交、直流电源设计指导书.doc

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1、交、直流电源设计指导书 规划设计部 目 录一、工业与民用建筑供配电系统及其组成-1 二、电源-2 三、电压-2 3.1 电压等级划分-2 3.2 电压选择-2 3.3 怎样区分线路电压等级-2 四、电源设备配置和容量计算-3 4.1蓄电池的配置和容量计算-5 4.2 电池的工作方式-5 4.3 市电供电类别-5 4.4 蓄电池组的配置与计算-6 4.5 电力变压器的选择与配置-7 4.6 负荷计算举例-7 4.7 交流配电屏的配置与选择-8 4.8 交流配电屏的一般技术要求-8 4.9 低压配电屏的选择-9 4.10交流配电屏容量计算-9 4.11整流器的电流计算-9 4.12逆变器的输入电流

2、计算-9 五、电力电缆的设计选型-10 5.1 直流电缆截面计算选择-10 5.2交流配电屏至三相整流器交流电缆截面积计算选择-10 5.3变压器到交流配电屏交流导线截面积计算选择-11 5.4油机发电机到交流配电屏的交流导线截面积计算选择-11 5.5 AC220V电源线截面积计算选择-11 六、空调系统设计-13 七、照明系统设计-16 八、柴油发电机配置原则-17 8.1 容量的确定-17 8.2 通信电源输入功率的计算-17 8.3 油机容量计算-18 8.4 储油罐及日用油箱容量计算-18 储油罐的容量计算-18日用油箱的容量计算-18 九、UPS与柴油发电机组的匹配-19 十、附件

3、 附件一：怎样进行站点电气规划设计之整流器输入空开容量 计算-12 附件二：电线、电缆载流量表附件三：变压器型号及参数表 附件四：高压开关柜型号及参数表 附件五：低压配电屏型号及参数表 附件六：柴油发电机组参数表 附件七：蓄电池参数表一、工业与民用建筑供配电系统及其组成 工业与民用建筑供配电系统在电力系统中属于建筑楼(群)内部供配电系统,如图所示点画线部分由高压供电(电源系统).变电站(配电所).低压配电线路和用电设备组成. 一般大型.特大型建筑楼(群)设有总降压变电所把35110kv电压降为610kv电压,向楼宇小变电站(或车间变电所)供电.小变电所在把610kv电压降为380/220v,对

4、低压用电设备供电.如有6kv高压用电设备,再经配电站引出6kv高压配电线路送至高压设备. 一般中型建筑楼(群)由电力系统的610kv高压供电,经高压配电站送到各建筑物变电站,经变电站把电压降至380/220V送给低压用电设备. 一般小型建筑楼(群),只有一个610kV降压变电所,使电压降至380/220V供给低压用电设备. 一般用电设备容量在250kW或需用变压器容量在160kV.A及以下时,可以采用低压方式供电.二、电 源有交流电和直流电之分有火力发电.水力发电.风力发电.柴油发电.核电站.天然气发电.瓦斯发电.太阳能电站等有单电源.双电源.多电源之分电源是电信网的心脏,应高度重视.先进的传

5、输.交换设备等设施,加上安全可靠的供电系统组成的通信网,才可称为一个真正完善的现代化通信网.随着电信网装备水平的逐步提高,电源也同样处在大量引进用新设备,淘汰旧设备的时期,同时为配合维护体制全专业.大配套的改革,电源专业同其它专业一样存在着人员素质.技术水平亟待提高的问题.要搞好技术业务练兵,加大培训力度,理论联系实际,提高设计水平和解决问题的能力,在新上的工程中,从工程设计.方案会审.工程实施和验收竣工等各阶段要积极参与和严格把关,保证质量,达到国家认可.用户满意.自己放心的优良工程.三、电 压3.1按传输距离和用途划分有:超高压(500kv以上).220kv.110kv.35kv.10kv

