電源交流接地基礎知識

1、2021-5-4電源交流接地基礎知識1 通信設備的供電與接地交流通信設備的供電與接地交流 二一年一月二一年一月 2021-5-4電源交流接地基礎知識2 通信電源在通信系統(tǒng)中的作用：通信電源在通信系統(tǒng)中的作用： 是通信系統(tǒng)的是通信系統(tǒng)的“心臟心臟”。 任何通信設備都需要連接電源和接地，任何通信設備都需要連接電源和接地， 供電使各種通信設備才有能源和動力；供電使各種通信設備才有能源和動力； 接地是確保通信設備可靠工作和安全。接地是確保通信設備可靠工作和安全。 通信電源通信電源 2021-5-4電源交流接地基礎知識3 通信電源通信電源 系統(tǒng)組成：系統(tǒng)組成： 交流供電系統(tǒng)交流供電系統(tǒng) 直流供電系統(tǒng)直流

2、供電系統(tǒng) UPSUPS供電系統(tǒng)供電系統(tǒng) 接地系統(tǒng)接地系統(tǒng) 2021-5-4電源交流接地基礎知識4 通信電源通信電源 交流供電系統(tǒng)示意圖交流供電系統(tǒng)示意圖 油機發(fā)電機組油機發(fā)電機組 油機發(fā)電機組油機發(fā)電機組 油機電源配電屏油機電源配電屏交流配電屏交流配電屏 發(fā)電機室發(fā)電機室 市市 電電 變變 壓壓 器器 交流供電系統(tǒng)由交流供電系統(tǒng)由 市電變壓器、市電變壓器、 柴油發(fā)電機組、柴油發(fā)電機組、 油機電源配電屏、油機電源配電屏、 交流配電屏組成。交流配電屏組成。 2021-5-4電源交流接地基礎知識5 單相交流電的功率單相交流電的功率 視在功率: 對電源來說,如果輸出電壓為U,輸出電流為I,則S=U*I

3、 （單位為伏 安。 有功功率: 電阻上消耗的功率。 *I*COS（單位為瓦） 為電壓與電流的相位差，COS叫做功率因數 功率因數cos有功功率/視在功率； (對于油機系統(tǒng)一般取0.8，開關電源系統(tǒng)一般取值0.95) 無功功率:電抗上的功率。 *I*SIN（單位無功伏安，簡稱乏ar) 三者關系:S=(P2+Q2)1/2 通信電源通信電源 2021-5-4電源交流接地基礎知識6 三相交流電源三相交流電源 a+Pb+Pc Q = Qa+Qb+Qc S=(P2+Q2)1/2 注意三相開關實際相當于單相的開關比如的注意三相開關實際相當于單相的開關比如的 開關實際是個開關開關實際是個開關 llpp llp

4、p llpp pllp IUIUQPS IUIUQ IUIUP UUII 33 sin3sin3 cos3cos3 )3,( 22 對稱負載時： 2021-5-4電源交流接地基礎知識7 交流配電屏的配置與計算交流配電屏的配置與計算 通信用交流配電屏容量計算 電力室交流配電屏的額定容量應滿足： cos3803 1000 P Ie e I 交流配電屏額定電流（A） 交流配電屏保證的交流負荷遠期最大值（kW）P 如一臺交流屏的容量和負荷分路數不夠，可以 考慮近期配置一臺、遠期增裝一臺的方案 2021-5-4電源交流接地基礎知識8 通信電源通信電源 交流線徑的選擇交流線徑的選擇 交流電源導線應根據最大

5、負荷和電力電纜的安全載流量交流電源導線應根據最大負荷和電力電纜的安全載流量 （即導線最大容許持續(xù)負荷）選擇截面。如下表所示：（即導線最大容許持續(xù)負荷）選擇截面。如下表所示： 額定電壓0.6/1kV軟電纜在室內空氣中的載流量： 標稱標稱 截面截面 mm2 最大載流量最大載流量 A 標稱標稱 截面截面 mm2 最大載流量最大載流量 A 一芯一芯二芯二芯三芯三芯四芯四芯五芯五芯一芯一芯二芯二芯三芯三芯四芯四芯五芯五芯 1.5 2.5 4 6 10 16 25 35 50 30 40 50 62 83 113 151 188 244 25 33 43 59 71 98 133 162 207 21 2

