通信机房电源及配套勘察设计要点

通信机房电源及配套勘察/设计要点长春电信工程设计院第1页本说明将详细叙述通信工程机房电源及配套专业的前期准备、实际勘察步骤，勘察过程给通信运营商提供的设备采购清单和勘察完毕后设计的全部过程中注意的各细节问题，围绕以机房核心动力源展开叙述。一、前期准备及勘察阶段1.1前期准备我们设计院将接下来的通信电源工程设计任务书下发的设计部门，设计部门经过确定后再发到项目组成员，项目组成员要详细的琢磨任务书上写明的每一句话，每一个字，领会此工程即将要做什么〔是搬迁利旧还是新建电源设备等等〕，要求做到什么程度〔确定本次工程设计的分工界面：与外市电引入的分工、与建筑专业设计分工、与传输、交换、数据等专业分工〕。A、了解电源专业的电源系统组成、基本术语及明白各种图标和图例〔新设计的大型通信局（站）原则上采用分散供电方式〕交直流电源系统组成：〔交流引入――交变直转换――直流输出〕交流电引入：市电分为三相四线制〔TN-C系统：U/V/W/N〕和三相五线制〔TN-S系统：U/V/W/N/G〕，其中U/V/W为火线，N为零线，G为保护地线；市电供应的等级〔四个等级：一类市电/二类市电/三类市电/四类市电；它们的区别主要是根据通信局址所处的级别和重要性，市电的高、低要求标准不同，导致允许停电时间长短不同〕及电费费率体制〔照明和通信系统用电是单独计费还是统一计费，会导致设计中通信机房电源及配套勘察/设计要点长春电信工程设计院通信者页交流电源线接法不同；比如现在局方照明系统和通信系统费率体制相同，则照明系统和通信系统直接可以在同一个交流配电输出柜内引接；如果它们费率体制不相同，则照明系统和通信系统则不可以在同一交流输出柜内引接，照明系统或通信系统其一应该在另装计费器（电表）下的交流系统输出端子引接〕。N（零）W（火）V（火）U（火）交流电源线选取：现代通信通常选择RVVZ1000和RVVZ221000两种电源线型号。RVVZ1000表示高阻燃铜芯聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套软电缆（电缆耐压1000V），适用于通信机房内绝大部分场合；RVVZ221000表示锴装高阻燃铜芯聚氯乙烯阻燃聚氯乙烯护套软电缆（电缆耐压1000V），适用于通信机房地槽、地沟等易于挤压破损的场合。在机房设备搬迁改造工程设计中，如果遇到通信机房内的电源线采用BV等系列的情况，除非运营商特殊要求，搬迁改造后新增的电源线首选RVVZ系列。下图体现了RVVZ1000（3芯＋1芯）电源线缆的内部结构，内含4条线，例如：RVVZ1000（3*25＋1*16）mm2表示这条电源线内含3条25mm2的电源线和1条16mm2的电源线，共计4条线；如果采用RVVZ1000（3芯＋2芯）的电源缆线，则电缆内应含5条线，表示方法同上所述。如果在通信工程中采用RVVZ通信机房电源及配套勘察/设计要点长春电信工程设计院通信者〔3芯＋1芯〕或者RVVZ1000〔3芯＋2芯〕的线，那么这条电源线一定是交流电源线而不是直流电源线。交流屏、整流器（或高频开关电源）应设有分级防雷装置：①防雷分级（按冲击电流分级）通信电源设备的防雷分为A、B、C三级〔如上图所示〕。②通信电源耐冲击能力通信电源设备应能承受模拟冲击电压的波形为1.2/50µs，模拟冲击电流波形为8/20µs。三相四线（U、V、W、N）通信机房电源及配套勘察/设计要点长春电信工程设计院通信者页冲击电流波幅值：1级≥3KVA、2级≥10KVA、3级≥20KVA在工程设计中：A级防雷由市电引入专业负责，B、C级防雷由设备厂家按防雷标准配置。需要说明的是：基站中运营商自行定做的壁挂交流配电箱有时可能不会配置防雷装置，此时，我们要对防雷装置做补充设计，选择好防雷装置后，将其并接到交流配电箱输入端，防雷装置U、V、W三相前端必须接熔断器，N相不接。