6、.6kv.1140v.660v. 380v.220v.127v.110v.36v等； 直流有:220v.110v.72v.48v.36v.24v.12v.6v. 等3.2电压选择 电压选择主要取决于用电负荷容量.电能输送距离和地区电网电压.下表列出了线路电压等级与合理输送功率和输送距离的关系. 220kv及以上电压等级多用于己于大电力系统的输电线路;大型企业可选用110kv.35kv电压为电源电压;而一般企业可选用10kv为供电电压,如果企业内部6kv用电设备较多,以经济技术综合比较,采用6kv电压供电较合历史,可采用6kv供电作为供电电压的一种（企业内部可有两种电压供电);企业内部的低压配电

7、电压,一般采用380/220v.线路额输送容输送距线路额输送容输送距定电压kv量/MW离/km定电压kv量/MW离/km0.380.10.6110 1050 150503 0.11.0 31220 100300 3001006 0.11.2 154330 2001000 60020010 0.22.0 206500 8002000 1000400 35 2.010 5020750按电压等级分，有：超高压架空输电线路，采用铁塔方式. 220kv、110kv、35kv架空输电线路，采用铁塔或水泥杆方式. 10kv、6kv架空输电线路，采用水泥单杆方式。380/220V架空配电线路，采用水泥杆或木杆

8、（单杆）。 3.3 怎样区分电压等级 ： 1）询问当地供电部门。2）用仪器实测。3）目测。正常情况下可这样区分，380/220V线路，一般是四线，水平排列。10（6）kv线路，三线，水平或三角排列，12个绝缘子，无避雷线。35kv线路，三线，水平排列，34个绝缘子，有避雷线，但无需全程架设，可分段视地形而定，象起始段、居民区、大跨越（大档距）段等处应架设避雷线。110kv线路，三线，水平或竖向排列，11个绝缘子，全程架设避雷线。220kv线路，三线，水平或竖向排列，22个（2x11）绝缘子，全程架设避雷线。另外，还有二分裂、四分裂导线架设等方式，现场一看便知。四、电源设备配置和容量计算供电系统

9、示意图通信机房供电系统如下所示：集中供电系统 分散供电系统混合供电系统4.1蓄电池的配置和容量计算一般蓄电池容量的确定的主要依据是：市电供电类别；蓄电池的运行方式；忙时全局平均放电电流。4.2电池的工作方式按蓄电池组的运行制式划分，分为充放电、半浮充、全浮充。充放电工作方式：两组蓄电池交替对通信设备放电供电，当其中一组投入放电供电是，另一组由整流器充电备用。半浮充工作方式：用一组或两组蓄电池与整流器并联对通信设备浮充供电，部分时间由蓄电池组单独放电供电。在蓄电池与整流器并联浮充工作时，整流器除提供通信设备用电外，还要对蓄电池由于放电供电或自放电引起的容量损失予以补充，后者单独进行充电备用。全浮

10、充工作方式：在市电供电时，蓄电池与整流器并联浮充对通信设备供电；在市电停电或必须时，由蓄电池组放电供电。蓄电池放电供电或自放电引起的容量损失，在浮充时全部补足。4.3市电供电类别市电供电类别分为四类，对于不同的供电类别，蓄电池的运行方式和容量的选择是不同的。例如，一类市电供电的单位，可采用全浮充方式供电，其蓄电池容量可按1小时放电率来选择；二类市电供电的单位，可采用全浮充或半浮充方式供电，其蓄电池容量可按3小时放电率来选择；三类市电供电的单位，可采用充放电方式供电，其蓄电池容量可按810小时放电率来选择。放电率与电池容量的关系可见下表。市电类别与蓄电池放电时间要求表市电类别每组电池的放电时间(

