模块局(接入网)配套电源设计.ppt

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1、模块局模块局(接入网接入网)配套电源设计配套电源设计西藏万宝通信咨询服务有限公司西藏万宝通信咨询服务有限公司 主讲人主讲人 周森周森 2010年年-10月月-10日日内容简介l一一.电源基础知识电源基础知识l二二.机房电源查勘要点机房电源查勘要点l三三.基站电源配置方法基站电源配置方法l四四.基站扩容电源解决方案基站扩容电源解决方案l1.1电源系统概述电源系统概述一一.电源基础知识电源基础知识用电设备直流交流-48V+24V220V（民用电）380V（动力电）l1.2用电设备种类（按工作电压类型分）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l1.3

2、电源设备种类电源设备种类l1.4直流供电系统直流供电系统 通信设备的直流供电通信设备的直流供电系统由高频开关电源系统由高频开关电源（AC/DC变换器）、蓄电变换器）、蓄电池和直流配电屏等部分组池和直流配电屏等部分组成成。从交流配电屏引入。从交流配电屏引入交流电，将交流电整流为交流电，将交流电整流为直流电压后，输出到直流直流电压后，输出到直流配电屏与负载及蓄电池连配电屏与负载及蓄电池连接，为负载供电以及给电接，为负载供电以及给电池充电。池充电。直流配电屏直流配电屏 直流屏主要为通信、水力、直流屏主要为通信、水力、火力发电厂，各类变电站和其它火力发电厂，各类变电站和其它使用直流设备的用户提供直流电

3、使用直流设备的用户提供直流电源；源；当外部交流电中断的情况下，当外部交流电中断的情况下，由后备电源由后备电源蓄电池继续提供蓄电池继续提供直流电源的重要设备。直流电源的重要设备。l1.5交流供电系统交流供电系统 通信电源的交流供电系统由高压配电所、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、降压变压器、油机发电机、UPS和低压配电屏和低压配电屏组成。组成。交流供电系统可以有三种交流电源：变电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、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。供给的后备交流电。高压引入及变电设备高压引入及变

4、电设备 大型通信局站一般都由大型通信局站一般都由高压电网供给，并自备独立高压电网供给，并自备独立变电设备；而基站设备常常变电设备；而基站设备常常直接租用民用电。直接租用民用电。重要通信枢纽局一般都重要通信枢纽局一般都由不同变电站分别引入高压由不同变电站分别引入高压电源，并且采用专线引入方电源，并且采用专线引入方式；而一般的局站只从电网式；而一般的局站只从电网引入一路市电，再接入自备引入一路市电，再接入自备油机发电机作为备用。油机发电机作为备用。油机油机 为防止停电时间较长为防止停电时间较长导致电池过放电，电信导致电池过放电，电信局房一般都配有柴油发局房一般都配有柴油发电机组。当市电中断时，电机

5、组。当市电中断时，通信设备可由柴油发电通信设备可由柴油发电机组供电。机组供电。1.5.3 UPS系统系统 UPS一般都由蓄电池、整一般都由蓄电池、整流器、逆变器和静态开关等部流器、逆变器和静态开关等部分组成。分组成。市电正常时，市电和逆变市电正常时，市电和逆变器并联给通信设备提供交流电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源，而逆变器是由市电经整流后给它供电。同时，整流器也后给它供电。同时，整流器也给蓄电池充电，蓄电池处于并给蓄电池充电，蓄电池处于并联浮充状态。联浮充状态。当市电中断时，蓄电池通当市电中断时，蓄电池通过逆变器给通信设备提供交流过逆变器给通信设备提供交流电源。逆变器

6、和市电的转换由电源。逆变器和市电的转换由交流静态开关完成。交流静态开关完成。低压交流屏低压交流屏 输入市电，为各路输入市电，为各路交流负载分配电能。当交流负载分配电能。当市电中断或交流电压异市电中断或交流电压异常时（过压、欠压和缺常时（过压、欠压和缺相等），低压配电屏能相等），低压配电屏能自动发出相应的告警信自动发出相应的告警信号。号。l1.6接地系统接地系统l电力接地是发电、变电和送电系统安全运行的重要保障。l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；l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

7、地；l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；l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！二二.机房电源勘察要点机房电源勘察要点2.1.1 案例分析（案例分析（1）l 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

8、电，请问端子需求如何？l设备最大负荷 I=1683 W/48 V=35 Al所以端子需求为63A*4,一主一备，每个机架需63A端子2个。案例分析（案例分析（2）l 某业务网项目需在某业务网项目需在C网机房新建一套短信平台及网机房新建一套短信平台及WAP门户，门户，短信平台需两个机架，短信平台需两个机架，WAP门户需门户需2个机架，经与厂家核实短信个机架，经与厂家核实短信平台两个机架的功耗分别为平台两个机架的功耗分别为3200W及及2800W，而，而WAP门户的两个门户的两个机架功耗分别为机架功耗分别为2300W及及2700W,且必须且必须UPS供电，请问端子需供电，请问端子需求如何？求如何？

9、l短信平台机架短信平台机架1最大负荷最大负荷 I=3200 W/220 V=14.6 Al短信平台机架短信平台机架2最大负荷最大负荷 I=2800 W/220 V=12.8 AlWAP门户机架门户机架1最大负荷最大负荷 I=2300 W/220 V=10.5 AlWAP门户机架门户机架2最大负荷最大负荷 I=2700 W/220 V=12.3 Al所以端子需求为所以端子需求为16A*8,每个机架需每个机架需16A的端子的端子2个。个。2.2进入机房后我们要做什么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

