基站动力配套系统相关基础知识ppt课件.pptx
基站动力配套系统基础知识,主讲人：贵州分公司王涛2017年5月,目录,传输设备,基站动力配套示意图,交流配电,市电（220V/380V),油机,开关电源,基站设备,动力环境监控设备,蓄电池组,基站照明、空调、通风设备,变压器,其他设备,220V/380V,220V/380V,-48V,-48V,-48V,-48V,-48V,变电站,运营商设备,铁塔公司维护设备,高压供电（10KV),注：高压供电线路及变压器在有些省也属于铁塔公司维护范围（资产属于铁塔公司）,浪涌保护器,目录,通信电源系统组成及工作原理交流配电单元直流配电单元监控模块整流模块通信开关电源配置原则通信开关电源主要参数含义通信开关电源常见告警及原因,一、通信电源基础知识（1）,通信电源系统由交流供电系统、直流供电系统、接地系统、和监控系统构成交流供电系统：由高压市电进线、电力变压器、低压市电进线、低压交流配电、油机发电机组、市电油机转换屏组成。直流供电系统：向通信局（站）提供直流基础电源的供电系统。-48V是基础电源。接地系统：按作用接地分为：（1）工作地 （2）保护地 （3）防雷地监控系统：监控内容可分为电压、电流、频率、设备运行状态、温湿度等。,通信电源系统组成及工作原理,通信电源是向通信设备及建筑负荷提供用电的设备和系统的总称。通信电源地位：通常被称为通信设备的“心脏”。通信设备对电源系统的一般要求： （1）可靠 （2）稳定 （3）小型 （4）高效率,二、通信电系统的组成,一、通信电系统的定义,交流供电系统,直流供电系统,一、通信电源基础知识（2）,三、通信电系统工作原理,交流电源正常，整流器和电池并联浮充供电,交流电源中断，蓄电池单独供电,交流电源恢复，整流器供电，并对电池充电,一、通信电源基础知识（3）,开关电源的组成由交流配电单元(交流配电屏或交流配电单元)、整流模块、直流配电单元(直流配电屏或直流配电单元)和监控模块组成。,监控模块与开关电源系统中的交流检测单元、直流检测单元和转接单元等组成本机监控系统，对开关电源系统及蓄电池组进行检测、控制和故障告警。,整流模块整流模块的主要功能是将220V交流电整流基站设备所需要的+24V或-48V直流电。,交流配电单元输入220/380V交流电，对交流电源进行分配、通断控制、检测、告警和保护，并装设浪涌保护器（SPD）进行防雷保护。,直流配电单元是将整理模块输出的直流进行分配，为通信设备供电，具有一二次下电控制功能，合理分配通信设备供电时间和保护蓄电池,一、通信电源基础知识（4）,交流配电单元,直流配电单元,引入三相交流电，同时将输入的三相交流电分配给多个整流模块供电方式：三相或单项市电切换：手动切换、机械互锁交流范围：120-290VAC主要器件： 空气开关、交流接触器、交流配电板件防雷方案： C级防雷,将蓄电池组接入系统与整流模块输出并联，再将直流母排上的不间断直流电分成多路通过直流熔断器分配给机房的主设备、传输设备、监控设备等直流通信负载。重要器件：分流器、空气开关、熔断器、直流接触器（一、二次下电保护）,一、通信电源基础知识（5）,监控模块,整流模块,整流模块完成将交流转换成符合通信设备要求的直流电。整流模块型号说明：以艾默生开关电源模块为例，48代表输出额定电压；2900代表最大功率；U代表常温型。整流模块指示灯告警： 正常（绿色常亮） 故障（黄色、红色常亮或闪亮）,实时监测和控制电源系统各部分工作，即监测和控制交流配电、整流模块、直流配电的工作状态；功能：监测、告警、通讯（如接入动环监控）、电池自动管理。在监控模块中必须进行与硬件和系统配套的参数设置，以实现模块的监控功能，确保开关电源正常运行。