11、小时）1类122类233类8104类1620放电率与电池容量关系表放电小时数电池容量(额定容量的)放电电流(额定容量的) 10小时放电率10010 8小时放电率96125小时放电率85173小时放电率75252小时放电率6532.51小时放电率50504.4蓄电池组的配置与计算交换机房必须配两组，站点配一组或两组(每组容量为总容量的1/2），蓄电池容量计算如下： Q：蓄电池容量（AHK保险系数：取值范围Ifzmax：忙时最大负荷电流A， t：电池放电时间（HT：蓄电池电解液的平均温度Kn：蓄电池在不同放电率时的容量系数C：蓄电池的容量计算系数为了便于计算，可将上述公式简化为QKnIfzmaxK

12、、C与t的关系表电池放电时间（小时0.51234567.58910121620放电系数K0.350.50.610.750.790.830.890.920.9711111T10，C值1.622.273.734.555.576.857.669.269.3710.5510.3613.6418.1822.73T15，C值1.552.173.564.355.56.557.338.868.9610.0910.8713.0417.3921.74蓄电池只数：N放(Umin+Umax)/UdfUmin：通信设备端子上允许的最低电压（VUmax：直流放电回路全程最大电压降VUdf：单只电池放电的终止电压电池最大充

13、电电流值为电池充电的允许值，即限流值I充电： I充电KQ充电系数K取为0.2，对停电频率较高的交流供电可取0.25。Q为一组电池的容量。4.5电力变压器的选择与配置l 计算公式：l P总的最大有用功率（KW）l Q总的最大无功功率（KVar）l K同时系数，一般取0.9，视具体情况而定l QK1电容器容量（KVar）l QK1=nQl Q电容器实际能补偿的容量4.6负荷计算举例： 现以一个普通办公楼为例，用需用系数法确定计算负荷，选择变压器台数及容量，并进行无功补偿，使功率因数达到0.9，设备种类参数及计算结果见下表。 根据负荷性质可知，消防用电、应急照明等一级负荷需两个电源供电，因此在选择变

14、压器时要选两台。根据计算结果总负荷容量为312kV.A，可选两台200kV.A变压器，负荷率可达近80%，比较合理.序号设备名称设备容量 （ kW）计算系数 计算负荷KdCostanPc/kWQc/kvarSc/kvAIc/A1正常照明 200 0.80.80.751601202应急照明 11.7 10.80.7511.7 8.83热水器 72 0.9 1 064.8 04消防泵 45 1 0.80.75 45 33.85电梯 23.82 0.6 0.71.0214.3 14.66排烟及正压风机 32.5 0.7 0.80.7522.8 17.17消防控制室 3.56 1 0.80.753.5

15、6 2.78动力 32.15 0.8 0.71.0225.7 26.29生活水泵 11 0.8 0.80.75 8.8 6.6总计 387312196368取K =0.9 0.85281176332504补偿后、补偿容量Qc=Pcqc=40kvar2811363124744.7交流配电屏的配置与选择4.8交流配电屏一般技术要求l 额定容量：输入交流三相五线380V、50Hz，电流分400A、630A两种；l 输入要求：要求输入两路交流电源，并可人工或自动倒换；l 负载分路：l 400A交流屏：低压断路器160A4路、 100A2路、 63A4路、 32A4路；l 630A交流屏：低压断路器16

16、0A6路、 100A2路、 63A4路、 32A4路；l 事故照明分路：当交流电源停电时，能自动送出48V/100A的直流电源作为事故照明；l 保证照明分路：两路交流电源自动转换，输出两路100A的照明分路；l 交流屏的输入端应提供可靠的雷击、浪涌保护装置，中性线汇流排应与机架绝缘；l 交流屏应具有测量电流、电压功能，并采用数字显示，具有欠压、缺相、过压告警功能。l 环境条件l 环境温度：040l 相对湿度：90%（25）4.9低压配电屏的选择l 一般规模容量较大的局站，从变压器低压侧对工艺和建筑负荷供电。低压配电屏的用途分受电、动力馈电、照明馈电及联络等。供给建筑负荷的分路开关容量不能小于建