6、8 36 51 63 88 121 145 188 18 26 33 46 57 82 113 134 170 13 18 24 43 52 75 103 122 155 70 95 120 150 185 240 300 400 500 304 336 417 467 545 628 744 909 1065 248 275 361 427 487 522 - - - 234 264 323 370 412 489 - - - 210 238 294 349 385 457 - - - 191 217 268 314 347 411 - - - 2021-5-4電源交流接地基礎知識9 通信電

7、源通信電源 系統(tǒng)組成：系統(tǒng)組成： 交流供電系統(tǒng)交流供電系統(tǒng) 直流供電系統(tǒng)直流供電系統(tǒng) UPSUPS供電系統(tǒng)供電系統(tǒng) 接地系統(tǒng)接地系統(tǒng) 2021-5-4電源交流接地基礎知識10 通信電源通信電源 直流供電系統(tǒng)示意圖直流供電系統(tǒng)示意圖 油機發(fā)電機組油機發(fā)電機組 油機發(fā)電機組油機發(fā)電機組 整流器整流器 整流器整流器 油機電源配電屏油機電源配電屏 交流配電屏交流配電屏 直流配電屏直流配電屏 蓄電池組蓄電池組 蓄電池組蓄電池組 電池室電池室 發(fā)電機室發(fā)電機室 通通 信信 設設 備備 市市 電電 變變 壓壓 器器 2021-5-4電源交流接地基礎知識11 通信電源通信電源 直流不間斷供電系統(tǒng)示意圖直流不間

8、斷供電系統(tǒng)示意圖 整流器整流器 整流器整流器 直流配電屏直流配電屏 蓄電池組蓄電池組 蓄電池組蓄電池組 通通 信信 設設 備備 電池室電池室 交流輸入交流輸入 目前廣泛應用目前廣泛應用 的直流供電方的直流供電方 式為并聯(lián)浮充式為并聯(lián)浮充 供電方式供電方式 2021-5-4電源交流接地基礎知識12 直流電源的配電系統(tǒng)：直流電源的配電系統(tǒng)： 它承接從整流器或蓄電池送來的直流電，分它承接從整流器或蓄電池送來的直流電，分 分配和傳送到電信機房的設備上去，完成對負載的分配和傳送到電信機房的設備上去，完成對負載的 分路、保護和監(jiān)控，以及對對整流器、蓄電池組分路、保護和監(jiān)控，以及對對整流器、蓄電池組 和調壓

9、裝置的控制與保護。和調壓裝置的控制與保護。 低阻配電系統(tǒng)：基礎電源通過匯流排直接饋送到低阻配電系統(tǒng)：基礎電源通過匯流排直接饋送到 電信機房的機架，由于匯流排等電阻很低，稱為電信機房的機架，由于匯流排等電阻很低，稱為 低阻配電系統(tǒng)；低阻配電系統(tǒng)； 高阻配電系統(tǒng)：是瞬態(tài)限流配電系統(tǒng)、又稱輻射高阻配電系統(tǒng)：是瞬態(tài)限流配電系統(tǒng)、又稱輻射 式饋電，即各電信設備機架電源負載線均用高阻式饋電，即各電信設備機架電源負載線均用高阻 電電纜從公共配電點引出。電電纜從公共配電點引出。 2021-5-4電源交流接地基礎知識13 開關電源容量計算及配置開關電源容量計算及配置 根據原郵電部根據原郵電部通信電源設備安裝設計

10、規(guī)范通信電源設備安裝設計規(guī)范中的規(guī)中的規(guī) 定，整流定，整流 器等換流設備的容量應按近期負荷配置。按器等換流設備的容量應按近期負荷配置。按 N+1(10N+1(10臺整流器以上每臺整流器以上每1010臺增加臺增加1 1臺臺) )冗余方式配置容冗余方式配置容 量量 I I整流器 整流器 I I直流設備耗電 直流設備耗電+I +I蓄電池充電 蓄電池充電+I +I備份 備份 其中：其中： I I蓄電池充電 蓄電池充電蓄電池容量 蓄電池容量(Ah)/10(Ah)/10； I I直流設備耗電 直流設備耗電 P P直流設備功率 直流設備功率(W)/48 (W)/48 2021-5-4電源交流接地基礎知識14

