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1、移动通信基站耗电量估算模型的探讨,2015年12月 黄耀坤,探讨内容,电力系统基本知识 通信电源系统 基站通信电源系统 电源设备计算掌握 基站耗电量估算模型,电力系统基本知识,通信电源在通信系统中的作用 自十九世纪末出现第一台电报机以标志着电信时代的开始，直到今天信息高速公路的飞速发展，都离不开通信电源。通信电源的安全、可靠是保证通信系统正常运行的重要条件。现代通信设备，必须要求不能有瞬间的电源中断，否则整个通信系统有可能造成瘫痪。通信电源在通信局（站）中具有不可比拟的重要地位。把通信电源比喻为人体中的心脏，把流向各种通信设备的电流比喻成人体血管中流动的血液，是非常形象的。 通信电源和传输设备
2、、交换设备统称为通信系统三大举足轻重的设备，三者缺一不可。,电力系统基本知识,可靠性高：一般通信设备发生故障影响较小，是局部的，而电源系统发生故障可能是局部的，也可能是全局的，还有可能影响到国家干线的通信. 稳定性高：各种通信设备都要求电源电压稳定，不允许超过其工作电压范围。 效率高：能源是宝贵的，日常维护费用的支出，电费是重要的开支，要求整流器有较高的把交流变为直流的转换效率。 小型化：现在通信设备日益集成化、小型化，通信电源如果不改进，还是庞然大物，就显得极不相称，再则可节约机房面积。 维护要求高：设备先进了，自动化性能高，设备中运用到集成化电子电路，微机控制等现代电子技术，要求维护人员知
3、识面要宽。,电力系统基本知识,市电类别 一类市电供电方式(1次0.5h/月) 二类市电供电方式(3.5次/月6h/次) 三类市电供电方式(4.5次/月8h/次) 四类市电供电方式(经常昼夜停电),电力系统基本知识,电功率 单位时间内做的功 有功功率(P)：电流流经纯电阻性负载产生的功率，单位：瓦(W)，千瓦(KW)。 无功功率(Q)：交流电路中，除有功功率P外，还因电流流经储能元件(C、L)产生电能，磁能互相交换，而不实际作功，这种交换功率就是无功功率，单位是乏(Var)千乏(KVar)。 视在功率(S)：有功功率和无功功率的几何和，单位是伏安(VA)千伏安(KVA)。 S= (p2 +Q2
4、) 功率因数 COS=P/S,电力系统基本知识,交流功率计算 （1）单相电路 | （2） 三相电路 P=UICOS（W，KW） | P= 3 U线I线 COS（W，KW） Q=UISin（var、Kvar） | Q= 3 U线I线Sin S=UI（VA、KVA） | S= 3 U线I线 U=220V | U线=380V,电力系统基本知识,基础交流 220V/380V，50Hz (4%) ，三相五线制， 相电压UAN220V /线电压UAB380V 单相负载：Z1/Z2/Z3 三相负载：Z1+Z2+Z3,探讨内容,电力系统基本知识 通信电源系统 基站通信电源系统 电源设备计算掌握 基站耗电量估算
5、模型,通信电源系统-组成示意图,涉及较多部分,注：不间断电源设备是指交流不间断电源设备（UPS设备）,通信电源系统-交流配电屏(箱),交 流 配 电 屏 (箱）,基站交流 配电屏（箱）,中心局房,100A,160A,200A,400A,200A1000A,按用途分,按容量分,开 关 电 源,基站用组合开关电源,中心局房分 立开关电源,400A,600A,1000A,3000A,按用途分,按容量分,60A、50A、 30A、25A,100A,整流模块容量,2000A,通信电源系统-开关电源,直 流 配 电 屏 (箱),（基站用）直流配电箱,（中心局房） 直流配电屏,100A,1600A,2500
