电源配置计算.docx
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电源配置计算
通信电源设备配置原则及计算方式
一、蓄电池
（1）、配置原则
一般局站设二组相同容量的蓄电池组。
一体化模块局原配一组100AH蓄电池，容量不足时可新设一组200AH电池，也可由两组同容量、同厂家的两组100AH旧电池并联利用。
当电池组中仅有少数2V电池老化时，在使历时刻较短（三年左右）而且其余电池的质量较好时可单块改换，不然则应全数改换。
单组电池容量在200AH及以下时，采用12V单体电池，大于200AH时，采用2V单体电池。
（2）、容量计算
蓄电池组（一组或两组）总容量，按《通信电源设备安装设计规范》（YD5040-2005）计算：
其中：
Q—蓄电池总容量（AH）；
K—安全系数，取，表示电池寿命终了时容量为标称容量的1/，即80%；
I—负荷电流（A），包括直流负荷忙时电流I1和交流停电时逆变器输入电流I2。
事故照明电流很小，可不计。
“忙时”主要针对互换机而言，程控互换机忙时与平时电流相差很小，所以可读取直流配电屏中输出电流作为直流负荷电流（但应考虑平时供电电压较高，停电一段时刻后电压降低，电流会变大）；停电时逆变器输入电流可采用临时停电读取直流配电屏中输出电流增量（也应考虑上述因素）或按以下方式计算：
I2=
，其中P为逆变器输出交流功率（W），表示电池放电至最低电压，为逆变器效率。
在考核现有蓄电池是不是增容时即可按上述原则取值，在已肯定改换电池时，新电池组容量应按以上取值增加进展余量（可取30%）。
T—蓄电池的总备用放电时刻（h），与通信站的外供交流电源类别和备用发电机台数有关。
放电时刻取值原则为：
中心局或通信枢纽，设有一台发电机，两路市电时取3小时，一路市电时取5小时（依据总部网运[2006]8号文件）；城市内其他局点，一路市电，取6小时；乡镇局点取10小时。
η—与放电时刻有关的容量系数，见下表；
α—蓄电池温度系数。
在放电时刻为1～10小不时，α=。
t—电池室最低温度，有采暖设备时取15，无采暖设备时取5。
考虑到许多局点电池与其他设备装在同一机房，另外，交流停电大部份发生在热天，所以一般取t=15。
按以上计算方式和取值原则，可得下表：
T（h）
2
3
4
6
8
10
η
1
Q（Ah）
I
I
I
I
I
I
二、整流及配电设备
（1）、配置原则
较大通信局站一般分设交流配电屏、直流配电屏和开关整流器，乃至设两套设备，分散供电；较小局站则设一套组合电源架。
（2）、整流模块容量计算
按上述规范，整流模块数应按n+1冗余方式肯定，当主用模块数n≤10时备1块，n>10时备2块。
主用模块数量由所须总输出电流肯定，该电流等于前述负荷电流（不包括停电时逆变器输入电流）与蓄电池充电电流之和。
充电电流按10小时率计算，即Q/10。
3、发电机
（1）、配置原则
一、二类通信枢纽应配置知足通信负载（含通信机房空挪用电）容量要求的发电机。
同一市区至少应有一台能知足最大负荷的局站利用的发电机。
已开局的边远县应配能知足最大负荷局站的发电机。
10kVA及以下发电机应采用汽油发电机，以便搬运，更大功率则采用拖车式或固定安装式柴油发电机。
5kW及以下采用单相发电机，更大功率采用三相发电机。
发电机应具有消噪音装置，以保证在利用中符合国家关于噪音的环保要求。
（2）、容量计算
通常，发电机的视在功率和有功功率应别离大于负荷总视在功率和总有功功率。
但由于开关电源的功率因数大于发电机的功率因数，所以只需要求发电机的有功功率大于负荷总有功功率。
在发电机仅作为备用电源时，其输出功率一般为额定功率的倍。
而由于油机在不同环境条件下输出功率不同，所以额定功率要加以修正,对于省内利用环境条件，修正系数一般为1/。
所以只需计算发电机的额定有功功率。
按规范，发电机功率P应知足通信设备负荷功率P1、蓄电池充电功率P2、机房保证空调Pk、保证照明功率Pz和UPS功率Ps。
因此，可按下式计算发电机的额定有功功率：
+Pk+Pz+Ps）（kw）
其中：
I为负荷电流和充电电流之和，54为电池均充电压，为开关整流器效率，Pk为空调功率，Pz为保证照明功率（可按6～8W/m2估算，每局站1～2kW），Ps为UPS功率。
其中Ps按规范要求取其容量的～2倍，其原因是因为UPS是非线性负载，会向发电机反射大量高次谐波，而高次谐波是无功的，致使其输入功率因数降低，因此需要增大发电机的配置容量；谐波还使发电机的发烧量增加，也应适当增加发电机容量。
对于流动发电机，按照调查的各分公司油机口接法，都未包括空调和照明用电，这能够减小油机功率从而大大减小发电机的重量。
一般地：
市区较大端局取25kW，县级端局取12kW，2000线模块局取，1000线模块局取5kW，综合通信站所设固定发电机则应单独计算。
（3）、移动油机电缆由工程配备，长度按以下原则选取：
指定局站利用的大功率油机按实需长度，流动利用的大功率油机100米，小功率油机（12kW及以下）50米；截面按下文配线部份选取。
4、逆变器或UPS
二者都属交流不中断电源，只是前者利用通信站既有基础电池（48V），后者另配电池。
在用于通信站时，一般小功率（规范为小于10kVA）时用逆变器，大功率时用UPS。