10、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（案例分析（1）l 某传输工程需在传输机房新增某传输工程需在传输机房新增W1600设备设备2套，每套设备单套，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,端子需求端子需求为为63A端子端子2个，接下来我们要做什么呢？个，接下来我们要做什么呢？l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：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

11、房设备平面布置图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确定走线路由，确定地排端子分配情况直流电流计算直流电流计算l1、电流基本计算公式：l I直流24V=W U24 l I直流-48V=W U48l 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。线缆计算线缆计算l首先，我们得了解一个名词：压降l直流电源线压降计算公式：lU（IL2）/（57S）l其中：lU：压降，直流放电回路全程极限电压降要求小于3.2VlI：设计电流 L：导线长度 S：导线截面积，单位mm2l直流放电回路全程极限电压降要求小于3.

12、2V，蓄电池至通信设备各段的压降一般分配如下：l电池至直流屏压降要求不大于1V；l直流屏自压降要求不大于0.5V；l直流屏至各专业头柜压降要求不大于1.2V；l各专业头柜至通信设备压降要求不大于0.5V；l详细压降分配如下图所示：压降分配图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3.2V(有电源分配柜）0.5V0.5V1.1V0.2V0.35V0.35V0.2V电池直流屏列电源柜用电设备48V电源全程压降为3.2V(无电源分配柜）0.5V0.5V1.3V0.2V0.7V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3.2

13、V那线径的计算公式又是如何的呢？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新增设备布线路由图列头柜端子列头柜端子分配示意图分配示意图l 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

14、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？l 首先，依然要确定新增设备摆放情况及首先，依然要确定新增设备摆放情况及UPS列头柜分配情况！列头柜分配情况！如下图所示：如下图所示：2.2.2 案例分析（案例分析（2）机房设备平面布置图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确定走线路由，确定地排端子分配情况交流电流计算交流电流计算l1、电流基本计算公式：l I交流220V=W U220 l I交流380V=W U380 1.732l 一般来说，动力设

15、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

16、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）电缆参考载流量表电缆参考载流量表新增设备布线路由图新增设备布线路由图列头柜端子列头柜端子分配示意图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

17、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。蓄电池的容量计算蓄电池的容量计算三三.基站电源配置方法基站电源配置方法 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

18、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：PP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II蓄I负组合开关电源容量计算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

19、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。案例分析案例分析-蓄电池组计算蓄电池组计算 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)=71.5AP浮2.2024I负=2.2*24*23=1214.4WP充2.3524I蓄=2.35*2

20、4*71.5=4032.6WP（P浮P充）/=(1.2+4.0)/0.92=5.65kW建议配置一台10kW左右的柴油发电机组案例分析案例分析-油机组容量计算油机组容量计算 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。太阳能电池方阵容量计算：I蓄Q/(0.84T)1200/(0.84*20)=71.5AP负2.2024I负=48*23=1104WP充2.3524I蓄=2.35*24*71.5=4032.6WPP负P充=1104+4032.6=5137W建议配置170W/块的电池板32块，配

21、置后电池容量为5440W。案例分析案例分析-太阳能电池方阵容量计算太阳能电池方阵容量计算 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。组合开关电源容量计算：II蓄I负2371.594.5A建议配置：25A整流模块6个；30A整流模块6个。案例分析案例分析-组合开关电源容量计算组合开关电源容量计算 对既有基站通信电源进行共站扩容改造，仅从技术层面上，存在通信电源供电制式、系统既有容量、扩容后总容量、机房面积、设备体积、是否对旧设备进行更新换代等诸多因素需要考虑。四四.基站扩容电源解决方案基站

22、扩容电源解决方案 下图为2G 基站通信电源共站扩容改造方案。该基站使用-48V 通信电源供电，当添置新设备后，整个基站的供电总容量必然增加。当既有电源系统可实现的总输出容量满足基站主设备改造后的供电要求时，则可以继续使用原有通信电源系统，仅增加电源的输出容量并进行必要的配电改造即可。-48V基站共站扩容改造基站共站扩容改造如右图所示：实线机柜为电源设备，虚线机柜为基站设备，横卧在地的是蓄电池组。对于使用+24V 通信电源供电的基站，即使原有电源的扩容能力满足共站改造的容量要求，但由于新增设备可能使用-48V 制式直流供电，故不能简单沿用既有电源系统，必需增加相应的DC/DC 转换装置，参见下图

23、所示：原基站在新增设备的同时，增加了一台DC/DC 转换电源，用其将既有电源系统+24V 直流输出转换为-48V 制式直流供电，以满足新设备的供电要求。+24V 基站共站扩容改建基站共站扩容改建如右图所示：实线机柜为电源设备，虚线机柜为基站设备，横卧在地的是蓄电池组。上述两种方案均是建立在基站既有电源经过扩容后可以满足所有主设备供电需求的基础之上。而对于已有电源扩容能力不足的站点，可以通过新增电源的方式进行共站改造，如下图所示。该方案仅需根据新增设备的实际情况配置合适的电源系统及蓄电池组即可，但由于新增设备较多，需要衡量机房空间问题。新增电源进行共站改造新增电源进行共站改造如右图所示：实线机柜为电源设备，虚线机柜为基站设备，横卧在地的是蓄电池组。谢谢！谢谢！