17、筑负荷本身的开关容量。4.10交流配电屏容量计算若站点配置交流配电屏的话，需要给出交流配电屏的容量，规则是按终期负荷容量选择。IC ：交流配电屏的额定电流（A）Pmax：交流负荷的最大功率（KW）COS：功率因素，一般取0.84.11整流器的电流计算额定输出电流：If =Ifzmax +I B Ifzmax：忙时最大负荷电流(A) I B：浮充时，蓄电池补充电流(A)（请向蓄电池供应商咨询额定输出电压为蓄电池组浮充电压（一般为52.8V0.5V)整流器应采用转换效率高的高频开关电源，并具有：高、低压切换电路、限流保护电路、告警功能、模块电源均流输出装置。4.12逆变器的输入电流计算站点逆变器需

18、要给出实际应用所需要的输出功率，其输入电流可以根据下面的公式得到。 I ：逆变器输入电流P：逆变器输出功率U：逆变器输入电压，48V：逆变器的效率，取80五、电力电缆的设计选型电缆的设计选型一般在中标后详细勘察中进行，以下是各种电缆截面选择的计算方式，供我方工程师进行核算。5.1直流电缆截面计算选择母线的设计应满足年限，一般按终期容量设计截面，直流电源线截面积的计算如下： S：导线截面积（mm2U：导线允许压降V（回路）I：导线负荷电流AL：导线回路长度（mK：导线的导电率m/欧*mm2导线性质铜线铝线钢线导线的导电率57 347各类导线导电率电源种类24-48全程电压降(V)1.83.2各类

19、电源允许的最大压降 5.2交流配电屏至三相整流器交流电缆截面积计算选择第一步：Iz：整流器每根交流输入线上电流（AIC：整流器输出额定电流AUmax：整流器输出直流最大电压V ：整流器的效率COS：功率因素第二步：相线截面积S相=IZ/2.5（mm2（注：2.5为经济电流密度，单位A/ mm2 ）第三步：零线截面积S零=1.7S相5.3变压器到交流配电屏交流线截面积计算选择第一步： IP：变压器每相输出线电流（A）P：功率（KV*A）（一般按变压器容量计算） 第二、三步同上5.4油机发电机到交流配电屏的交流线截面积计算选择第一步：IN：交流发电机每相输出线电流（A） p：交流发电机输出功率（K

20、W）COS：交流发电机功率因素第二、三步同上5.5 220V电源线截面积计算选择 第一步： ImP/220 P为设备最大功率 第二步：电源线面积SIm/ Ji (mm2) Im为最大负荷电流Ji 为经济电流密度（在24小时工作的通信系统中，一般取2.25）常用设备的效率、功率因数电动发电机硒整流器硅整流器可控硅整流器交流通信设备照明逆变器效率(%)65707580808080功率因数0.70.70.70.70.81例: 有一条采用BLV500型铝芯塑料线明敷的220/380V的TN-S线路,计算电流为52A,当地最热月平均最高气温为+35C,按发热条件选择此线路导线截面.解: (1) 相线截面

21、的选择 从附表 查得+35 C时明敷的BLV500型截面为16mm2的铝芯塑料线. Ial=69AI30=52A 故A=16mm2 (2) N线的选择 A0= 0.5A 故选A0=10mm2(3) PE线的选择 因为 A=16mm2所以 APE=A=16mm2所选线路导线型号为BLV500-(3x16+1x10+PE16) 塑料绝缘铝芯线怎样进行站点电气规划设计 之整流器输入空开容量设计篇 以下就以V项目BTS基站的配置为例，介绍一下ACDB三相交流分线盒单相空开配置的计算方法和过程：V项目BTS基站配置为：BTS312机架2架，每架满配2400W，站型S4/4/4，微波1架800W，300A

