基站电源基础知识ppt课件.ppt
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1、,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1
2、0kVA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
3、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,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
4、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,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/DCDC/DCDC/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
5、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*
6、35mm2,或1*35mm2等电缆规格型号常见的写法为:RVVZ-1kV 4*35mm2RVVZ电缆的全称:聚氯乙稀绝缘聚氯乙稀护套阻燃软电缆,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
7、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:+19V27V-48V系统:-40V-54V蓄电
8、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
9、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,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,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
10、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,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,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,基站交流供电系统,交流负荷计算宏蜂窝基站交流功耗
11、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SDCP/=(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 / 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
12、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。,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:,基站交流供电系统,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
13、电源建设方案工程设计、验收规范,提纲,直流供电系统构成直流负荷的计算直流设备的配置,基站直流供电系统,基站直流供电系统构成直流供电系统构成高频开关电源蓄电池组直流电缆高频开关电源分类组合式开关电源落地式挂墙式嵌入式分立式开关电源:交换局使用基站采用高频开关组合电源交流配电单元高频开关整流模块直流配电单元(含蓄电池接入单元、直流输出配电单元),直流配电单元分一次下电、二次下电单元监控单元,基站直流供电系统,组合式开关电源珠江、艾默生最新产品的交流输入开关、接地端子均位于机架的下部直流输出端子、蓄电池熔丝位于机架上部运营商A一般要求厂家保证产品背面免维护(其他运营商则没有要求,背后要预留维护空间)
14、机架一般是上进线、上出线一般占地600*600 mm,洲际DUM23F102、珠江电源RS700/1000占地为600*400高度多为2000mm,天东IPS5000为1600mm,基站直流供电系统,墙挂式开关电源珠江、艾默生等厂家均有墙挂式产品正面操作,适合于紧凑性的接入网、小型基站上进线、上出线交流单相三线输入外形尺寸: 700mm (高) 450mm(宽) 260mm(深),1.监控模块PSM-A10 2.整流模块HD4825-3 3.交直流配电单元,PS4875-25系统结构,基站直流供电系统,直流配电端子基站的直流配电端子多数为空气开关,部分厂家为熔断器(熔丝)内部构造:直流配电端子
15、一般都与非接地极的汇流铜排连接 24V电源的配电端子在正极48V的配电端子在负极与地连接的那一极,一般直接从汇流铜排接线工程设计参数,制定开关电源订货清单,需提供以下参数:机架容量需求本期容量配置直流配电端子需求端子配置原则根据无线主设备本身的需求配置端子容量根据无线主设备的远期规模配置端子数量新建电源注意预留满足3G设备需求,基站直流供电系统,直流配电端子(照片),基站直流供电系统,A运营商基站开关电源部分工程参数 同一型号不同地区的产品,配置可能有所差别:,基站直流供电系统,基站直流供电系统构成(2)蓄电池组基站采用阀控密闭式铅酸电池(GFM系列)电池工程中常用的电池参数容量(Ah/24V
16、、Ah/48V等)安装尺寸(特别是占地面积)安装层数(单层、双层、三层、四层等)安装方式(立放、卧放)一般由厂家指定出线方式(单端、双端,关系到垂直走线架的位置)重量(关系到楼板承重的核实),基站直流供电系统,基站直流供电系统构成(3)直流电缆基站常见的直流回路DC-电池回路DC-无线机架DC-DC/DC变换器DC-传输设备,基站直流供电系统,基站直流供电系统,基站直流负荷的计算直流功耗PUI 基站的直流功耗PU(I设备耗电量+I蓄电池充电) 设备主要包括无线设备、传输设备等;无线设备耗电量(1)2G爱立信无线设备(实测数据)在实际设计中,取上述黄色背景数值的1.125倍10B增补阶段以后,新
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