基站电源设计-打印版

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1、基站电源设计基站电源设计 严华 2009年2月 内容提纲内容提纲 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交流供电系统 基站直流供电系统基站直流供电系统 基站防雷接地系统基站防雷接地系统 3G基站电源建设方案3G基站电源建设方案 工程设计 验收规范工程设计 验收规范 通信电源基本概念通信电源基本概念 通信电源系统的作用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要求 通信电源系统的组成通信电源系统的组成 通信电源系统的器件通信电源系统的器件 通信电源基本概念通信电源基本概念 通信电源系统的作用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

2、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10kVA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基本概念 通信电源系

3、统要求通信电源系统要求 可靠性要求 稳定性要求 经济型要求 节能减排 灵活性要求 通信电源基本概念通信电源基本概念 通信电源系统的组成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 接地系统基站电源交直流系统 接地系统 EGB 6 1 移动油机 市电 引自电度计量屏 50A 50A 25A 25A 25A 16A 10A 16A 16A 32A SPD PE N 告

4、警板 直流输出端子 负极 交流输入端子 二次下电一次下电 20A 20A 32A 32A 32A 32A 63A 63A 63A 63A 63A 63A 48V 3 3 3 3 4 4 IGB 开关电源架 电池 极 电池 排 2 5 5 8 9 9 9 9 馈线窗 10 联合地网 7 馈线接地母排 馈线SPD6 63A或100A AC屏 3G NodeB 电池 走线架 9 11 图1 2 2 1 移动基站通信电源系统示意图 通信电源基本概念通信电源基本概念 通信电源系统的器件 低压电器 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

5、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 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 通信电源基本概念通信电源基本概念 空气开关 熔断器的照片空气开关 熔断器的照片 空气开关 微型断路器及塑壳开关 熔断器 通信电源基本概念通信电源基本概念 空气开关的部分技术参数 熔断器的部分技术参数 空气开关的部分技术参数 熔断器的部分技术参数 序号 额定电流 A 空开型号系列号尺寸 宽度 接线线径要求备注 1 4 6 10 16 20 2 5 32 40 50 63 C4或D4 C63或D63 C65N C65H2 9m

6、m 1 32A 适用25mm2及 以下导线 40 63A 适 用于35mm2及以下导线 263 80 100 125 C63或D63 C125或 D125 NC100H3 9mm50mm2及以下导线 均有C型和D型脱扣曲 线 C型保护常规负载 和配电线缆 D型保护 起动电流大的冲击性负 荷 如电动机 变压器 等 序号 熔芯容量 A 熔芯型号适用的熔丝底座备注 1 6 10 16 20 25 32 40 50 63 80 100 125 160 NT00 6 SIST101 201 2 125 160 200 225 250 3 00 315 355 400 NT2 125 SIST401 SI

7、ST601 3315 400 500 630 NT3 315 SIST601 41000 NT4 1000SIST1001 SIST401 SIST601长度相同 但是 601较深 NT2与NT3长度一致 NT3较厚 通信电源基本概念通信电源基本概念 换能设备换能设备 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 DC DC DC DC AC 逆变器 DC AC 但

8、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 通信电源基本概念通信电源基本概念 储能设备储能设备 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 通信电源基本概念通信电源基本概念 电力电缆 电缆的规格型号 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

9、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 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 通信电源基本概念通信电源基本概念 直流回路压降计算直流回路压降计算 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 48V系统 蓄电池放电终止电压 单体电压为1 8V 24V系统电池组终止电压 48V系统电池组终止电压 蓄电池至DC至主设备所构成的回路全程压降分

10、别为 21 6 19 24V系统 43 2 40 48V系统 通信电源基本概念通信电源基本概念 直流回路压降计算 2 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 2 SrLIU 2 UrLIS 通信电源基本概念通信电源基本概

11、念 电力电缆颜色标识 电力电缆的敷设 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 电力电缆颜色标志识别表电力电缆颜色标志识别表 直流电缆 交流电缆 地线 A 相 黄色 正极 红色 B 相 绿色 设备保护地线双色 黄绿 C 相 红色 接地引下线 黑色 负极 蓝色 中性线 浅蓝 设备工作地 黑色 通信电源基本概念通信电源基本概念 避雷装置避雷装置 直击雷的防护

12、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 通信电源基本概念通信电源基本概念 基本计算公式 交流系统 基本计算公式 交流系统 视在功率 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 22 QPS SSP cos sinSQ I 220S IIUI660 380 33S UIW 通信电源基本概念通信

13、电源基本概念 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交流供电系统 基站直流供电系统基站直流供电系统 基站防雷接地系统基站防雷接地系统 3G基站电源建设方案3G基站电源建设方案 工程设计 验收规范工程设计 验收规范 内容提纲内容提纲 交流供电系统构成交流供电系统构成 交流负荷的计算交流负荷的计算 交流设备的配置交流设备的配置 基站交流供电系统基站交流供电系统 交流供电系统构成 AC屏 交流电缆交流供电系统构成 AC屏 交流电缆 前端从变压器引线 变压器变压器 市电油机转换屏市电油机转换屏油机油机 交流配电屏交流配电屏 交流配电单元交流配电单元高频开关整流模块高频开关整流模块 电池

14、组电池组 基站直流设备基站直流设备 直流配电单元直流配电单元 基站通常采用 高频开关组合电源 监控单元 市电 稳压器稳压器 交流供电回路 直流供电回路 基站交流供电系统基站交流供电系统 交流供电系统构成 2 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 交流供电回路 直流供电回路 大楼配电开关大楼配电开关 油机油机交流配电屏交流配电屏 交流配电单元交流配电单元高频开关整流模块高频开关整流模块 电池组电池组 基站直流设备基站直流设备 直流配电单元直流配电单元 基站通常采用 高频开关组合电源 监控单元 市电 稳压器稳压器 后备 公共变压器公共变压器 基站交流供电系统基站交流供电系统

15、交流负荷计算交流负荷计算 宏蜂窝基站交流功耗 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 SDC P 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 基站交流供电系统基站交流供电系统 交流负荷计算 2 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

16、 500 0 8 220 2 8A AC220V 一般采用3 2 5mm2的电缆 火线 零线 地线 部分微蜂窝设备 采用220V交流供电或者 48V供电 基站交流供电系统基站交流供电系统 交流设备配置交流设备配置 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 开关电源备用备用 PE N PE 空调1空调2备用插座 塔灯照明 市电检测 告警装置 SPD 电涌保护器 FU1FU2CDJD 市电 油机电 CBAN CBAN QF1 63A或100A QF2 63A或100A QF12 63A 50A50A25A25A25A16A10A 16A 16A QF3QF4QF5QF6QF7QF8QF9QF10QF11 机械联锁 基站交流供电系统基站交流供电系统 基站AC屏 箱 基站AC屏 箱 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 运营商 交流输入 开关 市电引入 电缆 市电引入 容量 输出开关配置 G网DC接入 开关 G网DC引 入电缆 预留给3G的 的开关 A150A 3