基站电源设计指导书
广东省电信规划设计院有限公司
2006年6月
基站电源设计指导书 广东省电信规划设计院
目 录
0 前言....................................................1 1 通信电源基本概念........................................1 1.1 通信电源的要求.......................................1 1.2 通信电源系统概述.....................................2 1.2.1 市电..............................................2
1.2.2 通信电源系统的组成................................3
1.2.3 通信电源发展趋势..................................5 1.2.4 不间断供电系统....................................5 1.3 低压电器.............................................7 1.3.1 低压断路器(开关)..................................7 1.3.2 熔断器............................................9 1.3.3 刀开关(闸刀开关)...............................10 1.4 避雷装置............................................11 1.4.1直击雷的防护设施..................................11 1.4.2感应雷的防护设施..................................12 1.5 电力电缆............................................12
1.5.1 电缆的规格型号......................................12
1.5.2 电力电缆的选型....................................13 1.5.3 电力线线径(横截面积)计算.......................14 1.6 换能、储能设备......................................15 1.6.1高频开关整流器(AC/DC)...........................15 1.6.2直流-直流变换器(DC/DC)..........................15 1.6.3交流不间断电源(UPS).............................15 1.6.4逆变器(DC/AC)...................................18
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1.6.5交流自动稳压器....................................18 1.6.6蓄电池组..........................................18 1.7 基本计算公式........................................20 2. 基站交流供电系统......................................21 2.1 交流供电系统的构成...................................21
2.2交流负荷的计算........................................22
2.2.1 交流功耗计算.....................................22 2.2.2 宏蜂窝基站机房交流功耗...........................22 2.2.3 微蜂窝基站交流功耗...............................22 2.3交流设备的配置.......................................23 2.3.1 市电.............................................23 2.3.2市电/油机转换装置.................................23 2.3.3移动油机..........................................24 2.3.4变压器............................................25 2.3.5 稳压器...........................................25 2.3.6 电力计量屏(表).................................25 2.3.7 AC屏(箱).......................................25 2.3.8 空气开关.........................................26 2.3.9 交流电缆.........................................27
3.基站直流供电系统......................................28
3.1直流供电系统的构成...................................29 3.1.1开关电源..........................................29 3.1.2蓄电池组..........................................33 3.1.3直流配电端子......................................35 3.1.4直流电缆..........................................35
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3.1.5直流配电屏........................................36 3.2直流负荷的计算.......................................36 3.3直流设备的配置.......................................38 3.3.1开关电源..........................................38 3.3.2蓄电池组..........................................40 3.3.3直流电缆..........................................41 3.3.4直流配电屏........................................42 4. 基站接地防雷系统......................................42 4.1防雷接地基础知识.....................................42 4.2接地防雷系统的构成...................................43 4.2.1地网..............................................43 4.2.2 接地引下线与接地汇集线(排).....................43 4.2.3电源系统接地与防雷................................44 4.2.4信号系统防雷......................................46 4.2.5天馈线系统防雷....................................46 4.2.6其他设施的接地....................................47 4.3接地防雷系统设备配置.................................47 4.4 关于基站防雷系统存在的争论..........................49 4.4.1工作地、保护地是否合一.............................49 4.4.2接地排、均压环.....................................49 4.4.3室内地线排是否与建筑钢筋构成等电位连接.............49 4.4.4 SPD与总开关的相互位置.............................49 5. 基站电源勘察设计......................................50 5.1 基站电源勘察要点....................................50 5.2 3G基站电源建设方案..................................52
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5.2.1 新建独立基站.....................................52 5.2.2 与原24V系统共机房................................52 5.2.3 与原48V系统共机房................................54 5.3电源预算的编制.......................................55 5.3.1 表四的编制.......................................55 5.3.2 表三的编制.......................................55 6.部分常见问题分析.......................................56 6.1电源设备安装.........................................56 6.2电源设备割接.........................................57 6.2.1 AC屏割接.........................................57 6.2.2 DC割接...........................................58 6.2.3 蓄电池组割接.....................................59 6.3 电源设备的抗震加固..................................59 6.3.1 蓄电池组.........................................59 6.3.2 变配电设备.......................................60 参考资料.................................................60 附录.....................................................61
附录1、电缆的过流量表(聚氯乙稀电缆载流量,温度35摄氏度)......61 附录2、三相交流电路(铜芯导体)压降表(每百米电缆压降)..........62 附录3、UPS蓄电池组的计算方法(功率法)......................63 附录4 全国年平均雷暴日分布图...............................64 附录5、地震烈度(广东省).................................65
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0 前言
制定本指导书的目的在于促进基站电源工程在设计、施工、监理等阶段建设工作的合理化、标准化与规范化,同时为设备、材料的选择和应用提供技术依据。
本指导书首先阐述了通信电源的基本概念和基本计算公式,规定了移动通信基站的交流供电系统配置原则与要求,直流供电系统配置原则与要求,防雷接地系统的配置原则与要求,力求使到指导书具有合理性、更好的可操作性和实用性。
为了更好对基站电源系统的工程设计更具指导性,本指导书还对基站电源系统勘察、建设方案确定、概预算编制,以及基站电源系统常见设备割接进行了重点阐述。
本指导书起草单位:广东省电信规划设计院无线通信设计二所 本指导书主要起草人:严华 程劲晖 区细成(审核)
本设计指导书为初版,若发现文中不当之处,或在实际中遇到一些本指导书无法解决的问题,或有更好的解决方案,可以提交到严华处,以便及时更新。
1 通信电源基本概念 1.1 通信电源的要求
(1)可靠性。电源系统的供电可靠性是通信系统对电源设备的主要要求。为了确保可靠供电,由交流电源供电的通信设备都应当采用交流不间断电源系统(UPS),由UPS主机与蓄电池组构成;在直流电源供电的通信设备则应当采用直流不间断电源系统,由开关电源与蓄电池组构成。
通信电源的可靠性一般用不可用度指标来衡量。不可用度是指因电源系统故障引起的通信系统阻断的时间与阻断时间和正常供电时间之和的比。
(2)稳定性。实际上是对电源系统供电质量的要求,各种通信设备都要求电源电压稳定,电源电压脉动杂音也必须在一定的范围之内。
交流电源质量的指标主要有电压和频率,通信设备的电源输入端子处的电压允许变动范围为额定值的-10%~+5%,频率允许变动范围为-4%~+4%。
直流供电质量的指标主要是电压和杂音电压。
目前通信设备的供电电压趋向采用为-48V系统,电压允许变动范围一般为-57V~-40V;+24V系统的电压允许变动范围一般为+19~+29V。
电话衡重杂音小于2mV。
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(3)经济性。是从电源系统的投资方面考虑的,包括一次性基建投资和年运行费用两个方面。电源设备体积小、重量轻,可以减少一次性基建投资;电源设备的交直流转换效率和功率因素高,可以节约电能,减少年运行费用。
实际上,近年来的谐振型开关电源系统满足这一发展要求。 (4)灵活性。电源系统扩容灵活,操作简单。
1.2 通信电源系统概述
为各种通信设备及与通信有关的建筑负荷供电的多种电源设备组成的系统,称为通信电源系统。
1.2.1 市电
通信用交流电源宜利用市电作为主用电源。市电引入线路过长或无市电的通信局(站),当年日照时数大于2000h,负荷小于1kW时,主用电源宜采用太阳能电源供电。
对于基站而言,一般都应以市电作为主用电源,但是个别海岛、偏僻海岸线上的孤立基站,可以考虑采用太阳能作为主用电源。目前,阳江、汕头移动均已有少数太阳能供电的基站。
根据通信局(站)所在地区的供电条件、线路引入方式及运行状态的不同,将市电供电分为四类,其划分如下:
1. 一类市电供电为从两个稳定可靠的独立电源各自引入一路供电线。该两路不应同时出现检修停电,平均每月停电次数不应大于1次,平均每次故障时间不应大于0.5h。两路供电线宜配置备用市电电源自动投入装置。
2. 二类市电供电线路允许有计划检修停电,平均每月停电次数不应大于3.5次,平均每次故障时间不应大于6h。供电应符合下列条件之一的要求:
1)由两个以上独立电源构成稳定可靠的环形网上引入一路供电线。 2)由一个稳定可靠的独立电源或从稳定可靠的输电线路上引入一路供电线。 3. 三类市电供电为从一个电源引入一路供电线,平均每月停电次数不应大于4.5次,平均每次故障时间不应大于8h。
4. 四类市电供电应符合下列条件之一的要求:
1)由一个电源引入一路供电线,经常昼夜停电,供电无保证,达不到第三类市电供电要求。
2)有季节性长时间停电或无市电可用。
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正确判别市电类别的意义:正确区分市电供电类型,有助于设计人员合理地选择蓄
电池组的容量和配置整流模块数量,因蓄电池的放电小时数、蓄电池的充电限流系数的选取都与市电类型有关。关于蓄电池容量配置与市电类别的关系,详见3.3.2节。
1.2.2 通信电源系统的组成
通信电源系统一般由交流供电系统、直流供电系统、接地系统和监控系统组成。其大致示意图见图1.2.2所示。
移动油机市电(引自电度计量屏)31AC屏63A或100A32A33开关电源架-+告警板电池“-”极电池“+”排33G NodeB-48V电池+-直流输出端子(负极)20A20A32A32A32A32A63A63A63A63A63A50A25A25A25A16A10A16ASPD50A16A52二次下电一次下电63A4馈线窗NPE1011EGBIGB交流输入端子548走线架9馈线接地母排...7馈线SPD669999联合地网图1.2.2-1 移动基站通信电源系统示意图 1、交流供电系统