11、 交流負荷（交流引入）的計算交流負荷（交流引入）的計算 P P交流 交流 P P直流 直流/ /轉換效率 轉換效率 P P直流 直流整流器臺數 整流器臺數整流器容量整流器容量(A)(A)電壓電壓(48/24V)(48/24V) 如果按整流機架滿配計算交流負荷，可據此選擇前端如果按整流機架滿配計算交流負荷，可據此選擇前端 交流引入空開和電纜。交流引入空開和電纜。 2021-5-4電源交流接地基礎知識15 蓄電池容量計算及配置蓄電池容量計算及配置 計算蓄電池容量前需確定近期耗電量和蓄電池放電小時數：計算蓄電池容量前需確定近期耗電量和蓄電池放電小時數： 蓄電池組的總放電小時數一般按：基站按蓄電池組的

12、總放電小時數一般按：基站按3 3小時配置；二類市電傳輸按小時配置；二類市電傳輸按3 3小時，其小時，其 他按他按2 2小時；三類市電傳輸按小時；三類市電傳輸按8 8小時，其他按小時，其他按3 3小時小時 。蓄電池總容量計算為：。蓄電池總容量計算為： 其中：其中：Q Q：蓄電池容量：蓄電池容量(Ah)(Ah)； K K：安全系數，?。喊踩禂?，取1.251.25； I I：負荷電流：負荷電流(A)(A)； T T：放電小時數：放電小時數(h)(h)； ：放電容量系數：放電容量系數( (根據設計規(guī)范取值根據設計規(guī)范取值) )； t t：實際電池所在地的環(huán)境溫度數值：實際電池所在地的環(huán)境溫度數值(

13、(廣東廣東 按按55考慮考慮) )； :電池溫度系數電池溫度系數(1/)(1/)，當，當1010放電小時率放電小時率1 1時，取時，取0.0080.008。 )25(1 t KIT Q 2021-5-4電源交流接地基礎知識16 蓄電池容量計算及配置蓄電池容量計算及配置 蓄電池容量計算公式中電流的計算蓄電池容量計算公式中電流的計算 本期擴容后設備的耗電量的計算： I擴容后I運行安全系數I本期新增 I運行電壓讀數電流讀數/48，安全系數取1.1 2021-5-4電源交流接地基礎知識17 蓄電池容量計算經驗系數蓄電池容量計算經驗系數 計算蓄電池總容量與要求放電時間有關，可按下計算蓄電池總容量與要求放

14、電時間有關，可按下 式估算：式估算： Q=KQ=K時間 時間* *I I 1 1小時放電：小時放電： K K時間時間3.313.31； 2 2小時放電：小時放電： K K時間時間4.884.88； 3 3小時放電：小時放電： K K時間時間5.955.95； 4 4小時放電：小時放電： K K時間時間7.527.52； 6 6小時放電：小時放電： K K時間時間9.909.90； 8 8小時放電：小時放電： K K時間時間 12.6412.64； 1010小時以上放電：小時以上放電： K K時間時間1414； 其中其中I I為設備近期耗電量為設備近期耗電量 2021-5-4電源交流接地基礎知識

15、18 直流放電回路全程壓降分配直流放電回路全程壓降分配 電電 池池 直直 流流 屏屏 電電 池池 電電 池池 直直 流流 屏屏 直直 流流 屏屏 電電 源源 分分 配配 柜柜 列列 電電 源源 柜柜 列列 電電 源源 柜柜 列列 電電 源源 柜柜 用用 電電 設設 備備 用用 電電 設設 備備 用用 電電 設設 備備 48V48V電源全程電源全程 壓降為壓降為3.23.2V V ( (有電源分配柜）有電源分配柜） 48V48V電源全程電源全程 壓降為壓降為3.23.2V V 24V24V電源全程電源全程 壓降為壓降為1.81.8V V 0.35V0.35V 0.5V 0.2V 0.4V 0.5