22、电池2组。交直流配电柜整流器模块配置为3个PS48300-25。首先需要根据交直流配电柜配置的不同整流器型号分别计算，主要分两种情况：1、所配整流器型号为三相380V交流输入的情况，如配置PS481000-5-100电源模块2、所配整流器型号为单相220V交流输入的情况，如配置PS4830025，该整流模块为220V交流输入电源模块由于BTS基站整流模块型号的配置为PS4830025模块，我们就需要根据第2种情况计算： 设备总功耗为：Q12*24001*800=5600W 电池充电所需功耗：Q2=2*300*54*10%=3240W （10为给电池充电电流） 故整流器输出总功耗：Q=Q1+Q2

23、=5600+3240=8840W 单个整流模块的输入总功耗：Q入Q/0.8/4=8840/0.8/3=3683W （0.8为功率因子） 单个整流模块的输入电流：I入Q入/U入3683/220=16.7A 故交流电源分配盒输出给交直流配电柜的单项端子的空开配置为：2*16.733.4A即可 受空开型号的限制，我们在BTS的站点为交直流配电柜配置的空开为32A 对于BTS和BSC为同一站点，则整流模块型号的配置是PS481000-5-100模块，共站址时的主要配置为BTS设备（2*BTS+1*MW）， BSC为5个机架（1*AM+4*SBC）的满配置，电池配置一组500AH，那么我们就需要根据第2

24、种情况来计算整流模块的输入电流： 根据产品配置可知：AM机架功耗为500W，单个BSC机架（满配2个B模块）为1200W 则有： 设备总功耗：Q1=2*24001*800+1*500+4*1200=10900W 电池充电所需功耗：Q2=1*500*54*10%=2700W 整流器输出总功耗：Q出=Q1+Q2=10900+2700=13600W 整流器输入总功耗为：Q入Q出/0.8=13600/0.8=17000W 故整流模块输入电流：I入Q入/1.732/U入17000/1.732/380=25.8A 故交流电源分配盒输出给交直流配电柜的单项端子的空开配置为：2*26=52A， 受到空开型号的

25、限制，我们在BTS和BSC共站址的站点为交直流配电柜配置的空开为63A。以上是无线通信设备站点为交直流配电柜提供三相交流配电的交流电源分线盒空开容量的计算过程和方法，这些过程和方法不仅仅应用于无线通信设备站点的电气规划设计，同时，可以将其扩展到其它如交换、接入网、传输、宽带、智能网等通信设备站点的电气规划设计。六、空调系统设计机房应根据设备厂家的需要决定是否安装空调。如果有需要，可采用柜式空调机，连续工作。 由公式Q0.82VA(千卡/小时)Q：通信设备发热量V：设备直流电源电压（V） A：设备忙时平均耗电电流（A） 0.82：每瓦电能变为热能的换算系数0.86与电能在机房内变成热能的系数0.

26、95的乘积。实际的空调容量考虑：机房的面积设备的发热量Q注：实际工程中，一般按照经验值制冷量250 W300W/m2来估算。 假如某站点机房，面积为15 m2，则空调的制冷量需要15*2503750W。冷量单位换算表1冷吨（Ton）1英热单位（Btu）1马力（hp）1千瓦（Kw）1千卡（Kcal/H）0.000083310.0003930.0002930.2521120004.723.2530240.28434131.3418603.313968315.611.610000注：冷吨-1吨0 0C的水在24小时内变为0 0C冰的冷冻能力。& 说明：匹（）是指制冷压缩机电机的输入功率，。由于各厂家