通信局(站)的交流供电系统包括变电站供给的交流电源(高压市电或低压市电)、发电机组供给的自备交流电源和UPS,以及局(站)内部的交流配电屏及配电回路。狭义的交流供电系统仅指局(站)内部的交流配电屏及配电回路。
2、直流供电系统
通信局(站)的直流供电系统由整流器、蓄电池、直流配电屏等部分组成。基站只包括整流器、蓄电池、直流配电单元等部分。
3、接地系统
为提高通信质量、确保设备与人身的安全,通信电源的交流和直流供电系统都必须有良好的接地装置。接地按照功能分有三种:工作接地、保护接地和防雷接地。
(1)交流供电系统的接地(交流工作接地)
根据电力系统和用电设备接地方式的不同,供电系统可以分为三种:TN、TT、IT。供电系统第一个字母表示电力系统电源端是否有一点直接接地,T表示有一点直接接地;I表示电源端所有带电部分不接地或者有一点通过阻抗接地。第二个字母表示用电设备的外露可导电部分与地的关系,T表示用电设备的外露可导电部分直接接地(此接地点在电
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气上独立于电源端的接地点);N表示用电设备外露可导电部分与电源端接地点有直接电气连接。
TN:TN系统又可以分为TN-S、TN-C、TN-C-S系统。TN-S属于三相五线制,字母S的含义是PE线和N线一般在电力系统的中性点接地后,在配电端分开设立不再接触(图1.2.2-2);TN-C-S系统属于三相五线制,字母C的含义是电力系统至建筑物这一段线路中PE线和N线(中性线)是合为一根PEN线的,字母S的含义是PEN线进入建筑物后即分为PE线和N线并不再接触(图1.2.2-3);TN-C系统(三相四线接零制),字母C的含义是电源中PE线和N线自始至终合用一根PEN线(图1.2.2-4)。
TT:电力系统只有一点直接接大地接地,用电设备的外露可导电部分通过保护线接至大地(此地与电力系统的接地无直接关系)。
IT:电力系统的带电部分与大地间无直接连接(或有一点经足够大的阻抗接地),用电设备的外露可导电部分通过保护线接至大地(三相三线制)。
图1.2.2-2 TN-S系统 图1.2.2-3 TN-C-S系统
图1.2.2-4 TN-C系统 图1.2.2-5 TT系统
通信局(站)的配电方式应采用TN系统,最常用的是TN-S系统和TN-C-S系统,但小型通信局(站)的配电方式(特别是移动通信基站)大多属于TT系统(图4)。
(2)直流供电系统的接地(直流工作接地)
由于通信设备的需要,通信开关电源系统的正极(-48V系统)或者负极(+24V系统)
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接地。这种接地通常称为直流工作接地。
(3)设备保护接地、防雷接地
①保护接地。为了避免电源设备的金属外壳因绝缘损坏、静电感应而带电,与带电部分绝缘的金属外壳必须直接接地。
②防雷接地。为了防止因雷电而产生的过电压损坏设备,在通信电源系统中,一般避雷器还设有防雷接地装置。
1.2.3 通信电源发展趋势
1、开关电源的变换技术向高频化发展,体积、重量进一步减小。 2、供电方式由集中供电向分散供电方式转变,提高供电系统的可靠性。
集中供电方式是指局(站)内的集中的,而分散供电是指按照区域的不同、或者按照负荷类别的不同采用不同的供电设备。
由市电和自备发电机组电源组成的交流供电系统宜采用集中供电方式供电。由整流配电设备和蓄电池组组成的直流供电系统,对通信设备可采用分散或集中供电方式供电。
分散供电方式应根据通信容量、机房分布、维护技术和维护体制等条件,使电源设备尽量靠近负荷中心,并能提供机动灵活的扩容条件。
3、动力监控向几种监控系统发展,实行统一管理,统一控制。
1.2.4 不间断供电系统
不间断供电系统分交流不间断电源和直流不间断电源。 1、交流不间断电源
常见的交流不间断供电方案有两种:UPS供电和独立式逆变器供电。UPS(Uninterrupted
Power Supply,不间断交流供电系统)是连接在负载和市电之间一种电源设备,保证向负载提
供持续不间断高质量的交流电源。独立式逆变器则是连接在负载和开关电源之间的电源设备。
UPS系统最主要的转换环节包括整流器(AC/DC)和逆变器(DC/AC),同时配置有专门的蓄电池组。由于UPS系统的容量范围宽广,容量可以在0.5kV至几千kVA,应用比较广泛,多见于大型的数据中心或者大型服务器系统。
独立式逆变器供电方案只配备逆变器设备,其功能是将机房里已存在的-48V或者+24V直流电源逆变为交流220V电源。独立式逆变器主要适合于已有一套直流开关电源系统、且交流设备功耗不大的机房,容量一般较小,在0.5kVA至几十kVA。UPS与逆变器的区别主要有以下两个方面:
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(1)UPS可提供纯净的正弦波电源,可靠性高,在线式UPS采用AC-DC和DC-AC型双变换调控技术,它的逆变器所输出的是与市电网完全隔离的纯净正弦波电源;而独立式逆变器设备可靠性、供电质量相对较低。
(2)UPS可降低用户的运行成本。独立式逆变器方案的供电效率较低,仅为70%左右(前端开关电源效率一般仅为90%左右,48伏逆变器电源本身效率仅为80%左右);而在线式UPS整机效率一般在90%以上。
只有少数微蜂窝基站、射频拉远基站采用交流供电。移动、联通公司的这些基站设备多数直接采用市电给无线设备供电,只有少部分较重要基站才采用交流不间断(UPS或者逆变器)供电:有小机房的可以考虑选用小型UPS,有开关电源时可以考虑选用逆变器设备。电信公司的PHS基站也多直接采用市电供电,部分基站可能会配置小型UPS。
UPS或逆变器的选型,主要是根据后端负荷大小确定其容量,一般要求远期负荷在UPS(或逆变器)容量的80%左右为宜。
UPS系统后备蓄电池的配置,需根据UPS的直流电压(多为384V)、额定输出功率(kVA)、功率因素、整机效率、电池放电终止电压(一般为1.75V)、后备时间等因素,采用功率法(见附录3)计算。在UPS设备选型确定之后,蓄电池容量就由所需后备放电时间决定。所以在工程设计中,一般选定UPS的容量之后,设计单位指定蓄电池后备时间(比如通信机楼一般在2类市电情况下要求后备放电时间为0.5小时,基站UPS的后备放电时间则要求在2小时以上)即可。
2、直流不间断电源
常用的直流不间断供电方式亦可分为两种:
(1) 高频开关电源(整流器)+蓄电池并联浮充供电;其工作状态如下所示: ①正常状态:在市电正常时,整流器一方面给通信设备供电,同时又给蓄电池浮充充电,以补充蓄电池因局部放电而损失的电量;另外蓄电池具有一定的滤波功能。
②故障状态:市电中断时,蓄电池单独给通信设备供电,保证不间断供电。 ③恢复状态:市电恢复(若市电中断过长,可以由油机发电机组来提供前端交流供电)后,整流器一方面给通信设备供电,一方面给蓄电池进行均衡充电。均充电流远远大于浮充电流。
(2) 直流变换器供电。采用直流变换器供电方式,类似于交流逆变器供电系统,其前端必须有直流电源系统支持。
直流变换器的工作状态:不论市电中断与否,均将前端开关电源提供的直流基础电
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压转换成所需的电压。基站内一般是在24V与48V直流系统之间进行电压转换。
1.3 低压电器
1.3.1 低压断路器(开关)
低压断路器,又叫低压自动开关,主要用于保护交、直流配电线路和与之相连的电器设备。当电路发生严重过电流、逆电流、短路电流和电压不正常等情况时,断路器能自动切断电路,以保护其后的电器设备免受危害。也可用于不频繁地接通和断开电路及控制电动机的启动。
1、分类
按照灭弧介质分,有空气断路器(空气开关)和真空断路器两种。
按照结构形式,分为微型断路器(MCB)、塑壳断路器(塑壳开关,MCCB)、抽屉式断路器(框架式断路器、万能式断路器,ACB)。在交流供电系统中,终端配电器件多采用微型断路器,供电回路中一般采用塑壳开关或抽屉开关(较大容量的多采用抽屉开关)。
基站交流配电屏(AC屏)常用的空气开关为微型断路器(输出分路)和塑壳式断路器(输入分路,即输入总开关)。
下面以照片为例分别介绍微型断路器、塑壳开关和抽屉开关。 (1)微型断路器、塑壳开关的外形照片(图中为ABB的空气开关)
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ABB的微型断路器的参数如下表所示:
序号 额定电流(A) 1
空开型号
系列号宽度(1P)
17.5mm
接线线径要求 25mm2以下导线
备注
4,6,10,16,20,2C4或D4,……,S251S
5,32,40,50,63 C63或D63
C80,C100
S281S
2 80,100 3 80,100,125 C80,C100,C125 S291S
均有C型和D型脱扣曲线:C
35mm2以下软导线、型保护常规负载和配电线缆;D
17.5mm
50mm2以下硬导线 型保护起动电流大的冲击性负
荷(如电动机、变压器等)
27mm 50mm2以下导线
梅兰日兰微型断路器参数性能表:
序号 额定电流(A) 1 2
空开型号
系列号宽度(1P)C65N C65H
接线线径要求
备注
1~32A适用25mm2以
均有C型和D型脱扣曲线:C
2*9mm下导线;40~63A适用
型保护常规负载和配电线缆;D
于35mm2以下导线
型保护起动电流大的冲击性负荷(如电动机、变压器等)3*9mm50mm2以下导线
4,6,10,16,20,2C4或D4,…,
5,32,40,50,63 C63或D63 63,80,100,125 C63或D63,…,NC100H
C125或D125
①梅兰日兰的直流终端保护建议采用系列号“H”系列的MCB:C32H-DC、C65H、NC100H; ②国产的Nader开关应用越来越多(艾默生、珠江、易达等电源均开始大规模采用),与梅兰日兰C65N、C65H、NC100H对应的系列号分别是:NDM1-63、NDM1-63Z、NDM1-100。 ③微型断路器一般通过安装导轨固定(卡在导轨上),中间位置的空开可直接拆装。 (2)框架式开关的照片如下图所示:
其他分类:配电用断路器又可以分为非选择型和选择型两种。非选择型断路器因为
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瞬时动作,常用作短路保护和过载保护;选择性断路器又可以分为两段保护(瞬时与短延时或长延时两端)、三段保护(瞬时、短延时、长延时)和智能化保护(用微机来控制各脱扣装置,保护功能多,选择性能好),瞬时、短延时特性适用于短路保护,长延时特性适用于过载保护。
2、保护机理
断路器的保护机理是指断路器保护动作的各种形式,其保护作用是通过各种脱扣装置的动作来实现的。可以分为以下几种脱扣装置:过电流脱扣器(电路短路或者严重过载时动作)、热脱扣器(电路长时间过载时动作)、失压欠压脱扣器(线路发生失压、欠压时动作)、分励脱扣器(通过按钮远距离分断电路)。
3、选型原则
(1) 型式选择:与设备直接连接的配电端子一般采用微型断路器配电,前端各级
配电开关多采用塑壳式空开,通信机楼低压室多采用框架式开关; (2) 容量选择:开关的容量>设备的满负载功率/设备最低工作电压,一般选用大
于上述计算值的最接近的一挡空气开关型号。对于直流回路,建议配电开关的额定容量应大于负载额定电流的1.25倍(一般取值为:额定电压/设备运行许可最低电压); (3) 三相交流电多采用3P的开关(相线接开关、中性线不接开关),通信工程较
少采用4P的开关;单项交流电多采用1P的开关,通信工程少采用2P开关。
(4) 直流回路除末端外极少采用空开配电,选用1P开关时应注意选用H系列空开。 4、空气开关的接线
空气开关与电缆的连接处常用两种接线方方式:通过线耳接入和卡接(分隧道式、压板提升式等)。
序号 1 2 3
空开类型 塑壳开关 C65N系列 NC100H/NC125H
系列
接线端子 线耳 隧道式 压板式
说明
电缆伸入线耳压接,线耳与开关通过螺栓接
线 线缆直接伸入空开的隧道式接线端子,卡接线缆直接伸入空开的压板接线端子,卡接
1.3.2 熔断器
串接在低压电路中的一种保护电器。线路过载或者短路时,利用熔丝(片)熔断来切断电路。
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1、构成
熔断器由熔芯(熔体和熔管)、底座等组成。常用熔断器的型号及熔丝底座的相互配合情况如下表所示: 序号熔芯容量(A)6,10,16,20,25,32,40,501,63,80,100,125,160125,160,200,225,250,3200,315,355,40034315,400,500,63010002、保护机理 熔芯型号NT00-6,…..NT2-125,……NT3-315,……NT4-1000适用的熔丝底座SIST101,201SIST401,SIST601SIST401、SIST601长度相同,但是601较深;NT2与NT3长度SIST601一致,NT3较厚SIST1001备注熔断器正常工作时的有两项任务:一是熔体(熔芯)正常熔断,二是熔管灭弧。熔断器主要就是靠熔体的正常熔断来达到保护后端供电回路和设备的作用。
3、
选型原则
(1)注意熔芯与底座的配合。在工程实际中,常遇到需更换熔丝容量的情况,则可参考上表根据熔丝底座的型号选择合适的熔芯的型号。
(2)熔丝容量的选择原则:建议熔断器额定电流应大于负载长期工作电流的1.25倍(即:额定电压/设备运行许可最低电压)。
1.3.3 刀开关(闸刀开关)
广泛地应用于各种配电设备和供电线路,用来频繁接通和分断容量不太大的低压供电线路以及作为电源隔离开关使用。
通常大电流刀开关在有灭弧罩并采用杠杆操作的情况下,允许断开额定值以下的电流。如果没有灭弧罩或者采用中央手柄操作方式,就根本不允许分断电流。小的刀开关,如闸刀开关和铁壳开关,虽然分断能力能力为其额定电流的数倍,但是仍然只能分断额定值以下的电流,这个分断能力实指与刀开关配用的熔丝或熔断器的分断能力。
除了特殊的大电流刀开关采用电动机操作外,一般均采用手动操作方式。应从人身安全和维修方便来选择刀开关的操作方式:
(1)中央手柄式的单投和双投刀开关不能切断带有电流的电路,仅可用作隔离开关; (2)侧面操作手柄式刀开关主要用于动力箱。
1.3.4 熔断器与断路器的比较
熔断器的动作是基于电流产生的热量积累,在一定的电流值以上,电流越大,动作越快;而空开是利用电磁原理控制其动作部分的分离。两者工作原理不同,导致工作性
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能不同如下:
(1)熔丝是一次性保护器件,空开可多次重复使用。目前已经出现了自复式熔断器(RZ1系列),能自动切断短路电流,在故障消除后自动恢复供电,但是一般常见的熔断器还是一次性器件。
(2)熔断器的电流分段能力比空开高,空开有时会出现断路动作失败(东流突然增大到一定值时,空开内部接触点可能被大电流熔焊无法分断),这种情况很少见,但不容忽视。一般来说,在配电回路中,交流配电回路多使用空开;直流配电回路的多采用熔丝(100A~630A);在终端配电的小容量器件中,空开和熔丝都有应用,但直流终端选择空开时最好选择适合直流回路的空开。
(3)在终端配电产品中,空开的体积比相同分断能力熔丝的体积小。DC架的直流配电单元(即终端配电),部分厂家配置空开,也有厂家配置熔丝(据了解,移动集团公司近年来在基站电源的招标过程中要求厂家在直流输出单元配置熔丝)。但是由于熔丝的体积明显大于空气开关的体积,在基站的组合式开关电源内选用熔丝,能配置的直流配电端子的数量大大减少,不适合广东移动基站规模大的要求,所以广东移动多数地区的基站电源的直流输出回路仍配置空气开关。
(4)熔丝、空开的保护动作时间都和故障电流与额定电流的比值相关,在选型过程中,应参考产品的电流(A)-时(S)特性(脱扣)曲线进行级间配合。
(5)空开内部的接触点如果接触不良,可能会引起打火现象,使接触点氧化而增加接触电阻,严重的可能使空开因发热导致接触点焊死实效,熔丝无此问题。
1.4 避雷装置
1.4.1直击雷的防护装置
直击雷防护原理:采用金属材料(接闪装置)拦截雷电闪击,使用金属材料(引下线)将雷电流安全地引下并泄入大地。直击雷防护的装置主要包括:接闪器、引下线和由接地极构成的地网。
1、常见的接闪器有避雷针、避雷带、避雷线、避雷网;
2、 引下线是将雷电流从接闪器传导至地网的装置,可以有若干条并联通路。 ①常见的避雷针系统常利用建筑物的互连钢筋网作引下线(属于暗敷); ②与女儿墙上的避雷带相连接的镀锌扁钢作引下线(属于明敷);
③独立式避雷针系统要求采用与大楼钢筋网绝缘(入地网前)的引下线(明敷)。