16、V 0.5V 0.5V 0.5V 1.1V 1.6V 0.2V 0.2V 0.4V 0.35V 0.35V 0.2V ( (無電源分配柜）無電源分配柜） 2021-5-4電源交流接地基礎知識19 電源全程壓降分配原則：電源全程壓降分配原則： 配電設備按標準固定分配，其他應配電設備按標準固定分配，其他應 靈活分配；靈活分配； 距離短、纜線數量少應盡可能少分距離短、纜線數量少應盡可能少分 配壓降；配壓降； 距離長、纜線數量多應盡可能多分距離長、纜線數量多應盡可能多分 配壓降。配壓降。 2021-5-4電源交流接地基礎知識20 通信電源通信電源 直流電源導線應根據允許壓降選擇適當的截面，其計直流電源

17、導線應根據允許壓降選擇適當的截面，其計 算公式如下：算公式如下： I I 按電信設備受電端子電壓變化范圍的下限電壓計按電信設備受電端子電壓變化范圍的下限電壓計 算導線中通過的最大電流，算導線中通過的最大電流，A A； I IP P（W W）/40V/40V P P 所連接負荷的最大功耗，所連接負荷的最大功耗，W W； 銅的導電系數，銅的導電系數，57 m/57 m/mmmm2 2 L L 饋電回路導線總長度，饋電回路導線總長度，m m； VV 導線上允許的電壓降，導線上允許的電壓降，V V。 )( 2 mm V LI S 直流線徑的選擇直流線徑的選擇 2021-5-4電源交流接地基礎知識21

18、難點：難點： 如何確定允許壓降如何確定允許壓降(v)(v)？ 1 1、新建局站：、新建局站： 2 2、在現(xiàn)用局站、原有設備的基礎上擴容：、在現(xiàn)用局站、原有設備的基礎上擴容： 應注意點：應注意點： 如何計算設備的耗電電流如何計算設備的耗電電流(I)(I)？ 2021-5-4電源交流接地基礎知識22 通信電源通信電源 系統(tǒng)組成：系統(tǒng)組成： 交流供電系統(tǒng)交流供電系統(tǒng) 直流供電系統(tǒng)直流供電系統(tǒng) UPSUPS供電系統(tǒng)供電系統(tǒng) 接地系統(tǒng)接地系統(tǒng) 2021-5-4電源交流接地基礎知識23 通信電源通信電源 交流不間斷供電系統(tǒng)：交流不間斷供電系統(tǒng)： 應采用應采用UPSUPS供電系統(tǒng)或逆變器供電系統(tǒng)或逆變器(

19、(直流變交流直流變交流) )供電系統(tǒng)供電。供電系統(tǒng)供電。 無論有無市電時，所有輸出能量都經過電子變換。無論有無市電時，所有輸出能量都經過電子變換。 靜態(tài)旁路 維修旁路 至UPS輸出屏 630A開關2 梅蘭日蘭 雙機冗余并聯(lián)功率均分UPS系統(tǒng)圖 靜態(tài)旁路 維修旁路 UPS輸入屏630A開關1 UPS輸入屏630A開關2 UPS輸入屏630A開關3 電池組1電池組1電池組2電池組2 至UPS輸出屏 630A開關1 2021-5-4電源交流接地基礎知識24 通信電源通信電源 UPSUPS容量的配置：容量的配置： UPSUPS在通信設備及監(jiān)控系統(tǒng)中不少應用在通信設備及監(jiān)控系統(tǒng)中不少應用，應根據不應根據

20、不 同應同場合配置同應同場合配置UPSUPS的容量和蓄電池的容量；的容量和蓄電池的容量； 在數據通信系統(tǒng)和電源監(jiān)控系統(tǒng)中，在數據通信系統(tǒng)和電源監(jiān)控系統(tǒng)中，UPSUPS應采用應采用 并聯(lián)方式供電，兩臺并聯(lián)方式供電，兩臺UPSUPS要求各配一組蓄電池。要求各配一組蓄電池。 在其他通信設備的監(jiān)系統(tǒng)中，可采用通信用單在其他通信設備的監(jiān)系統(tǒng)中，可采用通信用單 項逆變電源或采用項逆變電源或采用UPSUPS，一般配置一臺，一般配置一臺UPSUPS和一和一 組蓄電池。組蓄電池。 UPSUPS的功率應根據連接負荷的總耗電功率確定，的功率應根據連接負荷的總耗電功率確定， 并留有并留有20%20%的富余量。的富余量