6、A,按用途分,按容量分,2000A,通信电源系统-直流配电屏（箱）,蓄 电 池,UPS系统 用12V,开关电 源用2V,50AH,100AH、200AH 300AH、400AH,按用途分,按容量分,500AH、800AH 1000AH、1500AH 3000AH,100AH,200AH,蓄电池组电压,384V/32只/12V 420V/40只/12V,24V/12只/2V 48V/24只/2V,通信电源系统-蓄电池,UPS 系 统,基站用 单进单出,大型机房 三进三出,1KV,30KVA、60KVA 80KVA、100KVA,按用途分,按容量分,120KVA、160KVA 200KVA、240
7、KVA 300KVA,2KV,3KV,注：单进单出是指输入、输出电压为单相220V，三进三出指输入、输出电压为三相380V。,通信电源系统-交流不间断电源（UPS）,基站电源系统-组成示意图,组合开关电源,蓄电池组,市电引入AC380V,DC48V充电,DC48V,油机,照明、空调、其他备用,通信设备,AC380V,机房外,机房内,AC380V,DC48V放电,避雷箱,AC380V,列头柜,DC48V,探讨内容,电力系统基本知识 通信电源系统 基站通信电源系统 电源设备计算掌握 基站耗电量估算模型,基站电源系统-交流配电箱、避雷箱,两路市电或市电/油机切换回路,避雷箱,说明：新建机房避雷器安装
8、于交流配电箱内，不用单独设置避雷箱。,新建机房霹雷器,油机引入快速接口,基站电源系统-组合开关电源,整流模块,监控模块显示屏,可扩容整流模块,交流引入,整流模块 开关,基站电源系统-蓄电池组,蓄电池组每组一般是24只/2V/只。 说明：直流系统正常工作时，直流母线电压V=单只电池浮充电压X蓄电池组只数=2.23*24=53.52V。市电断电蓄电池放电时，直流母线电压V=单只电池终止电压X蓄电池组只数=1.8*24=43.2V,基站电源系统-熔断器、断路器,熔断器,断路器,基站电源系统-熔断器与断路器的区别,总之断路器是通过电磁脱口器实现断路保护，当电路中的电流突然加大，超过断路器的负荷时，会自
9、动断开，它是对电路一个瞬间电流加大的保护，当查明原因后可以合闸继续使用，只要电流已过其设定值就会跳闸，时间作用几乎可以不用考虑。熔断器会逐渐加热直至熔断，熔断器的熔断是电流和时间共同作用的结果起到对线路进行保护的作用，它是一次性的，熔断后需要更换熔断体。,基站电源系统-勘查表格,基站电源系统-勘查注意事项（一）,注意勘查基站是否有市电/油机转换箱、避雷器（老基站一定要注意查勘该内容）。 注意勘查基站原有交流配电屏空开面板图 注意勘查开关电源的一次、二次下电分路（详见P22）。 注意勘查开关电源模块型号及系统最大容量 如：开关电源架型号PS48600，是指该架系统最大容量600A。 注意勘查走线
10、架，确定电力电缆路由（如图一）。 如：需要确定市电引入电缆路由及室内交流屏至开关电源之间连线的路由。 确定地排的位置，仔细勘查是否需新增地排（如图二）。,图一,图二,案例一 查勘时一定要记录现有负荷、组合开关电源厂家、架容量、模块型号、蓄电池组容量及组数。 组合开关电源查勘柜体背面，确认是否能扩容模块。,开关电源型号及总容量600A，每只50A,开关电源厂家艾默生,案例分析-改造机房现有电源设备,先脱离、一次下电回路,后脱离、二次 下电回路,蓄电池熔断器,二次下电控制器,说明：从该组合开关电源系统配置分析与蓄电池熔断器最近的控制器连接回路为后脱离、二次下电回路。,一次下电控制器,基站电源系统-
11、勘查注意事项（二）,基站电源系统-勘查实例,某基站新增一套无线设备，已知新增设备直流负荷为30A，现有组合开关电源配置50A模块6只（模块按N+1配置原则，其中1只模块为备用模块），目前负荷现状30A，配置500AH2组48V/24只电池，请确定组合开关电源是否能满足本期工程需求？ 勘查如下： 1、确定现有组合开关电源空余断路器，根据断路器选择方法（断路器按照新增直流负荷的1.52选择），一 般可选用45-60A之间（因无60A断路器，因此选择63A），注意勘查空余断路器是否位于二次下电回路部分 2、如果有空余断路器，核实组合开关电源容量 I总I现I充I新+I备30 (5002/10) +30