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基站电源设计指导书 广东省电信规划设计院
3、 地网是防雷的基础,由垂直接地极和水平接地极组成。
1.4.2感应雷的防护装置
感应雷的防护是由避雷器(电涌保护器,SPD)及相关接地系统组成。常见SPD类型主要有:间隙型、压敏电阻型SPD。
1、开关型SPD:安装在建筑物外(LPZ0B—LPZ1区间) ,可有效消除电网后续电流、疏导10/350μS 模拟雷电冲击电流。具有高能泄放、残压在2000—4000V、响应时间小于100nS等特点。常用如下符号表示: 2、限压性SPD:安装在建筑物内(安装在LPZ1区、LPZ2区至n区),疏导8/20μS 的模拟雷电冲击电流。其失效模式为短路。常用如下符号表示: 1.5 电力电缆
1.5.1 电缆的规格型号
电缆的规格型号由型式代号、额定电压、规格代号三部分组成,一般可用下图表示:
型式代号 额定电压 规格代号
常见电缆型号有:RVVZ-1kV 4*35mm、ZRVV-1kV 4*35mm、RVVFH-1kV 4*16mm等等。1、型式代号的具体含义如下: (1)系列代号:R—软电缆
(2)绝缘材料代号:V—聚氯乙稀,Y—聚烯径
(3)护套材料代号:V—聚氯乙稀,Y—聚烯径,外保护层代号22表示钢带铠装聚氯乙稀/23表示钢带铠装聚烯径
(4)性能特征代号:ZR(阻燃) 2、额定电压 电缆的额定电压是指电缆设计和性能试验所采用的基准电压。 (1)交流电缆:电缆的额定电压应至少等于交流系统的标称电压; (2)直流电缆:直流系统的标称电压不大于电缆额定电压的1.5倍。 一般地线电缆选择与交流电缆相同的额定电压,直流电缆可选择较低额定电压的电缆。但在实际的通信工程中,交直流系统均采用0.6/1kV额定电压的电缆(简写为1kV)。 222 12 基站电源设计指导书 广东省电信规划设计院 3、规格代号 由芯数和导体截面积表示,如4*35mm2,或1*35mm2等,4*35mm2表示一根电缆护套内有4根互相绝缘的35mm2的电缆。 在供电系统的设计中,常遇到选择4芯电缆还是单芯电缆的问题,根据工程经验提出以下几点供大家参考: (1)交流供电系统中,若所需电缆线径较细(小于50mm2),优先采用4芯电缆; (2)直流系统,特别是低阻配电系统中,线径较粗,多采用单芯电缆; (3)由于散热等因素影响,4*35mm2的电缆较4根1*35mm2电缆的过流量小; (4)考虑施工的难易程度,在设计中不推荐采用过粗的电缆(直流电缆最好不要采用超过240mm2的电缆,交流引入不要采用超过4*120mm2的电缆),如需要可考虑采用两根较细电缆并联的方案,但江苏移动因省质检站的反对意见应尽量避免采用此方案。 (5)具体选择电缆线径时,需要注意前后两端设备接口所能接入最粗的电缆线径。 1.5.2 电力电缆的选型 1、电力电缆选择的一般原则 (1)交流配电设备的进线线径宜按远期负荷计算,出线线径应按被供负荷容量计算。 (2)按满足电压要求选取直流放电回路的导线时,回路全程压降不应大于下列值: ①-48V系统的回路全程压降不能大于3.2V ②+24V系统的回路全程压降不能大于2.6V (3)采用电源馈线的规格,应满足下列要求: ①通信用交流中性线选用与相线截面相等的导线 ②机房内的交、直流导线必须采用阻燃电缆 ③接地导线采用多股铜芯电缆 (4)电力电缆选型,除了确定电缆的规格型号之外,确定电缆的颜色也比较重要。在工程设计中若建设单位没有特殊要求,一般的可以参照下表选择电缆的颜色: 表1.5.2 电力电缆颜色标志识别表 直流电缆 正极 红色 交流电缆 A相 B相 C相 负极 蓝色 中性线 浅蓝 设备工作地 黑色 黄色 绿色 红色 设备保护地线接地引下线 地线 双色(黄绿) 黑色 注:参考上表,单芯的直流电缆一般选择正红/负蓝,地线电缆一般选择黄绿色或黑色。广东移 13 基站电源设计指导书 广东省电信规划设计院 动基站的直流电缆则一般采用灰色电缆,用接线处的绝缘胶带的颜色区分。 1.5.3 电力线线径(横截面积)计算 1、电力电缆线径选择需考虑的主要因素 (1)交流电缆线径选择主要考虑以下两个方面 ①电缆的载流量(过流量):电缆的载流能力(在我们基站的设计中,一般考虑电缆在空气中敷设、电缆允许发热至35℃时的载流量)不小于前端空气开关的额定容量。 ②压降:一般在基站电源设计不需考虑(电缆长度较短,一般能满足压降的要求)。 (2)直流电缆线径选择主要考虑以下方面 ①考虑整个直流供电回路的压降,保证电信设备受电端的电压在允许范围之内(可参考规范要求或者厂家的技术参数要求,见表1.5.3)。 表1.5.3 直流回路压降表 序号 1 2 设备类别 +24V设备 -48V设备 设备工作电压 (V) +19~+27 -40~-54 蓄电池放电终止 电压(V) 21.6 43.2 21.6 21.6 全程允许压降 备注 (V) 2.6 3.2 1.6 1.1 规范要求 规范要求 厂家参数 厂家参数 3 RBS2202(24V)+20.0V~+29.04 RBS2206(24V)+20.5V~+29.0 ②根据电缆的载流量核对 2、压降计算方法——电流矩法 (1) 固定压降分配法 先凭经验指定各回路压降,然后计算线径 S=I*L*2/(r*ΔU) (2) 全程压降法 一般先根据经验指定各回路电缆线径,试算各分支回路压降,保证其全程总压降小于全程允许压降值(应根据具体设备允许的全程压降考虑,在厂家技术参数未知的情况下才参照规范的要求取定)。 ΔU=I*L*2/(r*S) 其中: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=343、工程设计的计算方法 在工程设计中,电缆(主要是指直流电缆)线径的计算可参照以下步骤进行: 14 基站电源设计指导书 广东省电信规划设计院 (1) 根据负荷I(电池回路需要根据远期负荷与蓄电池充电电流的最大值、供电回路需要根据设备的最大耗电量)进行压降计算,初步计算出满足要求的电缆截面积S(S=I*L*2/(57*ΔU)); (2) 根据供电和用电设备提供的资料,确定设备接线端子允许接入电缆的线径s;(比如+24V的2202、2206设备的接线端子可以接入50mm2的电缆;但是-48V的2202设备只能接入16mm2的电缆,-48V的RBS2206设备只能接入10mm2的电缆); (3) 计算供电回路每极所需电缆的根数N=[S/s]; (4) 根据电缆的载流量复核:查电缆的载流量表(见附录1),查出线径为s的电缆在空气中敷设、对应35℃时的载流量i,确保保N*i≥I。 1.6 换能、储能设备 1.6.1高频开关整流器(AC/DC) 高频开关整流器的作用就是将工频交流电转换成所需电压的直流电。开关整流器的主要技术指标: (1) 效率:整流模块的输出用功功率P0与输入有功功率Pi之比。目前24V 、48V的 整流器的效率可达91%~93%; (2) 直流输出电压及其调节范围等。 1.6.2直流-直流变换器(DC/DC) 基站内通常有不同供电电压的通信设备存在,在只有一种基础直流电源时就需要用DC-DC变换器来提供不同电压电源。变换器可分两类,一类是作为开关电源内部的重要器件,一类是作为通信局(站)电源设备单独使用。 直流变换器的转换效率一般较低,85%~90%。 1.6.3交流不间断电源(UPS) UPS不仅仅是备用电源,它还具备电力净化功能,能消除电网公害:电压浪涌、电压尖峰、电压瞬变、噪声电压、过压欠压、电源中断等。 UPS系统最主要的转换环节包括整流器(AC-DC)和逆变器(DC-AC),同时配置有专门的蓄电池组。UPS电池组一般采用12V/单体,电池组的电压高达384V甚至更高,体积、重量较大。由于UPS系统的容量范围宽广,容量可达0.5kV至几千kVA,应用广泛,多见于大型的数据中心或者大型服务器系统。UPS系统构成如图1.6.3-1所示。 15 基站电源设计指导书 广东省电信规划设计院 市电电网输入配电和保护开关监控用机滤波器选件主电源输入整流器/充电器电池逆变器旁路隔离变压器选件旁路电源输入通讯接口板静态开关维修旁路Modem板输出配电和保护开关 图1.6.3-1 UPS系统示意图 采用交流供电的无线设备需根据其对通信中断的敏感性(也就是基站的重要性)来确定是否采用UPS供电设备。在一些比较重要的微蜂窝基站、小灵通基站应采用UPS进行供电,以避免在短时间的市电中断时造成通信中断。 1、UPS的分类 (1)按不停电供电方式分类:在线式、后备式、在线互动式。PS系统分离线式(后备式)和在线双变换式UPS,前者指正常情况下由市电直接给设备供电、市电故障由蓄电池放电经逆变为交流供电的UPS系统;后者是指正常情况下由市电经整流器转换、并经逆变器逆变为交流电的UPS系统。 (2)按输入输出的相数分类:单进单出(220V输入/220V输出)、三进单出(380V输入/220V输出)、三进三出(380V输入/380V输出)。 (3)按并机方式分三种模式: 串联热备份、功率均分并联备份、并联式热备份。 2、不同并机方式UPS的特点比较 (1)串联热备份供电模式见图1.6.3-2所示。其特点是:不存在要求两台UPS均分负荷的问题;对UPS单机频率同步跟踪特性要求不高;主从机之间互换较困难,造成从机电池长期空载;从机要有带阶跃性负载的能力,否则主机切从机,从机切旁路连续动作,可 16 基站电源设计指导书 广东省电信规划设计院 能造成时间过长;从连接的角度,扩机较为困难。 (2)并联热备份供电模式见图1.6.3-3所示。其特点是特点是:也分主从机,但主从机可互换;正常情况下,主机带100%负荷,从机不带负荷;在极端情况下,可以主机整流,从机逆变或主机逆变,从机整流,结构较灵活;从机要有带阶跃性负载的能力,否则主机切从机,从机切旁路连续动作,可能造成时间过长;具有可扩容能力。 (3)功率均分直接并联供电模式见图1.6.3-4所示。其特点是特点是:不分主从机;正常情况下,两台机器各带50%负荷;对UPS单机带阶跃性负载的能力要求远低于前两种;具有可扩容能力;过载能力强,但也存在过载较难预知的危险;部分厂家要求并机柜,可能是故障瓶颈和扩容瓶颈。 负载市电输入1.6.3-2 主从串联热备份供电模式 负载市电输入1.6.3-3 并联热备份供电模式 17 基站电源设计指导书 广东省电信规划设计院 负载市电输入1.6.3-4 功率均分双机并联供电模式 1.6.4逆变器(DC/AC) 逆变器的功能是将机房已存在的-48V或者+24V直流电源逆变为交流220V电源,其容量一般较小,在0.5kVA至几十kVA。逆变器供电方案主要适合于已有一套直流开关电源系统、且交流设备功耗不大的机房。 逆变器供电方案的工作状态: (1) 常状态:由前端交流电源直接供电给设备提供220V交流电; (2) 故障状态:市电中断时,由逆变器将前端开关电源提供的直流变换成交流电。 根据逆变器的工作状态可知,逆变器系统的输入分2路,一路为交流输入(一般为~220V),一路为直流输入(一般为-48V或+24V)。 通信局(站)中的逆变器一般出现在两种场合:一类是UPS中的逆变器,一类是独立使用的通信逆变器。常说的逆变器供电方案是指独立使用的逆变器。 1.6.5交流自动稳压器 市电变化范围超过-15%~+10%,需要通过配置交流稳压器来调节电压。 其输出容量用视在功率表示,S=UI,单位为kVA。 1.6.6蓄电池组 蓄电池组是由若干个电池单体串联而成,单体一般有2V单体、6V单体、12V单体。 1、蓄电池分类 阀控密闭式铅酸电池(GFM系列电池) 、镉镍碱性电池、锂电池等。通信局站一般采用GFM系列电池。 2、蓄电池命名 18 基站电源设计指导书 广东省电信规划设计院 3、蓄电池组的勘察设计 在勘察设计工作中,对蓄电池组需要关注的几个参数主要有:蓄电池容量、安装方式、出线方式等。 (1)蓄电池的容量:在需求负荷明确的情况下,蓄电池的容量大小决定后备放电时间的长短,所以在勘察设计过程中容量是蓄电池组需要确定的参数中最重要的一个。 (2)蓄电池的安装方式:根据电池极柱朝向可分为立式安装和卧式安装;根据电池组安装层数可分为单层、双层、三层、四层等安装方式。 立式或卧式安装方式,由电池厂家根据电池的生产构造来指定,设计单位不能随意更改蓄电池的安装方式。 蓄电池的安装层数,决定了蓄电池的占地面积,在满足机房承重的前提下,蓄电池组尽量选择安装层数多的安装方式以节省机房面积。电池安装层数主要受电池安装铁架的方式限制。一般电池铁架由电池厂家配置,所以新购电池时电池清单应提供电池的安 19 基站电源设计指导书 广东省电信规划设计院 装层数以方便电池厂家提供对应的安装铁架。搬迁、或者利旧电池改变了原有的安装层数时,可以要求相关施工单位或者原电池厂家根据新的电池方式提供新的电池安装铁架。 (3)蓄电池的出线方式:一般分单端出线(同端出线)、双端出线。基站电池组多数采用单端出线的方式,较为整齐美观。 在实际的工作中,蓄电池组有多种组合方式,设计工作中需要注意以下几点: ①24V电池是由12个2V单体串连、48V电池由24个2V单体串连而成; ②24个电池单体安装在一起并不能肯定判定为1组48V电池、2组12个2V单体组成的蓄电池组分开放置也不能直接判断为2组24V电池。前者可能是每12个单体先串连,然后2组电池并联,实际上是2组24V电池;后者可能是每12个单体串连,然后2组24V电池串连,实际上是1组48V电池; ③如上所述,各种电池的安装方式各异,最主要的是要弄清各电池单体之间、各电池组之间的串、并连以及电池组出线方式。 1.7 基本计算公式 1、交流系统 交流系统计算的基本公式: 视在功率S=P2+Q2 有功功率P=Scosα=ηS(其中η为功率因素) 无功功率Q=Ssinα (1) 单相供电系统:S=220*I (2) 三相供电系统:S=3UI=3*380*I=660I 2、直流系统 直流系统常用的基本公式 (1) 设备的功耗W=UI (2) 设备的理论满配置耗电量。一般可以根据以下几个途径获得:根据运营商提供 的实际测试报告进行设备耗电量的计算;根据厂家提供的资料获得(此时需要与建设单位讨论确定该资料的合理性,在获得建设单位许可的情况下采纳使用)。 在实际工程设计中,常需要统计机房的交流功耗需求,此时需要将开关电源输出的直流功率换算为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。 20 基站电源设计指导书 广东省电信规划设计院 1.8 工程设计的基本要求电源设备安装工程应符合下列要求 1、根据调研提出的容量需求进行设计,容量需求应按近期、远期容量分别考虑; 2、提出市电供电方式及设备配置;在基站的电源工程中,一般只需要市电容量要求,具体的市电引入方案有供电局完成。 3、提出交直流供电系统及设备的具体要求、配置清单; 4、原有设备利用与割接方案; 5、中长期规划与安排; 6、工程预算与工程材料要求; 7、土建方面的要求。 2. 基站交流供电系统 基站的交流供电系统一般包括市电引入和机房内的交流配电系统。基站一般都是采用市电作为交流系统的主用电源,一般采用380V市电(三相电)引入,个别基站因供电条件限制也可采用220V市电(单相电)引入;移动式的柴油发电机组作为备用电源(只有少数基站配置由固定的柴油发电机组)。 2.1 交流供电系统的构成 移动基站的交流系统示意图如图2.1所示(图中的红色路由表示交流路由): 基站通常采用:高频开关组合电源监控单元交流配电单元高频开关整流模块直流配电单元基站直流设备交流配电屏后备油机图例:电池组稳压器市电专用变压器/大楼配电开关交流供电回路直流供电回路 图2.1 移动基站的交流示意图 基站的交流系统一般都包括以下设备:开关电源机架内部的交流配电模块、基站机房内的交流配电屏,少数基站还包括位于机房内的稳压器。 21 基站电源设计指导书 广东省电信规划设计院 上图两种交流系统的差别仅仅在前端交流引入的方式不同:从基站专用变压器接线,或者从大楼业主提供的配电开关处接线。 2.2交流负荷的计算 2.2.1 交流功耗计算 电网提供给设备的功耗包括有功功率P(W)和无功功率Q(Var),可用视在功率S(VA)来表述,三者的关系为S=P2+Q2 辅助计算公式如下: (1) S=P/η, 其中功率因素η会因设备厂家不同、型号不同而不同,下表给出一个参考取值(实际计算时需参考具体厂家的参数) 用电设备 功率因数 开关电源 0.99 空调 0.80 照明 0.55-0.6 (2) 交流耗电量I(A):I=S/660(三相电)、I=S/220(单相电) 2.2.2 宏蜂窝基站机房交流功耗 基站的交流功耗S(VA)=开关电源系统负荷+空调负荷+照明负荷及其他负荷 基站开关电源系统实际消耗的功耗=P/η=(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/η,开关电源系统的转换效率也因电源厂家、型号的不同而不同。 空调的交流负荷可按1匹空调相当于交流耗电0.9kW近似计算。大多基站有2台空调,一般按照可能的最大值的情况(2台空调同时运行)进行计算;但是个别地区如果确实在任何情况下都是2台空调轮流运行(需建设单位确认),则可以按单台空调的负荷考虑。 