21、。 2021-5-4電源交流接地基礎知識25 通信電源通信電源 UPSUPS容量的配置容量的配置（續(xù)）（續(xù)） ： 蓄電池的容量蓄電池的容量Q Q可按放電時間不小于半小時按可按放電時間不小于半小時按 下式計算。下式計算。 p p 滿負荷總功耗，滿負荷總功耗，VAVA； v v 蓄電池標稱電壓，蓄電池標稱電壓，V V； 變換效率，取變換效率，取0.90.9； h h 放電時間，取放電時間，取0.50.5小時。小時。 )(AHh V P Q 2021-5-4電源交流接地基礎知識26 通信電源通信電源 系統(tǒng)組成：系統(tǒng)組成： 交流供電系統(tǒng)交流供電系統(tǒng) 直流供電系統(tǒng)直流供電系統(tǒng) UPSUPS供電系統(tǒng)供電系

22、統(tǒng) 接地系統(tǒng)接地系統(tǒng) 2021-5-4電源交流接地基礎知識27 接地系統(tǒng)接地系統(tǒng) 新建局（站）應采用聯(lián)合接地新建局（站）應采用聯(lián)合接地( (各類通信設各類通信設 備的交流工作接地、直流工作接地、保備的交流工作接地、直流工作接地、保 護接地及防雷接地共用一組接地體的接護接地及防雷接地共用一組接地體的接 地方式地方式) )。 接地系統(tǒng)由接地體、接地體匯接線、接地接地系統(tǒng)由接地體、接地體匯接線、接地 引入線、接地匯接排四部分組成。引入線、接地匯接排四部分組成。 接地引入線接地引入線 接地匯接排接地匯接排 接地體接地體 接地體匯接線接地體匯接線 2021-5-4電源交流接地基礎知識28 通信電源通信電

23、源 保護與接地：保護與接地： 1 1、通信設施中一般采用的接地措施：、通信設施中一般采用的接地措施： a a、 防直接雷接地防直接雷接地 b b 、防感應雷接地、防感應雷接地 c c、 保護接地保護接地 d d 、工作接地、工作接地 e e、 局內電纜布線的接地要求局內電纜布線的接地要求 2021-5-4電源交流接地基礎知識29 通信電源通信電源 a a、防直接雷接地：、防直接雷接地： 由于直接雷的能量非常高，不僅電壓非常由于直接雷的能量非常高，不僅電壓非常 高、而且電流也非常大，因此防直接雷高、而且電流也非常大，因此防直接雷 接地，地線設置應考慮能迅速排流，其接地，地線設置應考慮能迅速排流，

24、其 接地電阻應根據不同應用場合和土壤電接地電阻應根據不同應用場合和土壤電 阻率提出不同的要求，排流接地體不僅阻率提出不同的要求，排流接地體不僅 要保證一定的有效截面，而且還要注意要保證一定的有效截面，而且還要注意 排流接地體之間有一定的隔距。通常在排流接地體之間有一定的隔距。通常在 微波通信工程中應注意高山站的防直接微波通信工程中應注意高山站的防直接 雷的地線設計，一般可采用以下圖所示雷的地線設計，一般可采用以下圖所示 的辦法的辦法。 2021-5-4電源交流接地基礎知識30 通信電源通信電源 微波站防直接雷接地示意圖微波站防直接雷接地示意圖： 機房平面機房平面 采用幅射狀的排流接地體采用幅射狀的排流接地體 30米米 15米米 排流接地體排流接地體 2021-5-4電源交流接地基礎知識31 通信電源通信電源 b b、防感應雷接地：、防感應雷接地： 這種接地多用于處理室外線纜引入的防雷這種接地多用于處理室外線纜引入的防雷 接地，感應雷電一般感應電位較高，為接地，感應雷電一般感