01基站电源系统组成和设备介绍

基站电源查勘设计培训教材（第一部分）中国移动通信集团设计院有限公司2008年04月14日内部资料注意保密主要内容一、基站供电系统的介绍二、基站室内地线系统的介绍三、基站电源设备的介绍四、基站电源专业查勘内容五、基站电源专业设计内容主要内容一、基站供电系统的介绍二、基站室内地线系统的介绍三、基站电源设备的介绍四、基站电源专业查勘内容五、基站电源专业设计内容一、基站供电系统（一）基站电源系统类型（一）基站电源系统类型基站内通信设备用电类型常见－48VDC、＋24VDC、220VAC。故基站供电系统相应配置：－48V直流供电系统、＋24V直流供电系统、小容量UPS供电系统。本文主要介绍基站－48V直流供电系统。一、基站供电系统（二）基站供电系统（－48V）设备组成（二）基站供电系统(－48V)组成交流供电系统：由一路市电电源、一路移动油机电源、浪涌保护器、交流配电箱（具备市电油机转换功能）组成。直流供电系统：由高频开关组合电源（含交流配电单元、监控模块、整流模块、直流配电单元）、两组（或一组）蓄电池组组成。一、基站供电系统（三）基站供电系统（－48V）运行方式（三）基站供电系统(－48V)运行方式交流供电系统运行方式（三）基站供电系统(－48V)运行方式－交流供电系统交流供电系统运行方式：（1）市电正常时，由市电供电；（2）市电停电后，移动油机未到站时，站内通信设备由蓄电池放电供电；（3）移动油机到站，待油机启动后，由油机供电；（4）市电恢复后，由市电供电。（三）基站供电系统(－48V)运行方式直流供电系统运行方式（三）基站供电系统(－48V)运行方式－直流供电系统直流供电系统的运行方式：在线恒压充电的全浮充供电方式。（1）当交流电源正常时，由整流器和蓄电池并联浮充供电（整流器一方面给通信设备，一方面又给蓄电池充电，以补充蓄电池因自放电而失去的电量）；（2）当交流电源中断后，由蓄电池单独向通信设备供电；（3）当交流电源恢复供电时，开关电源的监控模块自动启动整流器向通信负荷供电，并对蓄电池进行充电。蓄电池组既为备用电源，又可以吸收高频纹波电流。主要内容一、基站供电系统的介绍二、基站室内地线系统的介绍三、基站电源设备的介绍四、基站电源专业查勘内容五、基站电源专业设计内容二、基站室内地线系统基站室内地线系统由室内地线排、电源设备的外壳接地、直流系统的工作接地、浪涌保护器的防雷接地组成。室内地线排通过电缆与室外地网相连。地线系统起到保证设备正常工作、保护人身安全等作用。主要内容一、基站供电系统的介绍二、基站室内地线系统的介绍三、基站电源设备的介绍四、基站电源专业查勘内容五、基站电源专业设计内容三、基站电源设备机房整体布局（例1）三、基站电源设备－机房整体（例1）南交流配电箱室内地线排浪涌保护器东三、基站电源设备－机房整体（例1）南西三、基站电源设备－机房整体（例1）西东北高频开关组合电源蓄电池组三、基站电源设备－机房整体（例1）北东蓄电池组三、基站电源设备－机房整体（例1）东南蓄电池组三、基站电源设备机房整体布局（例2）三、基站电源设备－机房整体（例2）西交流配电箱室内地线排浪涌保护器南三、基站电源设备－机房整体（例2）北蓄电池组高频开关组合电源西蓄电池组三、基站电源设备－机房整体（例2）东北三、基站电源设备－机房整体（例2）南东三、基站电源设备－机房整体（例2）西南三、基站电源设备（一）浪涌保护器（一）浪涌保护器－功能介绍浪涌保护器（SurgeProtectiveDevices，SPD）：通过抑制瞬态过电压及旁路浪涌电流来保护设备的装置。最大通流容量Imax：SPD不发生实质性破坏，每线（或单模块）能通过规定次数、规定波形模拟雷电流的最大电流峰值。（一）浪涌保护器（例1）浪涌保护器计数器（一）浪涌保护器（例2）浪涌保护器指示灯计数器（一）浪涌保护器（例3）浪涌保护器断路器保护（一）浪涌保护器（例3）浪涌保护器断路器保护（一）浪涌保护器－配置原则（1）通信基站的交流电源系统的雷电过电压保护应使用分级保护。