信局（站）各地线电流汇入大地扩散和均衡电位而设置的与土壤物理结合形成电气接触的金属部件。联合接地方式的接地体由两部分组成，即利用建筑体基础部分混凝土内的钢筋和国境线建筑体四周敷设的环形接地电极（由垂直和水平电极组成）相互焊接组成的一个整体。,b.接地引入线接地体与接地总汇集线之间相连的连接线称为接地引入线。接地引入线应作防腐蚀处理，以提高使用寿命。c.接地汇集线接地汇集线是指通信局（站）建筑体内分布设置可与各通信机房接地线相连的一组接地干线的总称。根据等电位原则，提高接地有效性和减少地线上杂散电流回窜，接地汇集线分垂直接地总汇集线和水平接地分汇集线两部分。d.接地线通信局（站）内各类需要接地的设备与水平接地分汇集线之间的连接。其截面积应根据可能通过的最大电流的负荷电流确定，并不准使用裸导线布放。,接地的各项规定与防雷1、出、入局（站）交流电力线的接地与防雷出、入局（站）交流电力线路应选用具有金属铠装层的电力电缆，且埋设于地下入局，其金属护套两端应就近接地，缆内两端的芯线，应加装避雷器。当高压（10Kv）电力电缆直接入局（站）时，其长度宜200m；低压（380V）入局（站）时，电力电缆长度宜50m。2、出、入局（站）通信缆线的接地与防雷出、入局（站）通信缆线应采用电缆，其金属护层（铅包电缆除外）应在进线室作保护接地，其缆内芯线线对（含空线对）应在引入设备前分别对地加装保安装置。由楼顶引入机房的电缆应选用具有金属护套的电缆，并应同样采取相应的防雷措施后方可进入机房。出、入局（站）缆线应采取地下进、出局（站）的方式。,3、局内设备的接地与防雷（1）电力变压器的高、低压侧的相线应分别对地加装避雷器，其接地端与变压器机壳地以及低压侧中性点地汇集后就近接地。（2）直流电源工作地应从接地汇集线上引入。（3）交、直流配电设备的机壳应从接地汇集线上引入保护接地。交、直流配电设备内应有相应的分级防雷及浪涌吸收装置。交流配电电屏的中性线汇集排应与机架绝缘。（4）配线架应从接地汇集线上引入保护接地，同时配线架与机房通信机架间不应通过走线架形成电气连通。当配线架的保安接地排与机架绝缘时，应引入两根接地线分别与保安接地排和机架相连。（5）通信设备除接到工作接地（即直流电源地）外，其机壳应接到保护接地。,（6）机房内所设活动地板下方应设2m2m左右的金属网格，供活动地板支架作接地使用，该地网至少有两根从接地汇集线引接的地线。（7）机房内的空调等金属设施应从接地汇集线上引接保护地线。通信机房内地线的布置方式，可采取辐射式或平面型，这就要求机房内所有通信设备除从分汇集线上就近收接地线外，不得通过安装加固螺栓与建筑钢筋相碰而形成电气连通。4、为便于接地电阻值的测量，可设置辅助接地电极。5、对原有通信局（站），应根据本规定的原则，对其接地与防雷设施加以完善，以确保通信安全。,接地电阻值各类通信局（站）联合接地装置的接地电阻值（暂定）列于表5表5各类通信局（站）联合接地装置的接地电阻值（暂定）,八、监控1、通信局（站）电源、空调和环境集中监控管理系统（以下简称监控系统）是提高通信局（站）电源系统稳定、可靠、安全供电和集中维护管理的一个重要环节。监控系统的目标是对监控范围内的电源系统、空调系统和系统内的各个设备及机房环境进行遥信、遥测、遥控，实时监视系统和设备运行状态，记录和处理监控数据，及时检测故障并通知维护人员处理，实现电源、空调的集中维护和优化管理，提高供电系统的可靠性和通信设备的安全性，达到通信局（站）少人或无人值守。,图五通信局（站）电源、空调及环境集中监控管理系统三级结构,2、监控系统结构根据电信发展形势和维护改革要求，监控系统宜采用逐级汇接的三级网络结构，在此基础上可根据维护管理要求灵活配置网络结构形式。典型的三级网络结构为：端局（站）设置监控单元SU),区或若干个端局（站）设置监控站SS（，本地网设置监控中心SC，如图5所示。,3、监控系统组网原则本地网管中心设置一个监控中心SC，属于本地网管的一个组成部分；根据本地网具体情况，监控中SC可下设一个或数个监控站SS；根据各监控站具体情况，监控站SS可下设数个通信局（站）SU；各通信局（站）可根据监控设备和参数具体情况设置一个或数个监控模块SM。根据监控对象和内容，监控模块SM为自备式监控模块（智能接口的设备）和通用型监控模块（非智能型设备）两种。通用型监控模块应有数字输入、数字输出、模拟输入、脉冲输入等接口，分别与非智能设备的相应信号连接。,4、传输监控模块（SM）与监控单元（SU）之间，宜采用总线和点到点通信方式。