不间断电源设备UPS：主要用途：电信系统的计算机网络管理、计费系统和集中监控系统；UPS主机柜输出为交流电，一般情况下UPS蓄电池组由UPS设备厂家自带，一个UPS主机配1组蓄电池。UPS输出电源为保证电源〔当市电停电后，UPS蓄电池组经直流逆变成交流后提供给UPS主机电源，UPS主机提供给负载，延长供电时间，保证各系统的安全可靠性〕。中小型机房UPS通常以下面方式运行〔两路电源引入〕：通信机房电源及配套勘察/设计要点长春电信工程设计院通信者通常以下面方式运行〔两路电源引入〕：交流配电柜/屏/箱和UPS机柜内均设有零线排〔N排〕和机壳保护地排〔PE排〕，需要说明的是不要将两种排混为一摊，一定要区分清楚，机柜内接线排上通常会体现出零线排和保护地排的标示〔N或PE〕，交流保护地排〔PE〕引线一定要单独从地网引线。为确保电源供电系统的安全可靠性，我们在设计中一定要围绕多路〔2路市电〕、多种〔油机/移动发电机/太阳能供电〕、多套〔UPS主机双机并机〕“三多”供电方式进行。交流配电柜的容量表示方法：380V/400A或380V/630A等等〔具体详见交流容量系列〕。交流备用电源（2路市电/油机）：综合局内油机和市电转换在ATS〔市电/油机通信机房电源及配套勘察/设计要点长春电信工程设计院通信者页转换屏〕，市电和市电转换在集中配电机房交流配电柜；基站内采用的转换方式通常为移动汽油机和交流配电箱内转换〔基站内市电停电后，蓄电池组会短时间提供电源，同时，基站机房监控系统故障信息上传到监控中心，监控中心会通知基站维护人员将移动发电机拉到基站内，此时将交流配电屏/箱打开，将移动发电机4条交流输出电源线并接至交流配电屏/箱市电输入端子，最后将移动发电机启动，等市电供电恢复后再拆下即可〕。下图表示了两路市电引入的情况〔人工转换和自动转换〕：直流电源输出：整个电源系统直流供电电分为两大部分：一部分是电力电池机房直流配电柜和电池间的直流部分，另一部分是直流配电柜输出至负载部分〔或分级输出至负载〕。直流电源线选取：除运营商特殊要求，优先选择RVVZ1000电源线型号。RVVZ1000表示高阻燃铜芯聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套软电缆（电缆耐压1000V），适用于除个别设备厂家自带电源线外的通信机房内直流供电场合。下图是直流配电柜输出端子直流电源线的接法，了解并掌握。需要注意的是直流第一路市电引入第二路市电引入电能计量表市电和市电转换手柄通信机房电源及配套勘察/设计要点长春电信工程设计院通信者页配电柜内有电源工作地排和机壳保护地排两种接线排。工作地和保护地具体区分如下所述：保护地：为了保护工作人员的安全而设置的地，使用方式是把各种设备裸露在外的金属外壳接地。工作地：为了使设备正常工作选用的基准工作电压把各种设备的地相连。在通信工程上要使用负电压的原因：工程设计中总遇到－24V、－48V、－60V等术语，那么为什么非用负表示呢？通讯上经常使用负电压供电，把正极接地，主要是为了防止锈蚀，这样可以减少由于继电器线圈或电缆金属电皮绝缘不良产生的电蚀作用，因而使继电器和电缆金属外皮受到损坏。因为在电蚀时，金属离子在化学反应时是正极向负极移动的。大家知道通讯设备都是以铜、铁、碳等作为主要零部件，在自然状态下，铁很快会锈蚀。正极接地也可以使外线电缆的芯线不致因绝缘不良产生的小电流而使芯线受到腐蚀。但在给运营商提供的电源设备订购表中，设备容量不必写成“负”。例如：某直流配电柜容量最终确定电流为2000A，那么此直流配电柜订购清单写成：48V/2000A直流配电柜。负48伏在设计上只是电源线实际接法的体现。熟悉一下电源输出的构件〔空开和熔丝〕：勘察机房电源专业其中的一项就是详细标示出电源内部各个端子占用、空余情况，特别是在机房搬迁、设备改造过程中更是不可避免的，直接接触的就是电源输出的构件空开或者熔丝。