照明及其他负荷,每站可以按照0.5kW估列。 2.2.3 微蜂窝基站交流功耗 基站的微蜂窝设备一般可同时支持交流220V或者+24V(-48V)供电,但多数微蜂窝基站直接采用220V市电供电,微蜂窝基站的市电主要包括无线设备功耗及照明功耗,如配置有空调则还需考虑空调设备的功耗。 爱立信、诺基亚等几种微蜂窝设备,其功耗一般在500~650W之间;华为、中兴等设备虽目前没有其供电需求资料,但根据以往的经验,其耗电一般小于国外设备。 微蜂窝设备的供电方案: 22 基站电源设计指导书 广东省电信规划设计院 (1)当微蜂窝与宏蜂窝共站时,建议优先采用直流供电方式,从DC架的直流端子引电。 (2)当微蜂窝独立建站时,建议优先采用交流供电方式,引入端子优先考虑UPS的输出开关,其次是AC屏。不允许与空调、照明、插座共用一个开关。 2.3交流设备的配置 2.3.1 市电 1、基站市电类别 根据基站所处的环境,通常按下表进行市电类别简化处理: 地区类别 市郊 城镇 市电类别 地区类别 农村 3 通信机楼内 3 市电类别 4 2 2、基站市电容量 基站的市电容量配置原则:基站交流电源引入,其功率按远期考虑,交流配电箱容量也按远期考虑。 在工程设计中,需根据2.2.2节的内容计算基站市电容量需求,其中无线设备的规模需按远期规模考虑。典型宏蜂窝基站的市电需求容量(含预留3G设备需求)大致如下: 序号 1 2 3 4 5 地区类别 密集市区A 密集市区B 普通市区 城郊乡镇 农村 交流功耗(kVA) 26 22 19 15 14 耗电量(A/380V) 39.4 33.4 28.8 22.8 21.3 耗电量(A/220V) 118.2 100.1 86.4 68.2 63.7 密集市区A是指广深东等基站规模较大地区的密集市区。 2.3.2市电/油机转换装置 1、市电/油机转换装置 基站的交流引入可以由市电或者柴油发电机组提供交流引入,但二者不能同时给基站设备供电——交流电需要相位、频率、电压满足在一定误差范围内时才能并网。市电/油机转换装置就是保证其二选一的装置(通过机械、电气联锁装置实现)。基站机房内宜单独设置移动油机/市电转换装置,亦可于交流配电箱内设置移动油机/市电转换开关。若设置单独移动油机/市电转换设备,一般应采用挂墙转换箱。 广东移动早期基站一般都没有配置市电/油机转换屏,目前新建设的基站已逐渐配置市电油机转换屏/装置。 江苏移动早期基站一般配置一个单独的市电/油机转换屏(墙挂式),后期基站的市 23 基站电源设计指导书 广东省电信规划设计院 电/油机转换装置集成在落地AC屏内部(油机接口、两个输入开关以及联锁装置构成)。 一般来说,无论基站的总AC与市电油机转换装置的相对位置如何,在市电停电后油机只给开关电源提供保证交流电。基站的市电/油机转换装置在交流配电系统中的相对位置常见以下三种情况: 序号 1 2 属性 独立转换屏 安装位置 可供电对象 备注 发电时,常关闭开关电源以外的设备 位于总AC前机房所有设备位于总AC后 开关电源 只给开关电源供电 发电时,常关闭开关电源以外的设备 3 总AC屏内转换装置 总AC屏内 机房所有设备 考虑到工程复杂性的因素,除非建设单位特别要求,一般不对现有配电系统增加或整改油机/市电转换装置。 考虑到投资及运维习惯等因素,除非建设单位特别要求,一般不对移动油机的容量及数量进行调整。 2、油机接口 (1)油机接口采用开关插接箱(建议安装在市电/油机转换箱内,对外预留出口),插柱与插座连接后需牢固紧扣。 (2)当机房超过5层时,在条件许可的情况下,宜在基站机房一层合适的位置预留移动油机接口,并事先布好电缆到油机/市电转换装置的油机输入端。 考虑到工程复杂性的因素,除非建设单位特别要求,一般不对现有配电系统增加或整改油机接口。目前大多数联通基站均配置有按照上述原则配置有油机接口;但是移动公司的早期基站均没有配置油机接口,一般采用油机供电时,直接将油机交流电直接接到DC架的输入开关。 2.3.3移动油机 移动油机输出电压分为三相380V及单相220V两种,选型时其输出电压需与基站的外电引入电压保持一致。按照燃油的类型移动油机可分柴油机及汽油机两种。车载式柴油机一般容量为20~40kVA,主要服务于市区站;手提式汽油机一般容量为6~12kVA(只供一台空调或关闭空调),主要服务于高山站、农村网点及部分市区站。 建议下列站点需重点考虑配置固定式油机: (1)电网不稳定的站点; (2)VIP区站点; (3)属传输节点(指“下挂多环/链的重要传输节点”)的重要基站; 24 基站电源设计指导书 广东省电信规划设计院 (4)抢修时间长的站点,如高山站。 (5)承担着覆盖的重要任务的部分农村地区站点。 2.3.4变压器 一般基站变压器的容量为20kVA,早期部分变压器的容量为10kVA。在3G建设完成后,部分基站的变压器的容量不能满足工程要求,需要建议建设单位向供电部门申报更大容量的市电容量,容量通常为20kVA~30kVA之间。 变压器的容量应根据远期的负荷需求进行申报。 2.3.5 稳压器 目前广东移动基站配置的容量一般是10kW或20kW的稳压器。同样需要根据3G建成后的交流容量进行核算,确定是否需要更换较大容量的稳压器。交流稳压器的使用条件:超出电源设备所能承受的市电电压变化范围(-15%~+10%)时应配置交流稳压器。 稳压器的容量也应该按照远期的容量进行配置。3G、2G共机房的基站,建议稳压器的容量应不小于20kW。 2.3.6 电力计量屏(表) 基站的电力计量屏(电度表),一般安装在机房挂墙AC前端,部分基站安装在机房之外。在江苏移动,部分电度表安装在机房总AC内,但多数还是安装挂墙AC的前端。 基站常用的电度表的容量为3×15(60)A/3×10(40)A等几种,分别表示额定容量为15A(或10A)、最大容量为60A(或40A)的三相电表。 电度表的容量也是影响机房市电引入容量的一个重要方面,如果基站所需的市电容量超过电度表的最大容量时,应该进行市电增容。 2.3.7 AC屏(箱) 基站的AC屏主要用来给机房的开关电源、照明、空调、插座等用电交流用电设备提供交流电源。其容量按照远期耗电配置。 交流AC屏一般分交流输入部分和交流输出部分,系统结构如图2.3.7所示。广东、江苏移动现使用的部分典型AC屏详细情况见表2.3.7 所示。 表2.3.7 AC屏的输入输出回路典型配置表 输入部分项目广东移动交流输入市电引入市电引入容开关电缆量150A/3P4*35mm2输出开关配置交流输出部分G网DC接入G网DC引开关入电缆1*50A/3P4*16mm2预留给3G的的开关1*50A/3P(或40A/3P)1*50A/3P江苏移动100A/3P4*16mm22*50A/3P+1*40A/3P15~30kW+2*20A/3P+2*20A/1P2*50A/3P+3*25A/3P25 20kW+1*16A/3P+2*16A/1P+1*10A/1P1*50A/3P4*10mm2基站电源设计指导书 广东省电信规划设计院 市电NABCQF1 63A或100A机械联锁JDFU2FU1CD油机电NABCQF2 63A或100AQF12 63ASPD(电涌保护器)PE50AQF3QF450AQF525AQF625AQF7市电检测、告警装置25A16AQF810A16A16AQF9QF10QF11开关电源备用空调1N空调2备用备用插座塔灯照明PE 图2.3.7 交流配电屏的电气系统示意图 广东移动、联通机房内常见墙挂式AC屏;福建移动部分自建机房配置有落地式AC屏,部分基站使用墙挂式AC屏;江苏移动则基全部采用落地式AC屏。 除了上述的最常见的AC屏(箱)外,部分基站可能还存在以下交流配电设施: (1)交流总开关箱。部分基站市电引入机房后,先接入交流总开关箱。箱内可能是一个塑壳式空气开关或转接铜排,是外电引入与机房总AC屏之间的一个转接。 (2)爱立信AC屏。如果基站采用爱立信开关电源,则均配置有专门的爱立信AC屏。移动基站的爱立信AC屏,属于交流配电屏的一种,直接给每台爱立信电源的整流模块提供220V交流电,相当于组合式开关电源架内的交流配电单元。 2.3.8 空气开关 交流用电设备从AC屏内的空气开关处接线,空气开关起过载、短路等故障保护作用。一般AC屏的输出空气开关的配置见表2.3.7所示。 1、交流空开额容量选择 空开容量的选择,需依据所保护回路交流耗电量来选择。开关型号、容量的选取不仅要考虑本回路的耗电,还应考虑前后级的配合(容量配合、延时选择性配合),不过在基站的电源系统设计中,一般简化为只考虑前后级的容量配合:后级的开关应小于前 26 基站电源设计指导书 广东省电信规划设计院 一级开关的容量。 基站AC屏最主要的负载就是开关电源,给其供电的空开需按DC的满配容量考虑。每个DC架要求从AC屏的1个空余50A/3P(或40A/3P)空气开关引入三相交流电。如果基站无法提供三相电,也可使用单相电给整流机架供电,此时开关电源机架可能需要由厂家稍作改造以适应单相供电条件(施工单位也可在现场将开关电源内输入总开关的3相用电缆直接并联起来),开关电源的容量也会因此市电容量而受到限制。 2、空开的接线 基站交流配电系统,在AC屏输入分路的输入端一般采用线耳接线;AC屏输出分路的输入端一般由厂家布线,其输出端一般采用隧道式或卡接方式。 2.3.9 交流电缆 1、配置原则 交流引入线径的配置原则:无线基站的总交流输入开关和交流馈线电缆应按远期负荷配置;其交流供电系统应采用三相五线制或单相三线制供电。 交流电缆线径的选择: 基站交流电缆的线径,主要是根据电缆的过流量进行核算,一般不需进行压降核算。 (1)载流量(过流量):电缆载流能力一般应不小于前端空气开关的额定容量; (2)压降:基站电源设计一般不考虑交流电缆的压降,但是若交流引入长度较长时,需按照附录2核算其压降,保证整个回路的压降在10%以内。 2、基站常见交流电缆配置 广东移动、江苏移动基站常见的交流电缆如表2.3.9所示: 表2.3.9 广东/江苏移动基站常见交流电缆情况表 市电引入电缆 AC-DC 备注 RVVZ-1kV 3*35+1*16mmRVVZ-1kV 4*35mm 2 2 序号 运营商 1 2 3 4 广东移动 RVVZ-1kV 4*16mmRVVZ-1kV 4*16mm 2 早期使用 目前采用 2 2 2 江苏移动 RVVFH-1kV 4*16mmRVVFH-1kV 5*16mm 2 RVVFH-4*16mm/10mm苏南可能采用4*25mm电缆 RVVFH-4*16mm/10mm苏南可能采用5*25mm电缆 2 2 2 2 2 说明: (1)根据规范要求,机房内的交流导线应采用阻燃(ZR)电缆;江苏移动采用防火电缆(FH),从该电缆技术参数看,比阻燃电缆的性能更高,接近规范上的耐火电缆。 (2)是否选择软电缆(R),主要从施工的方便性考虑,电缆较粗时尽量选择软电缆,便于弯曲。 27 基站电源设计指导书 广东省电信规划设计院 (3)江苏移动要求,直接从变压器接线时须采用5芯电缆。 3、计算实例 例:从挂墙AC屏50A/3P(或50A/1P)的空气开关出接线至DC架输入端子,电缆的 线径如何选择? 查电缆的载流量表可知: A、前端是3P开关(三相电),使用3相四线制引线,所以采用1根4*16mm2的电缆 (也可采用4根1*10mm2的 电缆,一般电缆低于95mm2时优先选用四芯电缆)——实际为三相五线制。 B、前端为1P开关(单相电),选用1根2*10mm2或者2根1*10mm2的电缆可以满足要求(实际为单相三线制)。 4、交流电缆的长度 DC架交流引入电缆、地线电缆的长度,应为水平走线架上电缆与两端上下机架的电缆长度之和。影响因素主要为前端AC屏安装高度、DC架交流输入总开关、接地端子位置。 以往2G的24V电源系统的总开关、接地端子多数在DC架的中上部;但目前的趋势是,珠江电源、艾默生电源以及江苏移动采用的中达电源,比如PRS1000H、PRS2000H、PS48400-3/2900、PS48600-3/2900、MCS3000-48/50等系统的交流输入总开关、接地端子的位置均位于DC架的下部。 一般的算法是: (1)接线端在机架下部时,电缆的总长度=AC屏到水平走线架的垂直距离+沿走线架布放到DC架的长度+走线架水平走线架到DC架下部的垂直距离(一般按3米考虑)+预留长度; (2)接线端在机架上部时,总长度=AC屏到水平走线架的垂直距离+沿走线架布放到DC架的长度+走线架水平走线架到DC架上部的垂直距离(一般按1米考虑)+预留长度。 实际设计时,可以参考如下简化原则操作: (1) 接线端子在机架下部时:图上量出的水平长度+5米,然后向上取整; (2) 接线端子在机架上部时:图上量出的水平长度+3米,然后向上取整。 3.基站直流供电系统 无线基站设备对电源要求有其普遍性,也有其特殊性。普遍性表现在要求电源系统可靠、稳定、小型、高效;而在系统的容量、智能化、防护体系和监控组网方面又有其特 28 基站电源设计指导书 广东省电信规划设计院 殊的要求。无线设备的供电电压需求如下表所示: 表3.0 各种无线设备的供电电压 序号 1 2 3 4 5 6 无线设备 2G爱立信设备 2G其他厂家设备 3G设备 PHS设备 微蜂窝 供电电压(V) +24 -48 -48 -48 ~220 ~220 备注 2006年前均属此列 10B以后的新建站 可能配置小型UPS 较少配置UPS 3.1直流供电系统的构成 3.1.1开关电源 基站的开关电源系统一般均采用高频开关组合电源。所谓组合电源指在一个机架内包含交流配电单元、高频开关整流模块、直流配电单元和监控单元组成的开关电源系统。高频开关组合电源还集成有蓄电池接入单元,可理解为直流配电单元的一部分。 1、开关电源功能模块简介 高频开关组合电源在设计图纸中简称开关电源(DC),其功能模块的功能简介如下: 交流配电单元:市电由AC屏的50A/3P开关接入该单元(380V或者220V)。该单元的主要功能配电作用,为DC机架内的每台整流模块提供1路220V的交流电。该配电单元由厂家根据机架的满配容量配置,一般难以扩容。 高频开关整流模块:将220V交流电变换为+24V(或-48V)直流电。+24V或者-48V电源系统,其区别在于是前者是负极接地,后者是正极接地。开关电源配置的整流模块容量一般按照本期负荷配置。 直流配电单元:通过空气开关(或熔丝)向负载(如无线机架、传输机架等)提供直流电,并通过蓄电池熔丝(近来来组合式开关电源)或者空气开关(爱立信电源)接入蓄电池组;直流配电单元分一次下电单元和二次下电单元(保护相对重要负载),某些老型号的开关电源无二次下电功能,广东移动要求新建的基站电源均须配置二次下电功能。直流配电端子在扩容时可能需要进行改造,可参照1.3.1、1.3.2节的相关内容。 如下以48V电源系统为例说明直流配电单元的二次下电单元的工作原理:当交流停电,整流模块无直流输出时,电池开始放电。当电压下降至欠压设定点46.8V(可调)时,系统发出声光报警。当电池电压继续下降至负载下电动作点44.4V(可调)时,负载下电接触器将断开,接在负载下电支路上(一次下电单元)的一般通信负载(如基站的无线设备)将被切断电源供应,重要负载(如传输设备)的供电从而可以延长。随着电池放 29 基站电源设计指导书 广东省电信规划设计院 电的进程继续,如果电池放电至终止电压电池保护动作点43.2V(可调),电池保护接触器将断开,电池放电进程将终止,所有通信负载的供电都被中止,从而可避免电池因过放而损坏。当交流来电且整流模块输出正常直流电压后,负载下电和电池接触器自动闭合,系统恢复正常工作。 负载下电和电池低电压保护等功能具有手动控制方式。 2、整流模块容量识别 一般可通过整流模块的型号标识来判别其容量。整流模块型号标识主要有以下两类: (1)整流模块型号按额定功率(W)进行标识 ①中恒、天东IPS系列,整流模块型号R2948表示2900W/48V=60A(48V);型号R1524表示1500W/24V=60A(24V); 标注为30A;SMPS1000表示1000W/24V②珠江PRS系列,SMPS7000表示700W/24V=29.2A,=41.6A,标注为40A; ③中恒MCR3000系列电源,整流模块 (2)整流模块型号按额定电流(A)进行标识 ①艾默生PS系列:HD2475-2表示75A/24V整流模块; HD4830-3表示30A/48V整流模块。 ②洲际DUM23系列:整流模块DMA14-24/50III,为50A/24V模块。 大多数厂家采用第二种额定电流标识法。 3、整流机架容量的识别开关电源机架型号所包含的信息,一般可以分为以下三类: (1)同时包含有机架满配置容量、整流模块容量,系统的额定电压等信息: 艾默生PS48300-1B/25:48V系统,模块25A/台,机架总容量为300A/48V; PS24600/75:24V系统,模块容量为75A/台,机架总容量为600A/24V; 特殊情况:某些厂家用根据投标价格需要,将标准的满配容量配置减少或增加:比如机架标识的型号为PS24900/75,实际满配容量可能只有600A;标识为PS24600/75的机架,实际满配容量可能达到900A。在这种情况下,核实其最大满配容量需要看DC架交流配电单元(看照片)所配置的交流开关的数量(1个空开对应一个整流模块)。 (2)只包含了整流模块的额定功率 珠江电源PRS700,PRS1000等:整流模块的额定为700W或1000W。需要说明的是,SMPS1000模块也可以安装在PRS700型机架内。 (3)部分厂家仅标识产品的型号版本,这些产品有:天东、中恒公司代理的新西兰 Switchtech的IPS系列电源,IPS5000,IPS8000等;爱立信电源BZA 201 08,BZA201 10。 30 基站电源设计指导书 广东省电信规划设计院 4、开关电源框架图 (1)落地式DC 图3.1.1-1 PS48400-3/2900系统结构示意图 特例:江苏移动目前已经采用了一种内部集成有48V/24V的DC-DC变换器,该组合式开关电源能同时提供-48V(直流输出端子位于机架正面)、+24V(直流输出端子位于机架背面)直流电。这种电源系统在2G爱立信设备、3G设备共机房时能很好地适应实际需求。 (2)墙挂式DC 31 基站电源设计指导书 广东省电信规划设计院 1.监控模块PSM-A10 2.整流模块HD4825-3 3.交直流配电单元 图3.1.1-2 PS4875/25系统结构示意 5、部分开关电源的技术参数 常见的开关电源系统厂家、型号及部分参数如表3.1.1所示。该表只是收集了部分厂家、部分型号的设备参数。实际上,即使同一型号不同时期的产品、或者是同一型号不同地区的产品,可能都会跟该表有所差别。 例如,珠江电源PRS700的开关电源系统,早期配置的模块容量全部为30A/24V的,后期由于技术改进,模块容量为40A/24——在设计中,一般如果所有模块均为40A/24V的模块,则该机架的容量均按照40A计列,如果是30A和40A的模块混合,均按照30A的容量计列;还有10B工程广、深、东等地区配置的艾默生开关电源PS24600系统,系统满配容量实际可达到900A,而其他地区配置的满配容量只有600A。所以,设计人员应首先了解本地区电源配置的实际情况。 表3.1.1 广东移动基站部分开关电源参数一览表 序机架型机架满整流模整流模蓄电池熔 厂家 整流器分架情况号 号 配容量 块型号块容量 丝 1 SMPS70030A/24V 3个分架,每个分架可珠江 PRS700 630A 安装7台整流模块 SMPS10040A/24V 珠江 PRS1000 840A (20A/48V3个分架,每个分架可0 安装7台整流模块 ) 720A(24V PRS1000SMPS10060A/24V )/360A(48珠江 (30A/48V2个分架,每个分架可H 4H V) 安装6台整流模块 ) 珠江 PRS2000SMPS2002个分架,每个分架装400A/48V H 0H 4个模块 50A/48V 540A R1524 60A/24V 3个分架,每个分架可 安装3台整流模块 630A×2 直流配电单元 200A熔丝,100A×10 +20A×2 200A熔丝,100A×(12~18)+ 20A×2 100A×(12~18)+32A×1+16A×1+ 10A×2 功率转换 机架尺寸 因素 效率 2038*600*400 0.98 0.9 2038*600*400 0.995 0.92 2000*600*400(600) 2000*600*600 机架重量 210 2 630A×2 200 3 630A×2 400A×2 200 0.995 0.91 0.995 0.91 4 288 5 天东 IPS5000 400A×2 100A×12+20A×4 1610*600*600 0.99 >92% 207 32 基站电源设计指导书 广东省电信规划设计院 蓄电池熔序机架型机架满整流模整流模 整流器分架情况厂家 丝 号 号 配容量 块型号块容量 6 中恒 IPS8200 360A/540 A 400A R2948 60A/48V 2(可达3)个分架,每 分架安装3台整流器R48-290050A/48V 2个分架,每个分架装4 台模块 R48-290050A/48V 3个分架,每个分架装4 台模块 400A×2 直流配电单元 6×63A+4×32A/2×32A +4×16A 100A×5+63A×4+ 32A ×5+20A×4 160A*3+100A*2+63A* 4+32A*5+20*4 100A×18+32A×2+ 16A×2 5×100A+ 1×32A/2*32A+4*20A100A×18+32A×2+ 16A×2 100A×12+32A×1+ 16A×1 100A×(12~18),32A/16A若干 功率转换 机架尺寸 因素 效率 2000*600*600 0.99 >90% 1600*600*600 0.98 0.91 2000*600*600 0.98 0.91 0.99 >88% 2000*600*6002000*600*600 0.99 >88% 0.99 >90% 0.99 >90% 0.99 >90% 2100*600*7002110*600*4002000*600*6002000*600*6001800*583*3632000*577*400 机架重量 200 PS48400-7 艾默生 3/2900 PS48600-8 艾默生 3/2900 9 艾默生 PS24600/75 400A×2 150 600 500A×2 183 600A HD2475-275A/24V 2个分架,每个分架可 安装4台整流模块 300A HD4830-330A/48V 2个分架,每个分架可 安装5台整流模块 600A 500A 500A DMA14-2 50A/24V 2个分架,每个分架可 4/50III 安装5台整流模块 500A×2 500A×2 300A×2 226200 200200200 PS48300-10 艾默生 1B/30 11 洲际 12 洲际 13 中兴 DUM23F07 DUM23F102-24/50 ZXDU600-24/50 200A×2(可DMA14-2 50A/24V 2个分架,每个分架可 4/50III 安装5台整流模块 改为400A)500A×2(可ZXD1200 50A/24V 2个分架,每个分架可 -24 安装5台整流模块 扩展为3路) 50A/24V 14 澳洲 COM10 450A 15 爱立信 16 爱立信 BZA 201 08 BZA 201 10 BZA 201 18 200A 250A 500A×2 100A×6 250A×2 50A×12 250A×2 100A×16 380A(或190A)×2 R100-24100A/24V 5个分架,每个分架可R50-24 50A/24V 安装1台整流器 R1200-2450A/24V 3个分架,每个分架可 安装3台整流模块 17 爱立信 450A 100A×16 100A×6/BIM架 2000*600*400200 RBS200 BZA 207 架内,2 18 爱立信 01 台50A每 架 RBS2202 BZA 208 架内,4 19 爱立信 03 台30A每 架 RBS200架内,2台50A100A×3/BI PSU 50A/24V M架 每架 RBS2202架内,4台80A×3/BBS PSU 30A/24V 架 30A每架 100A×3/BBS架 3.1.2蓄电池组 基站采用的蓄电池均为阀控密闭式铅酸电池(GFM系列电池),一般采用2V单体。 24V电池由12个单体串连,48V电池由24个单体串连。特例,早期广东移动采用的华达电池有6GFM500等型号,表示是将6个单体做成一块12V的电池(常见24V电池分上下两大块),但实质上仍属于2V单体的电池。华达最新的电池都是能够直接从表面看到每个2V单体的。 经过多期工程建设,采用的蓄电池组形成了较复杂情况:厂家、型号多,安装方式也多样化。要准确地归纳出电池安装的规律比较困难,以下表3.1.2简单汇总了部分厂家、部分型号的部分安装方式,以供参考。需要强调指出的是:电池安装方式、尺寸、重量因产品更新换代会常有变更,须以厂家的最新资料为设计依据,设计阶段应注意索取。 33 基站电源设计指导书 广东省电信规划设计院 表3.1.2 部分蓄电池组的安装资料 厂家 南都 类型 24V/500Ah 型号 GFM-500Ah/24V 尺寸(mm)(宽*深*高)重量(kg) 1355*420*646 1580*640*660 835*640*1220 2610*420*646 1355*420*1192 2610*420*484 1355*420*868 2610*420*400 1355*420*700 1470*460*370 735*460*810 515*460*1180 1330*318(418)*318665*318(418)*536 957*503(600)*536 1830*503(600)*536915*503(600)*972 1914*503(600)*536957*503(600)*972 1786*318(420)*536893*318*420)*972 1330*318(420)*536665*318(420)*972 1748*318(420)*318874*318(420)*536 437*318(420)*972 1190*446*376 2480*525*450 840*526*1060 1350*550*1060 1600*400*554 2760*400*554 2285*442*533 2335*234*1024 1250*442*1123 1545*450*526 1595*238*1024 875*450*1116 1110*450*526 1160*238*1116 510 1038 978 970 970 630 630 460 460 220 220 220 229 229 491 951 951 969 969 638 638 447 447 278 278 278 480 910 400 910 544 967 830 840 840 500 510 510 345 355 安装方式 双层卧放、同端出线 双层卧放、双端出线 四层卧放、同端出线 双层卧放、同端出线 四层卧放、同端出线 双层卧放、同端出线 四层卧放、同端出线 双层卧放、同端出线 四层卧放、同端出线 单层立放、同端出线 双层立放、同端出线 三层立放、同端出线 单层卧放、同端出线 双层卧放、同端出线 双层卧放、同端出线 双层卧放、同端出线 四层卧放、同端出线 双层卧放、同端出线 四层卧放、同端出线 双层卧放、同端出线 四层卧放、同端出线 双层卧放、同端出线 四层卧放、同端出线 单层卧放、同端出线 双层卧放、同端出线 四层卧放、同端出线 单层立放、同端出线 单层立放、同端出线 双层立放、同端出线 双层立放、同端出线 双层卧式、同端出线 双层卧式、同端出线 单层双列立放、同端出线双层单列立放、同端出线双层双列立放、同端出线单层双列立放、同端出线双层单列立放、同端出线双层双列立放、同端出线单层双列立放、同端出线双层单列立放、同端出线 南都 24V/1000Ah GFM-1000Ah/24V南都 24V/1000Ah GFM-1000Ah/24V南都 48V/500Ah GFM-500LS 南都 南都 南都 南都 南都 南都 南都 南都 华达 华达 华达 48V/500Ah 48V/300Ah 48V/300Ah 48V/200Ah 48V/200Ah 48V/100Ah 48V/100Ah 48V/100Ah 24V/200Ah 24V/200Ah 24V/500Ah GFM-500LS GFM-300LS GFM-300LS GFM-200LS GFM-200LS GFM-100LS GFM-100LS GFM-100LS 6GFM200 6GFM200 6GFM500 3GFM1000 3GFM1000 6GFM500 6GFM500 6GFM300 6GFM300 6GFM200 6GFM200 6GFM100 6GFM100 6GFM100 GFM-24V500AhGFM-24V1000AhGFM-48V200AhGFM-48V500AhGFM-24V-500Ah 华达 24V/1000Ah 华达 24V/1000Ah 华达 华达 华达 华达 华达 华达 华达 华达 华达 双登 48V/500Ah 48V/500Ah 48V/300Ah 48V/300Ah 48V/200Ah 48V/200Ah 48V/100Ah 48V/100Ah 48V/100Ah 24V/500Ah 双登 24V/1000Ah 双登 48V/200Ah 双登 光宇 48V/500Ah 24V/500Ah 光宇 24V/1000Ah GFM-24V-1000Ah光宇 48V/500Ah GFM-500 光宇 48V/500Ah GFM-500 光宇 光宇 光宇 光宇 光宇 光宇 48V/500Ah 48V/300Ah 48V/300Ah 48V/300Ah 48V/200Ah 48V/200Ah GFM-500 GFM-300 GFM-300 GFM-300 GFM-200 GFM-200 34 基站电源设计指导书 广东省电信规划设计院 厂家 光宇 光宇 光宇 光宇 类型 48V/200Ah 48V/100Ah 48V/100Ah 48V/100Ah 型号 GFM-200 GFM-100 GFM-100 GFM-100 尺寸(mm)(宽*深*高)重量(kg) 660*450*1116 1120*438*374 1170*232*865 660*438*864 355 210 215 215 安装方式 双层双列立放、同端出线双层单列立放、同端出线单层双列立放、同端出线双层双列立放、同端出线 通过上表,也可以发现一些大致的规律: (1)电池重量一般和电池的电压、容量相关性较大,和电池安装方式的相关性较小。部分厂家的电池总重量会因安装方式的改变造成电池架重量改变而有细微差别! (2)电池的占地面积跟安装的层数成反比。一般来说,相同型号的电池组,双层安装占地面积近似为是单层安装的一半; (3)因各电池厂家的制造技术的不同,造成电池的重量与容量没有准确的函数关系,只有大致的正相关关系。在估列电池重量时,可按照1Ah/24V为1公斤估列,但是准确的重量需要查找厂家资料。 3.1.3直流配电端子 基站开关电源的直流配电端子是给用电设备(基站主要的用电设备包括无线机架、传输机架、监控设备等)的提供直流电的配电开关或熔丝。基站常见开关电源的直流配电端子为微型断路器(空气开关的一种),部分厂家采用熔断器。少数电源厂家还配置有一个较大容量的输出熔丝(如珠江电源PRS1000L系列配置有1个200A的输出熔丝)。 序号 电源属性 1 2 正极输出接线方式 负极输出接线方式 备注 -48V 通过线耳直接连接在正极铜排上通过保护端子连接在负极铜排上 系统正极接地+24V 通过保护端子连接在正极铜排上通过线耳直接连接在负极铜排上 系统负极接地 基站开关电源直流输出单元配置的配电端子的数量可能因厂家不同而配置不同数量、容量的端子。即使同一厂家,在不同地区、不同时期也会配置不同。 在设计时,应该根据远期的无线设备发展的规模情况,提出满足远期发展的配电端子的配置需求,同时也需要与厂家、建设单位做好沟通,在满足设计要求的情况下尽量尊重建设单位的意见。 3.1.4直流电缆 基站的直流电缆主要包括以下几个回路: 1、 DC-蓄电池回路; 2、 DC-无线机架; 35 基站电源设计指导书 广东省电信规划设计院 3、 DC-DC/DC变换器; 4、 DC-传输机架; 5、 DC-直流配电屏。 直流电缆选型主要考虑供电回路的允许压降并根据电缆的允许载流量进行复核,计算方法详见1.4.5节。除此之外,还要根据供电、用电设备的接线端子允许接入电缆的线径进行核实。 3.1.5直流配电屏 由于采用高频开关组合电源系统,直流配电单元集成在电源机架内,所以基站一般都无需直流配电屏。 在一些特殊的基站,由于原有开关电源系统的直流配电端子数量不满足需求,需要配置挂墙式直流配电箱或者落地式直流配电屏。 广东移动一般没有墙挂式或者落地式直流配电屏;江苏移动原有的开关电源系统配置的直流输出端子一般较少,在部分无线设备较多的基站内存在挂墙式直流配电箱,其系统示意图如下所示: 开关电源汇流排(-极)200A熔丝-极开关电源汇流排(+极)+极2*100A/1P+4*63A/1P+2*32A/1P图3.1.5 基站墙挂式直流配电屏系统图(-48V系统) 3.2直流负荷的计算 设备的直流功耗P=UI。 其中U即设备正常运行时的额定电压(V),无线基站一般采用+24V电源系统(早期 36 基站电源设计指导书 广东省电信规划设计院 爱立信设备)或者-48V的电源系统(其他厂家的BTS设备以及所有NodeB设备); I为需由开关电源提供的所有直流耗电量(A),包括设备的耗电量、蓄电池的充电电流。 基站的直流功耗P=U×(I设备耗电量+I蓄电池充电)基站设备,主要包括无线设备、传输设备两类。无线设备耗电量一般是考虑无线设备满负载运行时的最大耗电量,一般可以参考厂家提出的需求,或功耗实测数据。 