（2）交流电源第一级SPD的最大通流容量，应根据局（站）性质、地理环境和当地雷暴日大小来确定。当存在以下不利因素时，应提高交流电源第一级SPD的最大通流容量：①局（站）设在高层建筑、山顶、水边、矿区和空旷高地；②局（站）设有铁塔或塔楼；③无专用变压器；④地处少雷区或者中雷区，根据历年统计，时有雷击发生；⑤交流供电线路无法按要求埋地引入；⑥大地电阻率较高致使站内接地电阻偏大。（一）浪涌保护器－配置原则（续）表移动基站电源浪涌保护器的最大通流容量气象因素当地雷暴日（日/年）安装位置环境因素＜2525～40≥40交流第一级城区有不利因素60kA80kA交流进线开关前端无不利因素60kA郊区有不利因素80kA100kA无不利因素60kA山区有不利因素100kA120kA无不利因素80kA说明：1、城市指市区一般公共建筑物、专用机房；2、郊区指包括城市中高层孤立建筑物的楼顶机房、城郊、居民房、水塘旁以及无专用配电变压器供电的基站；3、山区指包括丘陵、公路旁、农民房、水田旁的易遭受雷击的机房。（一）浪涌保护器－配置原则（续）（一）浪涌保护器－配置原则（续）（3）在使用分级保护时，各级浪涌保护器之间应保持必要的退耦距离或增设退耦器件，以确保各级浪涌保护器协调工作。氧化锌SPD与氧化锌SPD之间退耦距离（电缆长度）应不小于5m。（4）在SPD的引接线上，应串接保护空开，防止SPD故障时引起系统供电中断。保护空开的标称电流不应大于前级供电线路空开的1/1.6倍。（一）浪涌保护器－接线方式3＋1一端口混合型浪涌保护器中性线对地相线对中性线ABCN（一）浪涌保护器－导线选择表电源SPD连接线和接地线选择表配电电源线铜线截面积（mm2）S≤16S≤70S＞70引接线S1616接地线S≥1635说明：（1）使用模块式SPD时，引接线长度应小于1m，SPD接地线的长度应小于1.5m。（2）使用箱式SPD时，引接线和接地线长度均应小于1.5m。三、基站电源设备（二）交流配电箱（二）交流配电箱－功能介绍交流配电箱具备两路电源转换（一路市电、一路移动油机），并为开关电源、空调、照明等交流用电设备提供交流供电回路的功能。一般为380V/100A（63A）交流电源总输入。当所需市电引入容量小于5KVA时，可以引入单相220V交流电源。（二）交流配电箱－转换功能双投刀闸ATS开关断路器互锁（推荐）（二）交流配电箱－配电功能（例1）总输入开关380V/100A插座照明高频开关组合电源1插座空调1空调2高频开关组合电源2（二）交流配电箱－配电功能（例2）总输入开关380V/100A（二）交流配电箱－配电功能（例2）总输入开关380V/100A插座照明高频开关组合电源1空调1空调2高频开关组合电源2N排（二）交流配电箱（断路器）设备容量、功率、电压、电流之间的关系：三相系统：S=U×IP=U×I×Cosφ其中：U=380V单相系统：S=U×I；P=U×I×Cosφ其中：U=220V断路器容量=计算电流×可靠系数（取1.25～1.5）S：容量（kVA）P：功率（kW）U：电压（V）I：电流（A）Cosφ：功率因数，取0.8（开关电源取0.95，空调设备取0.85）三、基站电源设备（三）高频开关组合电源（三）高频开关组合电源－功能介绍高频开关组合电源：将交流电源整流成直流电源，通过内部直流汇集排及直流配电分路为通信设备供电，并对电池进行充电管理。（三）高频开关组合电源高频开关组合电源由交流配电单元、直流配电单元、整流模块、监控模块组成。交流配电单元通信负荷分路直流配电单元蓄电池保护整流模块整流模块整流模块监控模块－48VDC通信设备蓄电池蓄电池交流电源高频组合开关电源（三）高频开关组合电源－各单元功能介绍交流配电单元：输入市电或油机电源，将交流电能分配给开关电源整流模块使用；含有浪涌保护器，作为基站电源系统的第二级防雷保护。直流配电单元：通过直流汇流母排，将开关电源整流模块输出的直流电能提供给通信设备用电，并对电池进行充电。