交流不中断电源的配置容量，一般应按近期负荷，远期负荷增大时能够并机扩容或另设一套。
有文章给出了UPS的负载率和效率的关系，在负载率达到25%时，效率可达到90%，而负载率为15%时，效率仅为55%。
低效率引发很多问题，一是浪费电能，例如对15kVA负载供电，UPS选用100kVA比选用30kVA每一年多支出电费7万多元；二是增加建设投资，UPS价钱大体与容量成正比；三是降低利用寿命，因为效率低意味着本身损耗大，即发烧多，加速了元器件的老化。
所以初装容量不要大于近期负荷的4倍。
UPS所配电池的容量关系到工程费用和占地面积。
新规范按照功率换算原理给出了以下计算公式：
式中：
I为蓄电池放电电流（A）
S为UPS额定容量（kVA），由近期负荷肯定；
μ为逆变器效率，容量越大，效率越高，10～100kVA国家标准为≥85%；
U为所配电池放电终了时的电压（V），定为2V单体电池放电终了电压为。
UPS容量越大，所配电池电压越高，一般3kVA及以下配48V（即U=），5～20kVA配192V（即U=），更大容量配384V（即U=）。
由上式求出I后再按照所要求的备用放电时刻求出电池容量。
备用放电时刻由负荷的重要性、市电类别和备用发电机设置情形肯定，不宜太长。
五、配线
（1）、一般规定
按97年《通信电源设备安装设计规范》规定，“机房内的交流导线应采用阻燃型电缆”。
而05年规范则要求“机房内的导线应采用非延燃电缆”，即全数导线。
一般应采用铜质配线，但和铝质架空电力线相接的引入线必需采用铝芯电力电缆，以防在杆上连接处不同金属产生电化侵蚀。
在同一路径内，交流与直流电源线应距离100mm以上。
为便于备料，用量很少且线径相近的线缆类型能够向大线径归并。
（2）、交流电源线导线截面按安全载流量选取。
用于室内的聚氯乙烯绝缘电力电缆在空气中敷设时的安全载流量如下表（假定为四芯电缆，导线温度65℃，环境温度30℃）：
用于移动油机的铜芯橡皮绝缘电缆按下表选取（假定导线温度65℃，环境温度35℃）：
发电机功率（kW）
50
25
16
12
5（单相）
2（单相）
线电流（A）
76
38
24
18
13
电缆芯线截面（mm2）
25
10
4
安全载流量（A）
四芯
99
54
29
22
二芯
25
（3）、直流电源线按蓄电池放电回路全程压降肯定。
按规范，全程压降标准为，即电池放电最低电压为*24=，用电设备受电端子上电低电压为40V。
全程压降包括配线压降和配电设备压降，后者按规定不大于，并应按实际电流和配电设备最大容量之比进行换算，对于小局站，配线较短，可直接取，对于大通信站，可能还装有列头柜（其最大压降为），但都不致滿容，所以配电设备压降也可直接取。
配线压降可用
计算，对于铜线，γ取57。
从实际电流散布和最小用铜角度，蓄电池出线应取最大截面，配电屏至列头柜次之。
（4）、地线
按有关规定：
接地体引入线，不小于50mm2；
总地排至直流配电屏正极，95mm2；
总配线架防雷接地：
大型局站50mm2，接入网站35mm2；
电源避雷器接地：
不小于16mm2铜线。
交流保护接地，按相线截面肯定：
相线小于16mm2时，保护地线同相线截面（但从机械强度要求，无机械性保护时，不该小于4mm2，有机械性保护时，不该小于2.5mm2）；相线16～35mm2时，保护地线用16mm2；相线大于35mm2时，保护地线取相线截面的一半；
机架直流保护地线，按下表选取：
最大故障电流
（或保险丝容量）（A）
25
35
50
60
80～125
160
225
260
350
350
以上
保护地线
铜线截面（mm2）
4
6
10
16
25
35
50
70
95
六、电源系统防雷与接地
（1）、现行《通信电源设备安装设计规范》规定，新建局（站）应采用联合接地，并未要求将原有局（站）的分设接地也改成联合接地。
2001年《通信局（站）雷电过电压保护工程设计规范》规定，通信局（站）雷电过电压保护工程应成立在联合接地、均压等电位分区保护的基础上。
对于带电体，等电位连接的方式是安装电涌保护器（SPD），将过电压限制在安全范围。
最近几年来生产的交流配电屏和开关电源中工厂已装设了SPD，这是依据《通信工程电源系统防雷技术规定》设置的C、D级，但在一些通信站，在最重要的电源引入处却没有装设B级SPD。
另外，在分设接地的情形下，电力线雷电流入地会引发不同接地系统的电位差，这也是不安全因素。
（2）、在分设接地时，交流电源设备机壳应接保护地线，于是装在其内的SPD也应接保护地线，从而限制电力线对机壳的过电压。
（3）、每一个设备的交流保护地线应单独从地线排引接，而不能采用串接方式。
（4）、直流配电屏-48V正极必需从总工作地线排接地。
7、油机接口
在利用流动油机发电机的局站，事前装好油机接口能够缩短接线时刻，避免出现供电过失。
油机接口应装在市电引入配电箱周围，在通信负荷开关之前改线串入。
同一市公司油机口插头座应利用同一型号。
为避免油机倒送电危及电力部门杆上工作人员安全，油机转换闸刀应采用四极（单相时为二极）双投开关，使转换时能够断开零线。
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