12、50=160A 开关电源容量506300A 160A，故满足本期工程需求。 I充：蓄电池浮充电时间，一般取10小时,探讨内容,电力系统基本知识 通信电源系统 基站通信电源系统 电源设备计算掌握 基站耗电量估算模型,计算公式：,电源设备计算-蓄电池容量计算（一）,例如：有一移动通信基站，其通信用负荷近期为60A，远期为120A，四类市电，无采暖，请整定蓄电池容量，并配置蓄电池组。 根据公式 K：安全系数，取1.25 I：负荷电流(A)，按远期取120A T：放电小时数(h) ， 一般视当地市电供电情况而定 ，放电时间按T28小时 ； 根据实际情况T取4小时 ：放电容量系数，查上表，取0.79 t
13、：最低环境温度数值，无采暖，按5考虑 ：电池温度系数(1/) ，取0.008 经计算，蓄电池总容量须904Ah，配置500Ah蓄电池两组。(蓄电池配置一般不少于两组。),电源设备计算-蓄电池容量计算（二）,电源设备计算-蓄电池容量计算（简化算法）,Q = C * I 以上式中表示; Q-蓄电池容量（AH) I-负荷电流(A) C-电池容量计算系数 电池容量计算系数(C)表,开关电源柜额定容量按终期配置，整流模块数量近期按N+1方式配置。 根据公式II蓄I负， I： 开关电源容量 I蓄：蓄电池充电电流， I负：通信用负荷电流。 I蓄Q/T Q：蓄电池容量，T：蓄电池浮充电时间，一般取10小时。,
14、电源设备计算-开关电源容量计算（一）,例：有一移动通信基站，其通信用负荷近期为60A，远期为120A，四类市电，无采暖，已配置蓄电池500Ah两组，请整定50A整流模块数量。 计算： I蓄Q/T(2500)/10100A II蓄I负100+60160A 直流负荷合计为160A，需4个50A整流模块，另备用1个50A整流模块，共需5个50A整流模块。,电源设备计算-开关电源容量计算（二）,探讨内容,电力系统基本知识 通信电源系统 基站通信电源系统 电源设备计算掌握 基站耗电量估算模型,基站耗电量构成主要有4个部分，即主设备耗电、空调耗电、电源设备耗电、其他耗电。 基站总耗电量=（主设备耗电量+空
15、调耗电量+电源设备耗电量+其他及照明耗电量）耗电量波动系数。耗电量波动系数可根据实际情况取1.11.2。,基站耗电量估算模型,1、主设备耗电量分析 主设备耗电量由多因素共同作用的耗电量估算，从不同维度逐一分析， 综合考虑各因素之间的关系进行估算；主设备耗电量与设备配置、厂家、位置、节日等因素有关。具体与所用厂家设备配置参数为主。 2、空调耗电量分析 根据空调额定功率计算空调耗电量， 匹及：是以制冷功率来分的，比如制冷量为2500W的为正一匹机器，5000W为正两匹机器。这个在空调上是为KFR-25GW KFR-50GW.其它的数值按此换算，比如1.5匹的，KFR-35GW，制冷量为3500W。
16、输入功率1830W是它的耗电量，以此计算用电数。 总冷量需求为Q=面积（蓄电池部分空间不计）*250W/M2+所有设备功耗*0.95 3、电源及其他耗电量分析 电源设备耗电量可根据电源设备的效率进行估算，通常按主设备耗电量的10%进行估算，即电源设备耗电量=主设备耗电量10%。 4、其他及照明耗电量 主要包含线损和监控设备、照明耗电量。,基站耗电量估算模型,通信基站电源系统组成 介绍通信电源系统组成及各类电源设备型号。重点掌握通信电源系统组成。 2、基站电源系统组 介绍基站电源系统组成，重点介绍了基站电源系统查勘注意事项，并讲解了断路器与熔断器区别。现场查勘需能区分组合开关电源内的一、二次下电回路。 3、蓄电池组、开关电源计算 了解蓄电池选择计算方法；开关电源模块配置方法