物理接口采用RS485/RS422、RS-232C。监控单元（SU）、监控站（SS）、监控中心（SC）之间的通信应充分利用已建成的电信管理网。5、监控对象和监控内容通信局（站）电源系统监控的主要对象为：高压配电设备、低压配电设备、变压器、备用发电机组、UPS、逆变器、整流配电设备、蓄电池组、直流-直流变换器、太阳能控制设备、风能设备、空调设备，以及安装这些设备的各机房的防火、防盗、温湿度等环境参数。监控内容主要有：电压、电流、电度、频率、设备运行状态、温湿度等。,1)高压配电设备a.进线柜遥测：三相电压，三相电流遥信：开关状态，过流跳闸告警，速断跳闸告警，失压跳闸告警，接地跳闸告警(可选)b.出线柜遥信：开关状态，过流跳闸告警，速断跳闸告警，接地跳闸告警(可选)，失压跳闸告警(可选)，变压器过温告警，瓦斯告警(可选)c.母联柜遥信：开关状态，过流跳闸告警，速断跳闸告警,d.直流操作电源柜遥测：贮能电压，控制电压遥信：开关状态，贮能电压高/低，控制电压高/低，操作柜充电机故障告警2)变压器遥信：过温告警3)低压配电设备a.进线柜遥测：三相输入电压，三相输入电流，功率因数，频率遥信：开关状态，缺相、过压、欠压告警遥控：开关分合闸（可选）,b.主要配电柜遥信：开关状态遥控：开关分合闸（可选）c.稳压器遥测：三相输入电压，三相输入电流，三相输出电压，三相输出电流遥信：稳压器工作状态（正常/故障，工作/旁路），输入过压，输入欠压，输入缺相，输入过流,4)柴油发电机组遥测:三相输出电压,三相输出电流,输出频率/转速,水温(水冷),润滑油油压，润滑油油温，启动电池电压，输出功率遥信：工作状态（运行停机），工作方式（自动/手动），主备用机组，自动转换开关（ATS）状态，过压，欠压，过流，频率/转速高，水温高（水冷），皮带断裂（风冷），润滑油油温高，润滑油油压低，启动失败，过载，启动电池电压高/低，紧急停车，市电故障，充电器故障（可选）遥控：开/关机，紧急停车，选择主备用机组,5)燃气轮机发电机组遥测：三相输出电压，三相输出电流，输出频率/转速，排气气温度，进气温度，润滑油油温，润滑油油压，启动电池电压，控制电池电压，输出功率遥信：工作状态（运行/停机），工作方式（自动/手动），主备用机组，自动转换开关（ATS）状态，过压，欠压，过流，频率/转速高，排气温度高，润滑油温度高，润滑油油压低，燃油油位低，启动失败，过载，启动电池电压高/低，控制电池电压高/低，紧急停车，市电故障，充电器故障遥控：开/关机，紧急停车，选择主备用机组,6)交流不间断电源设备（UPS）遥测：三相输入电压，直流输入电压，三相输出电压，三相输出电流，输出频率，标示蓄电池电压（可选），标示蓄电池温度（可选）遥信：同步/不同步状态，UPS/旁路供电，蓄电池放电电压低，市电故障，整流器故障，逆变器故障，旁路故障7)逆变器遥测：交流输出电压，交流输出电流，输出频率，输入电压（可选）遥信：输出电压过压/欠压，输出过流，输出频率过高/过低,8)整流配电设备a.交流屏（或交流配电单元）遥测：三相输入电压，三相输出电流，输入频率（可选）遥信：三相输入过压/欠压，缺相，三相输出过流，频率过高/过低，熔丝故障，开关状态b.整流器遥测：整流器输出电压，每个整流模块输出电流遥信：每个整流模块工作状态（开/关机，均/浮充/测试，限流/不限流），故障/正常遥控：开/关机，均/浮充，测试,c.直流屏（或直流配电单元）遥测：直流输出电压，总负载电流，主要分路电流，蓄电池充、放电电流遥信：直流输出电压过压/欠压，蓄电池熔丝状态，主要人路熔丝/开关故障9)太阳能供电设备遥测：方阵输出电压，电流遥信：方阵工作状态（投入/撤出），输出过压，过流,10)直流-直流变换器遥测：输出电压，输出电流，输入电压（可选）遥信：输出过压/欠压，输出过流11)风力发电设备遥测：三相输出电压，三相输出电流遥信：风机开/关12）蓄电池监测装置遥测：蓄电池组总电压，每只蓄电池电压，标示电池温度，每组充、放电电流，每组电池安时量（可选）遥信：蓄电池组总电压高/低，每只蓄电池电压高/低，标示电池温度高，充电电流高,13）分散空调设备遥测：空调主机工作电压，工作电流，送风温度，回风温度，送风湿度，回风湿度，压缩机吸气压力，压缩机排气压力遥信：开/关机，电压、电流过高/低，回风温度过高/低，回风湿度过高/低，过滤器正常/堵塞，风正常/故障，压缩机正常/故障遥控：空调开/关机14)环境遥测：温度，湿度遥信：烟感，温感，湿度，水浸，红外（可选），玻璃破碎（可选），门窗告警,