1、设备直流负荷计算原则 (1) 2G爱立信设备负荷计算原则 无线设备型号每载波耗电(A/+24V)每机架耗电(A/+24V)RBS2003.59.5RBS2202RBS2206(GSM900)RBS2206(GSM1800)5911.7(每2载波)14.612.9(每2载波)14.6注:该数据为广东省电信规划设计院与省移动公司对爱立信设备进行测试得出的数据基础上总结出来的实测数据。在进行2G爱立信直流负荷统计时,常在上述表格的基础上乘以1.125的冗余系数。 (2) 2G阿尔卡特设备直流负荷计算原则: 载频数T耗电I(A/48V)T≤6T*37≤T≤12(T-6)*2.5+1813≤T≤18(T-12)*2+33T≥19(T-18)*1+45此数据是根据江苏移动在实际运行参数分析总结出来的经验数据。 (3) 2G摩托罗拉、中兴设备直流负荷计算原则: 中兴 摩托罗拉 单载频满负荷(A/48V) 34 52.5 双载频满负荷(A/48V) 67 85.5 此数据为厂家提供的耗电量需求。 (4) 3G部分设备负荷计算原则: 厂家中兴华为爱立信载频3*13*23*13*23*13*2满负荷功耗(W)170019001100120017002700对应电流(A /48V)35.540232535.556.5该数据为广东省电信规划设计院与省移动公司对各3G的NodeB设备进行测试得出的数据基础上总结而来的实测数据。 37 基站电源设计指导书 广东省电信规划设计院 (5) 其他 基站可能还配置有其他直流耗电设备,如传输设备等。在计算基站设备耗电总需求时,一般传输设备耗电按照200W考虑。 2、蓄电池组充电负荷计算 目前所有的蓄电池组都采用与开关电源直接并联且浮充供电的运行方式。蓄电池组一般按照K倍10小时率充电电流,即I蓄电池充电=K*Q/10。(注:Q即蓄电池容量) 充电限流系数K,根据不同运营商的要求取不同的值。 (1)广东联通没有具体要求,K按照1.0取值。 (2)广东移动K值根据不同厂家取值不同,具体见下表所示: 厂家 取值 光宇 2(注) 双登 1.5 华达 1.25 南都 1 注:2000年前的光宇电池的充电限流系数K为1,2000年后的光宇电池的充电限流系数为2。 (3)江苏移动的K值根据不同的市电类别取值不同: 厂家 光宇 双登 华达 南都 供电类别 1~3类市电 4类市电1~2类3类以上1类2类3类以上 1~3类 4类 取值 1 1.2 1 1.5 1 1.5 2.5 1 1.5 3.3直流设备的配置 3.3.1开关电源 开关电源在设计选型配置时,在各方面技术参数满足国家规范的前提下,设计人员需根据工程实际情况注意指定以下几个方面的参数: A、开关电源的机架(满配容量) 开关电源机架的满配容量是指单个机架最大的配置容量。我们在设计时考虑机架的满配容量,主要是需要结合根据设备中远期耗电需要来确定。过大的满配容量会造成经济上的浪费,过小的机架满配容量则会导致在后续的工程中开关电源需要扩容机架,同样也造成经济上的不合理。 确定机架的满配容量,需要首先估计机房的远期负荷,然后根据相关原则粗略估计对应所需蓄电池的容量。简单结算公式为:机架满配容量=远期负荷(A)+k*蓄电池容量(Ah)/10(h)。(系数K同) B、开关电源整流模块的配置(本期配置容量) 38 基站电源设计指导书 广东省电信规划设计院 开关电源本期配置容量,是指本期配置的整流器的总容量。根据设计规范,开关电源整流器容量是根据本期负荷配置,按N+1冗余方式配置模块的数量。 整流模块数量=向上取整{(I设备耗电+ I蓄电池充电)/单台模块容量}+1 (1) I设备耗电:即无线设备+传输等设备的耗电量; (2) I蓄电池充电:蓄电池组的充电电流, 在电源厂家、型号未确定的情况下,设计方提供给建设单位的订货清单,只需提供本期需要配置的整流模块的总容量即可;在确定厂家、型号的情况下,订货清单需列明整流模块的数量及型号。 C、整流器分架 整流器分架(子框)是整流模块的接入整流机架的“接口”,整流模块通过它与机架进行能量交换:交流输入、直流输出。整流器分架的功能:使整流模块的输入、输出插座采用热插拔技术,安装维护极为方便。 值得注意的是,部分厂家根据机架的满配容量(即机架最大可安装整流模块的数量)配置了整流器分架;但是也有部分厂家(珠江电源、天东电源)只根据本期的整流模块数量配置整流器分架,这样就导致在扩容工程中需要根据整流模块的扩容情况核实是否需要增加整流器分架。 典型的有珠江电源PRS700、PRS1000L系列,每个分架可安装7台整流模块,机架满配置需要3个整流器分架。 D、直流端子的配置(数量和容量) 开关电源很重要的一个配置就是直流输出端子的容量,这牵涉到无线设备是否有满足需要的供电端子。开关电源的直流输出单元的输出分路的数量,则要根据工程的远期需求来考虑。 直流端子的容量,需要根据其所供电的无线设备的最大功耗来确定的。一般情况下,直流端子的容量应不小于1.25倍的设备最大功耗。这是因为蓄电池供电的情况下,所着电压的降低,无线设备所需的供电电流会增加(P=UI)。 直流输出单元端子的数量,则需要考虑基站远期无线设备的规模,同时也要考虑不同无线设备本省的需求。比如G网中24V爱立信RBS2202机架每个机架需要1个100A的供电端子,而RBS2206机架每个机架则需要2个100A的供电端子。48V的RBS2202、RBS2206设备则需要提供63A或者63A以上的端子。3G设备一般需要100A的直流端子。 直流配电端子可以选择空气开关或者熔丝。两者的区别在1.4.1节已经阐述,需要再 39 基站电源设计指导书 广东省电信规划设计院 次指出的是,直流端子选择空气开关时,需要选用H系列的空气开关。 3.3.2蓄电池组 铅酸蓄电池的总容量应按照下式计算: Q≥ KIT η[1+α(t−25)] 根据《电源设备安装设计规范》简化后的蓄电池容量计算公式为:Q>=K’IT 其中I即为基站近期负荷I设备耗电(注意不包括I蓄电池充电,另外,广东移动强调应按照终期负荷I设备耗电,实际操作起来比较困难); T为各建设单位要求的蓄电池放电小时数,如某建设单位无具体要求则按照《电源设备安装设计规范》的规定配置; K’与3.2中系数意义不同,具体取值见下表所示: 放电时间 T(小时)1.00 2.00 3.004.00对应系数 K' 2.71 2.44 1.981.88 5.001.79 6.001.69 7.001.64 8.00 9.00 10.001.58 1.53 1.42 实际上,已知蓄电池容量Q与负荷I的情况下计算蓄电池放电时间,也是依靠上述计算公式进行:T=Q/(K’I)。需要注意的是,此时k’的选取需要靠试值计算进行选择。 部分建设单位对放电小时数配置要求如下: 1、 广东移动 (1)VIP基站要求为8小时,普通基站为6小时;配置固定油机的基站要求为2小时。 (2)地理位置比较偏远,应急发电的时间性及经济性较差的基站,建议实际备用时间大于12小时; (3)有些居民区,高层建筑物等市内基站由于噪音扰民等原因无法进行应急发电的,建议实际后备时间达到12小时以上; 根据基站所在机房的安装要求,如承重,空间等要求,不能满足安装要求的可以降低标准使用,按照机房现有承重标准和空间位置配置最大容量,但必须报备省公司网络部和网管维护中心。 2、 江苏移动、广东联通等基本上是按照《电源设备安装设计规范》配置放电小 时数; 3、《电源设备安装设计规范》: (1) 一类市电地区:应满足1~3小时; (2) 对于三类市电地区:应满足2~3小时; 40 基站电源设计指导书 广东省电信规划设计院 (3) 四类市电地区原则上应满足3~4小时。 3.3.3直流电缆 1、配置原则 电力电缆一般需要从电缆的载流量和电缆回路的压降两个方面进行核算,只有在这两个方面满足要求的情况下,电缆的使用才是安全的。另外,还需从经济性的角度考虑,尽量选择满足载流量和压降要求的最小截面积的电缆。 基站电源一般需要考虑以下三段压降: (1)电池-DC架,该回路的设计电流需要考虑远期负荷; (2)DC架-无线设备,该回路的设计电流根据所接设备的最大负荷考虑; (3)DC架本身回路:一般预留0.3V的压降。 在某些基站如果无线设备通过直流配电屏供电,则还需要考虑增加回路的压降值。 表3.3.3 部分运营商典型电缆配置列表 序号 回路名称 运营商 广东移动 1 电池-DC 江苏移动 广东联通 用电设备类型 +24V系统 -48V系统 +24V系统 -48V系统 -48V系统 RBS2202(24V)RBS2202(48V) 广东移动 DC-无线机架 江苏移动 RBS2206(24V)RBS2206(48V)RBS2206(48V)BTS(48V) 250~630A不等保护端子容量 采用电缆规格型号 每组2根1*150mm2每组2根1*95mm2或150mm2 每组2根1*95mm2 每组2根1*70mm2或95mm2 每组2根1*70mm2 1个100A 2根1*50mm2 1个63A(或63A 4根1*16mm2或2根2*16mm2 以上) 2个100A 4根1*50mm21个160A(熔丝)2根1*50mm2 2个63A(或63A 8根1*10mm2或4根2*10mm2 以上) 4个25A 8根1*10mm2 2根1*25mm22根1*35mm22根1*150mm2(或4根1*95mm2电缆) 8根1*50mm2的电缆 2根1*35mm22根1*25mm22根1*6mm2电缆 备注 其他爱立信设备同广东移动阿尔卡特设备 2 1个63A(或63A 以上) 1个63A(或63A 广东联通 BTS(48V) 以上) 1个400A熔丝 DC-DC-DCDC-DC变换器 正负汇流排 广东移动 3 (24V/48V) 变换器 4个100A熔丝 广东移动 4 DC-传输 江苏移动 24V机架 24V机架 传输设备 各种型号均有各种型号均有各种型号均有 2、计算举例 41 基站电源设计指导书 广东省电信规划设计院 例:已知采用RBS2206(24V)设备(满配置耗电量为92A)的直流供电回路允许压降为1.1V(见表1.5.3),假设本基站所有无线设备终期耗电量为300A。从蓄电池至DC架的电缆长度为10米(一般每组电池采用正负各1根150mm2电缆连接),从DC架至无线设备的电缆长度为10米,问DC至无线设备的电缆线径应是多少? 蓄电池至DC架回路的直流压降U1=(300*10*2)/(150*2*57)=0.35V DC架内部的压降:一般按0.3V计列 则DC架至无线设备回路的允许压降U2=1.1-0.35-0.30=0.45V 故S=(92*10*2)/(0.45*57)=72(mm2) 所以,实际RBS2206(24V)设备选用正负各2条50mm2的电缆。 3.3.4直流配电屏 直流配电屏的选型配置主要是根据后端设备的终期负荷确定配电屏的容量及输出配电端子的数量与容量。工程设计中常需要提供该直流配电屏的系统示意图(类似图3.1.5),说明其输入、输出分路的配置要求。 极少数基站位于枢纽楼内,与其他系统共用电源系统时可根据需要增加1个落地式配电屏给基站设备提供直流供电。某些比较使用年代较长的基站,其原开关电源的直流配电单元输出分路较少,可采用增加1个墙挂式直流配电屏的方案给后期增加的设备提供直流供电。 输入输出端子的配置、配电屏前端直流电缆的选择均可参照相关的内容进行配置。 4. 基站接地防雷系统 4.1防雷接地基础知识 1、通信局(站)电涌产生的根源 (1)自然界的雷电作用 (直击、感应) (2)操作过电压 (SEMP ) (3)强电磁辐射干扰 ,雷电电磁脉冲(LEMP ) (4)静电放电脉冲(ESD) 2、电涌防护的基本原则: (1)综合治理(从各种可能产生的根源去防治)。基站雷电直击雷的防护,主要是依靠避雷针、避雷带等组成。 (2)联合接地(电涌防护的基础) 42 基站电源设计指导书 广东省电信规划设计院 (3)分区治理,多级防护(获得良好效果的保证) 雷电是产生通信局(站)电涌的主要根源,电涌防护俗称“防雷”,并不贴切。 4.2接地防雷系统的构成 4.2.1地网 基站的联合地网——电涌防护的基础 要求接地电阻小于5Ω。正在制定中的新规范,放松了对接地电阻值的要求——只提地网的型式结构,而不规定接地电阻值。中国移动的最近接地规范要求:基站的工频接地电阻一般控制在10Ω之内,地网的等效半径应在10m左右;当基站的土壤电阻率大于1000Ω.m时,可不对基站的工频接地电阻予以限制,但要求其地网的等效半径应不小于20m,并在地网四角加以20~30m辐射型接地体。 在通信工程中,要求机房的工作接地、保护接地、建筑防雷接地共用一个地网,并与铁塔地网、变压器地网构成联合地网。 地网由垂直接地体和水平接地体构成,宜采用热镀锌钢材: 序号设备名称材料规格型号备注12垂直接地体水平接地体镀锌角钢50×50×5×2000mm约间隔4m镀锌扁钢50×5mm埋地深度不小于700mm3接地引下线(IGB~地网)地线电缆4接地引下线(EGB~地网)地线电缆 1×95mm21×95mm24.2.2 接地引下线与接地汇集线(排) 1、接地引下线 接地引下线是指从建筑物防直击雷接闪器、各接地汇集线(排)连接到地网的导体(电缆或扁钢)。连接接地总汇集排与地网的导线又称为接地引入线。 (1)接闪器的接地引下线 塔顶避雷针采用40mm×4mm的热镀锌扁钢作为专用雷电接地引下线。 (2)接地汇集排的接地引入线 ①广东移动一般采用95mm2(也可采用2根50mm2)的电缆; ②江苏移动自建机房采用2根95mm2的电缆,租用机房则只需1根95mm2的电缆; ③联通一般采用1根70mm2的电缆。 2、接地汇集线(排) 43 基站电源设计指导书 广东省电信规划设计院 (1)广东移动基站一般只设置1个室内总地线排(无室外地线排)。爱立信系统GSM900和GSM1800分别设置1个爱立信地线排,用50mm的电缆连接到室内总地线排; (2)江苏移动基站一般设置2个地线排:室内地线排(IGB)和室外地线排(EGB);过于旧基站的IGB位于AC屏内,在改造过程中一般要求新增1个挂墙的IGB。 (3)联通基站一般要求设置3个地线排:室外地线排+2个室内地线排(室内工作地 +室内保护地)。近期广东联通的雷电防护观念发生了改变,一般室内只设置1个地线排。 2 一个比较好的防雷改进措施:处于强雷区(年平均雷暴日大于60天)的新建基站,机房内宜设置环形接地汇集排,所有需要接地的设备就近接地。环形接地汇集排材料为铜材,截面积不小于120mm2,也可采用热镀锌扁钢,其接地引入线宜采用多点引入方式。 4.2.3电源系统接地与防雷 1、基站电源系统防雷接地系统的组成 整流模块AC Input5~10m交流配电单元整流模块直流配电单元-48V OutputI/B防雷器II/C防雷器整流模块DC防雷器监控单元RS232RJ11电池组1、2注:I,II,III级是IEC标准的分类方法 B,C,D级是德国VDE标准的分类方法 DIN VDE0675-6:1989-11(draft)MODEMRJ11防雷器PSTN远程后台监控 图4.2.3-1 基站电源防雷系统示意图 2、系统配置原则 (1)基站室内交流系统一般采用2级防护: 第一级(B级):总AC屏前端(或AC屏内),一般采用In>40kA的SPD; 第二级(C级):开关电源,一般采用In>20kA的SPD (2)基站电源直流侧的防雷,一般在直流输出端配置有直流SPD。 (3)开关电源的监控单元,也需要配置对应的信号SPD。 为了保证两级间SPD正确、及时响应,根据行波理论计算,供电系统SPD安装间距的要求如下所示: 44 基站电源设计指导书 广东省电信规划设计院 ①5m原则:限压型-限压型间距>5米,不满足要求的需加装电感耦合线圈; ②10m原则:开关型-限压型间距>10米,不满足要求需要加装电感耦合线圈; ③1米原则:上引线(从AC屏至避雷器的交流引入线)和下引线(避雷器至地线排的接地线)均应<1m(上引线可适当延长,但其截面积应适当增大)——也有人提出应小于0.5m的距离,工程实际中难以达到。 ④30米原则:配电箱与各楼层配电箱之间的电缆长度超过30米(埋地电缆超过50米)时,应在分配电屏输入侧安装SPD 3、交流配电系统SPD的型式选择 ①TN-C-S系统 L=5~10mL1L2L3PENkWhL=5~10mBCDPEPE图4.2.3-2 TN-C-S系统SPD配置图 ②TN-S系统 L=5~10mL1L2L3NkWhL=5~10mPEBPECDPE图4.2.3-3 TN-S系统SPD配置图③TT系统 移动基站交流供电系统一般为TT系统或局部为TT系统,在SPD配置设计中应参照上述配置方案进行SPD的合理配置。 45 基站电源设计指导书 广东省电信规划设计院 L=5~10mL1L2L3NkWhL=5~10mBPEPECD图4.2.3-4 TT系统SPD配置图 4.2.4信号系统防雷 信号SPD的应用要求较高,为了不影响数据的传输,选择的数据(信号)SPD同样必须有国家或信息产业部认可的检验单位出具的检验合格报告。无检验合格报告的信号SPD一律不准用在数据通信设备接口上作保护装置用。鉴于通信行业目前还缺少相关检验依据,可由制造和使用双方协商制定检验依据,或参考其它相关标准。 信号接口SPD通常串联在数据线路中,选择和应用信号/数据SPD时,必须以不影响数据传输为基本原则。