重要参数设定：浮充电压、浮充转均充、均充电压、浮充低压、浮充高压、电池高温、温度补偿、电池限流等。,一、通信电源基础知识（6）,通信开关电源配置原则,按需配置，动态调整，电源系统配置满足运营商供电需求,开关电源机架容量按远期负载需求配置，整流模块容量按本期负荷配置电源系统配置应结合通信设备实际功率作为配置依据有机房基站可用满配-48V/300A和满配-48V/600A两种规格组合式高频开关电源室外一体化机柜常用满配-48V/200A或以上嵌入式开关电源,1、开关电源系统总容量应满足通信负载功率和电池组充电功率，机架总配置考虑后期扩容条件，实际模块配置满足近期容量需求（不再采用传统n+1配置方式，均按本期负载条件下n（n2）配置，但在实际计算时要考虑95%的模块效率，保留一定余量）。2、开关电源整流模块统一采用业界产品最成熟的50A整流模块。3、采用小型固定交流发电机组作为保障电源的基站，开关电源具备模块顺序启动及限制输出功率功能。4、整流器容量IZ配置计算公式：IZ=I+nC,I：近期或终期负载电流,n：电池组数,：充电系数，取值范围为0.10.2,C：蓄电池容量,通信开关电源配置说明,一、通信电源基础知识（7）,通信开关电源主要参数含义,一、通信电源基础知识（8）,通信开关电源常见故障及原因,目录,通信基站蓄电池主要类别及适用场景铅酸电池基本结构与电化学原理通信基站电池配置原则及主要建设配置方式通信基站蓄电池主要参数含义蓄电池常见隐患及形成原因,二、蓄电池基础知识（1）,通信基站蓄电池主要类别及适用场景,在市电正常时，虽然蓄电池不担负向通信设备供电的主要任务，但它与供电主设备整流器并联运行，起到平滑滤波作用；市电异常或在整流器不工作的情况下，则由蓄电池单独供电，担负全部负载供电的任务，起到荷电备用作用。在直流供电系统中，蓄电池可提供1-20h或更长时间的不停电供电，以维持正常的通信。,一、蓄电池作用,铅酸蓄电池：通信基站常用阀控式密封铅酸蓄电池铁锂蓄电池：通信基站常用-48V磷酸铁锂蓄电池,二、蓄电池主要类别:,四、通信基站蓄电池适用场景,五、阀控式密封铅酸蓄电池常用安装方式,直埋式,卧式,立式（架式）,铁锂电池：比较耐用，体积较小，重量较轻，受发电环境影响小，使用寿命长；但价格较高，单块容量较小（一般50AH）。铅酸蓄电池：价格相对便宜、维护方便；体积大、质量重，对使用环境要求较高。,三、铁锂蓄电池与铅酸蓄电池对比,二、蓄电池基础知识（2）,阀控式密封铅酸蓄电池基本结构与电化学原理,工作原理：蓄电池的正极二氧化铅，负极是海绵状纯铅，虽然他们是两种不同的活性物质，但是和稀硫酸起化学反应的结果都是一样，生成硫酸铅和水；在未接通负载时，由于化学作用使正极上正极板缺少电子，负极板多余电子，两极间就产生一定电位差。充放电过程化学方程式（可逆）：氧化铅+硫酸+铅=硫酸铅+水。,蓄电池结构、标识含义和主要特性,GFM-300（2V300AH)G：表示固定型F：表示阀控式M：密封免维护300：单体电池的额定容量（C10)2V：单体电池的额定电压,一组-48V电池由24只单体2V电池串联组成，单只电池的容量为整组电池的容量，单位安时（AH），2V蓄电池一般使用年限为6年，12V蓄电池为3年，影响蓄电池使用寿命因素：1、温度：最佳温度为25 ，使用温度范围15 -302、循环次数：每种电池都有理论放电次数，达到或超过对蓄电池寿命影响严重。,二、蓄电池基础知识（3）,通信基站蓄电池主要参数含义,额定电压：电池正常工作的电压。 开路电压：指电池组未接入通信电源系统的电压，典型 单体2.15V/格浮充电压： 2.23V/单只；单组53.5V-54V。