工作地排通信机房电源及配套勘察/设计要点长春电信工程设计院通信者页熔丝或空开的体积大小、型号、容量都有差异，故在实际勘察中要明确熔丝或空开的型号、容量等。体积大小可以这样认为：容量大的体积就大，容量小的体积就小；型号：每个厂家的标示型号都是不一样的，在熔丝或空开表面就能看见；容量：在其表面均有标示，空开容量标示通常是：C16A、C32A、C63A等，熔丝容量标示通常直接为32A、63A、200A、400A等。勘察中还有一点需要注意：通信机房内现有的直流电源机柜内输出单元每排可放多少A的空开多少个，可放几排。空开或熔丝物理安装结构、位置一定要表示清楚，不要只记录多少A容量的空开/熔丝有多少个，因为机柜内的位置是有限的，每排能容下的空开或熔丝个数是一定的，一旦在设计中需要调换空开或熔丝的情况，能不能安装就成问题。例如：勘察中只有200A的熔丝，设计中需要400A的熔丝，400A熔丝的容量比200A的大，体积也就大，安装到原位置就不一定能适合，故需要特别注意。（1）照明电路熔体额定电流≥被保护电路上所有照明电器工作电流之和。（2）通信设备熔体额定电流＝（1.5～1.7）×通信设备负荷电流。列柜形式总电源分路电源告警电源路数熔断器（断路器）系列A路数熔断器（断路器）系列A路数熔断器A窄架单路63，80，100，2008，16，326，10，16，20，25，32单路3双路2*8，2*16宽架单路100，200，30016，32，64双路2*8，2*16，2*32熔丝端子空开端子通信机房电源及配套勘察/设计要点长春电信工程设计院通信者页至于在工程中选择多大容量的空开或熔丝，选择单路还是双路，每路多少个端子？这些问题其实很简单：要明确在此机房内将来会安装的设备，了解设备详细的情况〔比如厂家、设备满配功耗/典型值、设备是否主备双路供电、是传输设备、交换设备还是数据设备等〕，摸清这些情况后，通过Imax=P/U算出通信设备最大电流Imax，然后选择空开/熔丝的容量取定为：〔1.5～1.7〕*Imax即可。举例〔以华为传输设备电源双路――单路输入两种情况〕：A、华为2.5G传输设备〔OPTIX2500+〕一般均在局内安装，满配功耗约1000W，48V双路供电，则Imax＝P/U＝1000/50=20A，则前端引接端子空开/熔丝容量取定：1.5*20=30A，选32A空开或熔丝，在直流配电柜/列头柜主路〔第一路电源系统内〕空闲32A空开或熔丝引接一路，在备路〔第二路电源系统内〕空闲32A空开或熔丝引接另一路即可；B、对于单路输入的华为传输设备〔Metro500和Metro1000〕，通常设备均在基站内安装，最大电流计算方法同上所述，空开或熔丝容量取定为：6A/10A，在直流配电柜/高频开关电源直流输出单元二次下电〔承担基站内重要负载的直流供电〕空闲6A/10A空开引接一路即可。常用空开的型号选择：NS100/160/250/400/630系列：用于总交流配电箱电源开关；C65系列：用于普通线路保护电源开关；D65系列：用于电动机保护电源开关。空开的端子结构：5P：用于控制所有相线、中性线及保护地线（U、V、W、N、PE）；4P：用于控制所有相线、中性线（U、V、W、N）；3P：用于控制所有相线（U、V、W）；2P：用于控制某条相线及中性线；1P：用于控制某条相线。空开与导线：空开的容量不能远大于电源线的最大载流量。否则当导线电流过大会造成电源线发热容易引起火灾，在设计中严禁采用大开关细导线方式。直流流配电柜的容量表示方法是：48V/400A或48V/2000A等等〔详见直流配电通信机房电源及配套勘察/设计要点长春电信工程设计院通信者页容量系列〕。通过以上的简单基础知识培训，项目组成员可以到机房进行实际勘察，勘察过程中可能还会遇到具体的情况，比如各电源设备厂家