数据网络设备接口种类繁多,传输速率各不相同,应根据接口速率,选择工作速率合适、物理接口合适的设备接口保护用SPD。 此外,尽量少通过接口转接的方式来到达与数据设备物理接口的相连,以免增加插损,影响信号传输。对于速率较高的数据设备接口,应选择极间电容、漏电流、插损、驻波比尽可能小,响应时间尽可能快的数据接口用SPD。 数据接口信号工作电压差异较大,为确保数据SPD真正起到保护作用,应根据信号工作电压的不同,选择动作电压和限制电压合适的数据接口保护用SPD。 根据不同接口的抗雷电要求,应选择有足够大的耐雷电冲击能力的数据/信号SPD。 网络设备接口保护用SPD必须有可靠的接地连接线,该接地线应与被保护的数据设备的地线就近可靠连接,接地线一般不应小于1.5mm2。 4.2.5天馈线系统防雷 1、室外馈线的三点接地 室外馈线的接地一般分以下两种情况: (1)天线安装在铁塔上,馈线的三点接地位置如下: ①A点:铁塔平台处; ②B点:馈线下铁塔拐弯前1000mm~1500mm处; 46 基站电源设计指导书 广东省电信规划设计院 ③C点:进入机房前。 需注意:如果A、B间的馈线长度大于或等于60米时,在铁塔中部需增加一次接地。 (2)天线安装在房顶支撑杆上,馈线的三点接地位置如下: ①A点:馈线离开支撑杆前; ②B点:馈线离开楼顶天面前; ③C点:进入机房前。 2.室内馈线避雷器的安装 (1)要求标称放电电流不小于5kA(8/20us); (2)避雷器地线的连接 若安装避雷器架(以固定避雷器),需避雷器架接地引至室内地线排;若没有安装避雷器架,则每个避雷器均需布放接地线至室内地线排。 4.2.6其他设施的接地 1.机房内走线架应做保护接地,走线架接头处应采用导线连接保证电气导通。 2.无线基站的接地系统采用联合接地方式。室外防雷地引入线和机房内接地引入线在联合地网上的引入点需互相离开5米以上。 3.所有室外天线需在避雷针(接闪器)的保护范围内(在接闪器的30度保护角内)。 4.3接地防雷系统设备配置 1、电源系统SPD的选型 系统额定电最大持续运标称放电电流等级限制电电压保护水压(V) 行电压UC 压UB 平 保护模式 告警遥信(8/20μS) ≥385V (L-N,L-PE) 交流SPD 220/380 ≥320V (L-N,L-PE) M型 ≥15kA L型 直流SPD -48/+24 ≥75V/37.5V H型L型 ≥5kA≥5kA≥2kA ≤1450V≤1150V≤500V ≤300V ≤2.5kV≤1.5kV≤800V ≤500V 差模(必须)共模(可选) T型H型 ≥60kA≥40kA≥25kA ≤3200V≤2600V≤1700V ≤6kV ≤4kV ≤2.5kV 共模(必须)差模(可选) 有 有 2、信号SPD的选型 47 基站电源设计指导书 广东省电信规划设计院 信号SPD类型 直流动作电冲击限制电 压 压 6V 9V 12V ≤12V ≤20V ≤30V ≤50V ≤150V ≤400V ≤800V ≤12V ≤10V ≤10V ≤800V 通流能力 (8/20μs) 插入损耗驻波比 响应时间 传输速率 (bps) ≥10M ≥1kA ≥2kA ≥3kA ≥3kA 0.5kA 0.25kA 0.5kA ≥3kA <0.3dB <1.2 ≤10ns 户外信号线 30V 110V 190V <0.5dB <1.2 ≤25ns ≥2M 户内信号线接 口保护用 10/100Base-T E1 U口 6V 5V 5V 120V(差模) 400V(共模) 8V 15V <0.3dB <0.3dB <0.2dB <0.3dB <0.3dB <0.5dB <1.1 <1.1 <1.1 <1.1 <1.1 <1.2 <1.1 <1.1 <1.2 ≤10ns ≤10ns ≤10ns ≤10ns ≤10ns <25ns <10ns <10ns <25ns ≥10M ≥10M ≥100M ≥10M ≥10M ≥2M ≥10M ≥100M ≥2M V.24(RS232)、V.35.-系列接口保护用 ≤15V ≤30V 0.5kA 0.5kA <0.3dB <0.2dB <0.5dB 3、室内地线电缆 (1)金属外壳保护接地 ①不带电的金属外壳(机架)一般采用35mm2的地线连接至室内保护地排上; ②爱立信验收规范要求爱立信机架用25mm2的保护地线连接到爱立信地线排; ③江苏移动要求设备机架采用不小于16mm2的保护地线。 江苏移动对机房内的蓄电池铁架、走线架等金属构件,均严格按照规范要求进行保护接地。 (2)部分地线母线 ①爱立信地线排至总接地排的母地线一般采用50mm2的电缆; ②馈线进入机房后一般采用35mm2的母地线。 (3)开关电源工作地:从直流电源柜正极至室内地线排: ①江苏移动基站一般采用95mm2的电缆; ②广东移动基站一般采用35mm2的电缆; ③联通基站一般采用35mm2的电缆。 广东移动的部分基站电源机架的保护地和工作地合一(只需布放1根地线),如爱立信电源、艾默生电源以及易达电源等。 48 基站电源设计指导书 广东省电信规划设计院 4.4 关于基站防雷系统存在的争论 4.4.1工作地、保护地是否合一 在相当长的一段时间内,移动公司的规范要求基站机房内的工作地、保护地合一,联通公司的规范要求基站机房内的工作地与保护地分开设置。不过近期广东省联通公司通过技术交流,已经基本认识到最好在机房内工作地、保护地合一。 基本上都赞同机房内工作地、保护地合用1个地线排。 4.4.2接地排、均压环 部分专家建议为了有效防雷,建议机房都采用均压环,各设备就近接地,完全达到设计规范要求。实际上没有必要,多年的实际工程经验表明,目前采用的接地排在一般基站中能很好的达到要求。但处于强雷区(年平均雷暴日大于60天)、多雷害地区的新建基站机房内宜设置环形接地汇集排;或者是雷害严重的基站可以用环形接地汇集排进行接地系统的改造。全国年平均雷暴日的分布情况请参见附录4。 环形接地汇集排材料为铜材,也可采用截面积不小于120mm2热镀锌扁钢,其接地引入线宜采用多点引入方式。 4.4.3室内地线排是否与建筑钢筋构成等电位连接 目前存在两种观点:一种认为室内的接地排应该与建筑物的主钢筋系统连接,构成完全的等电位系统;以广东省邮电科学技术研究院专家为主的另一种观点则认为室内的接地排应该与建筑物的泻流钢筋系统良好绝缘,以免直接雷通过钢筋泻流时对通信系统产成较大的影响。 本人认为:室内地线排是否应与建筑钢筋构成等电位连接,需要根据直击雷引下线的设置情况区别对待。部分通过建筑物钢筋作为直击雷引下系统的基站,室内地线排不能与建筑钢筋连接;在设置专门独立直击雷引下线的基站,则室内地线排可以与建筑钢筋连接。不过在多数基站,室内地线排都是与建筑钢筋网绝缘的。 4.4.4 SPD与总开关的相互位置 1、配电系统总开关为剩余电流保护器(漏电开关,RCD) (1) 当SPD采用“3+1”模式时,SPD应安装在RCD之前。 在此接线模式下,SPD短路失效时也不会出现接地故障。即使SPD位于RCD之后,RCD也不会测得SPD的泄漏电流;还可避免大幅度的浪涌不必要地流过RCD的零流线圈。 49 基站电源设计指导书 广东省电信规划设计院 (2) 当SPD采用“4+0”模式时,SPD应安装在RCD之后。 在该接线模式下,RCD能及时测得即将失效SPD的泄漏电流,用于跳闸或报警,避免SPD对地短路引发接地故障。 2、配电系统总开关为断路器或者熔断器 一般情况下SPD都应安装在总开关之后;只在正常情况下断路器为断开状态时,为使SPD起到应有的作用,才将SPD前置于总开关直前。配电系统的总开关于SPD的保护电器(断路器或者熔丝)还应满足选择性配合关系:若两者都是熔断器保护,整定电流之比满足1.6:1即可。 移动基站(包含其他的通信局站)一般均不采用漏电开关,在一般情况下SPD可以安装在配电系统总开关之后,即AC屏输入总开关之后。 5. 基站电源勘察设计 在基站勘察设计中,主要对机房的电源配套资源进行评估、设计或调整,重点包括交流引入、AC屏、直流电源和蓄电池等设备,分别对其进行评估、整改、并作出相应的设计。 ①基站的交流引入容量:能否满足机房内2G/3G设备功耗、电池充电电流功耗、空调功耗、照明功耗等的总和所需; ②AC屏开关配置:AC屏的输入、输出开关容量及回路数设置是否合理,且能否满足3G新增设备扩容所需; ③直流电源容量:电源机架满配整流器总容量、直流输出端子数量、电池熔丝容量能否满足3G需求; ④电池容量:电池容量能否满足设备扩容后的放电时间要求。 5.1 基站电源勘察要点 1、交流引入容量 影响交流引入容量的因素很多,每个因素都会起到决定性的作用。所以实际上交流引入容量需仔细核对以下内容的每一项:变压器、稳压器、电力计量屏(电表)、AC屏(含中间的转接屏)、交流引入电缆等等。 (1)交流引入线径的核实:该线缆在机房的交流AC屏的输入端可以看到。需要打开AC屏的面板或者背板,才能看到。 (2)市电引入的容量:基站AC屏之前的交流开关容量(山区站可能是前端变压器的容量)的核实,最好在与各地市公司讨论勘察方案时,说服对方将这项工作委托给其他的相 50 基站电源设计指导书 广东省电信规划设计院 关单位完成。 2、交流配电屏 交流配电屏的勘察主要内容包括:输入总开关容量是否满足要求、输出开关是否满足开关电源的扩容要求。 实际工作主要包括以下几项: (1)记录AC屏是否有空余的、可供3G新建电源的1个输出开关(50A/3P或40A/3P均可满足要求);——打开AC屏的面板,注意看看里面输出端的接线。 (2)如果无空余的开关,需要新增一个AC屏(需要注意某些情况下,经过简单的割接即可满足本工程需要)。 (3)如果是空调或者一个照明回路占用了50A/3P、或者40A/3P的开关,这时候要详细记录占用该开关的设备名称,以便确定是否能割接,整改出所需开关。 *AC屏一定要打开前端面板,至少照一张比较清晰的照片。 3、开关电源 开关电源勘察时需记录的内容有:容量情况与直流输出端子的使用情况。实际内容主要包括以下几项: (1)开关电源的型号、容量;蓄电池熔丝的容量与数量;整流模块的容量与数量; (2)开关电源直流输出单元:空余的配电开关数量、珠江电源需要核实原有200A的输出熔丝是否空余(这个输出熔丝在采用DC/DC变换器方案的时候需要使用) (3)蓄电池的熔丝:一般珠江电源、艾默生电源就不需要特别改造,主要是遇到爱,洲际电源立信电源(BZA201 18系统)——原来可能是2*190A的开关(或者2*380A)可能是2×200A(或者2×300A)的熔丝,容量偏小! 判别蓄电池熔丝单元的容量是否满足要求的原则: 设备耗电量(蓄电池充电电流除外)<蓄电池熔丝的容量/1.25。 勘察注意事项: (1)因承重方面需要回来核算,无法现场场确定能否采用新建电源的方案,所以勘察时不管是否新建电源,都要对原有2G电源系统进行详细的勘察; (2)如果共用原+24V电源系统时,可将原有的爱立信电源更换为国产电源系统; (3)开关电源勘察时,需要注意至少拍2张照片:1张外部能看清整个机架情况的;另外打开面板,对直流输出端子、蓄电池熔丝情况拍1张照片。 4、蓄电池组 51 基站电源设计指导书 广东省电信规划设计院 (1)蓄电池组的容量与数量; (2)安装方式:安装层数,卧式或立式等; (3)电池的投入使用年代,以方便利旧电池调配使用时粗略判断能否合并。 5、接地系统 (1)接地电阻:勘察时一般无法现场判定是否小于5欧姆。已有基站就假设其小于 5欧姆,新建机房只需在设计中提出相关要求。中国移动在2006年的新接地规定中已经取消此要求,所以今后关于移动公司基站的接地电阻的勘察方面可以弱化处理。 (2)机房内的接地排:记录其安装位置及剩余孔数。以便确定地线排是否扩容以及新地线排的安装位置。 5.2 3G基站电源建设方案 要做好3G基站电源地建设方案,设计人员须先做好以下几个方面的工作: (1)了解3G设备供电需求,包括3G设备供电需求(直流或交流,电压等级等)、设备功耗; (2)了解基站已有2G设备的供电情况(包括供电系统的电压、以及容量等情况)。 在上述工作的基础上将3G需求和2G现状对比,找出他们之间存在的差别,才能制定我们3G基站电源的建设方案。 宏基站现有2G设备分为+24V或-48V两种直流电源供电方式,而3G设备均采用 -48V直流供电方式,新增3G设备的功耗一般在35A~80A之间,要求提供1~2路100A熔丝或开关的输出端子。 5.2.1 新建独立基站 对于3G机房新建的基站,新建一套独立的-48V电源系统。 (1)按照2G新建宏基站标准进行外电引入、地网系统的建设; (2)应充分考虑后续建设中2G基站与该基站共站的可能性,新建的-48V电源系的 DC机架容量可选择600A/48V,蓄电池组可选2组500Ah。 5.2.2 与原24V系统共机房 2G基站GSM900与GSM1800系统采用+24V电源系统时,应优先考虑为3G设备新增1套独立的-48V电源系统;对于部分因机房空间、承重条件限制的基站,尽量通过改、扩展机房面积或者是新租隔壁机造原2G设备(含无线设备、电源设备、传输设备等) 52 基站电源设计指导书 广东省电信规划设计院 房等方式加以整改,以便新建-48V电源系统;其次才考虑采用DC/DC变换器的方式使 3G设备与2G设备共用电源系统。 1、新建独立的-48V电源系统 (1)新建独立的-48V开关电源机架容量应不小于300A,一般按400~600A考虑。蓄电池组的容量应配置在2组200Ah以上;当基站配置2组200Ah电池时,本期整流模块容量配置可在120A~150A之间;当基站配置2组300Ah电池时,本期整流模块容量配置可在140A~170A之间;当基站配置2组500Ah电池时,本期整流模块容量的配置可在 180A~200A间选择。 (2)基站国产AC屏的输出端应有1个40A/3P或50A/3P的空余空开供新增开关电源引入市电。改造措施包括:A)将空调、照明等占用50A/3P或40A/3P开关的回路割接至其他合适的开关上;B)新增一个标准AC屏,就近挂墙安装,新增AC屏的交流引入从原AC的输入端直接并接。 2、共用原有+24V电源系统 (1)对于使用时间较长、维护成本较高的开关电源系统,以及厂家只有少量库存且不再继续生产电源模块的开关电源系统,统筹关闭其中一部分系统,能正常使用的机架和整流模块留作仓库备件,供其他基站扩容使用。 (2)除上述情况以外的+24V电源基站:A)电源机架容量能满足2G和3G设备总需求,则只需增加电源模块进行扩容;B)现有电源机架容量不能满足总需求,可采用机架扩容的办法增加系统容量;C)若电源机架不能扩容,则可以考虑拆除原有电源系统,新建一套满足总需求的电源系统。 (3)对于DC/DC变换系统,根据本期负荷情况,本设计建议DC/DC变换系统的满配容量不小于100A,本期配置容量在75A/48V左右。DC/DC引接+24V直流电源时,可视前端开关电源系统的配置情况采用以下3种接线方案: ①从改造后的300A或400A输出熔丝接线; ②从直流输出端子空余的4个100A端子分别接线; ③从开关电源正负汇流排引线,DC/DC变换机架应尽量靠近2G开关电源安装。 (4)部分基站原有+24V电源系统的蓄电池组需要参照以下原则进行整改:A)原蓄电池组剩余容量少于80%,本工程建议拆除更换新电池组;B)部分基站原有蓄电池组容量较小,本工程更换为较大容量的蓄电池组,或者将原有蓄电池组合并成为较大容量的电池使用。 53 基站电源设计指导书 广东省电信规划设计院 (5)利旧电池合并使用、调配的原则: ① 不同品牌、不同容量的蓄电池不宜在同一套电源系统并用; ② 相同品牌、相同容量但不同使用年限的蓄电池同样不宜在同一套电源系统并用; ③ 相同品牌、相同容量且投入使用年限相差不大的蓄电池,结合维护数据可考虑 合并在同一系统中利旧使用。 3、新建-48V电源系统替换原+24V电源系统 对于原2G基站内为+24V电源系统,机房条件不允许为3G设备独立配置一套-48V电源系统,现有24V开关电源机架容量不能满足2G加3G设备供电要求的基站,建议将原+24V开关电源更换为-48V开关电源(内置1套-48V/+24V的直流变换器为现有 2G设备提供+24V电源)方案。 广东移动不采取此改造方案。江苏移动苏南地区常见该改造方案,新增-48V开关电源机架的满配容量应不小于600A。 5.2.3 与原48V系统共机房 优先考虑共用电源还是新建独立电源的方案,需与建设单位作好充分的沟通,以最终的协商结果为准。若非特殊情况,一般按以下原则选定:出于节省投资、减少工程量,减少电源设备安装占地面积等原因,首先考虑采用共用原2G设备的-48V开关电源系统的方案。若现有电源资源不能满足要求,且机房条件允许时,也可考虑新建1套独立的-48V电源系统。 1、共用原-48V电源系统 本方案需重点核算高频开关电源的机架满容量、现有整流模块容量、电池熔丝和开关(包括熔丝)输出端子容量及数量是否满足3G扩容的需求,如不能满足,需进行整改。对于原有-48V电源系统扩容方案大致如下: (1)、对于使用时间较长、维护成本较高的开关电源系统,以及厂家只有少量库存且不再继续生产电源模块的开关电源系统,统筹关闭其中一部分系统,能正常使用的机架和整流模块留作仓库备件,供其他基站扩容使用。 (2)、除上述情况以外的-48V电源基站: ①电源机架容量、电池熔丝及输出端子等均能满足2G和3G设备总需求,则只需增加电源模块进行扩容; ②电源机架容量能满足2G和3G设备总需求,且电池熔丝及输出端子等通过整改后可满足要求的,则采用电源模块扩容、直流端子整改等措施; 54 基站电源设计指导书 广东省电信规划设计院 ③现有电源机架容量不能满足要求的,可采用机架扩容的办法增加系统容量; ④若电源机架不能扩容或输出端子等通过整改后仍不能满足要求,则可以考虑拆除原有电源系统,新建一套满足总需求的电源系统。 2、新建一套独立-48V电源系统 若原有高频开关电源的机架满容量、现有整流模块容量、电池熔丝和开关(包括熔丝)输出端子等通过整改后仍不满足3G扩容的需求,且机房机房空间、承重、市电引入等条件允许的基站,可考虑为3G设备新增1套独立的-48V电源系统。 5.3电源预算的编制 基站电源预算编制的依据主要有: (1)526号文件已经相关补充文件; (2)各运营商自行制定的定额指导原则(如移动每期的概预算定额)。 5.3.1 表四的编制 设备、材料费基本与无线设备、材料类似。但是也存在以下几个方面的差别: (1)电源设备一般均为国产设备,除了早期的爱立信电源需要计入进口设备表中,其余设备只需在国内设备表中计列; (2)2G的设计电源专业单独出设计,电源设备不计列设备相关费率(因为厂家的合同价格已经包含设备的包装、运保费、运杂费等费用),主材则需根据相关规定计列费率;3G设计电源专业与无线专业合出一本设计,在电源设备与无线国内设备一起计列在国内设备表中,一同计列相关费率。 5.3.2 表三的编制 电源设计预算中,电源部分安装工日需要注意的情况主要有以下几个方面: 1、 开关电源 (1) 装1套开关电源时的安装工日,只需按照机架满配容量计列“安装开关电源 (架)”的工作量,此时机架内安装的整流模块不需要计列工作量; (2) 装整流器分架不计列工日;(注意,整流器分架属于DC架内部的子框,不是指 扩展DC架) (3) 分开关电源更换输出熔丝、开关:不单独计列工日。2G工程可以解释为包含 在零星工日内;3G工程中,不计列零星工日,则指出是按照省公司的要求取消零星工日的,不能随意在天书之外估列工日。 (4) 关电源、AC屏、蓄电池组的安装均可能涉及到配电系统自动性能调测工日的 55 基站电源设计指导书 广东省电信规划设计院 计列,在1套电源系统内每次最多只计列1个系统,不能累加计列。 2、 蓄电池组 (1) 新建蓄电池组需计列的工日有:安装工日,容量试验、补充电等工日。 (2) 江苏移动特殊处:安装电池组还需要计列电池的抗震铁架安装工日。 3、 AC屏 (1) 分落地式、墙挂式AC屏,安装定额不同; (2) 墙挂式避雷器箱等挂墙的箱体安装工日可参照墙挂式AC屏的安装定额。 4、 DC/DC变换器机架 (1) 安装嵌入式DC/DC变换模块时,则套用规范中DS1-087计列安装工日。 (2) 独立式的DC/DC变换器机架的安装,一般参照同容量的开关电源定额。 5、 地线排 (1) 安装地线排,一般按照每个地线排1个工日估列(2G、3G改造工程)。 (2) 个别地区如果原来2G工程是套用DS1-121,则可在该地区工程中继续沿用。 6、其他补充说明(广东移动公司) (1) 2G工程中,机房增加电源机架或更换蓄电池,则在表四主材中列入抗震加固 材料费(300元),在表三列入抗震加固工日(3工日)。在3G改造工程中,在电源、无线抗震加固工日合并,按照每站5个工日计列; (2) 2G工程中,在表三计列零星工日(5工日);3G改造工程中,表三的“零小附 加”工日取消。 (3) 2G工程,按照规范要求,扩容工程的相关工日乘以1.1的系数。3G改造工程, 取消“扩容站附加”工日。 6.部分常见问题分析 6.1电源设备安装 1、AC屏与地线排安装位置。基站机房的地线排应安装在交流配电系统的第一级SPD附近,以满足SPD接地线不大于1米的要求。在广东移动基站工程中常要求地线排安装在基站AC屏上方;在江苏移动的工程中要求AC屏靠近地线排安装; 2、设备与水平走线架的相对位置。若设备深度与走线架宽度一致,建议设备前沿与走线架一侧对齐;多数电源设备宽度为600mm,则首先应该考虑设备与原有同列的设备正面对齐安装;新新增一列安装,建议设备正面与走线架对齐安装; 56 基站电源设计指导书 广东省电信规划设计院 3、考虑施工操作、后期维护的方便性。电池组出线端,因为接线时需要使用相关工具进行操作,离墙距离或者两组电池间距离太小。设计时一定要确定好电池组的出线端,单端出线的电池组只需要出线的一段预留操作空间;双端出线的电池组则需要在两侧都预留操作空间。一般建议操作空间不要小于250mm; 4、走线架的布置: (1)新增电池电缆的垂直走线架定位要准备,走线架与电池出线端的距离要足够; (2)要清楚各种电缆的路由,避免电池电缆、交流电缆等电缆走线腾空现象; (3)地线与信号线的交叉、位置考虑。在基站工程设计中,一般只是要求信号线与地线在走线架上分开布线(分不同的线束在走线架两侧分开捆扎),尽量不要交叉。 6.2电源设备割接 电源设备割接的基本原则是:安全、可靠、不停电或者尽量减少停电时间,在这些基础上再考虑割接工程量少、设备材料尽量利旧。下面所涉及的割接方案是以机房面积、机房承重条件满足要求为前提的。 6.2.1 AC屏割接 在基站的工程实际中,常遇到增加1个AC屏或更换AC屏的情况。下面分别讨论: 1、新增AC屏。主要发生在原有AC屏配电端子已经使用完,需增加1个AC屏才能满足工程需要。有2中方案可以选择:在原有AC屏附近直接增加1个新AC屏,或者加1个总开关和1个新AC屏。 (1)新增1个AC屏。此时新AC屏的交流输入需要从原AC输入总开关的输入端并联接线,此方案在勘察需要核实原AC输入总开关的输入端能否并联接线。 (2)增加1个总开关和1个新AC屏。此方案相对容易实施:增加的交流总开关安装在原市电引入电缆够长的位置,新旧AC屏均从新增总开关的输出端并联接线。 2、更换AC屏。主要发生原AC屏端子过少或者使用时间过长故障较多,需拆除原AC屏,安装一个新的标准的AC屏。此时新AC的安装位置有两组选择,在原AC屏所在位置安装,或在原AC屏旁边的位置安装。 (1)在原位置安装AC屏的方案,改造停电时间较长(因为要将原AC拆除,然后;但照明、空调、避雷器等线缆可以利旧,不需要重新布线。 安装新AC屏) 57 基站电源设计指导书 广东省电信规划设计院 (2)在原AC旁安装新AC屏,其优点是停电时间短(可以先布放好相关线缆,保证停电时间见到最小),但是由于首先需注意保证原市电引入电缆长度足够,所以常常需要重新布放照明、空调等线缆。 6.2.2 DC割接 1、DC割接 工程中也越来越多遇到用新DC更换原有DC的情况,主要因素有以下几点: (1)原有DC使用时间长,故障多,建设单位的网维部分建议更换新DC; (2)原有DC电源厂家不再生产扩容所需器件,在工程中更换下来部分电源设备以用作其他同型号电源扩容的备件(如爱立信电源系统); (3)原有DC机架容量过小,不能满足无线扩容需要,设计单位根据实际需要更换较大容量的DC; (4)原有DC电源厂家不再进入建设单位的采购框架之类,建设单位拟逐渐淘汰该电源产品(如澳洲电源,罗兰电源等)。 2、DC割接原则 在早期的设计方案中,由于建设单位对基站的停电时间长短并不敏感,在更换电源时一般都是采用将新DC安装在旧DC机架所在的位置上的方案,这样做的好处是几乎所有的电源电缆都可以利旧(交流、直流、地线等),并且机房在割接完成后也能保持整洁。但是,由于运营商之间竞争加剧,对网络的质量要求越来越高,对停电时间长短也越来越敏感,所以我们有必要探讨一些比较好的割接方案并在工程设计中遵循。 开关电源割接时应把握的基本原则是:因割接造成的停电时间应尽量要短。在制定割接方案时,首先应与建设单位充分沟通,弄清建设单位对哪些指标参数比较敏感(比如说电源系统停电时间长短,或是施工的难易程度、能否节约材料等等);之后才能制定行之有效的割接方案: (1)建设单位对停电时间比较敏感。应尽量考虑在原有DC架附近安装新DC机架;或原爱立信电源有3~4个机架,则可选择在爱立信电源的最后1个机架处安装新DC。在拆除原DC之前,应先将新DC安装调测至具备上电条件,然后将设备的直流馈电电缆改接到新DC上。此方案可以保证用最短的停电时间(实际上只是无线设备供电电缆改接至新DC所需的时间)换取建设单位最好的网络质量或者最大的经济收益。 (2)建设单位对割接工程的难易程度比较敏感,而对停电时间长短不太关心。可采用在原DC位置上安装新DC的方案。本方案需先拆除原DC,然后安装调测新DC,完 58 基站电源设计指导书 广东省电信规划设计院 成后对设备上电。此方案的优点是实施起来相对简单,工程量较少,材料基本上可以利旧;缺点是停电时间较长(停电时间包括原DC拆除时间、新DC安装调测时间、无线设备供电电缆的改接时间等)。 (3)建设单位对传输设备的供电线缆、监控信号线缆的长度比较敏感。这时应尽量考虑新DC架应尽量保证DC-传输、DC至DF的距离应较原DC的距离较近的地方。比如湛江地区,在3G改造工程中就曾提出要保证至传输、监控信号线缆的利旧使用。实际上可能会造成其他材料无法利旧的情况。 6.2.3 蓄电池组割接 在电池改造过程中,常遇到的情况有以下几种: (1)拆除原有两组电池,新增两组新电池组; (2)拆除原有的2组或者1组电池,将该电池组移位安装。 基站电池割接实际上只要把握一个原则就可以:就是最好在任何时候,至少保证有 1组电池是和开关电源DC架保持连接。在电池的割接工程设计中,因为开关电源一般都配置有2组电池组,实际上较容易满足这个要求。 在遇到以下情况时,我们需要注意: (1)原2组电池地位置只够1组新电池地位置时。我们应先在其他位置安装、调测完毕1组新电池,之后再拆除2组旧电池、安装另1组新电池。 (2)遇到改造需要的特殊情况:不可避免会出现某个时刻DC没有电池连接进行后备保护的情况时,要向甲方说明,敦促施工单位做好应急准备,保证在最短时间内完成电池割接。 6.3 电源设备的抗震加固 电源设备加固安装必须满足YD5059-98《通信设备安装抗震设计规范》的要求,按当地的地震烈度高一度进行抗震加固设防。广东省各地市的地震烈度见附录5所示。 6.3.1 蓄电池组 (1)、安装蓄电池组的钢抗震框架、柜架或塑料等其他材料框架的结构强度,需满足设备安装地点的抗震设防要求。 (2)、六度和七度抗震设防时,可以采用钢抗震框架、柜架或塑料等其他材料抗震框架安装蓄电池组,框架、柜架与地面用M8或M10膨胀螺栓加固。 59 基站电源设计指导书 广东省电信规划设计院 (3)、八度和九度抗震设防时,蓄电池组(含阀控式电池)必须用钢抗震框架或柜架安装。钢抗震框架底部应与地面加固,加固用的膨胀螺栓规格应符合《通信设备安装抗震设计规范》内表6.1.1-1和表6.1.1-2的要求。用柜架安装电池组时,抗震措施与变配电设备抗震措施相同。 个别运营商因节省投资需要,电池没有安装在电池架上,一些基站的电池是按照一定的规律直接摆放在地上。 6.3.2 变配电设备 (1)、变压器、调压器和高低压开关柜的安装抗震措施应按电力系统相关条文执行。 (2)、交直流配电屏、整流器(含开关型整流器)和油机电源转换屏等设备,同列相邻设备侧壁间(二点)用M8螺栓紧固,设备底脚应采用膨胀螺栓与地面加固。加固用的膨胀螺栓应符合表6.3.2的要求。 表6.3.2 膨胀螺栓规格表 设防烈度楼层(注1)规格上层M12八度以下下层M10一层M10上层注2九度下层M12一层M10 注1:上层指建筑物地上楼层的上半部分,下层指建筑物地上楼层的下半部分,一层指单层房屋。 注2:当安装设备重量为300kg以上时,设备底脚应与地面预埋铁件焊接。 参考资料 1、电信工程设计手册 第17册 通信电源 2、通信电源站原理及设计 候振义等编著 3、通信工程丛书:现代通信电源(修订本) 王鸿麟等编著 4、现代通信电源技术 许文龙等编著 60 基站电源设计指导书 广东省电信规划设计院 附录 附录1、电缆的过流量表(聚氯乙稀电缆载流量,温度35摄氏度) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 1 1.5 2.5 4 6 10 16 25 35 50 70 95 120 150 185 240 300 400 500 630 800 RVVZ-1kV空气中明敷(A) 单芯 2芯 3芯或4芯 铠装电缆RVVZ22-1kV直埋敷设(A) 单芯 2芯 3芯或4芯 序号 截面(mm2) 16 20 27 36 47 64 90 119 147 185 229 281 324 371 423 528 610 - - - - - - 23 30 39 56 77 101 122 156 189 233 272 312 - - - - - - - - - 19 25 33 44 60 81 102 128 159 195 224 260 298 379 423 - - - - - - - 60 74 104 141 178 221 261 314 380 428 482 546 647 723 824 940 1091 1265 - - - 46 58 79 107 135 175 202 237 291 327 370 - - - - - - - - - - 39 49 68 90 116 141 172 203 243 273 312 352 411 447 - - - - 国标GB50217-94规定的数据 电信工程设计手册17册规定的数据 61 基站电源设计指导书 广东省电信规划设计院 附录2、三相交流电路(铜芯导体)压降表(每百米电缆压降) 摘自梅兰日兰UPS设计指南(50-60Hz,400V,cosΦ=0.8,平衡的3相+N系统) S(mm2) 10 16 25 35 50 70 95 120150185 240 In(A) 10 16 20 25 32 40 50 60 70 80 100 125 160 200 250 320 400 500 600 800 1000 0.9 1.2 1.0 1.2 1.3 1.5 2.0 2.4 3.2 3.9 4.9 0.9 0.7 0.9 1.1 1.5 1.8 2.3 2.9 3.6 4.5 0.8 300 1.6 1.1 2.0 1.3 0.9 2.6 1.7 1.1 3.3 2.1 1.4 1.0 4.1 2.6 1.7 1.3 5.1 3.3 2.2 1.6 5.7 3.7 2.4 1.7 6.5 4.2 2.7 2.1 8.2 5.3 3.4 2.6 6.6 4.3 3.2 5.5 4.3 5.3 1.0 0.8 1.2 0.9 2.0 1.1 2.4 1.4 3.2 1.8 3.9 2.2 4.9 2.8 3.5 4.4 1.0 0.8 1.2 1.1 0.9 1.6 1.3 1.2 0.9 1.9 1.7 1.4 1.2 2.5 2.1 1.9 1.5 3.1 2.7 2.3 1.9 3.9 3.4 2.9 2.4 4.9 4.2 3.6 3.0 5.3 4.4 3.8 5.5 4.7 62 基站电源设计指导书 广东省电信规划设计院 附录3、UPS蓄电池组的计算方法(功率法) 电池选择举例:160kVA UPS 以寿命10年( 25oC ) –12V电池作计算 1. UPS数据 ( 160kVA ) UPS功率 = 160kVA DC系统电压 = 384V 功率因数 = 0.8 逆变器效率 = 92% 电池备用時間 = 30分钟 电池放电终压 = 1.75Vpc 2. 电池选择计算(功率法) 每組电池单体数量 = 384V / 2V = 192 hh 每组12V电池数量 = 192V / 6V = 32 所需电池总功率 = ( 160kVA x 0.8 ) / 0.92 = 139.13kW hh 每只12V单体功率 = 139.13kW / 32 = 4347.81W 从1.75Vpc电池性能: 对照表上30分鐘 的一行对照 每只S12V740的2V单体可于30分钟內进行6*446W 的額定功率放电 4347.8/(446*6)=1.6 hh 2组S12V740并联,每组有32只电池(12V)! 所选电池数据 所需电池組所需电池组电压( V ) 电池型号 电池电压 总功率( kW ) 并联数目 2 每组电池 数量 32 每只单体功率 446W 电池組輸出总功率( kW ) 171.2 384 139.13 S12V740 12V 63 基站电源设计指导书 广东省电信规划设计院 附录4 全国年平均雷暴日分布图 64 基站电源设计指导书 广东省电信规划设计院 附录5、地震烈度(广东省) 城市名 潮阳 潮州 东莞 番禺 佛山 广州A 广州B 河源 惠州 江门 揭阳 茂名 梅州 南海 地震烈度(度) 8 8 6 7 6 7 7 6 6 6 7 7 6 7 城市名 清远 三水 汕头 汕尾 韶关 深圳 顺德 阳江 云浮 湛江 肇庆 中山 珠海 地震烈度(度) 6 6 8 7 6 7 7 7 6 7 7 7 7 没找到全国的 65 因篇幅问题不能全部显示,请点此查看更多更全内容