均衡电压：2.35V/单只；单组56.4V。电池测试终止电压：电池测试可放电至最低电压。开关电源温度补偿系数：以25 为基准，每升1 将浮充电压和均充电压降低3mV，每降低1 将浮充电压和均充电压升高3mV额定容量：是指在25时，10小时放电以0.1C10放电使单体电池电压降到1.80V所放出的容量。标称容量：单体电池的额定容量，如500AH电池的标称容量为500A。环境温度：电池工作的温度，最佳温度为25 ，使用温度范围15 -30,均充周期：一般为30-90天，均充时间：一般为15-24小时10小时放电率（C10）：如果25 时电池以10A电流放电，放电10小时后，电压正好下降到终止电压1.8V，则该电池容量为100AH，记为C10（单体电池额定容量）,单体电池浮充电压,整组电池浮充总电压,浮充充电定义：蓄电池放电后，整流模块恢复工作以恒定浮充电压对电池进行充电，一是防止蓄电池自放电；二是使蓄电池以满容量的状态处于备用。均衡充电定义：均充就是恒压限流充电，目的一是当蓄电池放电后，快速补充电能；二是当个别蓄电池电压有偏差，消除偏差，趋于平衡。,蓄电池常见隐患及形成原因,二、蓄电池基础知识（4）,严重外观缺陷：包括壳体开裂，严重变形和严重漏液。上述三类外观缺陷严重影响基站的正常运行并可能带来极大的安全风险。,容量严重衰竭：容量整治重点解决备电时长不足0.5h站点蓄电池。当备电时长为0.5h时，负载电流假定为蓄电池10小时率电流，则可以计算出蓄电池实际容量仅为新电池容量的5%-10%。,应配未配：a.蓄电池因偷盗而缺失；b.现场未安装蓄电池；c.未安装蓄电池的宏基站。,蓄电池常见隐患及形成原因,严重外观缺陷：包括壳体开裂，严重变形和严重漏液。上述三类外观缺陷严重影响基站的正常运行并可能带来极大的安全风险。,容量严重衰竭：容量整治重点解决备电时长不足0.5h站点蓄电池。当备电时长为0.5h时，负载电流假定为蓄电池10小时率电流，则可以计算出蓄电池实际容量仅为新电池容量的5%-10%。,应配未配：a.蓄电池因偷盗而缺失；b.现场未安装蓄电池；c.未安装蓄电池的宏基站。,目录,外市电定义分类通信基站外市电引入类别通信基站外市电引入主要规范要求通信基站交流配电系统主要器件及接线要求外市电常见隐患及形成原因,三、外市电基础知识（1）,市电定义,市电即我们所说的工频交流电（AC），交流电的常用三个量来表征：电压、电流、频率。世界各国的常用交流电工频频率有50Hz（赫兹）与60Hz（赫兹）两种，民用交流电压分布由100V至380V不等。通信基站一般引入三相380V，50HZ的市电作为电源，但是设备的电源整流模块用的是单相220V的电压。,市电分类,市电供电时的交流供电电压、电流、频率、功率因数以及允许变化范围,一类市电：平均月市电故障次数应1次，平均每次故障持续时间0.5h。二类市电：平均月市电故障3.5次，平均每次市电故障持续时间应6h。三类市电（通信基站对外市电等级要求）：平均月市电故障4.5次，平均每次市电故障持续时间应8h。四类市电：经常昼夜停电，供电无保证，达不到第三类市电供电要求，有季节性长时间停电或无市电可用。,通信基站外市电原则上要达到三类或以上等级,市电供电分类和指标,三、外市电基础知识（2）,通信基站外市电引入类别,直供电：直接向供电部门报装的引入方式，分为高压（10kV线路架设专用变压器）和低压（220V/380V）两种形式。转供电：基站在建设时因种种原因不能向供电部门直接报装，通过使用业主（物业、私人、单位）供电向基站转供市电输入的方式。转供电分为低压（220V/380V）两种形式。