27、所用其他部件和匹配的不同，实际输入功率也不同，所以用“匹”的概念来描述空调器制冷量的大小是不科学的。商家所称的匹空调器的输入功率大概是左右，而制冷量大约在左右。同理，匹机指的是制冷量为左右的空调器，匹机是指制冷量为左右的空调器，您应根据实际所需的制冷量来选择空调器。注意，这里的2500W，3500W，5000W并不是空调的输出功率，而是指的输出冷量。因此，我们计算出来的功率需要折算成输入功率，即空调的“匹”。交换机房空调计算BTS机房空调计算（租用）BTS机房空调计算（shelter）输入数据输入数据输入数据shelter尺寸：2.82.52.5设备功耗（KVA)：10设备功耗（KVA)：4设

28、备功耗（KVA)：4机房传热面积（m2）：60机房传热面积（m2）：15机房传热面积（m2）：33.5室外温度（）：45室外温度（）：45室外温度（）：45室内温度（）：25室内温度（）：25室内温度（）：25墙壁厚度（m）：0.3墙壁厚度（m）：0.3墙壁厚度（m）：0.1计算结果计算结果计算结果Q设（千卡）：8.2 Q设（千卡）：3.3 Q设（千卡）：3.3 Q传（千卡）：2.7 Q传（千卡）：0.7 Q传（千卡）：0.2 Q总（千卡）：10.9 Q总（千卡）：4.0 Q总（千卡）：3.5 空调需求（BTU）：43670.4 空调需求（BTU）：16112.8 空调需求（BTU）：1404

29、1.9 空调需求（冷吨）：3.6 空调需求（冷吨）：1.3 空调需求（冷吨）：1.2 空调功耗（KW）：4.2 空调功耗（KW）：1.6 空调功耗（KW）：1.4 Q总=Q设+Q传 Q设=机房内所有设备发热量单位换算关系Q传=F(T外-T内) / h1KW860卡Q-热量 W1冷吨3000卡F-传热面积 m瞋1冷吨12000BTUT外-室外温度(当地最高温度)1卡4BTUT内-室内温度(要求温度)1KW3440BTU-墙壁传热系数W/（M. )H-墙壁厚度 m空调功耗(KW)空调制冷量（KW）/3传热系数的经验值如下：砖=0.87W/（m.）混凝土=0.79W/（m.集装箱0.04-0.043

30、 W/（m.）Q设0.82KVA(千卡/小时)0.82：每瓦电能变为热能的换算系数0.86与电能在机房内变成热能的系数0.95的乘积。上式中，为保持单位统一，Q设应设备功耗0.95空调制冷量=Q总*1.2 (考虑20%的裕量）人员也会发出热量，大约125大卡/人。机房内人员数量较多时，也会影响空调选型。BTS机房空调计算（租用）BTS机房空调计算（shelter）输入数据输入数据shelter尺寸：2.82.5设备功耗（KVA)：4设备功耗（KVA)：4机房传热面积（m2）：15机房传热面积（m2）：33.5室外温度（）：45室外温度（）：45室内温度（）：25室内温度（）：25墙壁厚度（m）

31、：0.3墙壁厚度（m）：0.1计算结果计算结果Q设（千卡）：3.3 Q设（千卡）：3.3 Q传（千卡）：0.7 Q传（千卡）：0.2 Q总（千卡）：4.0 Q总（千卡）：3.5 空调需求（BTU）：16112.8 空调需求（BTU）：14041.9 空调需求（冷吨）：1.3 空调需求（冷吨）：1.2 空调功耗（KW）：1.6 空调功耗（KW）：1.4 单位换算关系1KW860卡1冷吨3000卡1冷吨12000BTU1卡4BTU1KW3440BTU空调功耗(KW)空调制冷量（KW）/3七、 照明系统设计机房一般有三种照明系统，即：l 常用照明由市电供电的照明系统l 保证照明由局内备用电源（油机发电机）供电的照明系统l 事故照明在常用照明电源中断而备用电源尚未供电时，暂时由蓄电池供电继续工作的照明系统机房照明方式分为：一般照明：一般照明是在整个房间内普遍地产生规定的视觉条件的一种照明方式。它包括均匀一般照明和分区一般照明。均匀一般照明是指在整个房