整流模块：从交流配电取得交流电能，将交流电整流成直流电，输出到直流母排。监控模块：实时监测和控制电源系统各部分工作，对电池进行自动管理，具有标准的RS232或RS485通信口，作为后台监控的接口。高频开关组合电源（三）高频开关组合电源－各单元功能介绍直流配电单元应具备二次下电功能，确保传输、监控等重要设备的用电。二次下电：电池放电情况下，当电池电压下降到一定值时（比终止电压高），切断部分次要负载，保留对主要负载供电；当电池电压下降到终止电压时，切断所有负载，实现对蓄电池的保护。（三）高频开关组合电源（例1）直流配电单元交流配电单元整流模块（满架8个、实用3个）监控模块（1个）机架规格型号整流模块规格型号监控模块规格型号（三）高频开关组合电源（例2）直流配电单元交流配电单元整流模块（满架10个、实用6个）监控模块（1个）机架规格型号整流模块规格型号监控模块规格型号（三）高频开关组合电源－面板读数直流浮充电压2.23V/只×24只＝53.52V负载电流（三）高频开关组合电源－面板读数直流浮充电压2.23V/只×24只＝53.52V每个整流模块的输出电流求和（三）高频开关组合电源－交流配电单元浪涌保护器（第二级）需要配断路器保护开关电源交流总输入（可选两路输入，电气和机械连锁，自动或手动转换）交流输出分路（给整流模块及其他负荷供电）（三）高频开关组合电源－直流配电单元直流配电回路需有一次下电、二次下电之分，基站设备接在一次下电回路，传输设备、监控设备接在二次下电回路。电压继电器（一次下电）电压继电器（二次下电）（三）高频开关组合电源－直流配电单元一次下电分路二次下电分路电压继电器在板背面，已经标识出负载分路特性（三）高频开关组合电源－直流配电单元断路器容量=计算电流×可靠系数（取1.25～1.5）熔断器容量=计算电流×可靠系数（取1.5～2）熔断器（蓄电池保护）熔断器（负荷分路）63A及以上便于接线断路器（负荷分路）32A及以下（三）高频开关组合电源－内部直流铜排熔断器（蓄电池保护）熔断器（负荷分路）断路器（负荷分路）直流母排（整流模块输出）（三）高频开关组合电源－整流模块输出直流母排（整流模块输出）（三）高频开关组合电源－架内信号线连接（三）高频开关组合电源高频开关组合电源2007年集采品牌：艾默生、安耐特、中兴、动力源、杭州依顿、通力环、武汉普天、易达、中达电通、广东珠江三、基站电源设备（四）蓄电池组（四）蓄电池组－功能介绍蓄电池是储存电能的一种设备。它能将充电时得到的电能转变为化学能保存起来，需要电能时又能及时将化学能变为电能释放出来，供用电设备使用；这种转换可以反复循环多次。（四）蓄电池组－内部结构①电池槽、盖：超强阻燃塑料；②提手：便于搬运；③正负极群：板栅采用铅钙合金；④微细玻璃纤维隔板；⑤汇流排：耐大电流冲击；⑥端子：内嵌铜芯，电阻最小化，极柱密封技术；⑦安全阀：进口阀帽，具有耐酸和良好的弹性恢复能力。内含电解液（四）蓄电池组－影响寿命的因素密封阀控铅酸蓄电池的浮充寿命为10年左右，充放电次数为1000—1200次。除了电池本身的设计、工艺水平和充放电循环周期以外，影响蓄电池使用寿命的因素还包括：（1）放电深度：电池的过放电会严重的缩短电池的使用寿命，因此要严禁电池的过放电。（2）充电电流：充电电流过大会使电池内盈余气体增多，升高电池内压，而且滞留在正极周围的氧会窜入PbO2内层，引起极板氧化腐蚀。（3）环境温度：环境温度越高，电池的寿命越短。（4）电池的不均衡性：多节串联的电池在运行过程中有时会发生容量、端压不一致的情况，通常采用均充的方法来解决。（四）蓄电池组－电池单体间连接48V蓄电池组由24只2V电池单体正－负－正－负串联组成2组48V蓄电池组并联工作（四）蓄电池组－安装方式（单层立放）槽钢加固抗震铁架（四）蓄电池组－安装方式（双层立放）槽钢加固多层安装时需要注意机房地面承重能力。抗震铁架（四）蓄电池组－安装方式（双层卧放）多层安装时需