,直供电,转供电,10KV高压站址：高压搭火点至变压器（高压线路）；变压器输出至机房交流配电箱；,380V/220V低压站址：电表报装点至机房交流配电箱,转供电：业主用电接入点至交流配电箱,三、外市电基础知识（3）,通信基站外市电引入主要规范要求,通信基站交流配电配电系统主要器件,三、外市电基础知识（4）,通信基站主要采用交流配电箱作为基站交流配电系统。交流配电箱：一种电源分配和保护装置，一般总进线为交流380V电源，配电箱内有一个或多个总空气开关，总空气开关下有多个分空气开关，可以分别基站内的电源设备，空调设备，照明设备等提供电源供电。,防雷空开,输出,防雷单元SPD,交流配电箱主要器件,交流配电箱输入空开容量及SPD配置,容量选择不小于外市电引入容量。,市城区SPD配置建议100KA；农村或山区SPD配置建议120KA,防雷单元SPD,油机接口,市电,禁止在配电箱分一个空气开关接多个用电设备，防止因其中一台短路，导致空开跳闸其它设备供电中断。,三、外市电基础知识（5）,电力电缆颜色标识,通信基站交流配电配电系统接线要求,交流配电接线要求,1、交流用电设备采用三相四线制引入时，零线和保护地线不准安装熔断器，在零线上除电力变压器近端接地外，用电设备和机房近端应重复接地。2、加强对交流配电箱内接线、端子的检查：开关的动作是否正常、端子接触是否良好、熔断器的温升应低于80、螺丝有无松动、电源线与线耳（铜鼻子）连接必须采用压接或焊接方式。,总空开63A容量不足,接线柱烧蚀,总空开有燃烧痕迹,三、外市电基础知识（6）,外市电常见隐患及形成原因,目录,雷电的产生及危害雷电对通信基站的常见侵害来源通信基站防雷接地系统组成通信基站防雷接地要求机房等电位接地规范防雷接地常见隐患,四、防雷接地基础知识（1）,雷电的产生及危害,二、雷电对通信基站的危害,我国的雷种主要有直击雷、球雷、感应雷和雷电侵入波四种，危害通信电源的雷击，大部分是雷电侵入波或感应雷。直击雷:雷电与地面、树木、铁塔或其它建筑物等直接放电形成的球雷:一种紫色或灰紫色的滚动雷，它能沿地面滚动或在空中飘动，能从门窗、烟囱等孔洞缝隙窜入室内，遇到人体或物体容易发生爆炸。感应雷：指感应过压，雷击于电线或电气设备附近时，由于静电和电磁感应将在电线或电气设备上形成过电压。没听到雷声，并不意味着没有雷击。雷电侵入波:雷电发生时，雷电流经架空电线或空中金属管道等金属体产生冲击电压，冲击电压又随金属体的走向而迅速扩散，以致造成危害。,一、雷电的产生,雷电是自然界中的一种放电现象。雷电是发生在大气层中大气或云块在气流作用下产生异性电荷的积累使某处空气被击穿，电荷中和产生强烈的声、光、电并发的一种物理现象，通常是指带电的云层对大地之间、云层与云层之间、云层内部的放电现象。这个放电的过程会产生强烈的闪电和巨大的声响，即人们常说的“电闪雷鸣”。,四、防雷接地基础知识（2）,雷电对通信基站的常见侵害来源,从电源线侵入；从信号线、天馈线侵入 ；雷击放电时的放电泄流线周围的电磁场感应；通过空中传播的雷电电磁脉冲(LEMP) ；附近落雷的地电位反击 ；,四、防雷接地基础知识（3）,移动通信基站的共用地网应由机房地网、铁塔地网和变压器地网组成。当电力变压器设置在机房内时，可共用机房地网；当铁塔建于机房屋顶时，铁塔地网与机房地网合为一个地网。,通信基站防雷接地系统组成,防雷接地系统：为了防止建筑物或通信设施受到直击雷、雷电感应和沿管线传入的高电位等引起的破坏性后果，而采取把雷电流安全泄掉的接地系统 。接地系统分类：按用途可分为工作接地系统、保护接地系统、防雷接地系统。,在通信系统设计中，需要使各种设备的外壳和管路形成一个等电位面，故而基站机房的工作接地、保护接地和防雷接地合并设在一个接地系统上，形成一个合设的接地系统。,通信基站联合接地,机房等电位接地规范,环形等电位连接 机房内沿走线架或墙壁设置环形接地汇集线，环形接地汇集线应多点就近与地网连通，机房内设备由环形接地汇集线就近接地。 环形接地汇集线应采用截面积不小于90mm2的铜材或160mm2的热镀锌扁钢。,星形等电位连接 基站的总接地汇流排应设在交流配电箱和第一级SPD附近。 可在设备密集区设置二级汇流排，但第一级电源SPD、交流配电箱及光纤加强芯和金属护套层的接地线必须接至总接地汇流排两个接地汇流排采用截面积不小于70mm2的多股铜缆相连,四、防雷接地基础知识（4）,四、防雷接地基础知识（5）,通信基站防雷接地要求,基站接地电阻通信基站所在区域土壤电阻率低于700m时，基站地网的工频接地电阻宜控制在10以内； 当基站的土壤电阻率大于700m时，可不对基站的工频接地电阻予以限制，此时地网的等效半径应20m，并在地网四角敷设2030m的辐射型接地体。,一般移动通信基站做三级保护：交流供电系统的第一级（B级）保护，在低压配电屏入口处安装；交流供电系统的第二级（C级）保护在开关电源入口处安装；第三级（D级）保护为直流保护，安装在设备入口处或者设备自带。,电源SPD连接线和接地线要求,电源用SPD的连接线及接地线截面积应符合上表的要求，材料为多股铜线。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。使用箱式SPD时，引接线和接地线长均应小于1.5m。SPD的引接线和接地线，必须通过接线端子或铜鼻连接牢固，防止雷电流通过时产生的线芯收缩造成连接松动。铜鼻和缆芯连接时，应使用液压钳紧固或浸锡处理。,防雷接地常见隐患,四、防雷接地基础知识（6）,目录,空调的主要组成及分类空调的工作原理新风系统的组成及工作原理空调常见故障,五、空调新风基础知识（1）,空调的主要组成部分,室内、外机用铜管进行连接。铜管内流动的是制冷剂。,蒸发器构成室内机单元,压缩机、冷凝器、节流装置构成室外机单元,四大部件中（以松下空调为实例）,制冷剂在系统内的流向及状态变化：,空调的工作原理,空调器的制冷、制暖是通过制冷剂在系统内的状态变化实现的。,空调的热转换原理：,五、空调新风基础知识（2）,五、空调新风基础知识（3）,空调的作用：对密闭空间、房间或区域内的空气进行温度、湿度、风速、洁净度等方面进行调节，也称为“空气调节”。能实现这样功能的设备称为“空气调制器”，简称空调。功能主要有制冷、制热、加湿、除湿。基站使用的空调类型：根据结构划分：分体式、一体式；将空调器制冷系统分为室内部分和室外部分，包括分体壁挂式和分体柜式空调器。根据功能划分：单冷式、冷暖式；,空调的作用及分类,壁挂式空调,柜式精密空调,柜式普通空调,空调室外机,新风系统的组成及工作原理,主要由进风装置、排风装置、控制器、环境监测传感器、防雨罩和其它安装附件组成,二、工作原理,进风机和排风机组成通风系统，引入室外冷空气，在机房内形成“空气湖(air lake)” ，并且在热源周围形成浮力尾流(buoyant plume)，慢慢带走热量，从而使得空调的运行时间大幅度减少，甚至无须开启空调，大大降低了电能的消耗。同时向上的尾流不仅可以带走热负荷，也将污浊的空气从工作区带到室内上方，由设在较高位置的排风设备从排风口排出，改善了机房的空气质量,工作原理图,控制原理图,五、空调新风基础知识（4）,一、系统组成,五、空调新风基础知识（5）,空调常见故障,空调整机不启动,制暖不良（南方地区一般不需取用此模式）,制冷不良,谢 谢！,
